专利名称：用于电弧炉的电气设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于熔化金属的电弧炉的电气设备，包括无功功率补偿器和用于操控该无功功率补偿器的控制单元，其中至少一个控制参数在预先给定的控制参数范围内可改变。
背景技术：
电弧炉用于制造液态金属、通常是钢。由供电网络借助于电气设备提供所需的高的电能。在此取决于系统地可能导致不期望的对供电网络的反作用。电气设备因此包括至少一个无功功率补偿器(SVC=static VAR compensator,静态无功补偿器),其一般由TCR(thyristor controlled ractance,双阀控电抗器)和至少一个静态的滤波回路构成。对TCR的操控借助于控制单元进行。无功功率补偿器用于补偿供电的交流电网络的无功功率分量。在此重要的是，准确地检测由电气设备引起的网络故障并且相应地匹配无功功率补偿器。为此目的，至少一个控制参数一般能在预先给定的控制参数范围内改变。按照现有技术，无功功率补偿器的匹配在设备开始运转期间进行。事后的改变仅能由受过训练的服务技工通过对控制单元的受限制的访问来进行。否则，电气设备的可在开动期间调整的部分在后台中运行，而不存在操作者侧的另外的干预可能性。
发明内容
本发明所基于的任务是，针对开头所述类型的电气设备说明相对于现有技术的改进。根据本发明，该任务通过权利要求1的主题和通过根据权利要求12的方法来解决。扩展方案在从属权利要求中找出。因此设置用于熔化金属的电弧炉的电气设备，该电气设备包括无功功率补偿器和用于操控该无功功率补偿器的控制单元，其中至少一个控制参数能在预先给定的控制参数范围内改变，并且其中此外对于控制参数预先给定有限的控制参数子范围，并且电气设备包括操纵单元，借助于该操纵单元能在控制参数子范围内调整控制参数。通过这种方式可以由设备操作者在连续运行期间引起设备特性的改变。于是，对设备的要求发生改变尤其是有合理的。例如短期地需要较高的功率或者各个设备部件的损耗应当被降低。有利地，控制单元也被设立用于调节电弧炉的电极。在此有益的是，至少一个调节参数能在预先给定的调节参数范围内改变，并且借助于操纵单元能在有限的调节参数子范围内调整。操作者由此能够影响电极的调节。此外有利的是，控制单元被设立用于操控电弧炉的炉开关。在此还有益的是，至少一个开关参数被设置能在预先给定的开关参数范围内改变并且借助于操纵单元能在有限的开关参数子范围内调整。关于调整可能性有益的是，各个参数至少部分地彼此有关。通过这种方式可以彼此调谐电气设备的各个部分。对使设备部分加负载的参数的影响于是例如涉及另一参数的改变，该另一参数引起有关设备部分减轻负载。为了简单的可操纵性规定，操纵单元包括滑阀式调节器，借助于该滑阀式调节器能调整彼此有关的参数。在此有益的是，所述电气设备包括显示单元，借助于该显示单元能读出各个参数的所调整的值。在本发明的一个有利的实现中，在其中能借助于操纵单元调整相应参数的相应子范围在相应的总的参数范围的最高10%上延伸。因此确保了，操作者仅可在窄的范围内影响设备。设备在有意义的运行范围以外的运行得以避免。不可能有可能导致运行故障的改变。一般有利的是，所述电气设备包括记录单元，借助于该记录单元能检测各个设备部件的机械和/或电气负荷。创建设备状态的报告并且在需要时分析该报告，以便推导出各个设备部件的损耗。在一个扩展方案中，所述电气设备包括维护显示器，借助于该维护显示器能显示受到机械和/或电气负荷的设备部件与借助操纵元件所进行的参数调整有关的维护间隔。利用这样的维护智能，操作者可以估计下次维护之前或更换损耗部分之前的持续时间。相应的方法规定，借助于记录单元检测至少一个受到机械和/或电气负荷的设备部件的负载，通过调整各个参数影响所述设备部件的负载，并且在每次重新调整所述参数以后重新计算所述设备部件的当前维护间隔结束之前的仍然剩余的时间。
具体实施例方式在下面以示例性方式阐述本发明。电气设备的操纵单元对于操作者是可接近的，并且使得该操作者能够调整操作参数。操作参数例如是用于改变对无功功率补偿器的操控的控制参数、用于改变电极调节的调节参数以及用于改变对炉开关的操控的开关参数。在最简单的情况下，滑阀式调节器被设置为操纵单元的操作元件。操作者因此具有改变操作参数的可能性。例如，操作特性被从“迟缓的”向“快速的”匹配。操作元件也可以利用相同的功能性构造为旋钮、按钮、开关等。另一可能性规定，操作者在最大的电压恒定值与网络故障(电压波动)的最小值之间选择。参数的可调整性——该参数例如预先给定设置在设备中的变频器的开关频率——允许在节约运行与利用最大能量的运行之间选择。在节约运行中，对各个设备部件的电气和/或机械负荷降低。熔化过程的加速尤其是通过重新调整电极调节来达到。如变压器、无功功率补偿器、炉开关等的设备部件的负荷通过借助于控制单元的设备操控来确定。可调整的操作参数的改变在此随之带来负载的改变。各个参数在此以有意义的方式彼此相关，尤其是当它们的改变对相同的设备部件起作用时。借助于操作者可接近的操作元件，各个参数值在运行期间可比在开动时以更窄的范围改变。在开动时，为了调整设备最佳效果需要较大的余量。开动人员可以从分别足够大的参数范围中选出各个操作参数。一旦为要置于运行的设备找到最佳效果，则参数调整仅仅在窄的子范围中进行。有利的是，操作者可用的相应的调整范围在开动期间仅为总的调整范围的约10%。在开动时找出的调整因此可由操作者仅仅最小地改变，从而继续得出电气设备的最佳运行。在本发明的扩展方案中，电气设备包括记录单元，借助于该记录单元检测各个设备部件的负荷。例如借助于PLC (programmable logical controller,可编程逻辑控制器)检测可数的开关操作。借助于所保存的负载表或者合适的算法确定相应开关元件的机械和/或电气负荷。接下来可在使用已知的相互关系的情况下估计当前的损耗和确定维护时刻。此外有意义的是，检测和报告电气设备的总的当前系统状态。例如使控制单元扩展数据存储器并且与电气设备的已有的或者补充的传感器连接。对炉起作用的振动、环境温度、空气湿度、空气压力、粉尘负载、炉大气的组成等进行记录。这些物理的和化学的影响因素对在电气和/或机械上受到负载的设备构件的寿命有影响。因此，导电的粉尘例如可以导致附加的电负载。可由操作者调整的操作参数同样可以导致各个设备部件的负载的改变。例如，实施为真空开关的炉开关经受机械和电气负载，所述负载可通过重新调整在每个时间单位最大可允许的开关周期来改变。在每次重新调整以后，借助于保存在控制单元中的算法通过将物理和化学影响因素包括进来来计算炉开关的仍然剩余的寿命。具体地例如借助于记录单元检测至少一个受到机械和/或电气负荷的开关元件的操作。该开关元件的操作数量受到对各个参数的调整的影响。在每次重新调整了这些参数以后，重新计算该开关元件的当前维护间隔结束之前的仍然剩余的时间。电气设备于是更有利地包括维护显示器，该维护显示器用于显示受到负荷的设备构件、例如炉开关的下次维护之前的剩余持续时间。通过借助于操纵单元改变各个操作参数，相对于已知的设备实现了附加的使用。一方面，操作者可以影响电气设备的当前运行方式，也就是例如在节约运行与最大功率之间进行选择。另一方面，操作者总是获得关于接连的维护间隔的当前信息，所述维护间隔可通过重新调整各个运行参数改变。由此提高了电气设备的灵活性并且操作者相对于已知的实施方式具有关于其设备的运行和维护的更多操作余量。
权利要求
1.用于熔化金属的电弧炉的电气设备，该电气设备包括无功功率补偿器和用于操控该无功功率补偿器的控制单元，其中至少一个控制参数能在预先给定的控制参数范围内改变，其特征在于，对于控制参数预先给定有限的控制参数子范围，并且所述电气设备包括操纵单元,借助于该操纵单元能在控制参数子范围内调整控制参数。
2.根据权利要求1的电气设备，其特征在于，控制单元被设立用于调节电弧炉的电极。
3.根据权利要求2的电气设备，其特征在于，至少一个调节参数能在预先给定的调节参数范围内改变，并且借助于操纵单元能在有限的调节参数子范围内调整。
4.根据权利要求1至3之一的电气设备，其特征在于，控制单元被设立用于操控电弧炉的炉开关。
5.根据权利要求4的电气设备，其特征在于，至少一个开关参数能在预先给定的开关参数范围内改变并且借助于操纵单元能在有限的开关参数子范围内调整。
6.根据权利要求3至5之一的电气设备，其特征在于，各个参数的调整可能性至少部分地彼此有关。
7.根据权利要求6的电气设备，其特征在于，操纵单元包括滑阀式调节器，借助于该滑阀式调节器能调整彼此有关的参数。
8.根据权利要求6或7的电气设备，其特征在于，所述电气设备包括显示单元，借助于该显示单元能读出各个参数的所调整的值。
9.根据权利要求1至8之一的电气设备，其特征在于，在其中能借助于操纵单元调整相应参数的子范围构成总的参数范围的最高10%。
10.根据权利要求1至9之一的电气设备，其特征在于，所述电气设备包括记录单元，借助于该记录单元能检测各个设备部件的机械和/或电气负荷。
11.根据权利要求10的电气设备，其特征在于，所述电气设备包括维护显示器，借助于该维护显示器能显示受到机械和/或电气负荷的设备部件与借助于操纵元件进行的参数调整有关的维护间隔。
12.用于运行根据权利要求10至11之一的电气设备的方法，其特征在于，借助于记录单元检测至少一个受到机械和/或电气负荷的设备部件的负载，通过调整各个参数影响所述设备部件的负载，并且在每次重新调整所述参数以后重新计算所述设备部件的当前维护间隔结束之前的仍然剩余的时间。
全文摘要
本发明涉及一种用于熔化金属的电弧炉的电气设备，该电气设备包括无功功率补偿器和用于操控该无功功率补偿器的控制单元，其中至少一个控制参数能在预先给定的控制参数范围内改变。在此，对于控制参数预先给定有限的控制参数子范围，并且电气设备包括操纵单元，借助于该操纵单元能在控制参数子范围内调整控制参数。由此提高了电气设备的灵活性并且操作者相对于已知的实施方式具有关于其设备的运行和维护的更多操作余量。
文档编号H05B7/144GK103109433SQ201180045716
公开日2013年5月15日 申请日期2011年7月13日 优先权日2010年9月22日
发明者H-H.韦尔克 申请人:西门子公司