1. При составлении электрической схемы питания ДСП следует воспользоваться материалом, изложенным в [Л.1], с. 79—83. При составлении упрощенной схемы замещения ДСП следует обосновать принимаемые допущения [Л. 1], с. 99—100; 109—111. При этом нужно учитывать индуктивные сопротивления линии электропередачи и системы (активными сопротивлениями этих элементов обычно пренебрегают):
; (1)
. (2)
2. Расчет тока ЭКЗ целесообразно вести в именованных единицах. Вначале параметры всех элементов схемы должны быть приведены к вторичному напряжению U2ф. Для этого следует разделить сопротивление соответствующего элемента (ЛЭП и системы), отнесенное к стороне ВН трансформатора, на квадрат коэффициента трансформации печного трансформатора k:
(3)
где 
.
Ток ЭКЗ возникает при сопротивлении дуги 
. Его величину в этом случае можно определить:
, (4)
где 
и 
- соответственно суммарные активное и индуктивное сопротивления схемы
(5)
. (6)
Если толчки тока при ЭКЗ превышают (2¸2,5) от номинального тока печного трансформатора, то со стороны высшего напряжения включают дополнительную индуктивность (реактор с сердечником и масляным охлаждением). Величина индуктивного сопротивления реактора, приведенная к вторичному напряжению печного трансформатора, определяется как
, (7)
где 
- максимально допускаемая величина тока ЭКЗ.
Ограничение толчков тока при ЭКЗ и стабилизация горения дуги нужны только в период расплавления; во время восстановления дуга вполне устойчива без дополнительной индуктивности, а ЭКЗ мало вероятно. Поэтому параллельно реактору следует предусмотреть вспомогательный коммутационный аппарат, позволяющий шунтировать реактор на период восстановления.
|
|
Для выбора реактора следует пересчитать полученное сопротивление 
на ступень напряжения 
с учетом формулы (3), а затем определить его 
:
,
где 
- сопротивление реактора, отнесенное к стороне ВН трансформатора, 0м;
- номинальный ток, А;
- номинальное линейное напряжение, кВ.
По каталогу выбирают реактор, имеющий ближайшее большее , а потом определяют фактический ток ЭКЗ при установленном реакторе.
Если возникла необходимость в установке реактора, то достаточно определить , а фактический ток ЭКЗ считать равным принятому максимально допустимому току ЭКЗ 
. Суммарное индуктивное сопротивление схемы в этом случае надо увеличить на величину .
3. Определение величины колебаний напряжения при ЭКЗ в различных точках схемы следует производить, пользуясь [Л. 2], с. 111—120.
Если пренебречь активными сопротивлениями в системе электроснабжения дуговых печей, то величина колебаний напряжения в i -й точке
, (8)
где 
- мощность короткого замыкания в i -й точке, для которой определяется 
.
В точке подключения линии электропередачи к системе мощность КЗ задана. Для этой точки 
.
Для определения величины колебаний напряжения на шинах РУ, необходимо вначале определить мощность КЗ на шинах РУ:
, (9)
а далее по формуле (8), подставляя 
.
В случае, если колебания напряжения превышают значения, регламентированные "Правилами устройства электроустановок", то следует перечислить мероприятия, приводящие к снижению колебаний напряжения. Подробно этот вопрос рассмотрен в [Л. 2], с. 45—47 и с. 141—178.
5. Изменяя 
от нуля до 
(берется 8¸10 точек примерно через равные интервалы), можно для каждого получить следующие значения:
|
|
электрические потери установки:
;
мощность, выделяющаяся в дуге
;
активная мощность установки
;
электрический КПД установки
;
коэффициент мощности:
.
Расчет электрических характеристик привести для одного из значений (например, 
), а остальные значения свести в таблицу и по ним построить электрические характеристики.
6. Построение рабочих характеристик дуговой печи изложено в [Л.1], с. 107—109.
Для определения оптимального режима печи в период расплавления недостаточно иметь только электрические характеристики, так как режим с минимальным удельным расходом электроэнергии не совпадает с режимом максимальной производительности.
Для тех же значений тока , что и в электрических характеристиках, необходимо, пользуясь расчетными данными, полученными в п.5, определить следующие показатели: производительность печи
;
фактический удельный расход электроэнергии в период расплавления
;
время плавления одной тонны стали
;
полный КПД печи за плавку
.
Здесь 
- теоретическое количество энергии, необходимое для расплавления 1т стали соответствующей марки с учетом тепла, аккумулированного кладкой печи (значение задано в таблице), 
- тепловые потери печи, кВт. Их в контрольном задании можно принять постоянными и равными 3% от максимальной мощности дуги 
.
Результаты расчетов следует свести в таблицу и по ним построить рабочие характеристики.
7. По электрическим характеристикам определяют возможные пределы работы, а по рабочим характеристикам находят оптимальные пределы работы, являющиеся более узкими, чем возможные. Подробно вопрос определения оптимального тока печи рассмотрен в [Л. 1], с. 101-102 и 108-109.
|
|
Если цех работает в условиях дефицита электроэнергии, то оптимальным можно считать режим, соответствующий минимуму кривой фактического удельного расхода 
. Если же главная задача состоит в том, чтобы выплавить максимум металла, то определяющим является режим максимальной производительности.
В нормальных условиях работы оптимальным следует признать такой режим, при котором себестоимость расплавления металла минимальна.
Необходимо проанализировать соответствие полученных оптимальных режимов с мощностью печного трансформатора по заданию и сделать соответствующие выводы по контрольной работе.