Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Короткая сеть ферросплавной печи

Токоподвод вторичного напряжения (короткая сеть) является важной частью конструкции ферросплавной печи, он включает проводники тока от обмотки трансформатора к контактным щекам, щеки и электроды печи.

Электрический баланс мощной ферросплавной печи показывает, что потери в короткой сети составляют около 35% общих потерь или 7—15% подведенной мощности (в том числе 3-10% в шинах, трубах, щеках и 4—12% в электродах).

По короткой сети мощных ферросплавных печей протекают токи силой в десятки тысяч ампер, что обусловливает появление вокруг проводников сильных магнитных полей. По-этому многие явления, с которыми в обычных силовых сетях не считаются вследствие их незначительности, здесь приобретают большое значение. К ним относятся поверхностный эффект и эффект близости, неравномерная нагрузка фаз по силе тока и мощности, индукционный нагрев металлических конструкций токопроводов и печи. При большой силе тока высокое индуктивное сопротивление короткой сети приводит к значительному падению напряжения между трансформатором и печью, а также к загрузке сети большой реактивной мощностью. При конструировании короткой короткой сети мощных печей важно получить минимальное индуктивное сопротивление, прибегая к максимальному сокращению длины сети, расположению проводников различных фаз возможно ближе друг к другу и бифилярности сети, выбору наивыгоднейшей формы сечения проводника с учетом того, что коэффициент самоиндукции уменьшается с увеличением отношения периметра к площади поперечного сечения, а также максимально возможному удалению проводников от массивных стальных конструкций.

Серьезное внимание должно быть обращено и на уменьшение активных потерь в токопроводе и, в частности, на хорошее охлаждение его, так как с ростом температуры растет активное сопротивление проводника и, следовательно, потери электроэнергии в нем.

Экономичная плотность тока для медных шин составляет 1,5—2,0, а для алюминиевых 0,8 А/мм2. Гибкие ленты или кабели токоподвода располагают по возможности в стороне от прямого воздействия тепла, выделяемого колошником. Желательно также защищать их от воздействия лучистой теплоты асбестовыми щитами или, еще лучше, заменять их водоохлаждаемыми кабелями. Плотность тока в гибкой связи допускают в 1—1,7 А/мм2.

Кабели или ленты с неподвижного конца закрепляют в неподвижных башмаках шинного пакета, по которому подается ток от трансформатора, а у подвижного конца в подвижных башмаках, от которых идет токопровод к щекам электрододержателя самой печи. Условия работы контактного башмака, расположенного над колошником или вблизи него, очень тяжелы. Водяное охлаждение здесь обязательно. Рекомендуемая плотность тока в контактах башмаков должна составлять 0,1—0,2 А на 1 мм2 поверхности контакта.

Токоподвод от подвижного башмака к щекам электрододержателя выполняют, как правило, в виде охлаждаемых водой труб размерами 50/30, 60/40 или 80/50 мм, т. е. с толщиной стенки 10—15 мм. Плотность тока в медных водоохлаждаемых трубах можно принимать равной 4—7 А/мм2. Наиболее слабыми местами токопровода, вызывающими большое количество простоев, являются контакты. Необходимо, где это только возможно, заменить контактные соединения сваркой.

ЭКомпенсированный токопровод с соединением треугольником возле печи
Рисунок 1. Компенсированный токопровод с соединением треугольником возле печи

На рис. 1 показана схема взаимного расположения проводников, идущих от трансформатора к печи. При таком расположении проводников их соединение «треугольником» осуществляют вблизи печи. На участке АВ бифилярность осуществлена полностью, но участок ВС может дать значительную асимметрию. Схема, изображенная на рис. 2, по которой соединение «треугольников» осуществляется на самих электродах, позволяет получать токопровод с хорошо компенсированными магнитными потоками. Пример токоподвода с соединением «звездой» между электродами поквзан на рис. 3, но такая схема не обеспечивает одинаковые условия компенсации для всех трех фаз.

Компенсированный токопровод с соединением треугольником на электродах
Рисунок 2. Компенсированный токопровод с соединением треугольником на электродах

Величины активного и индуктивного сопротивлений короткой сети определяют электрические характеристики печи.

Компенсированный токопровод с соединением «звездой» между электродами
Рисунок 3.Компенсированный токопровод с соединением «звездой» между электродами

На рис. 4 показаны две электрические характеристики печей. Обе характеристики построены для одинаковых ступеней напряжения трансформаторов одинаковых номинальных мощностей. Различие этих характеристик объясняется различием активного RK с и реактивного Хк с сопротивлений короткой сети этих печей из-за различного конструктивного оформления.

Электрическая схема первичной коммутации ферросплавной печи
Рисунок 4. Электрические характеристики печей с одинаковыми трансформаторами и различными параметрами коротких сетей
a - IH = 35 кА; Pa = 9200 кВт; Pпол = 8600 кВт; Pпот = 600 кВт; Vп = 83 В; cos ф = 0,92; nэл = 0,94;
б - IH = 35 кА; Pa = 7400 кВт; Pпол = 6650 кВт; Pпот = 850 кВт; Vп = 62 В; cos ф = 0,75; nэл = 0,88;

Рассмотрение графиков электрических характеристик показывает, что при увеличении силы тока активная и полезная мощности печи возрастают до определенного предела, а затем понижаются вследствие ухудшения cos ф и увеличения электрических потерь. Максимум активной мощности соответствует cos ф = 0,707 (при Ф = 45°). Максимум же полезной мощности получается при более высоком cos ф, равном примерно 0,78. Это говорит о том, что печи не должны работать при cos ф, меньшем чем 0,78. Следует отметить, что при повышении индуктивного сопротивления снижение мощности печи наступает при меньших значениях силы тока (рис. 4, б).

Потери в токоподводящей сети, характеризуемые кривой потерь (линия Рпот), повышаются пропорционально квадрату силы тока печи. В верхней части кривой величины этих потерь возрастают сильнее, чем величины полезной мощности печи. Поэтому работают обычно по режиму, определяемому только повышающейся частью ветви кривой Рпол при достаточно высоком cos ф. Это уменьшает активные и реактивные электрические потери.

Обеспечение удовлетворительных электрических характеристик (cos ф и Рпол) печной установки при заданном рабочем напряжении все более затрудняется по мере увеличения мощности печи ввиду роста индуктивного сопротивления печного контура.

Технические трудности, и в настоящее время для феросплавных печей большой мощности (30—100 МВА) применяют искусственную компенсацию реактивной мощности включением в цепь печи емкостного сопротивления конденсаторной батареи. Читать далее >>

Источник [4] → список литературы.



Читайте также:

Вернуться в начало раздела: Производство ферросплавов
Вернуться на главную: Черная металлургия