симметрирование шихтованных пакетов руднотермической печи. Научная новизна

С целью снижения индуктивного сопротивления жёсткий пакет долженбыть максимально сбифилирован, шины с токами противоположных направлений должны быть расположены, возможно, близко друг к другу. По условиям электрической изоляции и достаточного охлаждения расстояние междушинами принимается 20 мм.Общее число шин в бифилярном пакете соответствует, как правило,числу выводов низкой стороны печного трансформатора. Размеры поперечного сечения медных шин обычно не превышают 400´12 мм. Толщина медных шин 10-12 мм является оптимальной по условиям поверхностного эффекта, высота 400 мм является максимальной по условиям охлаждения пакета шин.Исходя из вышеперечисленных условий, шинный пакет можно выполнить на ток до 30-40 кА. На токи выше этих значений применяют трубчатыеводоохлаждаемые пакеты, что позволяет уменьшить громоздкость пакета, апри токах выше 80 кА такое решение является, по существу, единственным.При оценке возможности и целесообразности применения трубчатоготокоподвода необходимо учитывать следующее: токоведущие трубы, посравнению с прямоугольными шинами, обладают повышенной индуктивностью. В то же время активное сопротивление водоохлаждаемой трубы за счётболее низкой температуры нагрева заметно ниже по сравнению с шинами.В пакете трубошины с токами противоположных направлений такжерасполагают возможно близко друг к другу, по условиям изоляции расстояние между трубами принимается не менее 25 мм.Конструктивно обусловлен тот факт, что длина шинопакета среднейфазы меньше длины шинопакета крайней фазы, а значит, на этом участке закладывается асимметрия токоподвода в целом (рисунки 7,8). Припроектировании крайних фаз стремятся минимизировать индуктивное сопротивление за счет максимальной бифиляции, выбирая вариант шихтовки, расстояние между проводниками. Для симметрирования трехфазного шинопакета необходимо увеличивать сопротивление короткой средней фазы. Но индуктивное сопротивление зависит не только от длины проводников, но и отгеометрии сечения. Количество проводников в пакете и размер сеченияопределяется величиной рабочего тока. Существенное влияние на величинуиндуктивного сопротивления оказывают взаимные расстояния между проводниками. 2Научная новизна и апробация работы. Симметрирование симметрирование шихтованных пакетов руднотермической печиПроектирование вторичного токоподвода позволяет обеспечить минимум электрических потерь в токоподводе при максимумекоэффициента мощности. Кроме того, с его помощью достигается симметрия мощностей фаз, которая дает равномерное распределения мощности в ванне печи.В большинстве случаев в трехэлектродных печах применяется схема вторичного токоподвода «треугольник на электродах» (рисунок 10). В нейосуществляется переход схемы треугольника в звезду на самих электродах, что означает, что до самих электродов протекают токи полуфаз в соответствии с компоновкой выводов трансформатора.При оценке возможности и целесообразности применения трубчатоготокоподвода учитываются трубошины, которые по сравнению с прямоугольными шинами, обладают повышенной индуктивностью.1 – трансформатор; 2 − компенсаторы; 3 –шинопакет; 4 – гибкий токоподвод; 5 –трубки электрододержателя; 6 – электрод.Рис. 10. Эскиз вторичного токоподвода РТПВ схеме «треугольник на электродах» соединение проводников короткой сети в треугольник производится на электродах, а по проводникам короткой сети протекают токи противоположных направлений, чтосоздает условия для компенсации магнитного потока (бифиляция), а значит, существенного уменьшения реактивного сопротивления короткойсети. На практике бифиляция осуществляется перешихтовкой проводников в пакете. Перешихтовка прямоугольных шин заключается в чередовании проводников полуфаз (рисунок 11).Рис. 11. Варианты перешихтовки пакетов трубошин: а) коридорный, б) шахматныйСамым длинным в конструкции вторичного токоподвода РТП является жесткий неподвижный участок (см. рис. 10, поз. 3), выполняемыйв виде пакета прямоугольных шин или водоохлаждаемых трубошин. Егодлина определяется габаритами рабочего пространства и компоновкой оборудования. Одностороннее расположение источника питания относительно ванны печи затрудняет полное симметрирование системы, так какпри этом существует значительная разница в длинах шинопакетов средней и крайних фаз. ЗаключениеОсновными условиями, которым должна удовлетворять короткаясеть трехфазной электропечи, являются: минимальное активное и индуктивное сопротивления и их симметрия по фазам. Соблюдение этих условий позволяет мощность, получаемую из питающей сети, использоватьс высоким электрическим КПД и высоким коэффициентом мощности, ав ванне печи равномерно распределить ее между фазами.Алгоритм симметрирования жесткого токоподвода фаз руднотермической печи состоит из следующих шагов:1. Спроектировать шинопакет крайней фазы с перешихтовкой и расстояниями между проводниками, обеспечивающими минимальное индуктивноесопротивление.2. Оценить, при каких расстояниях при том же варианте шихтовки можетбыть достигнуто желаемое сопротивление средней фазы.3. Если расстояния по п.2 недопустимо увеличивают габариты пакета, рассмотреть применение для средней фазы другого способа перешихтовки,обеспечивающего меньшую степень бифиляции проводников в пакете, азначит большее индуктивное сопротивление.4. Определить взаимные расстояния между проводниками средней фазы,обеспечивающие равные или максимально близкие значения индуктивного сопротивления крайней и средней фаз.Существуют попытки уравнивания сопротивлений фаз за счет удлинения средней фазы путем формирования петлеобразной траектории шинопакета. При таком конструктивном решении будет скорее выравниваться активное сопротивление, которое в несколько раз меньше индуктивного. Индуктивное сопротивление при этом увеличиваться пропорционально длинепакета не будет из-за электромагнитного взаимодействия прямой и обратнойветвей петли.Список использованных источниковКороткие сети и электрические параметры дуговых электропечей/ Данцис Я.Б., Кацевич Л.С., Жилов Г.М. и др.– М.: Металлургия, 1987.-320 с.Богданов С.П. Электротермические процессы и реакторы: учебное пособие./ С.П. Богданов, К.Б. Козлов, В.А. Лавров, Э.Я. Соловейчик.- СПб.: Проспект Науки, 2009. – 424 с. Горева Л.П. Расчет параметров неподвижной частивторичного токоподвода РТП / Л.П. Горева, Р.А. Бикеев. // «Электротермические процессы и установки». НГТУ. 2014. – 15с. Свенчанский А.Д. Электрические промышленные печи. Ч.2. Дуговые печи – М.: Энергия, 1970. – 264 с. Электрические печи сопротивления и дуговые печи: Учебник для техникумов/Под ред. М.Б.Гутмана. – М.: МИЭМ, 1979. – 119 с.Данцис Я.Б.Короткие сети и электрические параметры дуговых электропечей: справ. изд. / Я.Б. Данцис, Л.С. Кацевич, Г.М. Жилов [и др.] / 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия. − 1987. − 320 с.Горева Л.П. Симметрирование шихтованных пакетов руднотермических электропечей печей / Л.П. Горева , М.А. Ваганова // ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА// Десятая международная научно-техни-ческая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Энергия-2015»: материалы конференции. В 7 т. Т. 3. − Иваново: ФГБОУВПО«Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина», 2015. − 312 с.