ВЫБОР ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ

Источник питания выбираем исходя из емкости печи и диаметра электрода, у нас 3 т. Диаметр электрода 200 мм, по рисунку 3 определяем ток для трансформатора.

Рис. 3. Влияние диаметра электрода на допустимый ток для ДСП средней и высокой мощности (HP), ДСП сверхвысокой мощности (UHP) и для печей постоянного тока (DC).

Исходя из диаметра электрода, выберем трансформатор ЭТМПК-3200/10/10-6 с максимальной мощностью 2000 кВА, его параметры приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Тип трансформатора	Ном. мощн., кВА	Сторона ВН	Сторона НН	Потери,кВ	Напряжение КЗ, %	Кол-во вторичных выв. На фазу	Габариты, мм
ХХ	КЗ	А	В	С
ЭТМПК –3200/10/10-6		192(115)	243-216	7.05		27.5

 

7. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ КОРОТКОЙ СЕТИ

 

Сконструируем и рассчитаем короткую сеть. В задании на проектирование вариант короткой сети называемый триангулированная звезда. В ходе начальной стадии проектирования выяснилось, что для получения схемы звезды на электродах, необходимо собрать треугольник на элементах короткой сети, для этого была выбрана схема «треугольник шинном пакете» в триангулированном варианте.

 

 

Рис 4. Схема короткой сети «треугольник на шинном пакете»;

1 – трансформатор, 2 – шинный пакет (в нашем случае пакет собран из труб), 3 – неподвижный башмак, 4 – гибкие кабели, 5 – подвижный башмак, 6 – проводящий рукав, 7 – электроды.

 

Номинальный линейный ток трансформатора ЭТМПК-3200/10/10-6 кА.

Суммарное токоведущее сечение проводников рассчитывается по формуле:

;

где - максимально возможный ток участка проводников А;

- экономическая плотность тока, А/мм².

Рассчитаем сечение трубошин пакета (см. рисунок 4).

К выводам трансформатора крепятся трубошины. Этими трубошинами собирается треугольник. К ним крепятся кабели на установленные башмаки. Через такие же башмаки кабели соединены с трубошинами, подводящими эл. ток к электродам. Короткая сеть собрана по триангулированной схеме.

Максимально возможный ток для пакета трубошин – фазный ток, т.е. его значение определяется как

кА.

 

мм².

Выбираем медные прямоугольные шины сечением 100×10 мм при числе полос в пакете 4 с допустимой длительной токовой нагрузкой 3590 А.

Гибкие кабели выбираем на линейный ток. Принимаем =5 А/мм². Тогда площадь сечения кабеля на фазу будет

мм².

Исходя из этого значения, применим 2 кабеля КВС 650 с суммарным сечением 2×650 мм² на фазу.

 

Рис. 5. Расчётная схема короткой сети «Треугольник на шинном пакете»

мм².

Этому сечению соответствуют трубы 36×22. Диаметр электродов печи d=200 мм., плотность тока А/см² = 0.18 А/мм²

Таким образом максимальное значение тока в электроде:

А.

 

7.1. Расчет активного сопротивления участков короткой сети:

 

1) Шинный пакет фаза А.

Активное сопротивление одной полосы шинного пакета при протекании постоянного тока и отсутствии внешних меняющихся магнитных полей равно

;

S =100´10=1000мм²; мм; удельное сопротивление медного проводника =0.0212 Ом×мм²/м.

Ом;

Ом;

.

Для любого одиночного проводника его активное сопротивление при переменном токе может быть найдено по формуле:

;

где - коэффициент добавочных потерь; - коэффициент поверхностного эффекта; - коэффициент близости i -го проводника с k -м; R ₀ – сопротивление проводника постоянному току, Ом. Коэффициент поверхностного эффекта определяем по таблице 6.1[2] . Коэффициент близости учитывает неравномерное распределение тока по сечению проводника вызванное наличием соседних проводников. Токопроводы коротких сетей характеризуются большим числом проводников. Экспериментальные данные показывают, что для одного проводника шихтованного пакета его можно в среднем оценить величиной 1.02 – 1.05, а для нешихтованного пакета и гибких кабелей 1.05 – 1.07 [2]. Следовательно, примем . Отсюда

Но для определения полного сопротивления короткой сети необходимо учесть ещё ряд влияющих факторов. Примем коэффициент добавочных джоулевых потерь . Этот коэффициент учитывает влияние потерь активной энергии в ферромагнитных конструкциях, возникающих от электромагнитных полей участка. Приближённое значение коэффициента внешнего поверхностного эффекта для шинного пакета выбираем из таблицы 2.8. [1] . Он учитывает увеличение сопротивления вследствие неравномерного токораспределения по отдельным проводникам пакета.

Активное сопротивление шинного пакета фазы А:

;

где n – число параллельных проводников в пакете. Для двух ветвей:

Ом.

= Ом

2) Участок соединения фаз

Для фазы А.

S =686 мм²; l =1 м; =0.0212 Ом×мм²/м.

, Ом;

Для фазы В и С.

S =686 мм²; l =1 м; =0.0212 Ом×мм²/м.

, Ом;

3) Гибкие кабели: l =4.5 м; =0.021 Ом×мм²/м

Ом;

Ом;

Коэффициент поверхностного эффекта определяем по кривым из рисунка VI.1 (а) [2] . Коэффициент близости выбираем согласно экспериментальным данным . Активное сопротивление одного проводника гирлянды

Ом.

Коэффициент добавочных джоулевых потерь , а коэффициент внешнего поверхностного эффекта определяем по рисунку VI.5 в зависимости от количества кабелей в вертикальном ряду. Тогда активное сопротивление гибких кабелей

Ом.

4) Трубошины.

Фаза А.

S =1000 мм²; l =3.2 м; =0.0212 Ом×мм²/м.

Активное сопротивление одной трубы

Ом;

Ом;

(таблица 6.1 [2]); (рисунок VI.3. [2]).

Ом.

 

; .

Ом.

 

Фазы В и С:

S =1571 мм²; l =2.72 м; =0.0212 Ом×мм²/м.

Ом;

(таблица 6.1 [2]); (рисунок VI.3. [2]).

Ом.

; .

Ом.

5) Сопротивления в контактных соединениях.

 

Ом

Ом.

6) Переходные сопротивления контактная щека – электрод.

Величина переходного сопротивления может быть найдена по следующей формуле

;

где - коэффициент, зависящий от материала и сопротивления поверхности контакта, выбираем Ом×кг^m для контакта бронза – графит (табл. 2.9. [1]); р - давление в контактных поверхностях, необходимо обеспечить ; где G - масса электродной свечи, кг. Длину электрода принимаем равной 2.75 от высоты плавильного пространства 2.75×1=2.75 м. Диаметр электрода 200 мм. Объём электрода

= 86394 см³.

Так как плотность электрода г/см³, то его масса составит

= 190 кг,

а необходимое давление

кг.

Для линейных контактов параметр m составит 0.7.

Определяем величину переходного сопротивления:

Ом.

 

 

7) Сопротивление электродов.

мм²; (Ом∙мм²)/м; l =2,75м.

Ом,

Ом.

 

8) Сопротивление одной обмотки трансформаторного агрегата, приведённое ко вторичному напряжению (см. техническую характеристику трансформатора):

Ом.

Составим схему замещения активных сопротивлений печной установки рисунок 6.

 

Электрическая схема замещения активных сопротивлений печной установки.

Ом;

Ом;

 

Ом;

 

Ом;

 

Ом.

 

Определим суммарные активные сопротивления каждой фазы короткой сети

 

 

 

Среднее активное сопротивление короткой сети

 

Ом.