ПОСТРОЕНИЕ И АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Основное регулирование режима работы печи ведется по току. Поэтому важно знать электрические характеристики – зависимость основных электрических показателей, в первую очередь ее мощности, КПД и коэффициента мощности, от рабочего тока.

Электрические характеристики рассчитываются по следующим формулам:

- электрические потери установки, МВт;

- мощность, выделяющаяся в дуге, МВт;

-активная мощность установки, МВт;

- напряжение на дуге, кВ;

- сопротивление дуги, Ом;

- электрический КПД установки;

- коэффициент мощности.

- коэффициент износа футеровки, МВт·кВ/м²;

- коэффициент интенсивности нагрева металла, МВт·кА.

Рабочие характеристики рассчитываются по следующим формулам:

w = w_теор/η_полн. - удельный расход электроэнергии, кВт·ч/т:

g = P_акт/w=(P_д+Р_т.п)/ w_теор - часовая производительность печи, т/ч:

η_полн. = η_т · η_эл= w_теор · g/ P_акт – полный кпд печи.

где: Wтеор =350 кВт·ч/т – теоретический удельный расход электроэнергии; а = 2,3 м - расстояние от электрода до футеровки; примем норма расхода электрической энергии q=400 кВт•ч/т - ГОСТ 27729-88 (Печи дуговые сталеплавильные. Нормативы расхода электроэнергии); по данным нормализованного баланса ДСП 125 (таблица 7[6]).

Для выбора ступеней трансформатора построим графики КИН и R_F в относительных единицах

Электрические характеристики в именованных единицах должны строиться для каждой ступени напряжения, поэтому на практике приходится при анализе режимов пользоваться целым альбомом электрических характеристик.

Рассчитаем ток короткого замыкания для ступеней

Для 1-й ступени:

 

Для 6-й ступени:

Таблица 6. Данные для расчета.

Rкс, Ом	Xкс, Ом	q, кВт ч/кг	a, м	U2ф, В
0.000788	0.00415	0.35	2.25	439.4/ 345.3

 

Таблица 7. Результаты в абсолютных единицах для первой ступени U₂=761, В

I2	Pпот, Мвт	Uдуг, кВ	Pд, МВт	PA, МВт	ηэл	cos(φ)	Rдуги	КИН	Rf
		0,4393
0,5	0,0005	0,4389	0,6584	0,6590	0,9991	0,9999	0,8779	0,9876	0,1639
	0,0023	0,4385	1,3156	1,3180	0,9982	0,9999	0,4385	3,9470	0,3272
1,5	0,0053	0,4381	1,9716	1,9769	0,9973	0,9999	0,2920	8,8722	0,4898
	0,0094	0,4377	2,6262	2,6357	0,9964	0,9998	0,2188	15,757	0,6519
2,5	0,0147	0,4372	3,2795	3,2943	0,9955	0,9997	0,1749	24,596	0,8132
	0,0212	0,4368	3,9314	3,9526	0,9946	0,9995	0,1456	35,382	0,9739
3,5	0,0289	0,4363	4,5818	4,6108	0,9937	0,9994	0,1246	48,109	1,1338
	0,0378	0,4358	5,2307	5,2686	0,9928	0,9992	0,1089	62,769	1,2930
4,5	0,0478	0,4354	5,8781	5,9261	0,9919	0,9991	0,0967	79,355	1,4515
	0,0591	0,4349	6,5240	6,5831	0,991	0,9988	0,0869	97,860	1,6091
	0,5319	0,4231	19,040	19,571	0,9728	0,9899	0,0282	856,80	4,5686
	1,4775	0,4072	30,542	32,020	0,9538	0,9717	0,0162	2290,7	7,0538
	2,8959	0,3870	40,643	43,539	0,9334	0,9437	0,0110	4267,5	8,9218
	4,7871	0,3622	48,902	53,689	0,9108	0,9051	0,0080	6601,8	10,045
	7,1511	0,3320	54,793	61,944	0,8845	0,8544	0,0060	9040,9	10,319
	8,7101	0,3121	56,841	65,552	0,8671	0,8193	0,0051		10,062
	9,9879	0,2955	57,639	67,627	0,8523	0,7893	0,0045		9,6621
	11,783	0,2717	57,562	69,345	0,8300	0,7451	0,0038		8,8719
	13,297	0,2510	56,475	69,773	0,8094	0,7058	0,0033		8,0391
	15,129	0,2247	53,937	69,066	0,7809	0,6549	0,0028	12944,	6,8743
	17,079	0,194	49,712	66,792	0,7442	0,5961	0,0022	12676,	5,4961
	19,148	0,160	43,325	62,473	0,6934	0,5266	0,0017		3,9426
	21,335	0,119	33,934	55,269	0,6139	0,4413	0,0012	9671,2	2,2913
	22,703	0,089	26,170	48,874	0,5354	0,3783	0,0009	7694,2	1,3211
	23,64	0,065	19,642	43,282	0,4538	0,3283	0,0006	5892,8	0,7293
	24,595	0,037	11,427	36,022	0,3172	0,2679	0,0003	3496,6	0,2419
104,102	25,574			25,574		0,1865

Рис. 8. Зависимости R_f(I) и КИН(I) при U_2тр-ра=761, В

Рис. 9. Электрические характеристики для первой ступени напряжения U₂=761, В

 

Таблица 8. Результаты в относительных единицах для шестой ступени U₂=598, В

I2, кА	Pпот, Мвт	Uдуг, кВ	Pд, МВт	PA, МВт	ηэл	cos(φ)	Rдуги	КИН	Rf
		0,3452
0,5	0,00059	0,3448	0,5172	0,5178	0,9988	0,99998	0,68971	0,77592	0,10116
	0,00236	0,3444	1,0333	1,0356	0,9977	0,99992	0,34444	3,09997	0,20184
1,5	0,00531	0,3440	1,5480	1,5533	0,9965	0,99983	0,22934	6,96634	0,30202
	0,00945	0,3435	2,0614	2,0709	0,9954	0,99971	0,17179	12,3688	0,40167
2,5	0,01477	0,3431	2,5734	2,5882	0,9942	0,99954	0,13725	19,3010	0,50077
	0,02127	0,3426	3,0839	3,1052	0,9931	0,99935	0,11422	27,7559	0,59931
3,5	0,02895	0,3421	3,5930	3,6219	0,9920	0,99911	0,09776	37,7265	0,69725
	0,03782	0,3417	4,1004	4,1382	0,9908	0,99884	0,08542	49,2053	0,79459
4,5	0,04787	0,3412	4,6062	4,6541	0,9897	0,99853	0,07582	62,1843	0,89130
	0,0591	0,3406	5,1103	5,1694	0,9885	0,99819	0,06813	76,6554	0,98736
	0,5319	0,3277	14,749	15,281	0,9651	0,98361	0,02185	663,747	2,74179
	1,4775	0,3095	23,219	24,697	0,9401	0,95378	0,01238	1741,48	4,07682
	2,1276	0,2983	26,854	28,982	0,9265	0,93271	0,00994	2416,92	4,54428
	2,8959	0,2856	29,991	32,887	0,9119	0,90719	0,00816	3149,12	4,85821
	3,7824	0,2712	32,545	36,327	0,8958	0,87682	0,00678	3905,41	5,00559
	4,7871	0,2549	34,415	39,202	0,8778	0,84108	0,00566	4646,07	4,97549
	5,91	0,2365	35,481	41,391	0,8572	0,79924	0,00473	5322,22	4,75968
	7,1511	0,2157	35,590	42,741	0,8326	0,75029	0,00392	5872,49	4,35370
	7,95249	0,2018	35,115	43,067	0,8153	0,71691	0,00348	6110,08	4,01894
	8,79644	0,1867	34,166	42,962	0,7952	0,67998	0,00306	6252,40	3,61748
	9,68294	0,1701	32,669	42,352	0,7713	0,63890	0,00265	6272,51	3,15242
	10,612	0,1518	30,526	41,138	0,7420	0,59280	0,00226	6135,80	2,62917
	11,5836	0,1314	27,597	39,181	0,7043	0,54040	0,00187	5795,465	2,056763
	12,9452	0,0994	22,079	35,024	0,6303	0,45696	0,00134	4901,56	1,24530
	14,3825	0,0586	13,716	28,098	0,4881	0,34780	0,00075	3209,60	0,45595
	15,1296	0,0317	7,6097	22,739	0,3346	0,27442	0,00039	1826,33	0,13683
81,734	15,79258			15,792		0,18654

Рис. 10. Зависимости R_f(I) и КИН(I) при U_2тр-ра=598, В

 

Рис. 11. Электрические характеристики для шестой ступени напряжения U₂=598, В