§ 4. Электрооборудование Электрическая схема
Электрическая схема питания ФСП (рис. 60) периодического действия аналогична схемам ДСП малой мощности. Рафинировочную ФСП типа РКО-3,5 питают от энергосистемы с U1л = 10 кВ через электропечной трехфазный трансформатор. Трансформатор имеет 5 ступеней вторичного напряжения (309...216 В), переключаемых без нагрузки, т.е. при отключении от сети.
Рис. 60. Схемы вторичного токопровода ФСП при питании от одного трехфазного для ФСП типа РКО (а) и РКЗ (в) и трех однофазных электропечных трансформаторов для ФСП типа РКО (б), РКЗ (г) и РПЗ (д)
ФСП непрерывного действия небольшой мощности (до 16,5 MB·А) включают в сеть через трехфазный трансформатор (рис. 60, а). Стабильный электрический режим работы таких ФСП исключает потребность в дополнительной индуктивности. Из-за сравнительно низкого вторичного напряжения (по условиям технологического процесса) выводы трансформатора выполняют шинами большого сечения (до 400 × 12) или водоохлаждаемыми трубами (диаметром до 80 × 15), причем число выводов на фазу достигает 8...12 и более.
Электроснабжение более мощных ФСП непрерывного действия целесообразно выполнять по схеме питания от трех однофазных трансформаторов (рис. 60, б, г, д). Несмотря на увеличение стоимости электрооборудования на 30...35 %, такая схема обеспечивает:
1) независимое регулирование напряжения и мощности каждой фазы;
2) возможность улучшения электротехнических параметров токопровода путем расположения однофазных трансформаторов ФСП с круглой ванной в линию или вокруг ванны (под углом 120° между собой);
3) снижение трудоемкости ремонта при повреждении одного из трансформаторов.
Вторичный токопровод вместе с вторичными обмотками печных трансформаторов, электродами и ванной ФСП образует электрический контур, обтекаемый током Iэд большой силы (до 150 кА и более). Такие токи создают сильные переменные магнитные поля вокруг проводников и металлоконструкций печи, вызывая различные электромагнитные эффекты, осложняющие тяжелые температурные условия службы токопровода (особенно в ФСП с открытой ванной) и ухудшающие электротехнические показатели ФСП. В частности, вторичный токопровод мощных ФСП становится генератором реактивной энергии, которую необходимо компенсировать с помощью конденсаторной батареи.
Для трехфазных ФСП с круглой ванной наилучшие электротехнические показатели имеет схема вторичного токопровода «треугольник» на электродах, которая позволяет иметь «шихтованный» бифилярный шинный пакет для каждой фазы трехфазного трансформатора (см. рис. 60, а) или для каждого однофазного трансформатора (рис. 60, б) с минимальным индуктивным сопротивлением. Схема рис. 60, г обеспечивает минимальную длину симметричного вторичного токопровода, особенно если расположить трансформаторы над сводом закрытой ванны, но может оказаться нецелесообразной при питании мощной ФСП от сети с напряжением 110 или 220 кВ (глубокий ввод) и необходимости, следовательно, прокладывать линии высокого напряжения внутри цеха вокруг ванны. Схема «компенсированная звезда на трансформаторе» (см. рис. 60, в) также позволяет иметь малое индуктивное сопротивление и равномерное распределение мощности по фазам, но вторичный токопровод имеет сложную конструкцию шинного пакета, применимую только для герметичных закрытых ванн. По схеме рис. 60, д шестиэлектродная ФСП с прямоугольной ванной имеет три однофазные группы по два электрода, питаемые от трех однофазных печных трансформаторов. Такую ФСП следует рассматривать как три однофазных печи, которые объединены одной ванной и электрические контуры которых сцеплены с магнитными потоками всех фаз одной энергосистемы, что увеличивает индуктивное сопротивление фазы.