4.3.2. Расчет элементов короткой сети дсп емкостью 10 тонн

Для расчета в качестве исходных данных на основании предшествующих расчетов принимаем мм, номинальный линейный ток печи А, геометрические размеры элементов короткой сети по справочной литературе [5, 11, 12, 15].

Схема включения «треугольник на шихтованном пакете».

При расчете используем расчетную схему короткой сети (рис. 4.5).

Разбиваем короткую сеть на участки:

1 участок – шинный пакет;

2 участок – гибкая часть;

3 участок – трубошины до электрододержателей электродов;

4 участок – электрод с держателем.

Из [11] для участка 1 принимаем 3 пакета из 2 медных шин 200 х 12

мм – высота;

мм – толщина.

Рис. 4.5. Расчетная схема короткой сети

Для участка 3 принимаем токоподвод, состоящим из двух медных труб с внешним диаметром 50 мм и внутренним 35 мм (50/35).

мм - наружный диаметр;

мм – внутренний диаметр.

Для участка 2 принимаем токоподвод, состоящий из шести медных гибких неводоохлаждаемых проводов типа МГЭ-500.

Из [11] берем допустимые плотности тока:

Шинный пакет

А/мм²;

кабельная гирлянда

А/мм²;

водоохлаждаемые медные трубошины электрододержателей

А/мм².

Сечения проводников на расчетных участках:

Участок 1

, (4.65)

мм²;

Участок 2

, (4.66)

мм²;

Участок 3

, (4.67)

мм².

Поперечные сечения на участках короткой сети:

а) площадь поперечного сечения шинного пакета

, (4.68)

мм²;

суммарная площадь сечения проводника на участке 1

, (4.69)

мм²;

б) площадь поперечного сечения кабельной гирлянды:

мм²;

суммарная площадь поперечного сечения токоподвода на участке 2

, (4.70)

мм²;

в) площадь поперечного сечения трубошин:

площадь сечения трубы

, (4.71)

мм;

суммарная площадь поперечного сечения токоподвода на участке 3

,

мм².

Определяем индуктивные сопротивления короткой сети.

1. Индуктивность электрода

м – длина электрода,

м – диаметр электрода,

Гн/м – относительная магнитная проницаемость воздуха.

Среднее геометрическое расстояние (с.г.р.) площади сечения электрода от самого себя

, (4.72)

м.

Собственная индуктивность электрода

, (4.73)

Гн.

Взаимная индуктивность электродов

- расстояние между центрами сечений электродов.

м.

, (4.74)

Гн.

Индуктивность электрода

, (4.75)

Гн.

2. Индуктивность трубчатого токоподвода

м – длина трубы фаз 1 и 3;

м – наружный диаметр трубы;

м – внутренний диаметр трубы.

,

.

С.г.р. площади сечения трубы от самой себя

, (4.76)

м.

Собственная индуктивность трубы крайнего рукава

, (4.77)

Гн.

Взаимная индуктивность труб крайнего рукава

м – расстояние между центрами сечений труб одного рукава;

, (4.78)

Гн.

Взаимная индуктивность между трубами 1 и 3:

м - длина трубы среднего рукава,

м – среднее расстояние между трубами 1 и 3.

Средняя длина пары труб:

, (4.79)

м.

.

По графику [5] находим соотношение

, (4.80)

где - с. г. р. между площадями сечений труб,

- среднее расстояние между площадями труб.

.

Отсюда по графику [5] находим отношение:

.

Гн/м.

Взаимная индуктивность между трубами 1 и 3:

, (4.81)

Гн.

Взаимная индуктивность между трубами 2 и 4:

, (4.82)

Гн.

Взаимная индуктивность между трубами 3 и 5:

, (4.83)

Гн.

Взаимная индуктивность между трубами 4 и 6:

, (4.84)

Гн.

Расстояние между трубами 1 и 4, 3 и 6:

(4.85)

м.

.

По графику [5] находим отношение:

. (4.86)

.

Отсюда по графику [5] находим отношение:

.

Гн/м.

Взаимная индуктивность между трубами 1 и 4:

, (4.87)

Гн.

Взаимная индуктивность между трубами 3 и 6:

, (4.88)

Гн.

Расстояние между трубами 1 и 5:

м.

.

По графику [5] находим отношение:

.

.

Отсюда по графику [5] находим отношение:

.

Гн/м.

Взаимная индуктивность между трубами 1 и 5:

, (4.89)

Гн.

Взаимная индуктивность между трубами 2 и 6:

, (4.90)

Гн.

Расстояние между трубами 1 и 6:

(4.91)

м.

.

По графику [5] находим отношение:

.

.

Отсюда по графику [5] находим отношение:

.

Гн/м.

Взаимная индуктивность между трубами 1 и 6:

, (4.92)

Гн.

Расстояние между трубами 2 и 3

. (4.93)

м.

.

По графику [5] находим отношение:

.

.

Отсюда по графику [5] находим отношение:

.

Гн/м.

Взаимная индуктивность между трубами 2 и 3:

, (4.94)

Гн.

Расстояние между трубами 2 и 5:

(4.95)

м.

.

По графику [5] находим отношение:

.

.

Отсюда по графику [5] находим отношение:

.

Гн/м.

Взаимная индуктивность между трубами 2 и 5:

, (4.96)

Гн.

Индуктивность первой трубы:

, (4.97)

Гн.

Индуктивность второй трубы:

, (4.98)

Гн.

Общая индуктивность трубчатого токоподвода крайнего рукава:

, (4.99)

, (4.100)

Гн,

Гн.

Собственная индуктивность трубы среднего рукава:

, (4.101)

Гн.

Взаимная индуктивность трубы среднего рукава:

, (4.102)

Гн.

Индуктивность третьей трубы:

, (4.103)

Гн.

Поскольку по условиям осевой симметрии индуктивности обеих труб среднего рукава одинаковы, то

,

Гн.

Общая индуктивность трубчатого токоподвода среднего рукава

,

Гн.

3. Индуктивность гибкой гирлянды

Для облегчения расчета рассматриваем петлю гирлянды кабелей длиной 5 м в виде двух прямых участков.

м – длина полупетли.

Индуктивность центрального провода

Наружный диаметр провода:

м.

Диаметр джутовой сердцевины:

м.

,

.

С. г. р. площади сечения провода от самого себя:

. (4.104)

,

м.

Собственная индуктивность трубы среднего рукава:

, (4.105)

Гн.

Взаимная индуктивность проводов a и b:

м – расстояние между центрами сечений проводов a и b.

, (4.106)

Гн.

Ввиду осевой симметрии взаимная индуктивность проводов а и с:

.

Гн.

Взаимная индуктивность проводов а и d:

.

Гн.

Взаимная индуктивность проводов а и е:

.

Гн.

Взаимная индуктивность проводов а и f:

.

Гн.

Индуктивность провода а

. (4.107)

Гн.

Взаимная индуктивность проводов b и с:

м – расстояние между центрами сечений проводов b и с.

, (4.106)

Гн.

Ввиду осевой симметрии взаимная индуктивность проводов а и с:

.

Гн.

Взаимная индуктивность проводов а и d:

.

Гн.

Взаимная индуктивность проводов а и е:

.

Гн.

Взаимная индуктивность проводов а и f:

.

Гн.

Индуктивность провода а:

. (4.107)

Гн.

Взаимная индуктивность проводов b и с:

м – расстояние между центрами сечений проводов b и с.

, (4.108)

Гн.

Ввиду осевой симметрии взаимная индуктивность проводов b и f:

.

Гн.

Взаимная индуктивность проводов b и d:

м – расстояние между центрами сечений проводов b и d.

, (4.109)

Гн.

Ввиду осевой симметрии взаимная индуктивность проводов b и с:

.

Гн.

Индуктивность провода b

. (4.110)

Гн.

Ввиду осевой симметрии индуктивность провода с:

. (4.111)

Гн.

Индуктивность проводов d:

. (4.112)

Гн.

Индуктивность проводов е:

. (4.113)

Гн.

Индуктивность проводов f:

.

Гн.

Собственная индуктивность полупетли:

, (4.114)

Гн.

Взаимная индуктивность между полупетлями 1 и 2:

м – расстояние между полупетлями 1 и 2,

, (4.115)

Гн.

Взаимная индуктивность между полупетлями 1 и 3:

м – расстояние между полупетлями 1 и 3,

, (4.116)

Гн.

Взаимная индуктивность между полупетлями 1 и 4:

м – расстояние между полупетлями 1 и 4,

, (4.117)

Гн.

Взаимная индуктивность между полупетлями 1 и 5:

м – расстояние между полупетлями 1 и 5,

, (4.118)

Гн.

Взаимная индуктивность между полупетлями 1 и 6:

м – расстояние между полупетлями 1 и 6,

, (4.119)

Гн.

Индуктивность полупетли:

, (4.120)

Гн.

Индуктивность первой петли:

. (4.121)

Гн.

Взаимная индуктивность между полупетлями 2 и 3:

м – расстояние между полупетлями 2 и 3,

, (4.122)

Гн.

Индуктивность полупетли 3:

, (4.123)

Гн.

Индуктивность петли 2:

, (4.124)

Гн.

Ввиду симметрии индуктивность петли 3:

. (4.125)

Гн.

4. Индуктивность шинных пакетов

С. г. р. площади сечения шины от самой себя

м – ширина шины,

м – высота шины,

, (4.126)

м.

Собственная индуктивность шины

м – длина шины на участке d – e.

, (4.127)

Гн.

м – расстояние между центрами шин 1 и 2.

Взаимная индуктивность между шинами 1 и 2

, (4.128)

Гн.