2 Принципиальная схема установки и порядок ее работы

Основное электрооборудование ЭДП представлено на рис. 1.

ЭДП представляет собой мощный энергопотребитель 2 категории надежности электроснабжения (ЭСН).

ЭСН печи осуществляется по главной (подводящей) сети, которая состоит из сети высшего напряжения (длинной), печного трансформатора и сети низшего напряжения (короткой).

Длинная сеть состоит из разъединителя (QS1), силового выключателя печного (SA2), реактора токоограничивающего (LR1) и линий ЭСН.

Разъединитель (QS1) предназначен для обеспечения видимого разрыва силовой цепи ВН. Коммутация цепей осуществляется им только в обесточен­ном состоянии (при отключенном SA2).

Выключатель печной (SA2) силовой предназначен для коммутации в сети ВН (на всех режимах), защиты сети от токов КЗ (более технологических величин КЗ) и отключения по другим сигналам релейной защиты.

Оперативное отключение и включение может быть выполнено масляными, воздушными и вакуумными выключателями ВН.

Реактор (дроссель) токоограничивающий (РТО) предназначен для ограничения бросков тока при эксплуатационных КЗ и обеспечения устойчивого горения дуги.

У работающих ЭДП непрерывно режим работы РТО прерывистый, а условия работы тяжелые, поэтому он должен удовлетворять повышенным требованиям термической и механической прочности. Ток КЗ ограничивается до значений (2-3)I_ном электрода при общем реактивном сопротивлении установки 30—40 %. Так как реактивное сопротивление трансформатора 6-10 %, а короткой сети 5-10%, то со стороны ВН включается РТО, входящий в комплект трансформаторного агрегата.

Принципиальная электрическая схема ЭСН и контроля ЭДП

Рисунок 1

Трансформатор печной (TV2) предназначен для питания электродуго­вых печей и имеет специальное исполнение.

Для ЭДП небольшой и средней мощности применяют трехфазные, а для большой мощности — однофазные трансформаторы. Использование однофазных трансформаторов позволяет за счет более рациональной конструкции сети повысить cosφ и регулировать пофазно мощность и напряжение.

Печные трансформаторы имеют следующие особенности:

- высокое значение номинального тока на стороне НН (до сотен кА);

- большой коэффициент трансформации при числе ступеней до 40 и более;

- высокая стойкость к технологическим токам КЗ и действию температуры;

- обмотка ВН — 10(6), 35, 110 кВ, а НН — 320, 510 В.

Примечание — Пределы регулирования напряжения в обмотке НН при 320 В от 220 до 320 В (максимального) и от 100 до 120 В (минимального)—для трансформаторов до 8000 кВ • А. Для трансформаторов более 8000 кВ • А при 510 В в обмотке НН регулирование от 370 до 510 В (максимально­го) и от 130 до 185 (минимального). Обмотка ВН включается по схеме «звезда» или «треугольник», а НН — по схеме «треугольник».

Система охлаждения масляная с принудительной циркуляцией масла через теплообменник.

В процессе плавки требуется изменение напряжения в широких пределах в соответствии с технологическим процессом (расплавление, окисление, рафинирование).

При плавке скрап расплавляется, в печь вводится максимальная мощность для ускорения процесса. Продолжительность этапа составляет 50 % от общего времени плавки. При потребляемой до 80 % электроэнергии, дуга не устойчива.

При окислении дуга горит спокойнее, как и при рафинировании (удаление вредных примесей и выжигание лишнего углерода).

Температура дуги выше, дуга — короче, что достигается регулировани­ем (снижением) напряжения.

Переключение ступеней напряжения печных трансформаторов малой и средней мощности (до 10 000 кВ • А) осуществляется при снятой нагрузке .

Для этой цели силовой выключатель (SA2) сблокирован с переключателем отпаек трансформатора.

Трансформаторы более мощные имеют устройство переключения под нагрузкой (РПН), установленное на крышке трансформатора.

Трансформаторный агрегат состоит из регулирующего AT (автотрансформатора) с обмотками грубой и тонкой регулировки и главного трансформатора.

На первичную обмотку главного трансформатора напряжение сети подается полное на первой ступени, а на остальных ступенях — зависящее от положения переключателя отпаек.

Короткая сеть предназначена для передачи ЭЭ от вторичной обмотки трансформатора в рабочее пространство печи.

При незначительной протяженности сети ее сопротивление является определяющей составной частью общего сопротивления ЭДП. Это существенно влияет на энергетические показатели работы печи: мощность, cosφ, КПД и т.д.

Короткая сеть должна иметь минимальную длину, рациональное расположение токоподводов и равномерную загрузку фаз.

Она имеет 4 основных участка:

• шинные пакеты (от выходов трансформатора до неподвижных башмаков),

• гибкая кабельная гирлянда (между неподвижными и подвижными башмаками),

• трубошины (от подвижных башмаков до электрододержателя),

• электроды, перемещающиеся вместе с кареткой, на которой проложены трубошины.

Защита короткой сети от перегрузки выполнена на стороне НН с помощью максимальных реле с зависимой от тока выдержкой времени. Выдержка времени составляет 5-10 с.

Защита от аварийных КЗ выполнена на стороне ВН с помощью макси­мальных реле мгновенного действия.

Уставку реле выбирают равной 5I_н, чтобы оно не реагировало на токи эксплуатационных КЗ, ограниченных значениями (2-2,5)I_н.

Система контроля представлена контрольно-измерительными прибо­рами (КИП), подключенными через измерительные трансформаторы тока (TA 1...2) и напряжения (ТV1) со стороны ВН (амперметры, ваттметр, счет­чик активной энергии).

На НН контролируются фазные и линейные напряжения с помощью вольтметров, подключаемых через переключатели (П1 и П2).

Токи в фазах НН измеряются амперметрами (PА3...5), подключенными через токовые трансформаторы (ТA 3...5).

Автоматическое регулирование мощности ЭДП.

Для обеспечения нормальной и высокопроизводительной работы дуговые печи имеют автоматический регулятор мощности (АРМ), который предназначен для поддержания постоянства заданной мощности.

Работа АРМ основана на регулировании длины дуги за счет изменения положения электродов относительно загрузки (в печах прямого нагрева) или друг относительно друга (в печах косвенного нагрева).

Исполнительным органом чаще всего бывает электродвигатель с механической передачей. Трехфазные печи имеют АРМ для каждого электрода. Обязательно предусматривается и ручное управление перемещением электродов [1].