7. Анализ электрических схем аналогичных промышленных устройст

Выбор электрического оборудования и схемы питания ДСП определяется следующими условиями:

Напряжения питания печей требуют возможности их регулировки в широких пределах. Например, в период начала плавления шихта имеет низкую температуру и электрическая дуга будет неустойчивой. Следовательно, на первом периоде технологического процесса требуется повышать напряжение в электрической дуге.

Период рафинирования, т.е. появившейся жидкой фазы металла, тепловые параметры внутри печи повышаются, электрическая дуга удлиняется, а следовательно напряжение на электроде можно снизить. Регулирование напряжения на электродах ДСП можно выполнить с помощью печных трансформаторов имеющих ступени регулирования как на стороне высокого (ВП), так и на стороне низкого (НН) напряжений.

ДСП являются электроустановками энергоемкими и мощности могут достигать 0,4 - 45 МВА. То для этого радом с ДСП располагается своя трансформаторная подстанция (КТП). Каждая КТП оборудуется печным трансформатором, аппаратурой коммутации высокого и низкого напряжения; аппаратурой управления приводами многочисленных механизмов, входящих в конструкцию печи, включая и регуляторы мощности.

ДСП как и любая крупная электроустановка оснащается аппаратурой измерения, сигнализации, защиты и блокировки, а также защитой от аварийных коротких замыканий.

Рассмотрим функциональную схему питания ДСП.

Схема питания типовой электропечной установки показана на рисунке. Здесь ЭПД электропечь дуговая. Маломасляный или воздушный печной выключатель ВП1 предназначенный для оперативного включения и отключения печного трансформатора ТрП при всех нагрузках - от холостого хода до коротких замыканий. Разъединитель В служит для подачи и снятия напряжения при отключенном выключателе ВП1. Перед печным трансформатором включен токоограничивающий реактор РТО, который по окончании расплавления шихты шунтируется выключателем ВП2. При этом первичная обмотка трансформатора пересоединяется с треугольника на звезду при помощи переключателя П (на время переключения цепь питания печи обесточивается при помощи ВП1).

Трансформаторы тока ТТ1 - ТТЗ и ТТ4 - ТТ6 на первичной и вторичной сторонах печного трансформатора и трансформаторы напряжения ТН1 и ТН2 служат для подключения измерительных приборов и аппаратуры управления и зашиты. Установки дуговых печей оснащаются релейной защитой от токов К.З. на стороне ВН трансформатора ТрП и от перегрузки, которая может иметь место при работе печи. Защита от К.З. отключает установку, воздействуя на выключатель ВП1, и выполняется как токовая защита мгновенного действия. Защита от перегрузки обычно воздействует с выдержкой времени на сигнал.

Все трансформаторы для питания дуговых печей снабжают газовой защитой. Газовая защита, как основная защита печного трансформатора, выполнена двухступенчатой: первая ступень воздействует на сигнал, вторая отключает установку.

Рисунок 5. Схема питания типовой электропечной установки.

8. Определение основных электрических параметров

В соответствии с ГОСТ 7206-77 для ДСП устанавливаются следующие технические данные.

Таблица.1

Данные печи	Тип печи
	ДСП-12	ДСП-50	ДСП-60	ДСП-100Н3А	ДСП-200И2
1. Номинальная емкость, т.		12	50	60	100	200
2. Диаметр кожуха, мм		4260	5800	5900	6900	8500
3. Номинал. мощность трансформа-ра, кВ*А		9000	25000	30.00	50000	125000
4. Первичное напряжение, Кв		6или10	35	35	38,5	110
5. Пределы вторичного напряжения, кВ		318-115	417-131	417-131	573-200	950-300
6. Максимальный ток печи, кА		16,35	34,6	35	63,6	87,0
7. Диаметр графитированного электрода, мм		350	500	400*2	610	610
8. Диаметр распада электронов, мм		1000	1600	1600	1600	1600±100
9. Ход электрода, мм		2250	3500	3500	3600	4500
10. Макс. скорость перемещен. электрода, м/мин		5	3,5	3,7	4,5	5,0
11. Диаметр ванны на уровне откосов, мм		2740	4560	4650	5600	7330
12. Глубина ванны от порога, мм		555	890	920	1100	1480
13. Высота от порога до пят свода, мм		1365	1950	1365	2070	2720
14. Масса металлоконструкций, т		90	276	285	460	850
15. Удельный расчетный расход э/энергии на расплавленные твердой закалки, кВт*ч/т		470	440	440	405	400

Анализ исследований, проведенных в данной работе, позволяют определить основные технические параметры дуговой плавильной печи типа ДСП-25.

Таблица 2.

Данные печи	Тип печи
	ДСП-25
1. Номинальная емкость, т.	25
2. Диаметр кожуха, мм	4700
3. Номинал. мощность трансформа-ра, кВ*А	15000
4. Первичное напряжение, кВ	6или10
5. Пределы вторичного напряжения, кВ	390-130
6. Максимальный ток печи, кА	23,55
7. Диаметр графитированного электрода, мм	400
8. Диаметр распада электронов, мм	1250
9. Ход электрода, мм	2500
10. Макс. скорость перемещен. электрода, м/мин	3,5
11. Диаметр ванны на уровне откосов, мм	3540
12. Глубина ванны от порога, мм	775
13. Высота от порога до пят свода, мм	1500
14. Масса металлоконструкций, т	168
15. Удельный расчетный расход э/энергии на расплавленные твердой закалки, кВт*ч/т	460

Номинальная мощность ДСП-25 составляет 16 МВА, следовательно напряжение питания печного трансформатора применяется на 6-10 кВ. Печной трансформатор будет представлять агрегат, состоящий из двух элементов:

1. Регулировочного трансформатора или автотрансформатора с переключением ступеней напряжений.

2. Основного трансформатора с постоянным коэффициентом трансформации.

Однако нельзя забывать, что коммутационная аппаратура ДСП работает всегда в более тяжелых условиях по сравнению с общепромышленными установками. Ввиду этого электротехнической промышленностью разработаны и выпускаются специализированные устройства как, например, печные трансформаторы, печные высоковольтные автотрансформаторы, высоковольтные переключающие устройства, коммутационные аппараты разъединители, выключатели на 6 и 10 кВ воздушные, вакуумные, электромагнитные.

Так как в технологическом процессе плавки металла проявляется достаточно большое количество коротких замыканий, то электрическое оборудование необходимо защитить от таких аварийных ситуаций. Эту роль выполняют устройства защиты от коротких замыканий (К. З.) и перегрузок. Защита от К.З. обеспечивается максимально токовыми реле (РМТ) на стороне ВН.

Защиту от перегрузок осуществляют, также максимально-токовыми реле, но имеющими временную задержку на срабатывание. Такие РМТ устанавливаются на стороне НН.

Остальная аппаратура, применяемая на дуговых печных подстанциях, на отличается по условиям работы и методам выбора от аппаратуры общепромышленных установок.