Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электротехнологические процессы электроэнергетики. В 2-х частях. Ч.1. Электротермические установки. Учебное пособие.pdf
Потеря напряжения в линии при протекании в ней реактивной
−
мощности (активным сопротивлением пренебрегаем):
Qx
л
,
U
н
где
/
UQxU ≈=Δ
лл
U
U
,
– напряжение в начале линии и на нагрузке.
л
н
Отклонение напряжения на нагрузке
QQ
C
н
0
, (75)
к
где
Qx
UV
Δ
=
100 S
U
U
н
S
– мощность КЗ на шинах печной подстанции.
к
Q
л
2
н
===
S
к
3.1. ПОПЕРЕЧНАЯ КОМПЕНСАЦИЯ
Δ
QV
где
ке
QQΔ
н
Q
н
; при
V
к,
е
Δ=
Ι
=Δ
∗
н
н,
=
S
к
V
0
или
н
∗
100100
т.е. отклонение напряжения на шинах печной подстанции при поперечной компенсации определяется лишь отклонением мощности
нагрузки и не зависит от мощности компенсирующего устройства
(рис. 34, 35).
V
0
Δ=
Q
const IQU Δ=Δ≈
, (76)
∗
н
100100
;
н*н*н
V
к,
е
V
0
, (77)
Δ= Ι
н
∗
Рис. 34. Поперечная компенсация
61
Рис. 35. Включение конденсаторной батареи
при поперечной компенсации:
1 – главный печной трансформатор; 2 – повышающий
трансформатор; 3 – регулирующий автотрансформатор;
4 – КБ; 5 – печь
По практике
V
может достигать больших размеров, тогда
к,е
нужно синхронно с изменением
искусственно менять мощность
Q
н
компенсирующего устройства, чтобы отклонения не выходили за
пределы допустимого V
.
доп
100 S
Δ−Δ
QQV
C
ндоп
=
. (78)
к
На рисунке 35 приведено:
г) дуговые сталеплавильные печи (за рубежом), которые позволяют разгрузить регулировочный автотрансформатор трансформаторного агрегата;
а); б); в) – руднотермические; дуговые сталеплавильные; индукционные (промышленной частоты);
а) недостаток: не разгружается печное оборудование.
62
Ёмкостное сопротивление постоянной части КБ:
2н2
UK
X
С
0
==
Q
С
0
Q
UK
тн2т
tg
⎛
⎜
−
1
C
0
⎜
tg
⎝
=
ϕ
⎞
0н
⎟
Ι
⎟
ϕ
е
,н
⎠
UK
н2т
ϕ
tg
⎛
⎜
−ϕ
1sin3
е
,нн
⎜
ϕ
tg
⎝
переменной части
2н2
UK
X
=Δ
С
т
⎛
Q
−
⎜
н
⎜
⎝
=
V
⎞
V
доп
0
Ι
⎟
⎟
⎠
UK
н2т
⎛
1sin31
−ϕ
⎜
,нн
е
⎜
⎝
. (79б)
V
⎞
доп
⎟
⎟
V
⎠
0
3.2. ПРОДОЛЬНАЯ КОМПЕНСАЦИЯ
При продольной компенсации напряжение на шинах подстанции U
будет отличаться от напряжения на печном трансформаторе
н
(рис. 36, 37).
/UXQUСС−=Δ
, т.е. напряжение выше, чем на шинах под-
нп
2 IQ
станции
Δ=
, тогда
С
н**
V
пк
=
V
0
V
пк
Ι
V
∗
0
QQ
Δ−Δ
н
C
S
⎛
⎜
н
⎜
⎝
; (80)
к
Q
⎞
C
0
⎟
−Δ=
21
; (81)
⎟
Q
⎠
н
⎞
0н
⎟
⎟
е
,н
⎠
; (79а)
Рис. 36. Продольная компенсация
63
Рис. 37 Схемы включения конденсаторной батареи
продольной компенсации:
1 – главный печной трансформатор; 2 – повышающий трансформатор;
3 – линейный регулятор; 4 – регулировочный трансформатор;
5 – КБ; 6 – печь
где
′
V
пк
V
0
2
U
′
S
к
н
=
=
S
−
к
XX
cл
SS
/
= Ι
кк
SV
к0
1
−
′
S
к
X
л
, т.е. при продольной компенсации
−
XX
cл
S
к
, (82)
Δ
≅Δ
Ι
н
н
∗∗
′
S
к
отключения напряжение меньше, аналогично при поперечной, что
позволяет обойтись без регулирования ёмкости УПК.
УПК повышает напряжение нагрузки (руднотермических печей 30…50%). УПК характерны для крупных потребителей с резкопеременной нагрузкой (сварочные установки, прокатные станы,
ферросплавные и карбидные электрические печи).
64
Недостаток: возникновение резонансных явлений при сквозных токах КЗ и появление перенапрежений (особенно резко при
высоких гармониках), поэтому в дуговых сталеплавильных используют редко, несмотря на улучшение характеристик печей и снижение их влияния на питающую сеть.
Ёмкостное сопротивление компенсационной установки определяется следующим образом:
tg
ϕ
tg
н
⎞
0н
⎟
U
⎟
ϕ
,н
е
⎠
2
=
⎛
⎜
Q
1
−
н
⎜
X
С
⎝
=
0
Ι
tg
ϕ
tg
⎞
0н
⎟
⎟
ϕ
,н
е
⎠
. (83)
⎛
⎜
1sin3
−ϕ
,нн
е
⎜
⎝
Ι
н
65
4. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ
X
X
ϕ
Z
=
Задача № 1
Имеется электротермическая установка, где установлены два
нагревательных элемента сопротивлениями
рые подключены на напряжение U. Возможны четыре ступени регулирования температуры. Принципиальные электрические схемы
указаны на рис. 38.
1.
Первая схема – включён только один нагревательный эле-
мент
элемент
тельных элемента
ных элемента
и
R
2.
Вторая схема – включён только второй нагревательный
3.
Третья схема – последовательно включены два нагрева-
4.
Четвёртая схема – параллельно включены два нагреватель-
.
X
1
1
и
R
2
.
X
2
,
,
,
R
X
1
1
,
,
R
1
,
R
1
2
.
R
X
2
2
.
2
Для каждой ступени:
а) рассчитать токи, потребляемые мощности
,
,
,
R
X
1
R
1
cos
, кото-
X
2
2
и построить
векторные диаграммы токов и напряжений;
б) параллельно подключить конденсатор и подобрать ёмкость,
чтобы
=1;
ϕcos
в) для всех случаев построить векторные диаграммы.
Исходные данные представлены в табл. 1.
Задача № 2
Имеется трёхфазная электротермическая установка с сопротивлениями
R и cрХ (симметричная нагрузка Zа Zb
cр
=
Zс ZаbZbcZса== = = ). Трёхфазные нагревательные элементы
подключены на трёхфазную сеть с линейным напряжением U
. Ис-
л
66
ходные данные предоставлены в табл. 2. Возможны две ступени
регулирования температуры: 1) по схеме треугольник; 2) по схеме
звезда (рис. 39).
Для каждой ступени рассчитать токи, потребляемые мощности
и построить векторные диаграммы токов и напряжений.
а)
б) в) г) д)
Рис. 38. Принципиальная электрическая схема
однофазной электротермической установки:
а – общий вид установки; б – схема включения первого нагревательного
элемента R
элемента R
и Х1; в – схема включения второго нагревательного
1
и Х2; г – схема последовательного включения двух
2
нагревательных элементов Z
включения двух нагревательных элементов Z
и Z2; д – схема параллельного
1
и Z2
1
67
а)
б) в)
Рис. 39. Принципиальная электрическая схема
трёхфазной электротермической установки:
а – общий вид установки;
б – схема включения установки треугольником;
в – схема включения установки звездой
68
Таблица 1
№ U, В R1, Ом Х1, Ом R2, Ом Х2, Ом
0 127 5,0 0,5 3,0 0,5
1 – 5,5 1,0 3,5 1,0
2 – 6,0 1,5 4,0 1,5
3 – 6,5 2,0 4,5 0,5
4 – 7,0 2,5 5,0 1,0
5 – 7,5 3,0 5,5 1,5
6 – 8,0 3,5 6,0 0,5
7 – 8,5 4,0 6,5 1,0
8 – 9,0 4,5 7,0 1,5
9 – 9,5 5,0 7,5 0,5
10 – 10 5,5 8,0 1,0
11 220 5,0 0,5 3,0 1,5
12 – 5,5 1,0 3,5 0,5
13 – 6,0 1,5 4,0 1,0
14 – 6,5 2,0 4,5 1,5
15 – 7,0 2,5 5,0 0,5
16 – 7,5 3,0 5,5 1,0
17 – 8,0 3,5 6,0 1,5
18 – 8,5 4,0 6,5 0,5
19 – 9,0 4,5 7,0 1,0
20 – 9,5 5,0 7,5 1,5
21 380 5,0 0,5 3,0 0,5
22 – 5,5 1,0 3,5 1,0
23 – 6,0 1,5 4,0 1,5
24 – 6,5 2,0 4,5 0,5
25 – 7,0 2,5 5,0 1,0
69
Продолжение табл. 1
№ U, В R1, Ом Х1, Ом R2, Ом Х2, Ом
26 380 7,5 3,0 5,5 1,5
27 – 8,0 3,5 6,0 0,5
28 – 8,5 4,0 6,5 1,0
29 – 9,0 4,5 7,0 1,5
30 – 9,5 5,0 7,5 0,5
31 220 10,0 0,5 8,0 1,0
32 – 10,5 1,0 8,5 1,5
33 – 10,0 1,5 9,0 0,5
34 – 11,5 2,0 9,5 1,0
35 – 12,0 2,5 10,0 1,5
36 – 12,5 3,0 10,5 0,5
37 – 13,0 3,5 11,0 1,0
38 – 13,5 4,0 11,5 1,5
39 – 14,0 4,5 12,0 0,5
40 – 14,5 5,0 12,5 1,0
41 380 10,0 0,5 8,0 1,5
42 – 10,5 1,0 8,5 0,5
43 – 11,0 1,5 9,0 1,0
44 – 11,5 2,0 9,5 1,5
45 – 12,0 2,5 10,0 0,5
46 – 12,5 3,0 10,5 1,0
47 – 13,0 3,5 11,0 1,5
48 – 13,5 4,0 11,5 0,5
49 – 14,0 4,5 12,0 1,0
50 – 14,5 5,0 12,5 1,5
70