Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Энерготехнологические установки. Лабораторный практикум

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

1 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 63 4 5 6 > Следующая >>>

ступающая в НЭ, компенсирует тепло на нагрев изделия до заданной температуры, тепловые и электрические потери в ЭПС.

При изменении заданной температуры q

с помощью сиг-

нала с ПУ система регулирования температуры работает аналогично описанному, т. е. изменяется рассогласование ±Dq, изменяются сигналы u, α, регулируя напряжение на нагревательном элементе U

до нового установившегося значения

нэ

температуры в рабочем пространстве печи.

В схеме рис. 2.5 применяются такие же приборы, как в схеме рис. 2.1.

Автоматика с непрерывным регулированием температуры обеспечивает любую заданную точность поддержания температуры в рабочем пространстве ЭПС.

Недостаток применения рассмотренной системы плавного регулирования температуры с тиристорным регулятором напряжения заключается в работе ЭПС как потребителя электрической энергии с пониженным коэффициентом мощности при малых нагрузках и искажении напряжения питающей сети.

Измерительные приборы присоединяются к электрической сети питания печи ЕK с помощью измерительных трансформаторов напряжения TV2 и тока TА.

2.2. Методика выполнения работы

1. Изучить электрооборудование и автоматику ЭПС с двухпозиционным регулированием температуры в рабочем пространстве печи, см. рис. 2.1.

2. Изучить электрооборудование и автоматику ЭПС с двухпозиционным регулированием температуры в рабочем пространстве печи, см. рис. 2.4.

3. Изучить электрооборудование и автоматику ЭПС с непрерывным регулированием температуры в рабочем пространстве печи, см. рис. 2.5.

4. Составить отчет по работе с ответами на два вопроса и задания, указанных в подразделе 2.3. (Конкретные номера вопросов или заданий определяются преподавателем при защите работы.)

2.3. Контрольные вопросы и задания

1. Каковы назначение и выполняемые функции в схемах разъединителя?

2. Каковы назначение и выполняемые функции в схемах автоматического выключателя?

3. Каковы назначение и выполняемые функции в схемах печного трансформатора?

4. Каковы выполняемые функции и как работают блок VS и реле KМ, рис. 2.1?

5. Каковы назначение и выполняемые функции в схеме рис. 2.1 блока А1?

6. По статической характеристике регулятора А1, рис. 2.2, поясните как изменяется сигнал на его выходе при росте фактической температуры в печи от нуля до, соответствующей точке «в» характеристики.

7. По статической характеристике регулятора А1, рис. 2.2, поясните как изменяется сигнал на его выходе при снижении фактической температуры в печи от соответствующей точке «в» характеристики, до нуля.

8. Изобразите график изменения температуры в рабочем пространстве печи при нагреве изделия, имеющего массу в два раза больше чем на рис. 2.3.

9. Изобразите график изменения температуры в рабочем пространстве печи при нагреве изделия, имеющего массу в два раза меньше, чем на рис. 2.3.

10. Изложите назначение трансформаторов ТА и ТV2 и расскажите, какие параметры измеряют приборы КИП, рис. 2.1.

11. Поясните устройство биметаллического реле ВK, рис. 2.4.

12. Изложите работу схемы поддержания температуры на заданном уровне в сушильном шкафу, рис. 2.4.

13. Изложите выполняемые функции и как работают блоки VS и СИФУ, рис. 2.5.

14. Изложите выполняемые функции и как работает блок А1, рис. 2.5.

15. Поясните устройство и принцип действия датчика измерения температуры ВК.

16. Изложите работу автоматики печи, рис. 2.5, при увеличении программным устройством ПУ заданной температуры в два раза.

17. Изложите работу автоматики печи, рис. 2.1, при уменьшении программным устройством ПУ заданной температуры в два раза.

18. Поясните, чем отличаются одностороннее и двухстороннее фазовое регулирование тиристорного регулятора напряжения и представьте их характеристики.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.

Изучение электрооборудования

и автоматики дуговых

сталеплавильных печей

Цель работы: изучить назначение, устройство, принцип

действия элементов схемы электрооборудования и автоматики дуговых сталеплавильных печей (ДСП) и их взаимодействие в процессе работы печи.

3.1. Краткие теоретические сведения

3.1.1. Схема расположения и состав электрооборудования ДСП

ДСП 10 (рис. 3.1) получает электрическую энергию от шин высокого напряжения 3 через кабель ввода 1 и разъединитель 2, высокое напряжение поступает на первичную обмотку печного трансформатора 7 через выключатель 4, параллельно соединенные дроссель (реактор) 5 и выключатель 6, вторичное напряжение трансформатора подводится по короткой сети 8 к электродам 9, печи 10. Короткая сеть включает компенсаторы (а); пакет шин (б); гибкие кабели (в); трубошины (г); электродержатели (д); контактные соединения (е).

3.1.2. Электрооборудование и автоматика ДСП

ДСП – это мощный электропотребитель, поэтому ее электрооборудование и автоматика имеют оригинальные решения в сравнении с общепромышленным оборудованием.

На рис. 3.2 представлена упрощенная однолинейная схема электрооборудования и автоматики ДСП с питанием электрической энергией от трехфазной электрической сети. Электропотребитель ДСП представлена на рис. 3.2 корпусом печи 1 с элек- тродами 2 и ванной 3, в которой горят электрические дуги 4 и находится перерабатываемая шихта. Силовое электрооборудование, необходимое для передачи электрической энергии от питающей электрической сети высокого напряжения 5 с уровнем

напряжения 10, 35, 110, 220 кВ к электродам ДСП, включает силовой печной трансформатор TV1; разъединитель QS; автоматические выключатели QF1, QF2, QF3; силовой реактор L конденсаторную батарею C; короткую сеть, включающую последовательно соединенные вторичную обмотку трансформатора TV1 6, шинопровод 7, гибкий кабель 8, трубошину 9, электроды ДСП. Напряжение на первичную обмотку трансформатора TV1 подается при замыкании разъединителя QS и автоматического выключателя QF1, через реактор L, а питание короткой сети осуществляется после замыкания автоматического выключателя QF3. Дуговые сталеплавильные печи имеют трехфазную схему питания и подину из непроводящего материала. Ванна с металлом в такой печи образует естественную нулевую точку трехфазной цепи. Поэтому печь работает по трехпроводной системе трехфазного тока без нулевого провода.

Рис. 3.1. Схема расположения и состав электрооборудования

ДСП: 1 – кабель ввода; 2 – разъединитель; 3 – шины высокого

напряжения; 4 – высоковольтный выключатель; 5 – дроссель;

6 – выключатель, шунтирующий дроссель; 7 – печной транс-

форматор; 8 – короткая сеть: а – компенсаторы; б – пакет шин;

в – гибкие кабели; г – трубошины на печи; д – электрододержа-

тели; е – контактные соединения; 9 – электроды; 10 – печь

Рис. 3.2. Электрооборудование и автоматика ДСП: 1 – корпус;

2 – электроды; 3 – ванна; 4 – электрическая дуга; 5 – элек-

трическая сеть высокого напряжения; 6 – вторичная обмотка

трансформатора TV1; 7 – шинопровод; 8 – гибкий кабель; 9 –

трубошина; 10 – неподвижный башмак; 11 – подвижный баш-

мак; 12 – электропривод; 13 – головка электродержателя; 14 –

стойка электродержателя; 15 – индуктор электромагнитного

перемешивателя; 16 – источник питания

Печной трансформатор обеспечивает питание электродуговой печи. Для печей небольшой и средней мощности трансформаторы выпускают трехфазными. Для печей большой мощности применяют электрическую схему из трех однофазных трансформаторов, позволяющую повысить коэффициент мощности ДСП благодаря более рациональной конструкции короткой сети и возможности регулировать мощность и напряжение отдельно на каждой фазе.

Трансформатор ДСП имеет следующие особенности:

• рассчитан на высокие номинальные токи на низкой сто-

роне, до десятков и сотен килоампер;

• большой коэффициент трансформации, равный 25 при вы-

соком напряжении 10 кВ и 275 при высоком напряжении 110 кВ;

• большое число ступеней вторичного напряжения при диа-

пазоне его регулирования до 500 % и числе ступеней более 40;

• обладает высокой стойкостью против коротких замыка-

ний и высокой конструктивной прочностью.

Силовые печные трансформаторы оборудованы устройствами принудительного охлаждения с искусственной циркуляцией масла и снабжены регуляторами напряжения под нагрузкой. Обмотки трехфазных трансформаторов соединяют по схеме «треугольник-треугольник» с возможностью последующего переключения на схему «треугольник-звезда», что позволяет регулировать уровень вторичного напряжения.

Переключение ступеней напряжения ДСП малой и средней мощности производят при снятой нагрузке, для чего переключатель снабжают блокировкой с главным высоковольтным выключателем. В трансформаторах большой мощности переключение можно производить под нагрузкой специальным переключателем.

Высоковольтный разъединитель в схеме питания ДСП предназначен для создания видимого разрыва силовой цепи печи. Работа с разъединителем производится только при снятом высоком напряжении.

Автоматические выключатели высокого напряжения совместно с аппаратурой защиты предохраняют печь от токов короткого замыкания и осуществляют оперативное отключение и выключение печи. В настоящее время при напряжениях 10, 35 и 110 кВ применяются элегазовые и вакуумные выключатели.

Электрической схемой ДСП предусмотрено аварийное отключение печного трансформатора при недопустимых токах в его первичной обмотке, а также при поступлении аварийного сигнала от газовой защиты трансформатора или переключателя напряжения.

Реактор L, применяемый в схеме, предназначен для ограничения бросков тока при коротких замыканиях и стабилизации

горения дуг. Реактор включают между сетью и линейными контактами обмотки высокого напряжения трансформатора или в «фазу» последовательно с данной обмоткой. В режиме пуска печи реактор шунтируется автоматическим выключателем QF2.

Передача электрической энергии от вторичной обмотки трансформатора TV1 к электродам ДСП осуществляется короткой электрической сетью дуговой печи. Активное и индуктивное сопротивления короткой сети являются составными частями общего электрического сопротивления участков сети электроснабжения ДСП. Активное сопротивление короткой сети должно быть минимально возможным с целью снижения потерь активной энергии в сети.

Короткая сеть представляет собой токопровод от вторичных обмоток трансформатора до электродов дуговой печи. По этой сети протекают большие токи, десятки кА, поэтому токопроводы короткой сети изготавливают большого сечения в виде пакетов медных лент, медных шин или труб с водяным охлаждением.

Короткая сеть проектируется минимальной длины с рациональным расположением проводников для снижения ее индуктивности и для равномерной загрузки фаз и трансформатора. Короткая сеть имеет четыре основных участка: шинные пакеты 7, служащие для передачи напряжения от выходов низкого напряжения печного трансформатора до неподвижных башмаков 10; участок гибких кабелей 8; трубошины (от подвижных башмаков 11 до головок электродержателя 1); электроды 2.

Конденсаторная батарея С (см. рис. 3.2) служит для повышения коэффициента мощности ДСП как электроприемника путем компенсации индуктивной реактивной мощности, потребляемой ДСП.

В электрической схеме дуговой сталеплавильной печи предусмотрены элементы защиты от токов перегрузки и аварийного короткого замыкания. Защиту от перегрузок реализуют на стороне низкого напряжения с помощью максимальных токовых реле с зависимой выдержкой времени. Защита от токов аварийного короткого замыкания осуществляется с помощью максимальных токовых реле мгновенного действия на стороне высокого напряжения (на схеме рис. 3.2 не показаны).

Электроды в дуговых печах обеспечивают ввод электроэнергии в ванну для расплавления шихты и корректировки состава плавки. Электроды бывают расходуемые и нерасходуемые. Требования, предъявляемые к ним, – механическая и жаропрочность, малое активное сопротивление. В печах применяются непрерывно наращиваемые графитизированные электроды из искусственного электрографита круглого сечения с обработанными торцами, которые по оси имеют отверстия с резьбой, куда ввинчивают очередные секции электродов. Электроды изготовляют длиной от 1000 до 1800 мм в зависимости от их диаметра. По мере обгорания их опускают вниз с помощью специальных механизмов. Графитизированные электроды дороже угольных, однако их главное достоинство – малое удельное сопротивление. В редких случаях применяют графитоугольные электроды, которые изготавливают из антрацита, термоантрацита, нефтяного кокса, каменноугольного пека и смолы в специальных печах путем обжига заготовок при температуре до 1600 K без доступа кислорода.

Задачи, решаемые автоматикой ДСП:

• поддержание заданной электрической мощности печи на

технологическом уровне путем стабилизации тока дуги I

;

• регулирование уровня напряжения силового трансфор-

матора;

• своевременное устранение всех отклонений от заданного

режима работы и отключение от сети в аварийных режимах.

Система автоматики включает регулятор тока дуги A1, на который подаются заданные значения тока I чиком тока TA2 фактическое значение тока I сигналу рассогласования DI = I управления u

электроприводом 12, который перемещает вер-

– IФ вырабатывается сигнал

и измеренное дат-

. В регуляторе по

тикально электроды печи 2, изменяя длину и мощность дуги. Электропривод 12 включает преобразователь электрической энергии UZ1, электродвигатель M и редуктор P. Электропривод обеспечивает поступательное движение в вертикальной плоскости жестко связанных между собой трубошины, электродержателя 13 и электрода 2 по стойке 14. Регулятор A1 реализует, как правило, пропорционально-интегральный закон регулирования тока дуги, обеспечивающий равной нулю статистическую ошибку регулирования.

При расплавлении большей части шихты эффективным средством ускорения процесса плавки является электромагнитное перемешивание металла в ванне печи. Оно выравнивает химический состав, ускоряет удаление газов и выведение вредных примесей из расплава. Жидкий металл ДСП приводится в движение с помощью электромагнитных устройств переменного тока с вращающимся магнитным полем.

Электромагнитные перемешиватели состоят из индуктора 15 источника питания 16 и системы охлаждения (см. рис. 3.2), источники питания – это электронные преобразователи частоты с частотой 0,4–0,9 Гц, мощностью 500–860 кВт, напряжением питания 100–130 В. Охлаждение индуктора возможно водой, если он изготовлен из медной трубки, или воздухом по специальным каналам внутри обмотки. Расход электрической энергии в установке на 1 т выплавленной стали составляет 3–5 % от полного расхода энергии. Приборы для измерения параметров режима работы печи подключаются к питающей электрической сети с помощью трансформаторов напряжения TV2 и тока TA1.

3.1.3. Упрощенная принципиальная схема электроснабжения ДСП

Упрощенная принципиальная схема электроснабжения ДСП малой емкости (1–6 т) представлена на рис. 3.3, состав элементов представлен ниже.

3.2. Методика выполнения работы

1. Изучить состав и расположение электрооборудования

ДСП, представленной на рис. 3.1.

2. Изучить состав и назначение электрооборудования и ав-

томатики ДСП, представленной на рис. 3.1.

3. Изучить состав и назначение электрооборудования ДСП,

представленной на рис. 3.2 и 3.3.

4. Изучить взаимодействие элементов электрооборудования

и автоматики ДСП в процессе плавки металла.

5. Составить отчет по работе с ответами на два вопроса или задания, указанных в подразделе 3.3. (Конкретные номера вопросов или заданий определяются преподавателем при защите работы.)

<<< < Предыдущая 1 23 / 63 4 5 6 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]