Файл: Данцис Я.Б. Методы электротехнических расчетов руднотермических печей.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.06.2024

Просмотров: 186

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

"I

l/„.-..Vf: .( ,

! ;

/'„

.-ЛЬ..,,

2

:

 

.

• .

+l'2nMU2n)

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2« + 2 + . . .

 

+ / 8 п М і , 3 в ) ] .

 

 

Реактивное падение напряжения на i'-ом проводнике любой фазы

может

быть

выражено

следующим

образом:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З/і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и.

•](0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3-21)

где

L

u — коэффициент

самоиндукции

 

i'-го

проводника;

Ік

— ток

в k-м проводнике любой фазы; " Mik

 

— коэффициент взаимоиндукции

между і-ш проводником и k-м проводником любой фазы.

 

 

 

Подставляя в выражение (3-21) значения

коэффициентов

самоин­

дукции и взаимоиндукции из (3-13),

получим:

 

 

 

 

 

Ùt

=

j- f ° - { І2/, (In 2 / , -

1)

У

+

(In 2/,— 1) +

/ „ (In 2 Z „ -

1 ) -

 

 

— (^i — ' i i )

[In2 ( / , — / „ ) —

l j [

2

 

 

/ ,

+

{/, (In 2 / , - 1 )

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J k=n-\-\

 

 

 

 

 

 

 

-\

/ ш

( 1 п 2 / ш - ! ) - ( / , - / „ , )

(In 2 (/, — /!„) !]} X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

X

2]

4—2/,

^ i k

\ n g l k

 

 

2/ I I

2]

h^gik

 

 

 

 

 

ft---=2n-! 1

ft-

 

1

 

3rc

 

 

 

 

 

ft=n

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ik in

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О/

 

 

V

 

ft/4.

 

 

 

(3-22)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ft=2rt

; 1

 

 

 

 

г д е ^

— с. г. p. между t-м и £-м проводниками;

g,v

— с. г. р. і-го про­

водника от самого себя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я симметричной системы фазных токов и равенства токов во всех

проводниках каждой

фазы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2п

 

 

 

 

 

 

 

 

Зл

 

 

 

 

 

 

 

 

'II

11'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h^n

: 1

 

 

ft=^2rt

 

 

 

i l

 

 

 

 

 

 

 

к--Л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ii

/fein g / f t - = - f i n

П

 

glk,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k-i

 

 

"

ft-l

 

 

2«;

 

 

 

 

 

 

 

 

(3-23)

 

 

 

 

 

 

 

 

' I

 

 

 

gik,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 / * i n f t f t

=

 

In П

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ft=n +

l

 

 

 

 

 

k=n -r 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3n

 

 

 

al

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ft

2

Ле In gift =

- І П

 

S

: 1

gift,

 

 

 

 

 

 

 

 

^2n

+l

 

 

n

 

 

ft=2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

a =

— -

КЗ

 

о

 

 

 

 

 

 

КЗ-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экспериментальные исследования показали, что асимметрия токов различных фаз, которая имеет место в рабочих режимах печных уста-

5 Я. Б. Дани

65


новок, практически не влияет на параметры коротких сетей. Незна­ чительную погрешность вносит и условие равенства токов во всех труб­ ках, что будет показано ниже. Расчет реактивных сопротивлений с учетом неравномерности токораспределения с помощью ЭВМ приве­ ден ниже в § 3-3.

Если

теперь

воспользоваться выражениями

(3-22) и (3-23), то фор­

мула (3-21) при

І£ = 1х'п

даст

значение

комплексной

индуктивности.

С ее мнимой частью связано явление

электромагнитного

переноса

энергии между фазами, а действительная часть определяет

значение

индуктивности

г'-го проводника фазы I

 

 

 

 

 

 

L , =

Re

Ut

 

 

(In 2/r

— 1 ) — 1 - / п ( 1 п 2 / п

- 1)-

 

I

I

 

 

/со

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- і - / І І І ( 1 п 2 / ш

- 1 )

+

- ^ - ( / І

-

/ и ) Ц п 2

( / ! — / „ ) —

1]Ч-

 

+ ^-(h-lm)[\n2(ll-lm)-l]\+lII\n

 

 

 

П

 

gik

+

 

 

 

2

 

 

 

 

J

k=n

~ i

 

 

 

 

 

 

 

 

Зп

 

 

п

\

 

 

 

(3-24)

 

 

 

+ Іш1п

 

П gik-2l}ln

 

I I gik

I .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если

в выражении (3-24)

положить

/, — Іп

— І и

ь

то

получим

 

 

 

 

 

 

 

Зп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к^п

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П

gik

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fc=l

Рассчитав индуктивность отдельных проводников, можно опреде­ лить результирующую индуктивность фазы I :

L , = S L( ./n2

i'=i

Расчет индуктивностей для других фаз может быть произведен аналогично. Формулы для расчета индуктивностей фаз сечения про­

водников

которых

изображены

на рис. 3-5, а,

б, приведены

ниже:

1) для

сечения

на рис. 3-5,

а

 

 

 

 

2n

 

 

 

L ,

 

2

(4/г + 3 - 2 0 In

+ I n g„

+

 

 

i n 2

 

'

 

+ / I I I 2

3n

 

 

 

 

>]

(ßn+l-i)\ngu+nlng1, 2n r 0

 

 

 

i=2ny\

1

 

 

 

— 2/

2 2 j ( n + 1 - 0 l n g ü + n l n g n

 

 

 

1=2

 

 

 

66


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 я и 2

 

 

i n

 

JS

(4л +

3 - 2 0 1 п ^ +

1 п А л „.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— 2/f

2

 

 

 

 

0 1 n g - , r b t t l n g - n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3/г

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

« з

П

"

2

 

V ( З л + 1 - O l n ^

i - n l n f f ,

2 П И

 

i'=^2n

\2

 

 

'

 

 

'

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

/ I I I

 

V

(4n + 3 - 2 0 1 n ^ . +

I n g „ i n .

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 / n i

 

1=2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

для

сечения

на рис.

3-5,

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

I х

"

J /

 

 

2п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 — 1

2

 

Ц

( 2 / 1 + 1 - 0

I n + / г

lng,

 

 

 

 

 

 

Ann2

 

 

n l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ / I I I

2

V

 

( З / г + 1 - O l n f f + n l n g r . 2 « + l

 

 

 

 

 

 

-21,

 

2

V

( n

-1.

\ ~

i) In gu

+

n In

gn

1

 

 

^11

 

— ^2 '

l 5

r

! < ' . . - ! ' „ , )

2

S

( 2 л - : - і - о і п г „ + л і я г ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i—n+2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

- 2 / „

2 Ѵ ( л + 1— t ) l n g „ + n l n g n

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L i n — L j

Ho

 

 

 

 

Зя

 

 

 

 

 

 

 

 

I I I

2

 

V

( З л + і - о і п ^ + п і п ^

 

4 л я 2

 

 

2 n + l

 

 

 

 

 

 

 

i=2n

+ 2

 

 

"

 

 

 

2 , 1 + 1

 

 

 

+ /I I I

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2

( 2 / г + 1 - і ) 1 п г „ + п 1 п ^

п И

 

 

 

 

 

 

-2/ i n

2

Д] (» +

1—0 In gu

+

n\ngn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i^2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формулы,

выведенные

для

расчета индуктивностей

прямолиней­

ных участков трубчатого пакета, параллельных большой оси печи, справедливы и для всего трубчатого пакета, включая участки, парал­ лельные малой оси печной установки. (Это положение можно было

доказать

при расчете взаимной

индукции между проводниками

левой

и правой

ветви данного участка,

используя выражения (3-16) и

(3-17).

67


В этом

случае под величинами Іь / п

и / ш следует понимать полные

длины

фаз всего трубчатого пакета).

Имеем:

(3-25)

Дальнейшее упрощение расчета индуктивностей отдельных фаз трубчатых пакетов коротких сетей может быть достигнуто составле­ нием нормалей (таблиц, кривых) на базе формул, полученных упро­ щенным методом расчета коротких сетей. С этой целью необходимо произвести такое преобразование членов, стоящих в квадратных скоб­

ках, в результате которых они оказались бы выраженными

в функции

от числа трубок в фазе (п),

от расстояния между трубками данной

фазы (/) и расстояния между

осями соседних фаз (at).

В

результате

преобразований получены следующие выражения, которые

позволяют

освободиться от с. г. р. между

проводниками. Н и ж е

приводим фор­

мулы, которые справедливы

для

сечения трубчатого пакета, изобра­

женного на рис. 3-5. Трубки средней фазы в схеме на рис. 3-5, а рас­

положены

на одинаковом

расстоянии

от

соседних

трубок крайних

фаз (ß =

Ѵ 2 ) , а в схеме на рис. 3-5, б ß

=

0. В результате преобразо­

ваний получены следующие

выражения,

которые

позволяют соста­

вить нормали для расчета индуктивностей

отдельных фаз:

L

L i l

и л

±-\luS{n,

 

a,

ß) +

/ m S ( n ,

а )

 

п1

 

 

 

 

 

2/,

S ( « ) + n l n

111] I _ L _ ^ o (/„ +

/ „ , - 2 / , ) ! ^ ,

 

 

t

\

 

 

 

{(/„ +

/„,) 5

(n,

a, ß ) -

 

4 л я 2

 

 

 

 

 

68


- 2 / | ,

S(n) +

 

n \ n ^

(/„,-/„)

lut,

(3-26)

 

 

 

 

 

 

 

Mo

(/„,15(га, a,

ß) + S(ra,

a)J-

 

 

4лга2

 

 

 

 

 

 

 

— 2/,

S (я) +

и In

 

 

 

где га число трубок в фазе; g t l — с. г. р. сечения от самого себя;

S(n, a, ß) -

> ] [ 2 ( д — і) +

1] l n ' K 4 a a - f - ß a ( 2 t I ) 2

,

 

S (га,

a) = га In 2a +

2 2 (га — 1) In j / 4 a 2 +

i 2 ,

(3-27)

S ( « ) = - 2 2 (л — 1) Int .

 

 

Выражения (3-26) могут быть записаны следующим образом:

 

4 л л 2

 

xS(n,

a,

ß) +

/ m S ( r a , a) — 2/, [S (/г)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

" l n g i i +

n(n — 1)

1п/] +

га2(/и

+

/ ш ) 1пг+

 

L„ =

L 2 +

 

( L 2

+ (/„ +

/,„) S (ra,

a,

ß ) - 2 / n [ S ( r a ) +

\ (3-28)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

П l n g u +

n (n— 1) ln t] +

rt2

(/„ / ш ) In t),

 

' i n

Но-

{

L 3

+ / n i [ S ( « ,

a, ß) +

S(ra,

a)] — 2 / m [ S ( r a )

+

 

4 л я 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" l n g n + n

(га—1) l n / ] +

2ra 2 / m

l n / j .

 

 

Теперь формулы

приведены

к

такому

виду, который

позволяет

без знания с. г. р. определить индуктивности отдельных фаз трубча­ того пакета или, умножив на угловую частоту со = 2л/, найти значе­ ния реактивных сопротивлений отдельных фаз. Д л я этого необходимо составить таблицы функций S (га), S (га, а ) и S (га, а, ß). Такие таблицы были составлены с помощью расчетов на электронно-вычислительной машине БЭСМ.

Так как аналогичный метод расчета был применен к схемам корот­ ких сетей, где число проводников в горизонтальном ряду трехфазных

и

однофазных

пакетов

(число вертикальных рядов) отличалось от трех

и

обозначено

буквой m

(например, схема 1-1, в сечение на рис.

1-4, г,

д, е; схема на рис. 1-2, д, сечение на рис. 1-3, в), то в дальнейшем

были

69