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

заданный треугольник напряжений и соответственно ему

звезда

фаз­

ных напряжений

(ступени напряжения

на фазах

могут

быть

равными

и могут отличаться друг от друга), причем на каждой фазе этой звезды

откладываются величины напряжений, равные напряжению заданной

ступени трансформатора. Накладывая кальку на рисунок,

добиваются

того, чтобы концы заданных ступеней напряжения на трех фазах легли

одновременно на линии, являющиеся геометрическим

местом

точек

концов векторов фазных напряжений так, чтобы первая фаза

попала

на N1M1

(точка А),

вторая —

на N 2М2

(точка В)

и третья

—

на

N3M3

(точка

С).

При этом нуль звезды фазных напряжений дает положение

нуля

трансформатора

— точку

0Т , а напряжение между

точками

0Т

и

0ГІ

(Uо) будет равно напряжению между нулями трансформатора и печи.

Полученные

при

построении

отрезки

NXA,

N2В

и

N3C

равны:

N\A

— Ii

(ГІ0М

+ Г1 п е р

+

-^іпол) =

JiRi*

N,B^I2(r2ou

+ r2nep

+

R2non)

=

I2R2,

(1-26)

JV3C = / 3

( r 3 o M • 1- r 3 n e p

-f- і ? 3 п о л ) =

I3R3.

З н а я величины

токов

I ъ

12,

/ а ,

легко

определить

Rx, R2,

R3.

Так

как r n

o u

и r n n e p

определяются

либо

расчетным путем,

либо

экспериментальным, как это будет показано в гл. 7, легко определить

величины полезных

сопротивлений:

Rnnon

Rfi

''пом

''я.пер'

( 1 -27)

Это

позволяет

найти величины

полезных

мощностей по

формуле

Рпп =

InRrmojn

( 1 -28)

где

п — номер

фазы.

Д л я мощной карбидной печи 60 Ме-а

графо-аналитическое

решение

задачи

приводит

к

следующим

данным:

Р1п

—

17,87

Мет,

Р2п

=

=

14,1

Мет,

Р3п

=

12,0

Мет,

что весьма

точно

совпадает

с

аналити­

ческим

решением

задачи.

Задача определения ступеней напряжения трансформатора и сдвига

нуля печи для заданных равных токов и мощностей на фазу

решается

следующим образом: на

линиях

A^/W^

N2M2,

N3MS

откладываются

отрезки

NXA, N2B, N3C,

вычисленные

по

формулам

(1-27),

причем

величины Rn п

о

л

рассчитываются

исходя

из

заданных

полезных

мощ­

ностей на фазу и из заданных токов. Накладывая на рисунок

кальку

со звездой фазных напряжений, совмещаем точки

А,

В

и С с

линиями

фазных напряжений . П р и этом нуль звезды фазных напряжений дает

положение нуля

трансформатора

(0Т ),

а

отрезки

0ТА,

0ТВ

и

0Т С

бу­

дут

фазными

напряжениями

трансформатора,

которые

определяют

его

ступени.

С помощью графо-аналитического метода можно т а к ж е решить

задачу определения токов, при которых получаются заданные мощ­

ности на фазу печи. Построение выполняются так же, как и при ре­

шении

первой

задачи с той разницей,

что

строится

звезда

неравных

индуктивности печного контура,

вызывающим уменьшение

cos ф

[9, 10]. Как известно, наибольшей

асимметрией обладает широко

рас­

расположением электродов (рис.

1-2, а). В табл. 1-1 приведены резуль ­

таты

расчетов трехэлектродных

карбидных

печей мощностью

80 и

100

Мв-а с прямоугольной ванной. Из таблицы видно,

что эти печи

имеют не только

низкий cos ф, но и резко

выраженную

асимметрию

мощностей [11].

Таблица

1-1

Электрические

характеристики трехэлектродных прямоугольных печей

мощностью 80 и \00Мва

В современных мощных

руднотермических печах

с

регулировкой

н а п р я ж е н и я под нагрузкой

выравнивание мощностей

на

электродах,

н а п р я ж е н и я

по фазам. Однако

такому пути создания мощных рудно­

термических

печей присущи

следующие существенные недостатки:

тора; 2) необходимость весьма

широкого диапазона

регулирования

н а п р я ж е н и я ,

что сопряжено с

техническими

трудностями

создания

таких печных

трансформаторов. Так, дл я карбидной

печи с

полезной

мощностью 59,16 Мет (табл. 1-1) при равных

мощностях на электро­

дах потребовался бы трансформатор, номинальная

мощность кото­

рого равнялась бы 106 Мв-а вместо 80 Мв-а.

При этом диапазон ре­

личиться в 1,7 раза . Таким

образом, выравнивание мощностей с по­

мощью

дополнительных

индуктивностей или с применением

специ­

альных

трансформаторов

с

глубоким перекосом ступеней напряже ­

ния не дает положительных

результатов.

Я . Б . Данцисом и Г. М. Жиловым был предложен способ

борьбы

точках

электрической цепи

112]. При

этом решается

и д р у г а я , весьма

важная

задача увеличения

cos ср.

Д л я

эквивалентной

схемы печного

контура

(рис.

1-10)

справедливы

следующие

уравнения:

^ і о п = Л (rl + ^ і п о л ) +

U1Х1'

^ 2 о п — h (Г2 + ^ 2 п о л ) + H2Х2і

£ЛчпЗоп =

/ 3 (Г3 + ^ з п о л )

+

U3*3>

(1-29)

V 21 " : ^ і о п

^ 2 о п >

V32=U^~Ü2оп"

Зоп

I

^ і з

=

^ з о п —

U ion-

Известно, что в случае

асимметрии короткой сети при равенстве

токов

в электродах сопротивления

Яг

Ri

R Зпол

оказываются

неравными,

что и определяет

неравенство

мощностей

на

электродах. В случае

вырав­

нивания

мощностей с

помо­

щью

последовательно

вклю­

ченных конденсаторов условие

равенства мощностей на элек­

тродах

при равных

линей­

ных

токах

= I / 2

I =

^ і п о л = ^ 2 п о л =

^ З п о л ~

а Ф э - ' л [г\+г2

+ гй

-10.

Эквивалентная

схема

печной

31

установки с

последовательно

включенной

(1-30)

емкостью

где 5 — к а ж у щ а я с я

мощность печной установки; cos срэ — оптималь­

ный

коэффициент

мощности, при котором суммарные затраты по пере­

даче

и компенсации

реактивных

нагрузок

имеют наименьшую

вели­

рис. 1-11 [11]. По направлениям

линейных

токов flt

/ 2 , / 3

отклады­

ваются

векторы

^ г і = /і(Гі + і ? 1 п о

л ) ,

і Л 2 = / 2 ( г 2 + # 2 п о

л ) ,

Ür3 =

= h (/з + ^зпол)-

Величина Rnn0Jl

определяется из (1-30). Из

(1-30)

следует,

что геометрическим

местом

точек

концов

векторов

Ülon,

Û2on, 03 о п , а следовательно,

и 0 2 1 , і)32,

Ü13 будут являться перпен­

д и к у л я р ы к токам / ц / 2 , / 3 , проведенные

через концы

векторов

ІІгХ,

ных напряжелий Ü2l, Ü32,

Ü13

(выполненный в том же масштабе, что

и н а п р я ж е н и я

Ürl,

Ür2,

Ùr3)

таким образом, чтобы точки /, 2, 3 сов­

пали

с соответствующими

перпендикулярами,

найдем н а п р я ж е н и я

U'lon>

U 2 о п ,

U3on.

Проекции

этих

векторов

на направления,

перпендикулярные

то­

кам,

будут

представлять

собой

реактивные падения н а п р я ж е н и я

Iгхг,

І2х2,

І3х3;

по ним можно вычислить добавочные реактивные сопротив-

Р и с . 1-11. Графоаналитическое

решение

задачи опре­

деления

реактивных

сопротивлений

ления конденсаторов Axlt

Ах2, Ах3,

которые

необходимо включить

помощи последовательно включенных конденсаторов, так как в

этой

фазе

необходимо включение индуктивного сопротивления. Д л я

пол­

ного

выравнивания мощностей конденсаторами необходимо увели­

чить

задаваемый коэффициент мощности. Д л я частного случая работы