Файл: Данцис Я.Б. Методы электротехнических расчетов руднотермических печей.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.06.2024
Просмотров: 177
Скачиваний: 0
Третий фазный ток
|
/ « 2 - = - |
|
|
|
|
(1-39) |
Из формулы (1-38) могут |
быть |
получены следующие соотношения |
||||
между |
линейными токами: |
|
|
|
|
|
|
h |
(1 — а г |
) Z a 2 |
|
|
|
|
|
^із + |
а і |
(%2і + ^зг) |
(1-40) |
|
|
's |
|
|
|
|
|
|
%12 + |
^32 + |
al^2l) |
|
||
|
|
|
||||
|
|
ZlS ~Ь ^32 + |
a Ä l |
|
||
Кроме |
того, |
|
|
• ßl) z 3 2 |
|
|
|
|
a1^21 |
|
|||
|
' 32 . |
|
|
(1-41) |
||
|
/is" |
|
|
|
|
|
Выражения (1-40) и (1-41) |
позволяют |
графически решить задачу |
||||
о возможности выравнивания фазных токов изменением линейных то
ков. |
Д л я |
этого |
достаточно построить |
кривые |
изменения |
отношения |
||
токов |
h |
h |
и /32 |
в зависимости от изменения угла поворота а, |
||||
|
h |
h |
/із |
|
|
|
h |
|
определяемого вектором |
поворота а. |
Ордината |
кривой |
|||||
- ^ 2 , имею- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
^13 |
|
щ а я значение, равное или близкое единице, соответствует равным или близким значениям фазных токов. Этим соотношениям фазных токов соответствует определенный угол поворота а, значение которого на ходится по оси абсцисс. Углу а соответствуют определенные значения отношения линейных токов. Если величины этих отношений т а к ж е близки к единице, то выравнивание фазных токов возможно при не большом перекосе линейных токов, и, наоборот, если выравнивание фазных токов соответствует на кривых отношения линейных токов ординатам, значительно отличающимся от единицы, то выравнивание фазных токов может быть достигнуто только при значительной асим метрии линейных токов.
Описанный метод позволяет определить не только соотношение линейных токов, при котором имеет место равенство действующих значений фазных токов, но т а к ж е и зону соотношений линейных то ков, в которой фазные токи отличаются не более, чем на заранее за
данную допустимую величину. |
|
|
|
|
На рис. 1-14 |
приведены зависимости |
отношений токов |
дл я |
одной |
из действующих |
руднотермических печей |
мощностью 9000 |
кв-а |
с эл |
липтической ванной, у которой трансформатор расположен вдоль оси
печи. Измеренные сопротивления отдельных |
фаз треугольника имели |
значения: |
|
Z 3 2 = 0,354 Ь /1,58, Z 1 3 - 0,273 + / 2,8, |
Z 2 1 = 0,031 + / 1,58. |
36
Из рис. 1-14 видно, что при равных значениях фазных токов | — =
— ~ |
= |
1 ) линейные токи |
не равны |
( / 1 — / 3 |
— / 2 |
|
— 0,32 І1. |
|
Если же |
|||||||||||||||
Ли |
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
токи |
в |
электродах |
поддерживать |
равными |
и |
номинальными, |
то |
|||||||||||||||||
фаза |
трансформатора |
I I I — I I |
будет |
недогружена, |
а |
фазы |
|
I — I I I и |
||||||||||||||||
I I — I — п е р е г р у ж е н ы |
на |
|
18%. Следовательно, при данной асиммет |
|||||||||||||||||||||
рии короткой сети равные фазные токи в треугольнике можно |
полу |
|||||||||||||||||||||||
чить только при значительном перекосе линейных |
токов. Д л я |
этого |
||||||||||||||||||||||
ток |
/ 2 должен быть равен 0,32 |
Iх. |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Графо-аналитические |
расчеты |
|
Imlh |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
режима |
работы |
данной |
|
печной |
2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
установки |
при |
равных |
фазных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
токах показали, что создать тре |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
буемый |
перекос линейных |
токов |
US |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
изменением |
сопротивлений |
фаз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ванны |
печи |
не |
|
представляется |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
возможным, |
так |
|
как |
д л я |
|
этого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
! |
|
|
||||||
потребовалось |
бы иметь |
отрица |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
о, б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
тельное |
сопротивление |
на |
тре- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
д'у2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
тьем |
электроде. |
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
|
|
||||
Из кривых на рис. 1-14 |
можно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
90 |
WS1 |
120 |
|
135 |
150 |
165 |
ct° |
||||||||||||||||
установить |
то направление |
ре |
|
|
||||||||||||||||||||
Рис. 1-14. Зависимость |
между |
линейны |
||||||||||||||||||||||
гулировки |
токов, |
по |
которому |
|||||||||||||||||||||
ми |
и фазными токами для печи средней |
|||||||||||||||||||||||
следует |
идти, |
чтобы |
уменьшить |
|||||||||||||||||||||
|
|
мощности |
при |
- ^ і - = |
I |
|
|
|||||||||||||||||
неравномерность |
фазных |
|
токов; |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
^із |
|
|
|
|
||||||||||||
это |
направление — уменьшение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
тока |
второго |
электрода. |
|
Оно |
было |
экспериментально |
проверено |
|||||||||||||||||
на действующей |
печи мощностью |
9000 |
/се-а. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
В табл. 1-3 приведены данные работы печи при равных |
линейных |
|||||||||||||||||||||||
токах (режим |
I), а т а к ж е |
|
расчетные значения фазных токов, опре |
|||||||||||||||||||||
деленные по формулам (1-33), исходя |
из |
заданных значений |
линей |
|||||||||||||||||||||
ных |
токов и замеренных |
|
сопротивлений |
Z 3 2 , |
Z1S, |
|
Z21. |
Из |
|
таблицы |
||||||||||||||
видно, что |
расчетные |
и |
экспериментальные |
значения |
фазных |
токов |
||||||||||||||||||
практически |
совпадают. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Значения токов в режиме I были снижены по сравнению с номи |
||||||||||||||||||||||||
нальным до таких |
величин, при которых фазные токи / 1 |
3 и / 3 2 |
не |
пре |
||||||||||||||||||||
восходили номинальных значений. Режим |
I I |
предусматривал |
|
работу |
||||||||||||||||||||
печи при сниженном значении тока |
/ 2 |
,что привело |
к некоторому |
вы |
||||||||||||||||||||
равниванию величин фазных токов, а это в свою очередь |
позволяет |
|||||||||||||||||||||||
работать |
на |
печи с большим |
коэффициентом использования |
мощности |
||||||||||||||||||||
трансформатора. Но так как выравнивание фазных токов одновре менно привело к резкому увеличению перекоса мощности на электро дах печи (табл. 1-3), пришлось отказаться от работы на этом режиме, поскольку увеличение перекоса мощности привело к ухудшению тех нологических показателей печной установки.
Выравнивание фазных токов на данной печи (средней мощности) было получено в результате коренной реконструкции ее короткой
37
|
|
|
Режимы работы карбидной печи мощностью 9 |
Мв-а |
|||||
|
|
Л и н е й н ы е |
токи |
|
|
Расчетные значения |
|||
|
|
|
|
|
|
|
фазных |
токов, |
ка |
|
|
|
|
% |
|
|
|
|
|
к |
|
о |
а |
100, |
а |
S3 |
|
|
|
|
о |
о |
|
|
|
||||
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Реж |
|
-1 *чм |
|
^ J х |
|
^ 1 Π|
< |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
31,6 |
90,3 |
31,6 |
90,3 |
31,9 |
91,1 |
20 |
14,9 |
20,8 |
I I |
31,4 |
89,7 |
27,2 |
77,7 |
31,1 |
88,9 |
18,7 |
15,7 |
18,3 |
сети. |
Были |
выравнены |
сопротивления |
Z32, |
Z1S, Z21. |
Исследования, |
|||
проведенные на несимметричной прямоугольной печи большой мощ ности (40 Мв-а) с расположением трансформатора вдоль оси печи, показали, что качественное распределение фазных токов при равных ступенях н а п р я ж е н и я аналогично распределению на печах средней мощности. Поэтому и на этих печах дл я получения фазных токов не выше номинальных необходимо снижать линейные токи.
Следует иметь в виду, что, хотя к а ж у щ а я с я мощность |
трансформа |
тора при номинальных фазных токах будет использована |
полностью, |
полезная мощность печи будет такой же, как и в режиме печи при рав ных линейных токах, значения которых выбраны таким образом, чтобы наибольший фазный ток не превышал своего номинального зна
чения. В печах большой мощности, кроме того, имеется |
возможность |
регулировать фазные токи подбором соответствующих |
ступеней на |
п р я ж е н и я . |
|
Второй способ выравнивания фазных токов имеет большое значе ние дл я мощных руднотермических печей, у которых пофазное регу лирование н а п р я ж е н и я осуществляется под нагрузкой . В случае когда токи в электродах образуют симметричную систему прямой по следовательности, токи в обмотках трансформатора т а к ж е будут сим
метричны, если |
первое и третье слагаемые в уравнении |
(1-36) дают |
в сумме нуль . |
Однако выполнение этого условия требует определен |
|
ного электрического режима, который может оказаться |
нерентабель |
|
ным по технологическим условиям (практика показывает, что чаще всего так и бывает). Таким образом, возможность выравнивания то ков в обмотках трансформатора практически исключается, и поэтому при проектировании коротких сетей мощных печей необходимо стре миться не только к уменьшению суммарного реактивного сопротивле ния, но и к максимально равномерному распределению его по фазам, что имеет существенное значение дл я увеличения полезной мощности печной установки.
Поскольку симметрия токов в электродах еще не означает симмет рии токов в фазах трансформатора, на действующих установках не-
|
|
|
Таблица 1-3 |
|
со схемой соединения «треугольник на электродах» |
|
|
||
И з м е р е н н ы е значения фазных токов |
Мощности на |
элек |
П е р е к о с |
|
т р о д а х , |
кет |
мощности |
||
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I8 |
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
GS |
|
о |
S |
|
S |
зп |
зп |
с |
|
|
|
|
to |
|
|
—р |
—Р |
|
||||
а |
о |
а |
О |
о |
о |
с |
|
|
а. |
|
||
|
|
іп |
|
|
||||||||
|
|
|
те S |
|
|
|
с |
|
|
|||
|
~* 1 "^* |
|
|
|
|
іп |
|
|||||
|
|
|
|
|
аГ |
|
О, |
р |
Р |
|
|
|
20,7 |
102,5 |
14,0 |
69,4 |
20,4 |
101 |
2520 |
2350 |
1850 |
670 |
|
29,9 |
|
19,4 |
96,0 |
14,5 |
71,8 |
18,6 |
92 |
2530 |
2110 |
1430 |
1100 |
|
54,4 |
|
обходимо контролировать |
токи как в электродах, так и в трансформа |
|||||||||||
торе. Такой контроль может осуществляться с помощью трансформа
торов тока, установленных на |
|
От сети ~35-110кв |
|||||||
стороне |
высшего |
н а п р я ж е н и я |
|
||||||
трансформатора |
по |
схеме, |
|
|
|||||
изображенной |
на |
рис. 1-15. |
|
|
|||||
Амперметры |
AI, |
А2, |
A3 из |
|
|
||||
меряют |
токи |
в |
электродах, |
|
|
||||
а |
амперметры |
A4, |
А5, А6 — |
|
|
||||
токи |
в обмотках трансформа |
|
|
||||||
тора. |
Эта |
схема |
позволяет |
|
|
||||
ограничиться |
тремя |
транс |
|
|
|||||
форматорами |
тока |
вместо |
|
|
|||||
шести, необходимых при раз |
|
|
|||||||
дельном |
измерении |
токов |
Рис. 1-15. |
Схема контроля токов в элек |
|||||
в |
обмотках |
|
трансформатора |
||||||
|
|
тродах |
|||||||
и в электродах.
Рассмотрим далее вопрос об определении полезных мощностей на электродах печи при несимметричном режиме работы. Д л я этого пре образуем активный треугольник (см. рис. 1-13) в эквивалентную ему активную звезду (рис. 1-16). Сопротивления эквивалентной звезды будут равны:
zx
^32^21 |
11-42) |
|
•>. — |
||
|
Д л я определения э. д. с. эквивалентной звезды составим уравнения линейных напряжений дл я треугольника и для эквивалентной звезды.
38 |
39 |
|
Д л я треугольника эти выражения будут иметь следующий вид:
|
^ 21 ~Ь ^21^21 = |
^ 2 1 > |
|
- È 1 3 + Ï13Z13^Ù13, |
(1-43) |
|
^ 3 2 ~Ь ^32^32 = |
^ 3 2 - |
Подставляя |
в уравнения (1-43) значения токов из уравнения (1-33) |
|
и принимая во |
внимание соотношения |
(1-42), получим: |
7 _ h
2
Рис. 1-16. Эквивалентная схема замещения
- |
|
Е 2 |
- |
|
|
- |
£ |
і з |
+ |
" і з - |
(1-44) |
- ^ 3 2 + |
- / 2 z 2 = ^ 3 2 - |
|
|||
где /o = 3 £ 0 / Z 0 .
Аналогичные выражения могут быть получены дл я эквивалентной звезды:
Ег |
Е2-\- l2Z2 |
/ iZi— |
U2i, |
|
Е3 |
— Ех + IXZX |
— I3Z3 = |
t / 1 3 , |
(1-45) |
£2 |
E3-\-I3Z3 |
I2Z2= |
U32- J |
|
Приравнивая левые части уравнений (44) и (45), получим:
£2 1 |
7 0^21 = |
£ 2 - ^ І |
— Е |
|
|
|
|
Y21 ' |
|
£.» |
— / ° z |
|
— Р |
(1-46) |
' ( Г 13 = * 1 |
^ Y 1 3 ' |
|
||
•^32 |
/ 0 7 |
^ 3 |
— È |
|
7 0^32 = |
~ ^ Y 3 2 " |
|
||
|
|
|
|
|
40