Файл: Иванько, В. Ф. Пультовщик сталеплавильной электропечи учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 125
Скачиваний: 0
Если |
учесть, что |
всегда |
cos çp из треугольника сопро |
|||||||||
тивлений |
|
определяется как отношение |
активного сопро |
|||||||||
тивления |
к полному: cos ф = |
r/z, |
a s i n ç |
определяется как |
||||||||
отношение |
реактивного |
сопротивления |
к |
полному: |
||||||||
siny |
— x/z, |
|
тогда активные |
и реактивные |
слагающие то |
|||||||
ков |
можно |
записать |
так: |
|
|
|
|
|
|
|||
|
/іа |
-- I t |
COS ф х |
= и |
Zi |
|
z? |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Zi |
|
|
|
|
||
|
I tu |
= |
72 COOS ф 2 |
^ і/ |
'a |
= |
и^- |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
z2 |
z2 |
|
4 |
|
|
(36) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Л Р |
|
|
sin ф х |
У |
|
|
|
|
|
||
|
= |
/ і |
= Zl |
Zl |
|
|
|
|
|
|||
|
/ 2 р |
|
=/8 sinq>2 |
U_ coC, |
= |
£/- |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
где |
активную |
проводимость |
ветви обозначаем |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
g = г/г» |
|
|
|
(37) |
||
и реактивную |
проводимость |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
Ь = |
x\z\ |
|
|
|
(38) |
|
Заменив в формуле (35) выражения |
активных и ре |
|||||||||||
активных |
составляющих, получим |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(39) |
где |
V {g\-\-g2)2-{-(йі+Ы2 |
назовем полной |
проводимо |
стью параллельного участка цепи и обозначим у (игрек).
Следовательно, |
определяя |
для |
каждой |
ветви |
актив |
ную и реактивную |
проводимости, |
можно |
аналитически |
||
найти общий ток в цепи при |
параллельном соединении |
||||
нескольких ветвей. |
|
|
|
|
|
Р е з о н а н с т о к о в . Если |
при параллельном |
соеди |
нении двух ветвей их параметры подобраны так, что в полной проводимости обеих ветвей у= V ( § i + â 2 ) 2 ' + + -t-ö2 )2 алгебраическая сумма реактивных проводимостей равна нулю, то такая цепь не будет потреблять ре активную мощность из сети и общий ток будет совпа-
78
дать по фазе с напряжением. Реактивные составляющие токов в такой цепи равны и противоположны по направ лению, компенсируя друг друга. Между емкостью и ин дуктивностью происходит обмен реактивной энергией, и реактивная энергия из сети не поступает. Такое состо яние параллельной цепи называется резонансом токов.
Условие |
резонанса |
токов: ö i + ö 2 = 0 . |
При |
резонансе то |
|
ков общий ток в |
неразветвленной |
части |
цепи |
может |
|
быть меньше, чем ток в каждой из |
ветвей. |
|
|||
М о щ н о с т ь о д н о ф а з н о г о т о к а , |
к о э ф ф и |
||||
ц и е н т |
м о щ н о с т и . Мощность постоянного тока |
опре |
деляется как произведение напряжения на ток. Для пе ременного тока мощность определяется сложнее, так как в большинстве случаев между напряжением и током имеется сдвиг по фазе.
Если цепь переменного тока содержит только актив ное сопротивление, то, как известно, у такой цепи нет сдвига по фазе между током и напряжением и активная мощность определяется как произведение действующего значения тока па действующее значение напряжения:
Р=иівт.
Если же цепь содержит различные элементы и име ется угол сдвига по фазе (фи) между напряжением и
током, то мощность определяется по формуле: |
|
Р = UI cos ф em. |
(40) |
cos ф называется коэффициентом мощности и |
изменяет |
ся от нуля до единицы. При наличии только |
активного |
сопротивления угол ф равен нулю, а коэффициент мощ ности равен единице и формула (40) превращается в формулу мощности для постоянного тока.
При наличии только индуктивного или только емко стного сопротивления угол сдвига ф равен 90°, а коэф фициент мощности равен нулю, в этом случае активная мощность равна нулю, но в цепи будет проходить реак тивная мощность:
Q = UIsm ф вар. |
(41) |
При рассмотрении цепей переменного тока вводится еще понятие полной мощности, которая обозначается латинской буквой 5:
S |
r= J > + |
=Шв-а. |
(42) |
Единица полной |
мощности — вольт-ампер |
(в-а). |
79
Понятие полной мощности используют, когда уста навливают номинальную мощность трансформаторов и генераторов переменного тока. Поясним необходимость
устанавливать |
номинальную |
мощность |
трансформато |
|||||||
ров по полной мощности. Первичная и |
вторичная |
об |
||||||||
мотки трансформатора |
рассчитываются |
на |
допустимые |
|||||||
по условиям |
изоляции |
напряжения и допустимые по ус |
||||||||
ловию нагрева |
продолжительные |
токи. |
|
|
|
|||||
Эти токи |
и |
напряжения |
называют |
номинальными, |
||||||
и их произведение |
определяет |
номинальную |
мощность |
|||||||
трансформатора. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Если |
бы мощность |
трансформатора |
определяли |
по |
||||||
активной |
мощности, то различие коэффициента мощно |
|||||||||
сти на приемниках |
привело |
бы к тому, |
что в целях вы |
|||||||
держивания |
такой |
мощности |
при низком cos ср слишком |
|||||||
увеличивали |
бы ток сверх допустимых значений и могли |
повредить трансформатор.
Но если номинальная мощность трансформатора яв ляется полной мощностью, то, следовательно, использо вание этого трансформатора при номинальных токах и напряжениях целиком зависит от коэффициента мощно сти у потребителя.
Таким образом, коэффициент мощности имеет безу словно огромное значение в экономике электроэнер гетики.
В настоящее время промышленные предприятия обя заны иметь средневзвешенный коэффициент мощности в пределах 0,90—0,92. Коэффициент мощности на дуго вых сталеплавильных электропечах находится в преде
лах 0,78—0,85. |
|
|
|
|
|
|
|
||
Меры по улучшению коэффициента |
мощности |
элек |
|||||||
тропечей |
рассматриваются |
в специальном |
разделе |
по |
|||||
эксплуатации электропечей. |
|
|
|
|
|
||||
Н е к о т о р ы е |
п у т и |
п о в ы ш е н и я |
к о э ф ф и |
||||||
ц и е н т а |
м о щ н о с т и . Имеются |
два направления |
при |
||||||
повышении |
коэффициента |
мощности: |
1) |
естественная |
|||||
компенсация |
и 2) |
искусственная |
компенсация. |
Первое |
|||||
направление |
заключается |
в совершенствовании электри |
ческих машин, приемников энергии, улучшении их экс плуатации. Очевидно, что направление заслуживает большего внимания. Конкретные мероприятия по есте ственной компенсации на электропечах рассматривают ся ниже.
80
Второе направление — повышение коэффициента ус тановкой устройств, вырабатывающих полностью или частично необходимую реактивную электроэнергию для приемника. Эти устройства обычно располагаются в не посредственной близости от приемника. Чаще всего при меняют конденсаторные батареи, которые включают па раллельно приемнику; при этом стремятся, чтобы ре
жим |
цепи приближался к режиму резонанса токов, но |
||
не был ему равен. При полном |
резонансе токов coscp |
||
был |
бы равен единице, но такая |
компенсация |
оказыва |
ется |
неэкономичной, так как каждый процент |
улучше |
|
ния |
coscp сверх 0,9 требует все большего удельного рас |
||
хода |
конденсаторов. Поэтому |
рациональная |
граница, |
до которой повышается коэффициент мощности, уста навливается после выполнения техиико-экономических расчетов, учитывающих стоимость конденсаторов, рас ходы, связанные с их установкой и эксплуатацией, а также преимущества, получаемые после установки. Име ется следующая формула подбора емкости конденсато ров при повышении coscp:
|
|
C = |
- ^ r ( t g < P „ - t g q > y ) , |
|
(43) |
|||||
где |
Р— активная |
мощность |
приемника энергии; |
|
||||||
|
U — номинальное напряжение |
приемника |
энер |
|||||||
|
гии; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tgcp,, — тангенс |
фи приемника до установки конден |
||||||||
|
саторов; |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
tgcpy— тангенс фи приемника, на который рассчиты |
|||||||||
|
вается |
установка |
конденсаторов; |
|
|
|||||
|
С — емкость |
конденсаторов, |
Ф (фарады). |
|
||||||
|
Переход от tgcp к cos а |
и наоборот |
производится по |
|||||||
таблицам тригонометрических |
функций. |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
§ 5. ТРЕХФАЗНЫЙ ТОК |
||||
|
Электрическая |
энергия |
производится и |
использует |
||||||
ся |
в основном |
как |
электроэнергия |
трехфазного |
тока. |
|||||
Синусоидальный |
трехфазный |
ток |
имеет |
следующие |
||||||
преимущества перед однофазным: |
|
|
|
|
||||||
|
а) передача электроэнергии трехфазным током эко |
|||||||||
номически более |
выгодна, |
чем однофазным, |
по расходу |
|||||||
проводниковых |
материалов; |
|
|
|
|
|
6-85 |
81 |