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

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

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