РАСЧЕТ РЕАКТИВНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ КОРОТКИХ СЕТЕЙ

  Главная       Учебники - Энергетика      Короткие сети и электрические параметры дуговых электропечей (Я.Б. ДАНЦИС)

 поиск по сайту     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

 

 

РАСЧЕТ РЕАКТИВНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ КОРОТКИХ СЕТЕЙ


 Общие положения


Расчет реактивных сопротивлений коротких сетей осуществляется либо классическим методом, либо методом обобщающих выражений (аналитический метод).

В последнее время при расчете реактивных сопротивлений коротких сетей находит применение ЭВМ.

Во всех методах расчета короткая сеть разбивается на п последовательных участков. Индуктивное сопротивление такого сложного контура может быть выражено через собственную индуктивность отдельных участков и взаимную индуктивность между ними.

 


 

В классическом методе расчета реактивных сопротивлений по этим формулам определяется собственная индуктивность каждого проводника короткой сети и взаимная индуктивность данного проводника со всеми другими проводниками. Так как число проводников в каждом участке короткой сети велико, то весьма велико число собственных и взаимных индуктивностей, которое надо рассчитать по формулам Максвелла. В связи с этим классический метод расчета реактивных сопротивлений является очень трудоемким и в настоящее время не находит практическое применение. Классический метод расчета коротких сетей применялся, в основном, до шестидесятых годов [16], когда был предложен •метод обобщающих выражений [17]. Сущность этого •метода заключается в том, что на основании классических формул Максвелла выводятся обобщенные выражения, позволяющие рассчитать индуктивность отдельных проводников (участков). Полученные обобщенные формулы для различных схем и конфигураций коротких сетей, не только позволили упростить и значительно ускорить определение реактивных сопротивлений коротких сетей электродуговых печей, но и создать таблицы и нормали для расчета их реактивных сопротивлений. Использование обобщенных формул, таблиц и нормалей, которые приведены ниже, относительно просто позволяет без особых трудностей в короткий срок рассчитать несколько вариантов коротких сетей.

Однако метод обобщенных выражений имеет свои недостатки, из которых основными являются:

1. Обобщенные выражения и полученные на их основе таблицы и нормали справедливы только для тех конструкций коротких сетей, для которых эти обобщенные формулы получены, в связи с чем расчет новых конструкций коротких сетей требует получения (вывода) новых обобщенных формул, а также составления таблиц и нормалей.

2. Необходимость применения ручного счета, требующего определенной затраты времени.

Увеличение мощности современных электродуговых печей требует более детального рассмотрения различных вариантов коротких сетей с целью выбора рационального варианта. Для устранения недостатков предыдущих методов расчета в последние годы был разработан метод расчета реактивных сопротивлений с помощью ЭВМ. Использование ЭВМ ускоряет и уточняет расчеты так как программой расчета индуктивных сопротивлений предусматривается не только вычисление собственных и взаимных индуктивностей, но и учет сдвига фаз и направления тока в отдельных проводниках.

Алгоритм расчета индуктивного сопротивления кабелей ДСП включает определение действующей индуктивности вертикальных и криволинейного участков каждого кабеля в отдельности и последующее суммирование результатов для каждого проводника [18]. Затем с учетом фазности кабелей различным фазам (полюс — фазам) вычисляют индуктивное сопротивление фаз.

Алгоритм для расчета реактивных сопротивлений токопровода, позволяющий учесть изменение конфигураций отдельных участков короткой сети ферросплавных печей с целью выбора наилучшего варианта, разработан в работе [19].
 

Расчет на ЭВМ может производиться с помощью классических формул, в которых геометрические размеры проводников и расстояния между ними задаются с помощью выражений аналитической геометрии.

С помощью названных критериев было установлено, что возможны всего 36 принципиально отличающихся вариантов взаимного расположения пары проводников в трехмерном пространстве. Из них в 25 вариантах проводники направлены под углом ф, а в 11 вариантах проводники параллельны.

При математической подготовке вариантов для автоматизированных расчетов использован «принцип приведения». Такое решение упрощает процесс программирования и обеспечивает большую наглядность.

Программа-функция осуществляет поиск координат двух любых проводников, распознавание взаимного их расположения в пространстве и расчет взаимной индуктивности.
 

Другой подход к расчетам на ЭВМ представляет со­бой программирование обобщающих аналитических вы­ражений, изложенных в данной главе с составлением комплексной программы САПР короткой сети по выбору варианта с учетом потерь активной энергии и экономи­ческой плотности тока.

Методу расчета реактивных сопротивлений коротких сетей с помощью ЭВМ также присущи определенные недостатки:

1.            Для каждой новой конструкции короткой сети не­обходимо разрабатывать новую программу.

2.            Отсутствует сборник необходимых программ.

3.            Требуется наличие необходимой вычислительной техники.

Поэтому при расчете реактивных сопротивлений ко­ротких сетей необходимо произвести сравнительный анализ пригодности с точки зрения простоты и точности метода обобщенных выражений и метода с помощью ЭВМ и выбрать тот, который быстрее и точнее обеспе­чит решение конкретной задачи определения реактивно­го сопротивления коротких сетей. В расчетах обобщаю­щих выражений индуктивностей участков короткой сети предполагаются следующие условия: линейность провод­ников (линейные размеры поперечного сечения малы по сравнению с другими их размерами); низкая частота тока (неравномерность распределения по сечению про­водников незначительна)—f=50 Гц; абсолютная маг­нитная проницаемость вещества и окружающей его сре­ды одинакова и равна магнитной проницаемости пусто­ты (ц.о = 4л-10-7 Г/м); трехфазная система токов симметрична.

 

 

Реактивное сопротивление участка короткой сети определяется частотой тока и действующей индуктивностью (). Под действующей индуктивностью следует понимать индуктивность, обусловленную общим взаимодействием всех потоков самоиндукции и взаимоиндукции.

 

Взаимной индукцией или коэффициентом взаимной индукции двух цепей называется отношение полного потока взаимной индукции, сцепляющегося с контуром одной из цепей к силе тока в другой цепи.

 

Потоком самоиндукции контура называется полный магнитный поток, сцепляющийся с этим контуром и обусловленный током в нем, а потоком взаимной индукции — полный магнитный поток, сцепляющийся с данным контуром и обусловленный токами в других контурах.

Предполагается, что магнитная проницаемость среды, в которой замыкаются магнитные линии потоков самоиндукции и взаимоиндукции, не зависит от величины напряженности магнитного поля. При этом условии потоки и ц.’м пропорциональны обусловливающим их токам, а индуктивности L и М не зависят от токов и определяются лишь формой и геометрическими размерами контуров, магнитной проницаемостью проводов и окружающей их среды, а при переменном токе так же и характером распределения токов по сечению проводников. Взаимная индуктивность зависит еще и от взаимного расположения контуров. На каждом участке однофазной или трехфазной сети, состоящей из двух и более проводников, индуктируется не только э. д. с., самоиндукции, .обусловленная переменным током в этом проводнике, но также и э. д. с. взаимной индукции, обусловленная токами в других проводниках сети. Из уравнения, определяющего энергию магнитного поля участка однофазной сети, состоящей из двух одинаковых проводников находим действующую индуктивность
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..