По режиму потребления реактивной мощности агрегаты, рассматриваемые в
настоящей работе, можно разделить, на следующие две группы: а)
руднотермические печи большой мощности, б) сталеплавильные печи.
Руднотермические печи
Технология процесса обеспечивает на этих печах достаточную стабильность
потребления реактивной мощности и отсутствие резких бросков ее величины.
Изменение-электрического режима на этих печах, как правило, может иметь
место только периодически, в связи с изменением качества шихтовых
материалов, отказом работы отдельных узлов или в связи с необходимостью
диспетчерского регулирования мощности.
В соответствии с требованиями технологии увеличение мощности
руднотермических электропечей сопровождается значительным повышением
величин рабочих токов в электродах при сравнительно медленном росте
полезных напряжений.' В этом случае имеет место резкое возрастание
индуктивной составляющей падения напряжения в электрической цепи печной
установки, а следовательно, и понижение ее коэффициента мощности.
Мощность создаваемых в настоящее время печей достигла уже такого
предела, что величина индуктивного падения напряжения становится
недопустимо большой, а их естественный коэффициент мощности не
превосходит величины 0,6—0,7 (см. Ill главу настоящего справочника). Для
преодоления барьера, стоящего на пути увеличения мощности
руднотермических печей, необходимо создать искусственную компенсацию
реактивной, мощности.
Для решения этой проблемы в последнее время на руднотермических
электропечных агрегатах применяются установки продольно-емкостной
компенсации реак-тивной мощности (УПК), обеспечивающие автоматическую
компенсацию индуктивного падения напряжения.
Проведенные в предшествующих главах анализ и обзор параметров
действующих печей показали, что применение наилучших схем и конструкций
коротких сетей не позволяют получить значения реактивных сопротивлений
менее предельных величин. Это объясняется в первую очередь тем, что
увеличение числа проводников в фазе короткой сети сверх определенного
значения ие приводит к существенному уменьшению реактивного
сопротивления печной установки. В то же время значительную часть
реактивного сопротивления (40—60 %) (табл. 4.4) составляют сопротивления
электрододержателей, электродов и ванны печи, которые без нарушения
ведения технологического процесса изменить нельзя.
Невозможность снизить реактивное сопротивление печи печного контура (ху)
приводит к уменьшению естественного коэффициента мощности
руднотермических печей по мере увеличения их мощности (табл. 4.3) и
вызывает необходимость применения установок искусственной компенсации
реактивной мощности.
В табл. 8.1 приведены значения коэффициентов с и п
для руднотермических печей различных технологических процессов, границы
изменения с в различных элект-ротехнологических режимах. Вместе с тем
электротехно-логические режимы бывают многогранны, что в отдельных
случаях величина с может выйти за пределы тех значений, которые указаны
в таблице.
Крупные печные установки, как правило, оборудуются печными
трансформаторами, которые имеют напряжение первичной стороны 110—220 кВ
(реже 35 кВ) и питаются от районных подстанций энергосистемы, потребляя
сотни Миллионов кВт-ч/год. Для таких потребителей оптимальное (с
экономической точки зрения) значение cos ф, выше которого
нецелесообразно применение установок искусственной компенсации
реактивной мощности, лежит в пределах 0,90—0,98 и будет определяться
конкретными условиями электроснабжения. Этим значениям коэффициента
мощности соответствуют предельные мощности печей SnK, не требующие
компенсации реактивной мощности. ПУЭУ [10] требуют для
электротермических установок повышения cos ф с помощью установок
индивидуальной компенсации до величины 0,98, что привело к резкому
снижению величины S„K. Практически все вновь создаваемые
руднотермические печи мощностью более 8—10 МВ-А требуют искусственной
компенсации реактивной мощности. Следовательно, заводы для производства
таких продуктов, как карбид кальция, ферросплавы, силумин и т. д. с
мощными руднотермическими печами (табл. 3.8) должны оборудоваться
установками искусственной компенсации реактивной мощности. Эти установки
должны обеспечить оптимальный баланс потребления и выработки реактивной
энергии. Для поддержания требуемого технологического процесса
характерной величиной будет такое значение коэффициента мощности cos ср,
которое соответствует максимуму полезной МОЩНОСТИ (Рпоятах) на кривой
электрической характеристики, представляющей зависимость полезной
мощности от тока в электродах.