Сталеплавильные дуговые печи

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

 поиск по сайту     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  30  31  32  33  34 

 

 

Сталеплавильные дуговые печи

Мощность действующих сталеплавильных дуговых печей лежит в широких пределах (0,50—100 МВ-А). В настоящее время ставится задача доведения мощности печи до 150—200 МВ-А. Дуговые сталеплавильные печи представляют собой печи прямого нагрева, в которых дуги горят между электродом и расплавленным металлом. Сталеплавильные печи в отличие от руднотермических печей работают не непрерывно, а циклично. Каждый цикл работы печи включает в себя период расплавления, окисления и доводки (рафинирования). Наибольшую мощность потребляет печь в период расплавления. В этот период потребляется 60—80 % электроэнергии, использованной на плавку. Режим работы в этот период характеризуется наличием частых эксплуатационных коротких замыканий, существенной величиной высших гармонических составляющих тока, низким значением коэффициента мощности и, следовательно, наибольшим потреблением реактивной мощности.

В табл. 8.2 приведены данные потребления активной и реактивной мощности печи трансформатором 12,3 МВ-А. Если средний коэффициент мощности за период расплавления такой печи составляет 0,76, то в период рафинирования он повышается до 0,85—0,88. Потребление реактивной мощности сталеплавильными печами происходит весьма неравномерно. Резкие всплески реактивной нагрузки происходят в моменты эксплуатационных коротких замыкании, вызывая значительные спады уровня напряжения в питающей сети. Кроме того, возможные периодические нагрузки с низшей стороны (с частотой 3—4 Гц), которые также оказывают отрицательное влияние иа питающую сеть энергосистемы. Колебания напряжения в питающей сети более чем на 0,5—1,0% недопустимы, так как это отрицательно сказывается на других потребителях, подключенных к данному узлу энергосистемы. Поэтому при решении вопроса компенсации реактивной мощности сталеплавильных печей одновременно приходится решать проблему ликвидации этих колебаний. Величина коэффициента мощности дуговых сталеплавильных печей, так же как и руднотермических, зависит от значения реактивного сопротивления печного контура. Следует отметить, что для печей малой мощности реактивное сопротивление искусственно увеличивают, включая дроссели с высшей стороны трансформатора с тем, чтобы уменьшить отношение то-ка короткого замыкания 1к.з к номинальному току /п до величины fe=2,5-i-3,5 (£=/к.э//н« 1/sinф). Вследствие этого коэффициент мощности этих печей не превышает 0,91—0,92, а с учетом несинусоидальности кривой тока величина cos ф даже у печей малой мощности не выше 0,88—0,90. По мере увеличения мощности этих печей реактивность достигает таких значений, при которых отпадает необходимость включения дросселя. Средняя величина реактивного сопротивления мощных сталеплавильных печей, как было показано в III главе, при оптимальных схемах коротких замыканий сетей составляет 2,8— 3,4 мОм, и их средний коэффициент мощности за плавку равен 0,75—0,80. Как следует из анализа параметров мощных сталеплавильных печей, их естественный коэффициент мощности лежит значительно ннже значения оптимального коэффициента мощности, и поэтому заводам, оборудованным этими печами, требуются установки искусственной компенсации реактивной мощности.

За рубежом и в СССР для сталеплавильных и других печей с аналогичным режимом получили распространение схемы поперечной компенсации реактивной мощности, предусматривающие подключение конденсаторов к промежуточным обмоткам печных трансформаторов [6]. Эти схемы включения конденсаторов осуществляются на сталеплавильных печах с целью обеспечения постоянства коэффициента мощности в различные периоды работы печи. Уменьшение выработки реактивной мощности конденсаторами по мере снижения напряжения со стороны низшего напряжения печного трансформатора на сталеплавильных печах должно соответствовать уменьшению потребляемой ими при этом активной и реактивной мощности.

Кроме того, включение конденсаторов или печи с конденсаторами может происходить на ступени низшего напряжения, что позволит исключить коммутационные перенапряжения. Конденсаторы включаются в цепи с напряжением 0,4 кВ или 6—10 кВ, а не 35—110 кВ, что обеспечивает облегчение конструкции конденсаторной батареи.

При выборе параметров конденсаторной батареи поперечной компенсации сталеплавильных печей следует иметь в виду, что в кривой тока может быть до 10—15 % третьей гармонической составляющей, что усложняет условия работы этих конденсаторных батарей.

При решении вопроса компенсации реактивной мощности сталеплавильных печей, подключаемых к точкам энергосистем, в которых мощность короткого замыкания меньше 80—100-кратного значения мощности отдельного агрегата, одновременно с проблемой повышения coscp приходится решать вопросы ликвидации недопустимых колебаний напряжения. Как известно, обычные схемы поперечной компенсации не решают последнего вопроса. Поперечная емкостная компенсация повышает общий уровень напряжения, а амплитуда колебаний напряжений при этом не изменяется. Типовые синхронные компенсаторы по своему быстродействию также не удовлетворяют этим требованиям. В Швеции решение обеих проблем искали в применении синхронных компенсаторов с тиристорным возбуждением. Так, в цехе с двумя 100-т печами мощностью 25 MB-А каждая устанавливается синхронный компенсатор мощностью 42,5 MB-А с тиристорным возбуждением.

В последнее время в литературе уделяется большое внимание статическим источникам реактивной мощности, применение которых является весьма перспективным методом повышения cos ср и ликвидации колебания напряжения потребляемой с резкими бросками реактивной мощности, какими являются сталеплавильные печи.

Управляемые конденсаторные батареи ДСП должны обеспечивать изменение реактивной мощности в пределах 200—280 Мвар/с, что составляет 2,5—3,0-х кратную величину номииальногно значения реактивной мощности печи в секунду [37].

В настоящее время применяют следующие способы регулирования:

а) ступенчатое регулирование путем включения или отключения отдельных секций конденсаторной батареи или же изменение ее соединений [37];

б) плавное регулирование с помощью тиристорных ключей;

в) регулирование с помощью изменения индуктивности, включенной параллельно или последовательно с емкостью.

Предприятия Минэлектротехпрома СССР освоили производство электрооборудования статических компенсаторов дуговых сталеплавильных печей [38]. В его состав входят тиристорно-реакторные группы (ТРГ) на напряжение 35 или 38,5 кВ мощностью 160 Мвар и фильтрокомпенсирующие цепи (ФКЦ), представляющие фильтр В—С. Эти статические компенсаторы являются элемен-тами электроснабжения и представляют собой сложные агрегаты, являющиеся установками искусственной компенсации реактивной мощности группы сталеплавильных печей всего предприятия.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  30  31  32  33  34