Определение размаха изменения напряжения на шинах РУ предприятия, если одновременно могут находиться в режиме расплавления

где: 1 – главный трансформатор; 2 – разделительный трансформатор;

3 – конденсаторная батарея; 4 – печь.

Представляем схему на рис. 2 эквивалентной схемой на рис. 3, в которой приведенное значение емкостного сопротивления Х_С включено последовательно с электрическим контуром электропечной установки, состоящего из элементов Х и R.

Рис. 3. Эквивалентная схема печной установки.

Исходя из мощности трансформаторного агрегата, выбираем тип печной установки РПО – 11 с импортным трансформатором.

Находим средний ток в электроде печи. Для упрощения расчетов среднее значение тока I_Эср можно принять равным средней величине линейного тока  стороны НН. [Л.1. табл.6].      I_Эср= 45 кА.

Среднее рабочее напряжение (линейное) холостого хода печного трансформатора:

U_СР=  В

В процессе работы РТП рабочие токи и напряжения колеблются в зависимости от изменения состава и качества сырьевых материалов и условий ведения технологического процесса. В сторону увеличения напряжения коэффициент изменения напряжения можно принять равным

k_в=1,1 и в сторону понижения напряжения k_н=1,1. При этом весь диапазон средних величин рабочих (фазных) напряжений будет равен:

U_СРmax=k_вU_СР=1,1143=157 В

U_Срmin=U_СР/k_в=0,9U_СР=0,9143=129 В

Максимальный ток в обмотке высшего напряжения разделительного трансформатора:   

I_РТ=кА

где: I_СРmax – наибольшее из диапазона фазных токов;

К_РТ – коэффициент трансформации разделительного трансформатора.

К_РТ=

Расчет параметров конденсаторной батареи.

Мощность КБ УПК определяем исходя из баланса реактивной мощности печи, обеспечивающего требуемый коэффициент мощности при полной мощности установки или же в ее режимах работы в час пик нагрузки энергосистемы.

Рабочая мощность КБ УПК трехфазной печи составляет:

Q_Б.СР=3I_ЭсрХ_У-Ssin=345²0,00117-11,15=3,65 Мвар

Максимальная рабочая мощность КБ:

Q_Б.max=К_НQ_Б.СР=13,65=3,65 МВар

К_Н=

   где: I_Эmax - наибольшее значение линейного тока из диапазона линейных токов.

Минимальная рабочая мощность:

Q_Б.min=К_НQ_Б.СР=13,65=3,65 Мвар

Мощность КБ на фазу составляет:

Q_Б.СРmax= 1,21 Мвар;      Q_Б.Срmin=1,21 Мвар

Число параллельно включенных конденсаторов:

   

где: I_N – номинальный ток конденсатора;

К_РТ – коэффициент трансформации разделительного трансформатора;

К_С.Х – коэффициент схемы, который для трехэлектродных печей со схемой соединения в треугольник на электроде равен ;

К_Р – коэффициент запаса, учитывающий возможность обеспечения нормальной работы конденсаторов при выходе из строя одного конденсатора. К_Р=0,9.

К_З – коэффициент запаса, учитывающий различие величин емкостных сопротивлений отдельных конденсаторов параллельной цепи, К_З=0,9.

Рабочая мощность одного конденсатора:

Q_P.N=

где: Q_N – номинальная мощность одного конденсатора.

Q_P.N=Мвар

Число последовательно включенных конденсаторов:

Количество конденсаторов на фазу:

n_ф=n_парn_посл=44=16

Установленная мощность КБ на печь:

Q_Б.У=Q_N3n_ф=120316=5,76 Мвар

Емкостное сопротивление одной фазы:

Х_С=Х_N Ом

Емкостное сопротивление на стороне низшего напряжения в зависимости от схемы короткой цепи:

10^-4 Ом

Реактивное сопротивление цепи с учетом компенсации:

Х_К=Х_У-Х_c^’ =0.00117-0.00062=5.510^-4 Ом

Максимальное рабочее напряжение:

на КБ   U_Cmax=I_ртХ_С=0,649,2=5,9 кВ

на одном конденсаторе         

U_PN= В

Определение параметров электрического контура печи с УПК.

Коэффициент мощности контура:

= =

Потребляемая мощность:

=11,150,97=10,8 МВт

Потери активной мощности:

45²=6,07 МВт

Полезнная мощность:

Р_пол=Р-Р=10,8-6,07=4,73 МВт

Коэффициент полезного действия:

Полезное напряжение на электроде:

U_пол= В

Ток в цепи обмотки разделительного трансформатора:

 А

Напряжение на конденсаторной батарее:

U_с=I_ртХ_с=3719,2=3413 В

Напряжение на разделительном трансформаторе с высшей стороны с учетом УПК:

U_А2Х2=  где: U_АХ- напряжение холостого хода разделительного трансформатора

Принимаем

U_АХ= В

где: U_ННmax и U_Ннmin из [Л.1] табл.6.

U_АХ=кВ

Напряжение на выводах низшего напряжения трансформатора с УПК

U_Н.У= 

где: R= Ом

U_Н.У=

Относительная величина увеличения напряжения, получаемая при включении УПК:

Задача № 4

В электротехнологической установке высокочастотного диэлектрического нагрева находится нагревательный материал с относительной диэлектрической проницаемостью =6. Тангенс угла диэлектрических потерь tg=0,2. Частота приложенного напряжения f=300 МГц, напряженность электрического поля Е=120 кВ/м.

Определить мощность, выделяемую в единице объема