Определение размаха изменения напряжения на шинах распределительных устройств и главной понизительной подстанции, страница 2

Питание рудотермической печи РКЗ-80 осуществляется по схеме (рис.3) глубокого ввода двухцепной воздушной линией напряжением 110 кВ. Мощность печного трансформаторного агрегата, состоящего из трех однофазных трансформаторов типа ЭОЦНК-54000/110, соединенных в трехфазную группу по схеме звезда-треугольник-треугольник на электродах, равна S. С учетом обеспечения технологического процесса при изменении качества  сырья для трансформатора диапазон изменения напряжении 340-290-140 В и фазных токов 78529-92069-92069 А с количеством ступеней регулирования напряжений 27 по 8,3 В на ступень. Коэффициент трансформации вольтодобавочного трансформатора Крт. Естественное реактивное сопротивление фазы печной упаковки Ху, активное сопротивление фазы печной упаковки Rу. Активное и реактивное сопротивления трансформаторного агрегата Rт и Хт. Печь трёхэлектродная, закрытая круглой ванной. Производимый продукт — карбид кальция. Оптимальное значение коэффициента мощности в рабочем режиме соs φо. Средний ток в электроде Iэ.ср. Максимальный линейный ток короткой сети Imax.

Требуется:

1. Рассчитать параметры конденсаторной батареи рудотермической печи с установкой продольно-емкостной компенсации реактивной мощности (УПК). Для конденсаторной батареи УПК использовать конденсаторы типа КСПК с номинальными параметрами: реактивная мощность QN, напряжение UN, ток IN, емкостное сопротивление XN.

2. Рассчитать электрические параметры печного контура с УПК: коэффициент мощности, активную и реактивную мощности, коэффициент полезного действия, напряжения на конденсаторной батарее, электроде, вольтодобавочном трансформаторе, выводах низшего напряжения  трансформаторного агрегата, относительное увеличение напряжения. Расчёт параметров произвести для ступени регулирования напряжения со следующими характеристиками: напряжение на низшей стороне Uнн = 298,3 В; ток в электроде печи Iэ = 154847 А; напряжение холостого хода вольтодобавочного трансформатора Uхх = 8978 В.

Sт = 80 МВ•А;

Uвн = 10 кВ;

Uнн = 298,3 В;

Ry = 0,08 МОм;

Ху = 1,15 МОм;

Хт = 0,14 МОм;

Rт = 0,02 МОм;

UN = 1050 В;

IN = 114,2 А;

ХN = 9,2 Ом;

QN = 120 квар;

Iэ.ср. = 154 кА;

Iср.max = 159279 А;

cos φo = 0,92;

sin φo = 0,4;

Крт = 154;

Uнн max – Uнн min = 117.

РЕШЕНИЕ:

1.  Определяем ток регулировочной обмотки вольтодобавочного трансформатора

==579 А.

Определяем мощность КБ исходя из баланса реактивной мощности печи, обеспечивающего требуемый коэффициент мощности соs φо, при полной мощности установки S

==50 Мвар.

Максимальная мощность КБ

==53,5 Мвар.

Определяем мощность конденсаторной батареи на фазу

==17,8 Мвар.

Количество параллельно включенных конденсаторов

, где      IN – номинальный ток конденсатора;

Крт – коэффициент трансформации разделительного или вольтодобавочного трансформатора;

Ксх – коэффициент схемы. Для соединения Y=1, Δ=;

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

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

=6,5≈7.

Определяем рабочую мощность одного конденсатора

, где      QN – номинальная мощность одного конденсатора.

=67 квар.

Количество последовательно включенных конденсаторов

==38.

Общее число конденсаторов на фазу

nср = nпар ∙ nпосл = 7∙38 = 266.

Мощность КБ на трехфазную печь

Qб.у. = QN ∙ 3 ∙ nср = 120∙3∙266=95,8 Мвар.

Емкостное сопротивление одной фазы КБ

Хс = ХN ∙ nпосл /nпар =9,2∙38 / 7 = 50 Ом.

Приводим емкостное сопротивление к низкой стороне в соответствии со схемой короткой сети соединённой в треугольник

Хс’===0,7 МОм.

Реактивное сопротивление печного контура с учетом компенсации

Хк = Ху – Хс’=1,15 – 0,7 = 0,45 Мом.

Максимальное рабочее напряжение КБ

UКБ max =Iро ∙ Хс = 579∙50 = 28,95 кВ.

Максимальное напряжение на одном контуре

==762 В.

2)Расчёт параметров печного контура

Коэффициент мощности печного контура

cos φк =

sinφк=0,393

Потребляемая реактивная мощность контура с учётом устройства продольной компенсации

Qк=I  

Потребляемая реактивная мощность контура без устройства продольной компенсации

Скомпенсированная реактивная мощность

Потребляемая активная мощность

Потери активной мощности

Полезная мощность

КПД


Полезное напряжение на электродах

Напряжение на вольтодобавочном трансформаторе с высшей стороны с учётом УПК:

Напряжение на вольтодобавочном трансформаторе с высшей стороны

Напряжение на низкой стороне ПУ с учётом УПК

Увеличение напряжения в %

Уставка продольной компенсации позволяет повысить напряжение на электродах на 27%

Проверим напряжение на одном конденсаторе с учётом УПК