Анализ систем управления активной мощностью печей сопротивления для производства карбида кремния, страница 2

Мощность самоходных печей, эксплуатируемых на отечественных заводах, в настоящее время 3-4 МВт [30].

Контроль и управление печью производится из операторного помещения, где установлен пульт управления. На пульте установлены приборы для измерения первичного и вторичного напряжений, силы тока, напряжений относительно торцов печи и земли, мощности и счетчик электрической энер­гии.

На пульте смонтировано управление приводом переключа­теля ступеней напряжения, управление масляным выключателем трансформатора, вентилятором, маслонасосом, а также вольтметры для контроля изоляции.

Заданный электрический режим работы печи поддерживается дежурным персоналом вручную, путём переключения ступеней напряжения под нагрузкой по заданной постоянной мощности на стороне высокого напряжения. Продолжительность одной плавки определяется величиной расходуемой электроэнергии, кото­рая принята заводом равной 120000 кВт/ч и может варьироваться в зависимости от вида получаемого карбида кремния. В среднем одна плавка длится 40-45 часов.

1.1.2 Описание и характеристики печных трансформаторов

Все трансформаторы плавильного цеха питаются по временным схемам от РУ-10 кВ, в каждой камере которого размещаются разъединители, мас­ляный выключатель, трансформаторы тока, а в 3-й секции − трансформаторы напряжения. Трансформаторы имеют 17 или 49 ступеней напряжения, причём увеличение номера ступени соответствует снижению вторичного напряжения трансформатора. Регули­ровка напряжения дистанционная (с пульта управления печью) под нагрузкой.

Подвод тока от трансформатора к ванне печи осущест­вляется  с помощью короткой сети. Короткая сеть состоит из алюминиевого шинного пакета, который шихтован до ближайшего к трансформатору электрода и не шихтован до про­тивоположного электрода. Медные гибкие кабели соединяют шинный пакет с электродами. Шинный пакет расположен по одну сторону ванны и параллельно ей. Шинопровод короткой сети выполнен алюминиевыми шинами 120 х 12 мм в количестве 12 штук на полюс-фазу. Шины уложены в укрепленных на подвесках асбоцементных гребенках и подвешены к балкам стальными тягами на фарфоро­вых изоляторах. Гирлянды подвижной части состоят из 24 голых медных кабелей сечением 500 мм² каждый. Гирлянды гибких кабелей с одной стороны крепятся к 8-ми неподвижным башмакам, установленным на пакете шин короткой сети, а с другой стороны подключаются при помощи 4-х клиновых болтовых зажимов к контактным устройствам, установленным на выступающих концах электродных блоков. Для выкатки ванны концы гирлянды, подсоединенные к контактному устройству, отключаются.

1.2 Анализ существующих систем управления мощностью печей сопротивления

Регулирование рабочей температуры в электрических печах сопротивления промышленных масштабов производится изменением поступающей в печь мощности. Построение систем управления мощностью печей сопротивления зависит от технических средств, применяемых для регулирования активной мощности.

Регулирование мощности печи изменением подводимого напряжения может быть осуществлено несколькими способами:

  - применение регулировочных трансформаторов и автотрансформа-торов с плавным бесконтактным регулированием под нагрузкой;

  - использование потенциал-регуляторов;

  - включение в цепь нагревателей дополнительных сопротивлений в виде дросселей и реостатов;

  - импульсное регулирование с использованием тиристорных регуляторов [40, 57].

1. Применение регулировочных трансформаторов. Ступенчатое регулирование питающего напря­жения может осуществляться с помощью трансформаторов или автотрансформаторов с отпайками. Применяется такое ре­гулирование тогда, когда в процессе нагрева изменяются параметры самой печи (соляные ванны, печи с карборундовы­ми и угольными нагревателями и др.), причём оно произво­дится вручную. Мощность печи снижается пропорционально квадрату напряжения, поэтому получение достаточно малых ступеней требует сложной конструкции переключателя ступеней напряжения [69]. Описанный способ управления мощностью применяется на исследуемом производстве карбида кремния.