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 К_рт. Естественное реактивное сопротивление фазы печной упаковки Х_у, активное сопротивление фазы печной упаковки R_у. Активное и реактивное сопротивления трансформаторного агрегата R_т и Х_т. Печь трёхэлектродная, закрытая круглой ванной. Производимый продукт — карбид кальция. Оптимальное значение коэффициента мощности в рабочем режиме соs φ_о. Средний ток в электроде I_э.ср. Максимальный линейный ток короткой сети I_max.

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 Q_N, напряжение U_N, ток I_N, емкостное сопротивление X_N.

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 U_нн = 298,3 В; ток в электроде печи I_э = 154847 А; напряжение холостого хода вольтодобавочного трансформатора U_хх = 8978 В.

S_т = 80 МВ•А;

U_вн = 10 кВ;

U_нн = 298,3 В;

R_y = 0,08 МОм;

Х_у = 1,15 МОм;

Х_т = 0,14 МОм;

R_т = 0,02 МОм;

U_N = 1050 В;

I_N = 114,2 А;

Х_N = 9,2 Ом;

Q_N = 120 квар;

I_э.ср. = 154 кА;

I_ср.max = 159279 А;

cos φ_o = 0,92;

sin φ_o = 0,4;

К_рт = 154;

U_{нн max} – U_{нн 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 φ_о, 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      I_N – номинальный ток конденсатора;

К_рт – коэффициент трансформации разделительного или вольтодобавочного трансформатора;

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

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.

=6,5≈7.

Определяем рабочую мощность одного конденсатора

, где      Q_N – номинальная мощность одного конденсатора.

=67 квар.

Количество последовательно включенных конденсаторов

==38.

Общее число конденсаторов на фазу

n_ср = n_пар ∙ n_посл = 7∙38 = 266.

Мощность КБ на трехфазную печь

Q_б.у. = Q_N ∙ 3 ∙ n_ср = 120∙3∙266=95,8 Мвар.

Емкостное сопротивление одной фазы КБ

Х_с = Х_N ∙ n_посл /n_пар =9,2∙38 / 7 = 50 Ом.

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

Х_с’===0,7 МОм.

Реактивное сопротивление печного контура с учетом компенсации

Х_к = Х_у – Х_с’=1,15 – 0,7 = 0,45 Мом.

Максимальное рабочее напряжение КБ

U_{КБ max} =I_ро ∙ Х_с = 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