Производство Дсп-100

- коэффициент близости по [6,стр.244].

 

Активное сопротивление гирлянды фазы:

  (9.16)

9.2.4. Трубошины

Активное сопротивление  проводника при постоянном токе.

 

,                             (9.17)

 

где - удельное электрическое сопротивление проводника при температуре [6, с.48 табл.2.2];

температурный коэффициент электрического сопротивления;

фактическая температура проводника.

-длина трубошин

 

Активное сопротивление  проводника при протекании переменного  тока по [6,стр.240]:

 

,                                           (9.18)

 

где - коэффициент добавочных потерь;                                - коэффициент поверхностного эффекта по [6, стр.244 табл.6.1];

- коэффициент близости по [6, стр.244].

 

Активное сопротивление трубошины фазы:

 

  (9.19)

 

 

 

9.3 Расчет реактивного сопротивления элементов короткой сети

9.3.1. Пакет шин

В ряде случаев участки  токопровода выполняются из параллельно  включенных проводников, несущих ток одного направления (например, трубошин на рукавах электродержателей, а также кабелей в гирляндах гибкого токопровода). Расчет индуктивности таких участков значительно упрощается, если пакет из многих трубошин или гирлянду с большим количеством кабелей заменить одним условным (эквивалентным по индуктивности) проводником, поперечное сечение которого ограничено контуром, описанным по внешним размерам токоведущей части пакета или кабельной гирлянды [5,стр.219]. Однорядный пакет из 3-х труб наружным диаметром 60мм, расположенных с межосевым расстоянием 100мм, может быть заменен эквивалентным проводником прямоугольного сечения размерами .

 

Среднегеометрическое  расстояние площади поперечного  сечения (с.г.р.) шины от самой себя находим по [5,стр.216]:

 

,                      (9.20)

 

где - диаметр кабеля, мм;

  , мм.

 

Собственная индуктивность пакетов  шин для всех трёх фаз при магнитной  проницаемости воздуха:

 

 

 (9.21)

 

 Взаимная индуктивность пакетов  шин всех трёх фаз (отличаться  они будут расстояниями между проводами 140мм):

 

 

  (9.22)

 

Индуктивное сопротивление пакета шин первой фазы:

 

  (9.23)

 

  (9.24)

 

Индуктивное сопротивление пакета шин второй фазы:

 

(9.25)

  (9.26)

 

 Индуктивное сопротивление  пакета шин третьей фазы:

 

  (9.27)

   (9.28)

9.3.2. Пакеты гибких кабелей

Гирлянды гибких кабелей  являются участком сети, имеющим вид  полуокружностей проводников, расположенных в параллельных плоскостях.

В ряде случаев участки  токопровода выполняются из параллельно  включенных проводников, несущих ток одного направления (например, трубошин на рукавах электродержателей, а также кабелей в гирляндах гибкого токопровода). Расчет индуктивности таких участков значительно упрощается, если пакет из многих трубошин или гирлянду с большим количеством кабелей заменить одним условным (эквивалентным по индуктивности) проводником, поперечное сечение которого ограничено контуром, описанным по внешним размерам токоведущей части пакета или кабельной гирлянды [5,стр.219]. Однорядная гирлянда из 4-х кабелей наружным диаметром по меди 68,8мм, расположенных с межосевым расстоянием 100мм, может быть заменен эквивалентным проводником прямоугольного сечения размерами .

 

 Собственная индуктивность для всех проводов гирлянды при среднем геометрическом расстоянии площади сечения от самого себя:

 

,                      (9.29)

 

где - диаметр кабеля, мм;

  , мм.

 

   (9.30)

 

Взаимная индуктивность кабельных  гирлянд всех трёх фаз (отличаться они будут расстояниями между проводами 500мм):

 

  (9.31)

  (9.32)

 

Индуктивное сопротивление кабельной гирлянды первой фазы:

 

  (9.33)

    (9.34)

 

Индуктивное сопротивление кабельной гирлянды второй фазы:

 

  (9.35)

   (9.36)

 

Индуктивное сопротивление кабельной гирлянды третьей фазы:

 

  (9.37)

   (9.38)

 

9.3.3 Трубошины

В ряде случаев участки  токопровода выполняются из параллельно  включенных проводников, несущих ток одного направления (например, трубошин на рукавах электродержателей, а также кабелей в гирляндах гибкого токопровода). Расчет индуктивности таких участков значительно упрощается, если пакет из многих трубошин или гирлянду с большим количеством кабелей заменить одним условным (эквивалентным по индуктивности) проводником, поперечное сечение которого ограничено контуром, описанным по внешним размерам токоведущей части пакета или кабельной гирлянды [5,стр.219]. Однорядный пакет из 2-х труб наружным диаметром  50мм, расположенных с межосевым расстоянием 100мм, может быть заменен эквивалентным проводником прямоугольного сечения размерами .

 

Собственная индуктивность трубошин для всех трёх фаз при магнитной проницаемости воздуха:

при среднем геометрическом расстоянии площади сечения от самого себя для двух трубошин с одним направлением тока:

 

,                      (9.39)

 

где - диаметр кабеля, мм;

  , мм.

 

  (9.40)

 

Взаимная индуктивность трубошин всех трёх фаз.

При проектировании короткой сети, а  в частности шинопровода на рукавах электрододержателей, наиболее перспективным направлением является триангулированное расположение трубошин. Взаимные индуктивности такой сети будут одинаковыми при расстоянии между трубошинами:

 

  (9.41)

 

Индуктивные сопротивления трубошины:

Выше сказанное справедливо  и для индуктивных сопротивлений.

 

  (9.42)

  (9.43)

 

9.4 Сопротивление контактных соединений

В практике конструирования  коротких сетей нет необходимости  рассчитывать переходные сопротивления контактов при условии соблюдения следующих требований:

1) усилие сжатия при  всех режимах работы должно  быть не менее 2,5кН на 1кА  номинального тока;

2) при монтаже рабочие  поверхности контактов должны  быть зачищены до металлического блеска и защищены от окисления смазкой или специальным покрытием (это требование не относится к деталям из неокисляющихся материалов);

3) температура контактного  соединения не должна превышать  максимально допустимой.

 

9.5 Эквивалентное активное сопротивление каждой фазы короткой сети

 

(9.44)

 

9.6 Эквивалентное индуктивное сопротивление одной фазы короткой сети:

 

 (9.45)

 

  (9.46)

 

 

9.7 Отношение активного и индуктивного сопротивлений каждой фазы короткой сети определяет верность проведённого расчёта:

 

 (9.47)

 

Для уменьшения потерь электроэнергии в токоподводе необходимо уменьшать его активное R_э и индуктивное X_э сопротивления. Однако для обеспечения устойчивого горения дуги необходимо иметь параметр γ ≥ 3. В действующих печах величина параметра γ = 3 ÷ 6. При проектировании печей необходимо стремиться к увеличению параметра γ за счёт уменьшения активного сопротивления токоподвода.

При работе ДСП в период расплавления твёрдой шихты возникают большие аэродинамические силы, которые в некоторых случаях могут привести к разрушению элементов короткой сети.

Индуктивное сопротивление короткой сети с одной стороны должно быть не слишком низким, чтобы обеспечить устойчивое горение дуги и ограничить электродинамические колебания в токоведущих элементах, с другой стороны не слишком высоким, чтобы обеспечить достаточно высокий Cos(f). Индуктивное сопротивление короткой сети должно находиться в пределах 30 – 40 % от его полного сопротивления.

Короткая сеть должна иметь равные фазные сопротивления, иначе мощность между фазами будет распределяться неравномерно. Из этих соображений токопровод стремятся сделать симметричным.

Уменьшение активного и индуктивного сопротивления короткой сети достигается следующими способами:

1. Сокращением длины короткой сети.
2. Применением материалов с высокой электропроводностью и немагнитных материалов.
3. Выбором оптимальной формы проводников и их рациональным взаимным расположением.

 

Рассчитанные сопротивления  сведены в таблицу 9.1.

Таблица 9.1

Активные и реактивные сопротивления

 

	Пакет шин,	Пакет гибких кабелей,	Трубо-шины,	Элект-род,		Тр-р, Ом	Ом
	0,204	0,257	0,38	25,35	26,197	1	0,19226
	1,26	5,06	18,25		26,017	0,192	1,00026
	0,87	4,25	18,25		24,782	0,192	1,00024

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОГО  ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ, КАБЕЛЯ.

 

10.1 Кабель

Кабельной линией (КЛ) называется устройство для передачи электроэнергии, состоящее из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами.

Кабели широко применяются в электроустановках. Потребители 6-10 кВ., как правило, получают питание по кабельным линиям, которые прокладываются в кабельных туннелях, либо в земле, либо укрепляя на стенах или конструкциях здания и т.д.

В зависимости от места  прокладки, свойств среды, механических усилий, воздействующих на кабель, рекомендуются различные марки кабелей. Предположим что, проектируя трансформаторную подстанцию, питающую печь ДСП, мы предусмотрели прокладку кабеля по стене производственного помещения. Условия благоприятные (помещение сухое, среда не активная), существует опасность механических повреждений, следуя рекомендациям [7,стр520] выбираем кабель  АОСБГ.

А - Алюминиевая жила.

О - отдельные оболочки вокруг каждой фазы.

С - свинцовая оболочка.

Б - броня из стальных лент.

             Г - отсутствие защитных покровов поверх брони.

Кабели выбирают:

- по напряжению установки 

- по конструкции (см. выше),

- по экономической  плотности тока 

- по допустимому току

- выбранные по нормальному режиму кабели проверяют на термическую стойкость по условию

 

1.По напряжению установки:

 

2. По экономической  плотности тока:

Определяем экономическое  сечение питающего кабеля

 

,

 

где - номинальный ток первичной обмотки трансформатора. 

- экономическая плотность тока ( при ) по [7,стр540].

- среднее число часов работы  в год.

 

Предварительно принимаем кабель стандартным сечением 240мм².

 

3. По допустимому току:

Допустимый длительный ток для жил кабеля такого сечения  при прокладке его на открытом воздухе по [7,стр542].

 

 

Допустимый ток с  поправкой на температуру:

 

 

где - поправочный коэффициент [7].

 

 

4. Проверка на термическую стойкость:

Определяем тепловой импульс тока КЗ: 

 

,

 

где - ток короткого замыкания. Допустим ток короткого замыкания рассчитан и составляет ;

;

- время действия защиты (отсечка), с;

- собственное время работы выключателя в момент отключения, с.

 

Минимальное сечение  по термической стойкости:

 

,

 

где - [8,стр.174]

 

 

Условие выполняется. Где - выбранное сечение. Окончательно выбираем кабель: АОСБГ-2(3 240).

 

10.2 Высоковольтный выключатель

Выключатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для включения  и отключения тока.