Scurtcircuit în circuitele de alimentare ale cuptoarelor cu arc electric

Rețea scurtă - un fir care conectează un transformator de cuptor electric cu electrozi. Rețeaua scurtă include:

• Bară… Este realizată din bare dreptunghiulare, cupru pentru cuptoare mari, aluminiu pentru cele mici. Conectează bornele secundare ale unui transformator de cuptor electric cu pantofi fixe.

• Cabluri flexibile. Ele formează o buclă care compensează mișcarea stâlpilor atunci când electrozii se mișcă și cuptorul se înclină. Se atașează la pantofii detașabili.

• Conducte. Alergați de-a lungul mânecilor suporturilor. Alimentați cu curent suporturile de electrozi.

Rețeaua scurtă trebuie să:

1) au pierderi electrice minime;

2) asigura distributia uniforma a puterii pe faze;

3) au cea mai mică inductanță posibilă, adică cel mai mare factor de putere posibil.

4) au costuri materiale minime.

Cerințele enumerate pentru o rețea scurtă trebuie optimizate deoarece multe puncte sunt interconectate. De exemplu, punctele 1 și 4 se contrazic.

Principalii parametri de luat în considerare la proiectarea unei rețele scurte sunt: ​​inductanța și uniformitatea sarcinii de fază.

Inductanța unei rețele scurte are loc datorită fluxului de curent alternativ prin conductorii de curent ai fazelor care se află într-o singură linie. Prin urmare, inductanțele lor reciproce nu sunt egale, drept urmare, cu curenți egali în faze, forțele arcurilor individuale sunt diferite. Acest lucru contribuie la distrugerea căptușelii cuptorului situat vizavi de arcul mai puternic.

Inductanțele reciproce pot fi reduse foarte mult dacă conductoarele de curent sunt aranjate astfel încât curenții din ele să fie direcționați în direcții opuse în orice moment. Cu toate acestea, în acest caz, uniformitatea sarcinii fazelor poate fi perturbată. care poate fi dinamică sau statică. Prima se datorează caracterului aleatoriu al modificării lungimii arcurilor și a rezistențelor acestora și poate fi eliminată cu ajutorul unui sistem de reglare automată a modului de funcționare al cuptorului. Al doilea apare ca urmare a asimetriei geometrice a conductorilor de curent.

Parametrii considerați ai unei rețele scurte se contrazic foarte des. În acest sens, există scheme special concepute de rețele scurte cu rapoarte optime ale parametrilor.

Orez. 1. Schema unei rețele scurte a unui cuptor cu arc din oțel cu conexiune de fire de curent: a — într-o stea de electrozi; b — într-un triunghi al bornelor înfășurărilor secundare ale transformatorului cuptorului electric.

Orez. 2. Schema unei rețele scurte a unui cuptor cu arc din oțel cu o conexiune delta a firelor de curent pe electrozi: a — simetric; b — asimetric

În fig. Figurile 1, 2 prezintă conexiuni de rețea scurte optimizate.Numerele de pe diagrame indică: 1 — transformator cuptor electric; 2 — anvelope; 3 — încălțăminte fixă; 4 cabluri; 5 — încălțăminte detașabilă; anvelope cu 6 tuburi; 7 - suporturi de electrozi, 8 - electrozi.

În fig. 1, iar înfășurările secundare ale transformatorului sunt conectate în stea. Barele colectoare, cablurile și conductele conectate la acestea sunt grupate în faze și conectate în stea la electrozi. Circuitul este cel mai simplu, dar are inductanță ridicată și uniformitate scăzută de încărcare, deci este folosit doar pentru alimentarea cuptoarelor cu putere redusă.

În fig. 1, b, înfășurările secundare ale transformatorului cuptorului electric sunt incluse într-un triunghi cu o locație adiacentă a începuturilor și a sfârșiturilor.Într-o astfel de conexiune, magistralele cu curenți opuși sunt situate una lângă alta, ca urmare a care inductanța autobuzelor, încercând să se stingă între ele, este semnificativ mai mică decât în ​​schema prezentată în fig. 3.3, a.

În fig. 2, a prezintă o diagramă a unei rețele scurte cu un triunghi simetric pe electrozi, în care curenții direct și invers curg unul lângă altul în conductorii de curent în toate fazele.

Inductanțele reciproce din acest circuit sunt mult mai mici decât în ​​circuitele prezentate în Fig. 1, în timp ce uniformitatea sarcinii fazelor este de asemenea asigurată. Cu toate acestea, pentru a implementa schema, proiectarea cuptorului este semnificativ complicată, deoarece, odată cu creșterea numărului de cabluri, este necesar un al patrulea pol suplimentar, care se deplasează sincron cu primul pol, care trebuie să reziste la sarcini dinamice mari.

Acest dezavantaj este eliminat în circuitul cu un triunghi asimetric pe electrozi, prezentat în fig. 2, b.În acest circuit, inductanța este redusă semnificativ, dar uniformitatea sarcinii de fază este perturbată semnificativ.

Optim este circuitul, care este asamblat în același mod ca schema prezentată în fig. 1 și, numai în acesta, după pachetul de bare colectoare, cablurile și conductele flexibile ale fazei mijlocii sunt ridicate față de fazele de capăt și formează un triunghi echilateral în secțiune transversală. Prin urmare, inductanțele reciproce ale tuturor fazelor sunt aceleași și se asigură uniformitatea ridicată a sarcinii de fază. Cu toate acestea, schema este complexă din punct de vedere structural, iar oportunitatea utilizării sale este justificată numai în cuptoarele de mare putere.

Parshin A.M.