Электроснабжение участка с 2ИСТ-2, 5

Электроснабжение участка с 2ИСТ-2,5

Кафедра АЭТУС

2. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА УЧАСТКА

Основное назначение дуговой сталеплавильной печи (ДСП) прямого действия – выплавка стали из металлического лома (скрапа). В ДСП получают, как правило, высоколегированные сорта стали. Выплавка легированных сталей включает в себя следующие операции: расплавление металла, удаление содержащихся в нем вредных примесей и газов, раскисление, введение легирующих элементов и слив. В период межплавочного простоя осуществляются заправка подины печи и загрузка новой порции скрапа.

Дуговая сталеплавильная печь ДСП-3 относится к группе трехфазных дуговых печей прямого действия. Основным ее назначением является выплавка стали для фасонного литья, а так же выплавка конструкционной высоколегированной стали на слитки.

В таблице.1. приведем последовательность операций при выплавке стали, также укажем продолжительность каждой из них.

Таблица.1. Технологическая схема плавки.

Завалка порции скрапа в печь производится с помощью кранов. После заправки печи начинают ведение плавки. После проведения всех операций предусмотренных технологией плавки металл сливается в разливочный ковш, из которого в последствие разливается по формам на конвейере. Далее формы поступают в другой термический цех, где в зависимости от требований по свойствам металла производятся те или иные операции.

3. ОПИСАНИЕ ЭТУ КАК ПРИЕМНИКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Рассматривая ЭТУ как передатчик электроэнергии, следует отметить, что от работы ЭТУ качество электроэнергии не должно стать хуже, чем это определено ГОСТом, так как существует целый ряд устройств, которые критичны к этим показателям качества. С другой стороны ЭТУ являются приемниками, которые предъявляют свои требования к получаемой электроэнергии. Для характеристики приемников принято пользоваться следующими показателями:

6). Удельный расход электроэнергии;

8). График нагрузки;

9). Категория надежности;

11). Стабильность расположения оборудования;

12). Коэффициент мощности;

Три печи ДСП-3 питаются от печных трансформаторов ЭТМПК 2700/10, ИСТ-2,5 от ЭОМН-1500/10, которые в свою очередь получают питание от ГПП состоящей из двух трансформаторов ТРДНС- 40000/35, с суммарной установленной мощностью 80 МВА.

ДСП-3 питаются напряжением 35 кВ (сторона ВН) трехфазного переменного тока промышленной частоты. Удельный расход электроэнергии около 530 кВт·ч/т. Для предлагаемой ЭТУ характерен прерывисто-продолжительный режим работы. С точки зрения бесперебойности электроснабжения по ПУЭ ДСП относят к потребителям второй категории. Что касается стабильности расположения оборудования, то в связи с тем, что технологический процесс существенно не меняется, следовательно особых требований по гибкости к строительной части здания не предъявляется. Электровооруженность труда высока. Коэффициент мощности таких ЭТУ порядка 0,7. Нагрузка по фазам у ДСП распределяется неравномерно, это обусловлено несимметрией токоподвода. Кроме того частые в начальный период плавки короткие замыкания приводят к броскам тока и появлению высших гармоник в сети.

3.ПЛАНИРОВКА УЧАСТКА С ИСТ-2,5 И ТРЕМЯ ПЕЧАМИ ДСП-3

Планировочные решения для печей малой емкости (до 12 тонн) разнообразны. Как правило, такие печи располагаются на нулевой отметке. В целях повышения электрического КПД, экономии меди и уменьшения индуктивного сопротивления печного контура печной трансформатор располагается на минимально возможном по условиям обслуживания расстоянии от печи.

Широкое распространение получил вид планировки – размещение печей вдоль цеха со сливными носками, обращенными в сторону разливочного пролёта (рис. 1). Рассмотрим его подробнее, так как остановим свой выбор на данном варианте планировки участка. В этом случае печные подстанции располагаются в печном пролете I и граничат со стеной, отделяющей шихтовый II и печной пролеты. Подстанции выполняются сдвоенными, а печи правого и левого исполнений. Подача напряжения к печным трансформаторам 3 производится индивидуально по шинопроводу 5 вдоль шихтового пролета.

Ячейки КРУ с высоковольтными выключателями и трансформаторами напряжения помещаются в камере печного трансформатора 4. Выкат трансформатора производится в сторону шихтового пролета. Здесь же размещаются заправочные машины. В шихтовом пролете расположены бункера 9 и закрома 8, 6 для металлолома, ферросплавов, заправочных и формовочных материалов 10. В печном пролете размещаются стенды для подогрева газом разливочных ковшей 1, отведено место 2 для футеровочных работ со сводами, ваннами, ковшами. Печи под загрузку выкатываются на специальных передаточных тележках в шихтовый пролет. Загрузка в этом случае производится кранами шихтового пролета III или кранами ковшевого пролета, а удаление шлака – кранами печного пролета.

Рис. 1. Планировка участка с 3-мя ДСП-3 и одной ИСТ-2,5.

5. ГРАФИКИ НАГРУЗКИ УЧАСТКА

Электрические нагрузки характеризуют потребление электроэнергии отдельными приемниками или группой приемников, предприятием в целом.

Правильное определение ожидаемых электрических нагрузок при проектировании является основой для рационального электроснабжения промышленного предприятия. От их значения зависят выбор всех токоведущих элементов и аппаратов и технико-экономические показатели проектируемой системы электроснабжения.

Таким образом, на протяжении суток нагрузка постоянна. Мощность потребляемая от сети равна 6059 кВА.

Процесс плавки характеризуется следующими основными электрическими режимами.

1. Заправка печи и его загрузка после слива металла предыдущей плавки по времени занимает около 10 минут.

2. Плавку начинают на ступени с небольшим напряжением, чтобы не прожечь свод, этот период плавки длится не более пяти минут, и на графике нагрузки его не будем учитывать. Затем после некоторого углубления электродов переключают на ступень с большим напряжением и ведут процесс расплавления около 40 минут.

3. Процесс рафинирования металла. После расплавления шихты переходят на меньшую мощность, достаточную для перекрывания потерь и расплавления шлаков для рафинирования. Этот процесс длится около 30 минут.

4. Доводят металл до нужного состояния и сливают. Слив металла по времени занимает около 5 минут.

Рис.2. Индивидуальный график нагрузки печи.

Номинальная мощность приемника:

Средняя нагрузка приемника:

Коэффициент спроса по активной мощности:

Разливка металла 0,65

Номинальная мощность приемника:

Средняя нагрузка приемника:

Коэффициент спроса по активной мощности:

Групповой график нагрузки участка

Номинальная мощность приемника:

Средняя нагрузка приемника:

Расчетная нагрузка по допустимому нагреву:

Рис.3. Групповой график нагрузки печи.

7. СХЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ УЧАСТКА

ДСП с трансформаторной установкой относятся к группе приемников трехфазного тока напряжением до и свыше 1 кВ, частотой 50 Гц. Так как по надежности электроснабжения ДСП относятся ко второй категории, то они, как правило, питаются от двух независимых источников. На рис.4 показана схема электроснабжения цеха с тремя печами типа ДСП-3 и одной ИСТ-2,5. В качестве источника питания используется трансформатор ЭТМПК-2700/10, подключенный через высоковольтный выключатель типа ВВЭ-10-20/630ТЗ к секционированной системе сборных шин напряжением 10 кВ. Шины подключены к двум трансформаторам типа ТРДНС-40000/35.

8. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Питание печей ДСП-3 и необходимых механизмов осуществляется по схеме представленной на рис. 5. Рассчитаем предложенную схему электроснабжения. Последовательность расчета токов короткого замыкания следующая:

— составляется расчетная схема установки;

— выбирается место условного короткого замыкания;

— задаемся базисными условиями, выражаем сопротивления всех элементов в относительных единицах и составляем схему замещения;

— путем постепенного преобразования сводим расчетную схему к простейшему виду;

— определяем ток короткого замыкания.

При расчетах принимаем следующие допущения:

— в течение всего процесса короткого замыкания ЭДС всех генераторов системы совпадают по фазе;

— не учитывается насыщение магнитных систем, что позволяет считать постоянными и независящими от тока индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи;

— пренебрегают намагничивающими токами силовых трансформаторов;

— не учитывают емкости всех элементов короткозамкнутой цепи, включая и воздушные и кабельные линии;

— считают, что трехфазная система является симметричной.

Схема питания, предложенная в исходных данных к курсовому проекту, представлена на рис 5.

Рис. 5. Схема питания участка.

Данные к рисунку.

ГЭС: G1,G2,G3,G4 – СВ-850/120-60

ГПП: Т5,Т6 – ТРДНС-40000/35

Реактор РБГ 10-2500-0.14

Данные линий: AL1,AL2 = 10 км

Максимальный ток КЗ будет на сборных шинах, к которым подключается основное оборудование.

Зададимся базисными величинами:

Заменим представленную на рис. 5 схему схемой замещения (рис. 6).

Рис. 6. Схема замещения заданной схемы.

Выразим сопротивления всех элементов в относительных единицах:

А) Сопротивления турбогенераторов определяем по следующей формуле:

Номинальная мощность турбогенератора СВ-850/120-60 равна 40 МВА,

=0,125 [3]. Тогда имеем:

Б) Сопротивление реактора типа РБГ 10-2500-0.14

В) Сопротивление трансформаторов определим, используя выражение (6.2), где имеем следующие значения параметров для трансформатора ТРДНC-40000/35: номинальная мощность 40 МВА, Uк %=12,7.

Г) Для расчета сопротивления воздушных линий электропередачи используем формулу (6.3):

=0,4 – сопротивление одного километра воздушной линии, l – длина линии. Тогда имеем: