 |
Расчет параметров конденсаторной батареи УПК.
|
|
|
|
Задача 1.
В энергосистеме к узловой точке, имеющей мощность короткого замыкания 
и напряжение Uc, подключена через линию электропередачи длинной L главная понизительная подстанция (ГПП) металлургического предприятия. Между ГПП и распределительным устройством предприятия (РУ) установлен понизительный трансформатор мощностью Sт и напряжением короткого замыкания Uк. К РУ предприятия подключены N однотипных печных трансформаторов с единичной мощностью Sпт, питающих дуговые сталеалюминевые печи (ДСП). В период расплавления эксплуатационных коротких замыканий доходит до F раз в минуту. Погонное сопротивление линии электропередачи Худ.
Требуется:
- определить размах изменения напряжения на шинах РУ предприятия, если одновременно N ДСП могут находится в режиме расплавления;
- выбрать способ подключения спокойной нагрузки к шинам РУ предприятия в соответствии с допустимом размахом напряжения;
- перечислить способ регулирования напряжения на шинах РУ предприятия.
Исходные данные.
Худ=0,3Ом/км
N=1
F=4 1/мин
L=10км
Uс=220кВ
Uк=10%
Решение.
Индуктивное сопротивление системы:
Индуктивное сопротивление линии:
Индуктивное сопротивление трансформатора:
Так как, активные сопротивления малы, их в расчет не принимаем.
Для определения размаха изменения напряжения на шинах РУ предприятия не обходимо рассчитать мощность короткого замыкания на шинах РУ по выражению:
Средняя величина фактического размаха изменения напряжения от работы одной ДСП определяется по выражению:
Используя приведенную в ГОСТ 13109-97 методику определения допустимого размаха изменения напряжения для спокойной нагрузки с учетом частоты изменения напряжения, определяют по графику 
(чертеж 1, кривая 2) допустимый размах изменения напряжения 
|
|
|
Рисунок 1. График
Размах изменения напряжения d Ut в процентах (в соответствии с рисунком Б.1) вычисляют по формуле
,
где Ui, Ui+1 - значения следующих один за другим экстремумов или экстремума и горизонтального участка огибающей среднеквадратичных значений напряжения основной частоты, определенных на каждом полупериоде основной частоты, В.
Допускается при коэффициенте искажения синусоидальности напряжения, не превышающем 5 %, определять размах изменения напряжения d Ut в процентах по формуле
,
где Uai, Uai+1 - значения следующих один за другим экстремумов или экстремума и горизонтального участка огибающей амплитудных значений напряжения на каждом полупериоде основной частоты, В, кВ.
Так как, 
, то спокойную нагрузку запрещено подключать непосредственно к шинам РУ. Исходя из условий надежности и возможности дальнейшего увеличения ДСП выбираем схему питания спокойной нагрузки и ДСП от разных секций шин ГПП, питающихся в свою очередь от разных, но однотипных трансформаторах.
Задача 2.
Принять данные по внешнему электроснабжению ДСП по условию задачи 1.
Исходные данные.
U1=10кВ – первичное напряжение печного трансформатора
U2=340В – вторичное напряжение печного трансформатора
R’пт=0,00005Ом – активное сопротивление печного тр. приведенного стороне ВН.
Х’пт=0,00039Ом – емкостное сопротивление печного тр. приведенного стороне ВН.
R’кс=0,00023Ом – активное сопротивление короткой сети.
Х’кс=0,0038Ом – емкостное сопротивление короткой сети.
Требуется:
- составить упрощенную схему замещения системы электроснабжения ДСП;
- определить ток эксплуатационного короткого замыкания;
- рассчитать сопротивление реактора для ограничения тока эксплуатационного короткого замыкания.
Решение.
Следует учесть, что при расчетах эксплуатационного короткого замыкания пренебрегаем активными сопротивлениями Rc, Rл, Rт, т.к. отсутствуют исходные данные по их расчету и тогда схема замещения примет вид изображенный на рис.2.
|
|
|
Рисунок 2.
Расчет тока эксплуатационного короткого замыкания целесообразно проводить в именованных единицах. Предварительно надо определить коэффициент трансформации:
Приводим сопротивление системы к вторичному напряжению печного трансформатора:
Приводим сопротивление линии к вторичному напряжению печного трансформатора:
Приводим сопротивление трансформатора ГПП к вторичному напряжению печного трансформатора:
После определения вышеуказанных параметров следуют определить результирующие активное и индуктивное сопротивления системы замещения:
Ток эксплуатационного короткого замыкания определяется по формуле:
Номинальный ток печи на вторичной стороне равен:
Условие включения реактора в высоковольтную сеть питания печи:
Установка реактора не требуемся, т.к. 
.
Задача 3.
Рассчитать параметры рудотермического печного контура с установкой продольно – емкостной компенсацией реактивной мощности (УПК). Рудотермическая печь (РТП) трехэлектродная (m=3) закрытая с круглой ванной.
Исходные данные.
S=11,15МВ*А – мощность трансформаторного агрегата.
Uвн=10кВ – напряжение высшей стороны.
Хт=0,000115Ом – индуктивное сопротивление трансформатора.
Rт=0,000025Ом – реактивное сопротивление трансформатора.
Ху=0,00117Ом - индуктивное сопротивление установки.
Rу=0,00024Ом – реактивное сопротивление установки.
с=0,95
n=0,28
К2=Крт=100
Соsφэ=0,92
Для конденсаторной батарее УПК использовать конденсаторы типа КС и КСПК с параметрами:
UN=1,05кВ
IN=114,3А
ХN=9,2Ом
СN=346мкФ
Требуется:
- выбрать схему питания УПК в рудотермическом контуре;
- рассчитать параметры рудотермической батареи УПК;
- определить параметры электротехнического контура печи с УПК.
Решение.
Рисунок 3. Схема питания УПК в рудотермическом контуре.
Схема на рисунке 3 может быть представленная эквивалентной схемой Рис.4, в которой приведенное значение емкостного сопротивления Х’с включено последовательно с электрическим контуром электропечной установки, состоящего из элементов Х и R.
|
|
|
Рисунок 4.
Расчет параметров конденсаторной батареи УПК.
Из справочника выбираем рудотермическую печь соответствующею заданию – РПО-11.
Исходя из сетевой мощности:
Находим средний ток в электроде печи:
Среднее рабочие напряжение холостого тока печного трансформатора:
Диапазон средних величин рабочих (рабочих) напряжений будет равен:
Максимальный ток в обмотке высшего напряжения разделительного трансформатора:
|
|
|
