Несимметрия реактивной мощности в системе электроснабжения ферросплавного производства
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ий повышает магнитную проницаемость и немного снижает коэрцитивную силу. Однако кремний повышает хрупкость, особенно при его содержании 3 - 4%. Таким образом, наиболее предпочтительным материалом для экранов будут электротехническая сталь с содержанием кремния 0,4 - 1,8%.
Из выражения (3.18) видно, что с одной стороны малое удельное сопротивление материала экрана ведет к уменьшению толщины экрана, но с другой стороны, ведет к увеличению потерь на вихревые токи. Увеличение же примеси кремния в электротехнической стали, с одной стороны, ведет к уменьшению удельной проводимости (рис. 3.3), а, с другой стороны, ведет к увеличению магнитной проницаемости. Таким образом, наиболее предпочтительней в качестве материала для экрана использовать холоднокатаную изотропную электротехническую сталь марки 2212 [35], параметры которой приведены в табл. 3.2.
Таблица 3.2Параметры холоднокатаной изотропной электротехнической стали марки 2212Содержание кремния (Si), %0,8 - 1,8Плотность , г/см37,80Удельная проводимость , См/мТемпературный коэффициент , 1/oC0,0025Удельная теплоемкость , 460
При помощи программы ELCUT была построена модель гибкого кабеля короткой сети. Параметры гибкого кабеля представлены в табл. 3.3. Было определено значения напряженности магнитного поля на поверхности кабеля . По рис. 3.4 находим значение относительной магнитной проницаемости .
Таблица 3.2 Технические параметры гибкого кабеля
Номинальное сечение кабеля, мм2Диаметр токоведущей части, ммНаружный диаметр кабеля, ммРасчетная масса кабеля с водой, кг/мнаружныйвнутренний2100844611334
Расчет экрана будет производиться по выражению (3.18), из условия, что на выходе из экрана проникает только энергии, поглощенной в экране. Тогда толщина экрана d можно определить из выражения:
, т.е. , отсюда толщина экрана определяется:
.(3.19)
Т.к. , получим:
= 0,228 см.
Погонный объем экрана:
, или ,
где - внешний радиус экрана; - внутренний радиус экрана.
Рис. 3.3. Зависимость удельной проводимости изотропной электротехнической стали от содержания кремния
Рис. 3.4. Зависимость относительной магнитной проницаемости от напряженности магнитного поля
см3/м.
Отсюда погонная масса экрана:
г/м = 6,44 кг/м.
С помощью программы ELCUT определено влияние одной фазы гибкого кабеля короткой сети на расстоянии 500 мм от центра кабеля (это расстояние соответствует положению другого кабеля) без экрана и с экраном, результаты приведены в табл. 3.4. Кроме того, были определены тепловые потери в экране, которые составляют 4,05 • 104 Дж. Рядом с кабелями присутствует большое количество стальных масс, в которых эти потери также возникают [36], но эти массы нарушают симметрию электрических параметров трехфазной системы. Электромагнитные экраны короткой сети наоборот выравнивают и симметрируют потокораспределение реактивной мощности в системе. Если между кабелем и экраном проложить дополнительную изоляцию (), то эти потери будут сокращаться (рис. 3.5). Кроме того, экран следует сделать из тонких изолированных проволок, это приведет к тому, что тепловые потери будут составлять десятые доли процентов от полученных.
Таблица 3.4 Влияния кабеля на расстоянии 500 мм от центра кабеля
ПараметрБез экранаС экраномСредние значенияМаксимальные значенияСредние значенияМаксимальные значенияПотенциал, Вб/м14056198780,0120830,017087Индукция, Тл6,724910-49,510410-45,1710-107,31110-10Напряженность, А/м535,15756,814,114210-45,818310-4Плотность энергии, Дж/м30,179940,359881,06410-132,12710-13
Рис. 3.5. Зависимость тепловых потерь от толщины дополнительной изоляции
Заключение
В данной работе было проведено исследование потоков распределения реактивной мощности в системе электроснабжения ферросплавного производства. В ходе работы, была подробно исследована система электроснабжения ферросплавного производства, определены основные источники реактивной мощности и причины ассиметричного распределения реактивной мощности по фазам в системе электроснабжения ферросплавного производства.
Установки руднотермических печей обладают значительным реактивным сопротивлением, индуктивного характера. Поэтому необходимо вводить установки компенсации реактивной мощности. Кроме того, для печных установок характерно ассиметричное по фазам распределение реактивной мощности. Таким образом, необходимо предпринимать ряд мер для ликвидации ассиметричного по фазам распределения реактивной мощности.
Вопросам компенсации реактивной мощности в ферросплавном производстве посвящено много научных трудов. В качестве компенсирующих устройств могут выступать конденсаторные батареи, синхронные компенсаторы и синхронные машины, т.е. те же устройства, которые применяются на любом промышленном предприятии, но необходимо предпринимать ряд мер по ликвидации асимметричном распределении реактивной мощности по фазам.
Рассмотрен один из наиболее перспективных методов уменьшения ассиметричного распределения реактивной мощности по фазам короткой сети руднотермической печи - метод экранирования короткой сети. Рассчитаны параметры экрана: его погонная масса, объем и определено каково взаимное влияние фаз друг на друга до использования электромагнитного экрана и после.
Библиографический список
1. Рысс М.А. Производство ферросплавов. - М.: Металлургия, 1975. - 335 с.
. Свенчанский А.Д. Электрические промышле