Несимметрия реактивной мощности в системе электроснабжения ферросплавного производства
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
Введение
Использование электроэнергии для целей нагрева получает все более широкое распространение. Внедрение электронагрева в различные отрасли народного хозяйства способствует повышению производительности труда и улучшению качественных показателей технологических процессов. Электротермическая технология, основанная на использовании электротермических установок - электропечей и электронагревательных устройств, применяется для получения новых высококачественных материалов, которые иным путем получить нельзя, а также улучшения свойств уже существующих, для нагрева заготовок перед обработкой давлением, для термической обработки деталей машин, механизмов и элементов конструкций и других назначений. По сравнению с другими способами электронагрев обладает рядом преимуществ, таких как хорошая управляемость тепловыми потоками; обеспечение высоких температур и больших удельных мощностей на единицу объема; получение продукции высокого качества; улучшение условий труда и снижение его вредности и тяжести. В некоторых случаях электротермические процессы являются единственно возможными способами производства.
Наиболее распространенным видом электротермических установок можно считать электрические печи. Кроме дуговых электрических печей, в которых преобразование электрической энергии в тепло в основном происходит в электрическом разряде, протекающем в газовой или паровой среде, существуют печи смешанного действия, в которых обрабатываются материалы со значительным удельным электрическим сопротивлением, благодаря чему в них выделяется джоулево тепло. Такие печи можно назвать дуговыми печами сопротивления. Дуговые печи сопротивления - это мощные рудовосстановительные и рудоплавильные печи (РВП), в которых плавят материалы с высоким удельным сопротивлением. Таковы печи для получения ферросплавов, карбида кальция, чугуна, никелевого штейна, абразивов, фосфора. Рудовосстановительные и рудоплавильные печи, охватываемые более общим и распространенным термином руднотермические печи, являются наиболее широким и сложным классом печей, различающихся по назначению, особенностям технологического процесса и конструктивного исполнения, виду источника питания, связям с другими агрегатами технологического цикла и т.д.
Мощные дуговые руднотермические печи работают с весьма низким коэффициентом мощности. Это крайне невыгодно, так как реактивная мощность, циркулируя в системе энергоснабжения между источником и потребителем, не создает никакой полезной работы в электроустановке. Потоки реактивной мощности в системе электроснабжения вызывают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью. Кроме того, возникают дополнительные потери напряжения, а дополнительные потери напряжения увеличивают отклонение напряжения на зажимах приемника от номинального значения при изменениях нагрузок и режимов электрической сети. Загрузка реактивной мощностью систем промышленного электроснабжения и трансформаторов уменьшает их пропускную способность и требует увеличения сечений проводов воздушных и кабельных линий, увеличения номинальной мощности или числа трансформаторов подстанций, номинальной мощности генераторов на станциях, коммутационной и другой силовой аппаратуры, что ведет к большим дополнительными затратами.
Целью данной работы является исследование потоков распределения реактивной мощности в системе электроснабжения ферросплавного производства. Определить основные источники реактивной мощности и причины ассиметричного распределения по фазам реактивной мощности в системе электроснабжения ферросплавного производства. Найти пути уменьшения ассиметричного по фазам распределения реактивной мощности по фазам в системе электроснабжения ферросплавного производства.
1. Обзор литературных источников
.1 Система электроснабжения ферросплавного производства
Ферросплавное производство представляет собой одну из самых крупных отраслей черной металлургии с законченным циклом переработки рудного сырья в готовую продукцию - ферросплавы. Ферросплавами называются сплавы железа с кремнием, марганцем, хромом, ванадием и другими элементами. В процессе производства ферросплавов оборудование подвергается воздействию расплавленного металла, шлака и раскаленных газов [1]. При данных условиях работы оборудование ферросплавного производства должно отвечать высоким требованиям прочности, надежности, отличаться удобством ремонта и замены узлов и деталей оборудования, пришедших в негодность. Этим требованиям отвечают руднотермические печи [2…4]. Руднотермические печи являются потребителями электроэнергии, оказывающими значительное влияние на системы электроснабжения [5]. Для работы руднотермических печей характерны следующие особенности:
сравнительно низкие значения напряжения горения дуг при больших мощностях печей обусловливают очень большие токи фаз. Это вызывает необходимость в согласующем трансформаторе и мощных, способных пропускать токи в десятки тысяч ампер, токоподводах. Высокая индуктивность этих токоподводов обусловливает низкий коэффициент мощности печной установки, а их несимметрия - несимметрию загрузки фаз печи. Следовательно, необходимо укорачивать эти токоподводы, т.е. размещать печной трансформатор как можно ближе к печи;
мощность и напряж?/p>