1.10. Источник питания итп
Индукционные тигельные печи питаются напряжением промышленной, средней и высокой частоты.
Индукционные тигельные печи имеют емкость от 0,4 до 60 тонн, с номинальными мощностями печных трансформаторов от 180 до 20000 кВ·А. Питаются печи мощностью до 2500 кВт от индивидуальных автотрансформаторов или однофазных и трехфазных электропечных трансформаторов и только трехфазных при мощностях свыше 4000 кВт. Мелкие печи питаются при напряжении 0,4 кВ, а мощные печи питаются напряжением 6 и 10 кВ, где благодаря большой мощности энергосистемы несимметрия нагрузки значительно меньше, хотя симметрирующие устройства все равно приходится устанавливать.
Расход технологической электроэнергии составляет от 50 до 60 кВт·ч/т при работе в миксерном и от 335 до 745 кВт·ч/т при работе в плавильном режиме. Режим работы печей – продолжительный, электрическая нагрузка – непрерывно-циклическая, переменная [17].
По надежности электроснабжения тигельные печи относятся к потребителям второй категории.
Общим для большинства индукционных установок промышленной частоты вопросом, требующим специального рассмотрения с точки зрения взаимодействия с питающей энергосистемой и соблюдения ГОСТ на качество электроэнергии, является вопрос о симметрии нагрузки.
Большое распространение одно- и двухфазных индукционных единиц или индукторов, питаемых от однофазных трансформаторов, заставляет искать пути по выравниванию нагрузки в трехфазной сети. Иногда и трехфазные нагревательные установки могут вызвать несимметрию токов и напряжений питающей сети, когда активная мощность в отдельных фазах неодинакова, что иногда требуется для обеспечения технологического процесса. В случае, когда количество индукторов кратно трем, и они имеют одинаковую мощность, можно, равномерно распределив их по фазам, питать их от трехфазного печного или силового трансформатора. Недостатком такой схемы является невозможность индивидуального регулирования мощности.
В других случаях устранить или уменьшить несимметрию в сети можно при помощи специальных симметрирующих устройств по схеме Штейнметца или с реактором-делителем, управляемых или неуправляемых. Выбор типа устройства определяется характером технологического процесса установки.
Источниками питания индукционных установок средней и высокой частоты являются электромашинные преобразователи, ламповые генераторы, электромагнитные умножители частоты и тиристорные преобразователи [16].
В данном дипломном проекте в качестве источника питания для индукционной тигельной печи примем тиристорный преобразователь частоты ТПЧП-800-0,5 УХЛ4. Тиристорные преобразователи частоты в отличие от машинных генераторов имеют ряд преимуществ: значительно меньшую массу на единицу мощности; лучшую работоспособность при частичных и полных нагрузках; возможность плавного изменения частоты в зависимости от режима плавки или нагрева; высокий КПД (90-94 %); хорошая ремонтоспособность; малая инерционность; постоянная готовность к работе. Принципиальная схема силовой цепи тиристорного преобразователя показана на рис. 1.12.
Схема силовой цепи тиристорного преобразователя частоты
I – шкаф ввода питания; II - выпрямитель; III – блок реакторов; IV - инвертор; V - нагрузка; БП - блок пуска; FU- предохранители; P – контактор;C- конденсатор;R– разрядное сопротивление.
Рис. 1.12.
Выпрямительный блок II представляет собой трехфазный мостовой выпрямитель, преобразующий переменный ток промышленной частоты в постоянный ток, блок дросселей (реакторов) III осуществляет сглаживание выпрямленного тока, инвертор IV преобразует постоянный ток в однофазный переменный повышенной частоты. В данном устройстве применен двухтактный инвертор, принцип действия которого основан на поочередном отпирании вентилей моста. В результате чего в нагрузке V будет проходить переменный ток, частота которого равна частоте коммутации управляемых вентилей инвертора. При открывании пары вентилей VS7-VS8 ток через нагрузку протекает в направлении 1, а при открывании вентилейVS9-VS10 – в направлении 2. Блок пуска БП обеспечивает запуск преобразователя. Рассматриваемый источник является преобразователем с явно выраженным звеном постоянного тока, в котором одна группа вентилей работает в режиме выпрямления, а другая - инвертирования.
2. ПРОЕКТНО-РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
