Справочник по проектированию электрических сетей

Файбисович Д. Л.

Таблица 5.55

Таблица 5.56

Таблица 5.57

Таблица 5.58

Таблица 5.59

Таблица 5.60

Таблица 5.61

5.7.

Влияние дуговых сталеплавильных электропечей на системы электроснабжения

Работа дуговых сталеплавильных печей (ДСП) может вызвать помехи в системах электроснабжения потребителей, присоединенных к общим с ДСП ЦП («общим точкам»): отклонения и колебания напряжения, несимметрию токов и напряжений, несинусоидальность формы кривой напряжения и др. Основной помехой являются колебания напряжения, вследствие колебаний токов дуг ДСП. При этом колебания реактивной мощности печи значительно превышают колебания активной мощности.

Наиболее чувствительными к колебаниям напряжения электроприемниками являются осветительные приборы, телевизионная аппаратура, рентгеновские установки, ЭВМ, приводы бумагоделательных машин и др.

Колебания токов ДСП делятся на два вида: нерегулярные с частотой до 1 Гц и относительно регулярные с частотой 2-10 Гц. Размер броска тока нерегулярных колебаний с вероятностью 0,95 не превышает номинальный ток печного трансформатора. Размеры регулярных колебаний в большинстве случаев не более 50 % номинального тока.

В ГОСТ 13109—87 приведены значения допустимых колебаний напряжения на входах приемников электрической энергии для следующих трех случаев:

1. На входах осветительных установок с лампами накаливания в помещениях, где требуется значительное зрительное напряжение.

2. На входах осветительных установок с лампами накаливания в помещениях, где не требуется значительное зрительное напряжение.

3. На входах осветительных установок с люминесцентными лампами.

При присоединении к сети мощных ДСП следует проверить соответствие колебаний в сети общего пользования требованием для случая 2. При несоблюдении требований ГОСТ снижение влияния ДСП на качество электроэнергии в сети может быть достигнуто за счет целого ряда мероприятий, в том числе путем перехода вместо ламп накаливания на люминесцентное освещение (случай 3). Поэтому ниже рассматриваются условия, при которых колебания напряжения в «общей точке», вызванные работой одиночных ДСП, не превышают допустимые по ГОСТ для случаев «2» и «3».

В соответствии с ГОСТ допустимые колебания напряжения составляют:

Колебания напряжения в «общей точке» при работе одиночных ДСП могут быть определены следующим образом:

С учетом требований ГОСТ получаем условия:

Для нерегулярных колебаний до 1 Гц

Для регулярных колебаний 2-10 Гц

С лампами накаливания:

(случай 2) или S_к >= 79S_т, или S_к >= 91S_т,

с

люминесцентными лампами:

На входах приемников электрической энергии с лампами накаливания условие, при котором колебания напряжения в «общей точке», вызванные работой одиночной ДСП, не превышают допустимые по ГОСТ

S_k >= 90S_т. (5.4)

Аналогично для приемников с люминесцентными лампами

S_k >= 59S_т. (5.5)

Для группы из «n» печей оценка колебаний напряжения выполняется с учетом следующих факторов.

1. Каждый цикл плавки, продолжающийся несколько часов, состоит из трех технологических периодов (расплавление, окисление и рафинирование) и кратковременных эксплуатационных простоев.

Наибольшее влияние на сеть ДСП оказывает в период расплавления, когда имеют место неустойчивое горение дуг, КЗ электродов с шихтой, обрывы дуг при обвалах, резкие перемещения электродов. В остальные периоды ток ДСП стабилизируется. Поэтому для группы из «n» ДСП необходимо учитывать только «m» печей, одновременно работающих в режиме расплавления.

Вероятность Pm, n совпадения периодов расплавления «m» печей из «n» совместно работающих определяется:

Из формулы (5.5) необходимо определить наибольшее значение «m», при котором P_m, n >= 0,05.

Для групп с числом ДСП n <= 6 расчетные значения «m», при которых вероятности P_m, n >= 0,05 (для среднего Р = 0,35), приведены ниже:

Для других значений «Р» и «n» значение «m» определяется по формуле (5.6).

2. В группе «m» печей, одновременно работающих в режиме расплавления, броски токов отдельных ДСП по времени, как правило, не совпадают.

В общем случае для «m» печей

Отсюда условие выполнения требований ГОСТ 13109—87 (при = 1 и u <= 1,27 %):

В случае однотипных печей:

Пример 1.

На одиночной ДСП-100 устанавливается печной трансформатор 80 МВА. Определить минимально допустимую мощность КЗ в «общей точке».

По формуле (5.4) определяем:

S_к <= 90 x 80 = 7200 МВА.

Пример 2.

То же, что в примере 1 — для 6 совместно работающих печей.