Cortocircuito nei circuiti di alimentazione dei forni elettrici ad arco

Rete corta: un filo che collega un trasformatore di forno elettrico con elettrodi. La rete corta comprende:

• Sbarre… È fatto di sbarre rettangolari, rame per i grandi forni, alluminio per quelli piccoli. Collega i terminali secondari di un trasformatore di forno elettrico con scarpe fisse.

• Cavi flessibili. Formano un anello che compensa il movimento dei montanti quando gli elettrodi si muovono e il forno si inclina. Attaccato a scarpe rimovibili.

• Tubi. Corri lungo le maniche dei rack. Fornire corrente ai portaelettrodi.

La rete corta deve:

1) avere perdite elettriche minime;

2) garantire una distribuzione uniforme della potenza sulle fasi;

3) avere l'induttanza più bassa possibile, cioè il più alto fattore di potenza possibile.

4) avere costi di materiale minimi.

I requisiti elencati per una rete corta devono essere ottimizzati in quanto molti punti sono interconnessi. Ad esempio, i punti 1 e 4 si contraddicono a vicenda.

I principali parametri da considerare nella progettazione di una rete corta sono: l'induttanza e l'uniformità del carico di fase.

L'induttanza di una rete corta si verifica a causa del flusso di corrente alternata attraverso i conduttori di corrente delle fasi che si trovano in una linea. Pertanto, le loro induttanze reciproche non sono uguali, per cui, con correnti uguali nelle fasi, le forze dei singoli archi sono diverse. Ciò contribuisce alla distruzione del rivestimento del forno situato di fronte all'arco più potente.

Le induttanze reciproche possono essere notevolmente ridotte se i conduttori di corrente sono disposti in modo tale che le correnti in essi siano sempre dirette in direzioni opposte. Tuttavia, in questo caso, l'uniformità del carico delle fasi può essere disturbata. che può essere dinamico o statico. Il primo è dovuto alla natura casuale della variazione delle lunghezze degli archi e delle loro resistenze e può essere eliminato con l'ausilio di un sistema di regolazione automatica della modalità di funzionamento del forno. Il secondo nasce dall'asimmetria geometrica dei conduttori di corrente.

I parametri considerati di una rete corta molto spesso si contraddicono. A questo proposito, esistono schemi appositamente progettati di reti corte con rapporti di parametri ottimali.

Riso. 1. Schema di una rete corta di una fornace d'acciaio ad arco con connessione di fili di corrente: a — in una stella di elettrodi; b — in un triangolo dei terminali degli avvolgimenti secondari del trasformatore del forno elettrico.

Riso. 2. Schema di una rete corta di un forno ad arco in acciaio con una connessione a triangolo di fili di corrente sugli elettrodi: a - simmetrico; b — asimmetrico

Nella fig. Le figure 1, 2 mostrano connessioni di rete brevi ottimizzate.I numeri sui diagrammi indicano: 1 - trasformatore del forno elettrico; 2 — pneumatici; 3 — scarpe fisse; 4 cavi; 5 - scarpe rimovibili; pneumatici a 6 camere d'aria; 7 - portaelettrodi, 8 - elettrodi.

Nella fig. 1, e gli avvolgimenti secondari del trasformatore sono collegati a stella. Le sbarre, i cavi e le tubazioni ad esse collegate sono raggruppate in fasi e collegate a stella in corrispondenza degli elettrodi. Il circuito è il più semplice, ma ha un'elevata induttanza e una bassa uniformità di carica, quindi viene utilizzato solo per alimentare forni a bassa potenza.

Nella fig. 1, b, gli avvolgimenti secondari del trasformatore del forno elettrico sono inclusi in un triangolo con una posizione adiacente degli inizi e delle estremità.In tale connessione, i bus con correnti opposte si trovano uno accanto all'altro, come risultato di quale l'induttanza dei bus, cercando di estinguersi a vicenda si, è notevolmente inferiore rispetto allo schema mostrato in fig. 3.3, un.

Nella fig. 2, a mostra uno schema di una rete corta con un triangolo simmetrico sugli elettrodi, in cui le correnti diretta e inversa scorrono fianco a fianco nei conduttori di corrente in tutte le fasi.

Le mutue induttanze in questo circuito sono molto inferiori rispetto ai circuiti mostrati in Fig. 1, mentre è assicurata anche l'uniformità del carico delle fasi. Tuttavia, per attuare lo schema, la progettazione del forno è notevolmente complicata, poiché con l'aumento del numero di cavi è necessario un quarto polo aggiuntivo, che si muova in sincronia con il primo polo, che deve sopportare elevati carichi dinamici.

Questo inconveniente è eliminato nel circuito con triangolo asimmetrico sugli elettrodi, mostrato in fig. 2, b.In questo circuito, l'induttanza è notevolmente ridotta, ma l'uniformità del carico di fase è notevolmente disturbata.

L'ottimale è il circuito, che è assemblato nello stesso modo dello schema mostrato in fig. 1, e, solo in essa, dopo il fascio di sbarre, i cavi e le tubazioni flessibili della fase intermedia sono sollevate rispetto alle fasi terminali e formano un triangolo equilatero in sezione trasversale. Pertanto, le induttanze reciproche di tutte le fasi sono le stesse e viene garantita un'elevata uniformità del carico di fase. Tuttavia, lo schema è strutturalmente complesso e l'opportunità del suo utilizzo è giustificata solo nei forni ad alta potenza.

Parshin A.M.