Особенности защиты и автоматики трансформаторов электропечных установок

Электродуговые плавильные установки являются специфическими потребителями электроэнергии.

Они характеризуются сравнительно низкими напряжениями дуги, при значительных мощностях печи возникают очень большие токи (десятки килоампер). В процесс эксплуатации возможны КЗ электродов на металл и обрывы дуги. Все это сопровождается резкими и быстрыми изменениями тока и напряжения, возможны значительные перенапряжения.

Отмеченные особенности электродуговых печей не позволяют подключать их к шинам источника питания. Поэтому дуговые печи присоединяются к питающим электросетям через отдельные для каждой установки однофазные и трехфазные согласующие электропечные трансформаторы, которые отличаются от обычных силовых трансформаторов.

Электропечные трансформаторы имеют широкий диапазон регулирования коэффициента трансформации и большие токи на стороне низшего напряжения, выполняются с повышенной динамической стойкостью.

1. Устройства защиты.

Для трансформаторов электропечных установок предусматриваются следующие виды защит:

- токовую защиту без выдержки времени от многофазных КЗ,

- токовую защиту от перегрузки,

- газовую защиту,

- защиту от однофазных КЗ на землю.

Токовую защиту без выдержки времени от многофазных КЗ устанавливают со стороны питания с током срабатывания

I'сз = k'отс * Iт.ном

k'отс = 2, 0 …3, 0 для руднотермических печей

k'отс = 3, 0 …4, 5 для дуговых сталеплавильных печей

Токовая защита от перегрузки включается через трансформаторы тока, которые установлены на стороне низшего напряжения. Если они отсутствуют, то используют трансформаторы тока со стороны питания. Для выполнения защиты используют реле тока РТ-80. Защиту от перегрузки выполняют трехфазной. Параметры срабатывания выбирают таким образом, чтобы при токе срабатывания Iсз = (1, 4 … 1, 5) * Iт.ном выдержка времени составляла tс.з = 10 с.

Газовая защита устанавливается согласно общим положениям (см. п. 6.3).

Защита от однофазных КЗ на землю предусматривается, если это требуется по условиям работы сети с глухозаземленной нейтралью.

2. Устройство автоматического регулирования мощности (АРМ)

Автоматизация технологического процесса электропечной установки предусматривает быструю ликвидацию нарушения режима работы печи, поддержание мощности печи на определенном уровне и изменение напряжения, питающего печь, в соответствии с программой.

Для восстановления режима работы печи используют автоматический регулятор мощности, который воздействует на привод перемещения электродов. Напряжение и мощность регулируются переключением ступеней напряжения электропечного трансформатора.

Устройства АРМ могут быть различных типов: с электромашинным усилителем, с магнитными и полупроводниковыми усилителями, электрогидравлические регуляторы с различной системой приводов.

Схема АРМ с реверсивным тиристорным преобразователем: измерительный орган состоит из двух сельсинов (один из них контролирует ток, а другой – напряжение дуговой электропечи). Напряжения с выходов сельсинов выпрямляются и сравниваются в узле сравнения. Разность этих напряжений усиливается реверсивным тиристорным преобразователем, который питает электродвигатель перемещения электродов.