Электрооборудование индукционных тигельных печей

Специфические особенности процесса индукционного нагрева, связанного с использованием различных частот от 50 Гц до 1000 Гц и от 10 кГц до 100 000 кГц и выше, обуславливает деление комплектного оборудования для индукционных установок на 2 основные категории: электрооборудование установок промышленной частоты и электрооборудование установок повышенной и высокой частот.

Электрооборудование установок промышленной частоты, в свою очередь, подразделяются на 2 характерные группы:

1. Электрооборудование индукционных плавильных печей;

2. Электрооборудование индукционных нагревательных установок.

Согласно действующему стандарту комплектно с индукционными плавильными печами должно поставляться все оборудование, относящиеся к их установкам: вводное устройство (для установок с напряжением свыше 1000 В – комплектное распределительное устройство с выключателем), электропечной трансформатор, или автотрансформатор, конденсаторные батареи, шкафы управления, токоподводы – шинопроводы или кабельные линии короткой сети, включая гибкую часть. Поэтому при конкретном проектировании электрической части установок определенного типа нет необходимости в расчете ивыборе отдельных узлов системы электропитания. Тем не менее в практике возникают ситуации, когда стандартное, типовое решение не подходит по ряду причин для проектируемой установки. В этом случае инженеру приходится решать вопросы, компоновки электрооборудования с учетом конкретных условии. Однако и здесь за основу нужно брать рекомендуемую компоновку оборудования.

Электрооборудование индукционных тигельных печей промышленной частоты(рис.18.5) емкостью – до 25 т, мощностью 360÷2500 кВт включает: электропечной трансформатор(6-10 кВт/87-518 В), щит управления и сигнализации, в который встроен автоматический регулятор электрического режима (АРЭР), конденсаторная батарея, панели контакторов, маслонапорная установка в системе гидропривода наклона печи; пульт управления наклоном; сигнализатор состояния футеровки и изоляции индуктора.

В случае применения мощных однофазных индукторов применяют симметрирующие устройства. Иногда снабжаются вспомогательными трансформаторами с мощностью до 25% от основного, особенно для группы из 2-х или 3-х печей. Блок трансформатор- индуктор – конденсаторная батарея размещают в непосредственной близости, чтобы уменьшить потери электрической энергии.

Особенность тигельной печи - значительные колебания cosφ в процессе расплавления, поэтому необходимо устанавливать регулируемую конденсаторную батарею и АРЭР.

Особенностью работы индукционных канальных печей является необходимость постоянного поддержания в печи металла в расплавленном состоянии, поэтому в процессе эксплуатации печи д.б. постоянно подключены к сети (рис.18.6).

Для компенсации реактивной мощности параллельно индуктору включается нерегулируемая конденсаторная батарея.

Для разлива металла используется механизм наклона печи.

Токоподводы к индуктору выполняются из труб, шин или в виде медных гибких водоохлаждаемых кабелей из скрученных проволочек, помещенных в резинотканевый рукав. Токоподводы Д.Б. надежно ограждены. Для уменьшения потерь в подводящих проводах КБ устанавливают поблизости от печи.

Особенности печей для плавки Al – низкий cos φ(0,2 ÷ 0,4), наличие тугоплавкой (2050º) оксидной пленки, которая засоряет канал.(опускается на дно).

Индукционные канальные печи в настоящие время выполняются со сменными индукционными единицами Р = 200 ÷ 1000 кВа. Индукционные канальные единицы Р= 300 кВа можно питать от индивидуальных однофазных трансформаторов и автотрансформаторов, подключаем подключаемым к ЦПТ на вторичные U = 380 В. Регулировка U- от 0 до 500 В, ручная или автоматическая. Индукционные единицы мощностью свыше 300 кВа питаются от в/в электропечных трансформаторов с регулированием вторичного U под нагрузкой путем переключения витков вторичной или первичной обмоток без выключения печи.

Рис. 18.5

Мощность таких трансформаторов – от 400 до 1600 кВа. Первичная обмотка подключается к сети высокого напряжения (6 или 10 кВ).

Для подключения электропечных трансформаторов к в/в сетям служат комплектные распределительные устройства, которые собираются из стандартных шкафов с масляным выключателями, разъединителями, ТТ и ТН, измерительными приборами, аппаратурой защиты и сигнализации. Мощные трансформаторы устанавливаются в специальных камерах с приямком для масла. Включение разъединителей и масляных выключателей М-б осуществляется как ручным, так и автоматическим (электромеханическим) приводом с дистанционным управлением. Токоподводы к трансформаторам выполняются кабелем обычных марок, обычно делают пристройку к цеху на несколько ячеек, где устанавливают трансформаторы в зависимости от количества индукционных единиц или печей.

Подключение печных трансформаторов к сети 6/10 кВ производится при помощи разъединителей и масляных выключателей. При использовании нескольких трансформаторов включение их производится таким образом, чтобы обеспечить симметричную загрузку всех трех фаз высоковольтного фидера. Число однофазных трансформаторов, подключенных одновременно к сети, Д.Б. кратно 3.

На первичной стороне устанавливаются следующая аппаратура сигнализации и защиты:

1. Газовое реле для защиты трансформатора от внутренних повреждений;

2. Электроконтактный термометр для контроля температуры масла трансформатора;

3. Аппаратура сигнализации – лампочки и сирена;

4. Реле максимального тока для защиты от перегрузок и К.З.;

5. Измерительные приборы для контроля электрического режима и учета электроэнергии(рА, рV, pW, pφ, счетчик).

6. Сигнализаторы положения переключателей ступеней напряжения – сельсин-датчик и сигнальные лампочки.

Индукционная единица подключается к вторичной стороне электропечного трансформатора с помощью контактора, имеющего дугогасящие устройства. Иногда включаются 2 контактора параллельно. Для компенсации реактивной мощности служат конденсаторы. Часть конденсаторов включается постоянно, часть – через контакторы или рубильники. Дополнительная емкость нужна на случай перехода, на другой сплав, при изменении сечения каналов.

Рис.18.6

Для питания печи в период рафинирования металла и для поддержания режима холостого хода служат автотрансформаторы для более точного регулирования мощности в период доводки металла до нужного химического состава, а так же для начальных пусков печи при первых плавках, которые проводятся при малом объеме металла в ванне для обеспечения постепенной сушки и спекания футеровки. Мощность автотрансформатора выбирают в пределах 25 ÷ 30 % от мощности основного трансформатора.

Для контроля температуры воды и воздуха, охлаждающих индуктор и кожух индукционной единицы, устанавливают электроконтактные термометры, выдающие сигнал при превышении температуры выше допустимой.

Питание печи автоматически отключаются при повороте печи для слива металла. Для контроля положения печи служат конечные выключатели, сблокированные с приводом электропечи.

Для повышения надежности питания приводные двигатели механизмов наклона печи, устройств и систем управления питаются от отдельного трансформатора собственных нужд.

Дата добавления: 2014-01-07