Peralatan elektrik relau arka elektrik

Peranti relau arka

Tujuan utama relau arka adalah untuk mencairkan logam dan aloi. Terdapat relau arka langsung dan tidak langsung. Dalam relau arka pembakaran langsung, arka terbakar di antara elektrod dan logam cair. Dalam relau arka tidak langsung — antara dua elektrod. Yang paling meluas ialah relau arka yang dipanaskan terus yang digunakan untuk mencairkan logam ferus dan refraktori. Relau arka tidak langsung digunakan untuk mencairkan logam bukan ferus dan kadangkala besi tuang.

Relau arka ialah cangkang bergaris yang dikelilingi oleh peti besi, elektrod diturunkan di dalam melalui bukaan dalam peti besi yang terlibat dalam pemegang elektrod yang disambungkan ke panduan. Peleburan cas dan pemprosesan logam berlaku disebabkan oleh haba arka elektrik yang terbakar antara cas dan elektrod.

Voltan 120 hingga 600 V dan arus 10-15 kA digunakan untuk mengekalkan arka. Nilai voltan dan arus yang lebih rendah digunakan untuk relau dengan kapasiti 12 tan dan kapasiti 50,000 kVA.

Reka bentuk relau arka menyediakan saliran logam melalui pam saliran. Sanga dipam melalui potongan tingkap kerja dalam selongsong.

Relau arka elektrik: 1 — badan keluli; 2 - lapisan refraktori; 3 - bumbung relau; 4 - elektrod; 5 - mekanisme untuk mengangkat elektrod; 6 - pelangi

Proses teknologi peleburan logam dalam relau arka

Pemprosesan cas pepejal yang dimuatkan dalam relau arka bermula dari peringkat lebur, pada peringkat ini arka dinyalakan dalam relau dan lebur cas di bawah elektrod bermula. Apabila cas cair, elektrod turun, membentuk telaga pecutan. Ciri ciri peringkat lebur ialah pembakaran arka elektrik yang tidak menyenangkan. Kestabilan arka yang rendah adalah disebabkan oleh suhu rendah dalam relau.

Peralihan arka dari satu cas ke yang lain, serta banyak gangguan arka dari litar pintas operasi, yang disebabkan oleh keruntuhan dan pergerakan kepingan konduktif cas. Peringkat kerja logam lain adalah dalam keadaan cair dan dicirikan oleh pembakaran arka yang senyap. Walau bagaimanapun, pelbagai kawalan operasi dan ketepatan yang tinggi untuk mengekalkan input kuasa ke relau diperlukan. Kawalan kuasa memastikan kemajuan yang diperlukan bagi tindak balas metalurgi.

Ciri-ciri proses teknologi yang dipertimbangkan memerlukan dari relau arka:

1) Keupayaan untuk bertindak balas dengan cepat terhadap litar pintas operasi dan gangguan arka, memulihkan keadaan elektrik normal dengan cepat dan mengehadkan arus litar pintas operasi kepada had yang boleh diterima.

2) Fleksibiliti untuk mengawal input kuasa relau.

Peralatan elektrik relau arka

Pemasangan relau arka termasuk, sebagai tambahan kepada relau itu sendiri dan mekanismenya dengan pemacu elektrik atau hidraulik, dan peralatan elektrik tambahan: pengubah relau, wayar dari pengubah ke elektrod relau arka - apa yang dipanggil rangkaian, unit pengedaran (RU) pada bahagian voltan tinggi pengubah dengan suis ketuhar; pengawal selia kuasa; papan pemuka dan konsol, kawalan dan isyarat; peranti pengaturcaraan untuk mengawal mod operasi relau, dsb.

Pemasangan relau arka adalah pengguna elektrik yang besar, kapasiti unit mereka diukur dalam ribuan dan puluhan ribu kilowatt. Penggunaan elektrik untuk mencairkan satu tan isian pepejal mencapai 400-600 kWh-j. Oleh itu, relau disuap dari rangkaian 6, 10 dan 35 kV melalui transformer injak turun relau (nilai voltan maksimum talian sekunder pengubah biasanya dalam julat sehingga 320 V untuk relau kecil dan sederhana kapasiti dan sehingga 510 V untuk relau besar) .

Dalam hal ini, pemasangan relau dicirikan oleh kehadiran pencawang relau khas dengan pengubah dan suis. Dalam pemasangan baharu, kabinet daripada unit pengedaran lengkap (KRU) yang dibuat mengikut skema bersatu digunakan. Pencawang relau terletak berdekatan dengan relau. Panel dan panel kawalan untuk pemasangan relau keluli arka dengan kapasiti sehingga 12 tan diletakkan di dalam pencawang relau dengan panel kawalan perkhidmatan dari kedai (dari platform kerja). Untuk relau yang lebih besar, bilik kawalan yang berasingan boleh disediakan dengan pemandangan mudah dari tingkap yang berfungsi pada relau.

Relau arka elektrik menggunakan arus yang ketara, diukur dalam ribuan dan puluhan ribu ampere. Arus sedemikian menghasilkan penurunan voltan yang besar walaupun dengan rintangan aktif dan induktif kecil litar bekalan elektrod. Akibatnya, pengubah relau diletakkan berdekatan dengan relau di dalam pencawang relau khas. Litar yang menghubungkan pengubah relau dan elektrod relau dan mempunyai panjang pendek dan struktur kompleks dipanggil rangkaian pendek.

Rangkaian pendek relau arka terdiri daripada busbar dalam ruang pengubah, tali kabel fleksibel, busbar tiub, pemegang elektrod dan elektrod yang bergerak bersama-sama dengan pengangkutan. Dalam relau arka dengan kapasiti sehingga 10 tan, skema "bintang elektrod" digunakan, apabila belitan sekunder pengubah relau disambungkan dalam delta pada keluaran ruang. Skim lain rangkaian pendek, membolehkan untuk mengurangkan reaktansnya, digunakan untuk relau yang lebih berkuasa.

Motor aruhan sangkar tupai dinilai pada 380 V pada 1–2 kW dalam relau kecil sehingga 20–30 kW dalam relau yang lebih besar biasanya digunakan dalam pemacu elektrik mekanisme relau. Motor pemacu untuk elektrod bergerak - arus terus dibekalkan oleh mesin elektrik atau penguat magnet, serta oleh penukar thyristor. Pemacu ini adalah sebahagian daripada unit bebas — pengawal selia kuasa relau.

Dalam relau dengan kapasiti lebih daripada 20 tan, untuk meningkatkan produktiviti dan memudahkan kerja pembuat keluli, peranti disediakan untuk mencampurkan mandi cecair logam berdasarkan prinsip medan magnet bergerak.Stator dengan dua belitan diletakkan di bawah bahagian bawah relau bahan bukan magnet, yang arusnya 90 ° daripada fasa. Medan perjalanan yang dicipta oleh belitan stator memacu lapisan logam. Apabila menukar gegelung, adalah mungkin untuk menukar arah pergerakan logam. Kekerapan arus dalam pemegun peranti kacau adalah dari 0.3 hingga 1.1 Hz. Peranti ini dikuasakan oleh penukar frekuensi mesin elektrik.

Motor yang melayani mekanisme relau arka berfungsi dalam keadaan yang sukar (persekitaran berdebu, lokasi dekat struktur relau yang sangat dipanaskan), oleh itu mereka mempunyai reka bentuk tertutup dengan penebat tahan haba (siri kren-logam).

Unit pengubah relau

Pemasangan relau arka menggunakan transformer terendam minyak tiga fasa yang direka khas. Kuasa pengubah relau ialah, selepas kapasiti, parameter kedua paling penting bagi relau arka dan menentukan tempoh lebur logam, yang memberi kesan ketara kepada prestasi relau. Jumlah masa untuk mencairkan keluli dalam relau arka telah tamat hingga 1-1.5 jam untuk relau dengan kapasiti sehingga 10 tan dan sehingga 2.5 jam untuk relau dengan kapasiti sehingga 40 tan.

Voltan pada relau arka semasa lebur mesti berubah dalam julat yang agak luas. Pada peringkat pertama lebur, apabila sekerap cair, kuasa maksimum mesti dimasukkan ke dalam relau untuk mempercepatkan proses ini. Tetapi dengan cas sejuk, arka tidak stabil. Oleh itu, untuk meningkatkan kuasa, adalah perlu untuk meningkatkan voltan. Tempoh tahap lebur ialah 50% atau lebih daripada jumlah masa lebur, manakala 60-80% tenaga elektrik digunakan.Pada peringkat kedua dan ketiga - semasa pengoksidaan dan penapisan logam cecair (penyingkiran kekotoran berbahaya dan pembakaran karbon berlebihan), arka terbakar dengan lebih senyap, suhu dalam relau lebih tinggi dan panjang arka meningkat.

Untuk mengelakkan kerosakan pramatang pada lapisan relau, arka dipendekkan dengan menurunkan voltan. Di samping itu, untuk relau di mana pelbagai jenis logam boleh dicairkan, keadaan lebur berubah dengan sewajarnya, dan oleh itu voltan yang diperlukan.

Untuk menyediakan keupayaan untuk mengawal voltan relau arka, transformer yang menyuapnya dibuat dengan beberapa peringkat voltan rendah, biasanya dengan pensuisan pili untuk penggulungan voltan tinggi (12 atau lebih langkah). Transformer dengan kapasiti sehingga 10,000 kV-A dilengkapi dengan peranti tripping. Transformer yang lebih berkuasa mempunyai suis beban. Untuk relau kecil, dua hingga empat peringkat digunakan, serta kaedah peraturan voltan yang paling mudah — menukar belitan voltan tinggi (HV) dari delta ke bintang.

Untuk memastikan pembakaran arka AC yang stabil dan mengehadkan voltan lampau semasa litar pintas antara elektrod dan cas dengan 2-3 kali arus elektrod terkadar, jumlah reaktans relatif pemasangan hendaklah 30-40%. Reaktans pengubah relau ialah 6-10%, rintangan rangkaian pendek untuk relau kecil ialah 5-10%. Oleh itu, pada bahagian HV pengubah untuk relau dengan kapasiti sehingga 40 tan, reaktor huluan dengan rintangan kira-kira 15-25% disediakan, yang termasuk dalam kit blok pengubah. Reaktor direka bentuk sebagai pencekik teras tak tepu.

Semua pengubah kuasa relau arka disediakan dengan perlindungan gas. Perlindungan gas, sebagai perlindungan utama pengubah relau, dijalankan dalam dua peringkat: peringkat pertama menjejaskan isyarat, yang kedua mematikan pemasangan.

Kawalan kuasa automatik relau arka. Untuk memastikan operasi normal dan berprestasi tinggi, relau arka dilengkapi dengan pengawal selia kuasa automatik (AR), yang mengekalkan kestabilan kuasa arka elektrik yang diberikan. Operasi pengatur kuasa relau arka automatik adalah berdasarkan perubahan kedudukan elektrod berbanding dengan beban - dalam relau arka pemanasan langsung atau relatif antara satu sama lain dalam relau arka pemanasan tidak langsung, i.e. dalam kedua-dua kes, relau arka menggunakan peraturan panjang. Peranti pemanduan selalunya adalah motor elektrik.

Peraturan mod elektrik relau arka elektrik

Memeriksa struktur membolehkan untuk menunjukkan cara yang mungkin untuk menyesuaikan mod elektriknya:

1) Menukar voltan bekalan.

2) Perubahan rintangan arka iaitu. perubahan panjangnya.

Kedua-dua kaedah digunakan dalam pemasangan moden. Pelarasan kasar mod dilakukan dengan menukar peringkat voltan sekunder pengubah, tepat - menggunakan mekanisme pergerakan. Mekanisme untuk menggerakkan elektrod dikawal menggunakan pengawal selia kuasa automatik (AWS).

Tempat kerja relau arka mesti menyediakan:

1) Pencucuhan arka automatik

2) Penyingkiran automatik patah arka dan litar pintas operasi.

3) Kelajuan tindak balas adalah kira-kira 3 saat apabila gangguan arka litar pintas operasi dihapuskan

4) Sifat aperiodik proses pengawalseliaan

5) Keupayaan untuk menukar kuasa input relau dengan lancar, dalam 20-125% daripada nominal dan mengekalkannya dengan ketepatan 5%.

6) Menghentikan elektrod apabila voltan bekalan hilang.

Sifat aperiodik proses kawalan adalah perlu untuk mengecualikan penurunan elektrod logam cecair, yang boleh mengkarbonisasikannya dan merosakkan lebur, serta untuk mengecualikan pemecahan elektrod apabila ia bersentuhan dengan cas pepejal. Pematuhan dengan keperluan ini memberikan perlindungan terhadap mod di atas sekiranya berlaku kecemasan atau penutupan operasi relau.

Relau arka elektrik sebagai pengguna elektrik

Relau arka elektrik adalah pengguna sistem kuasa yang berkuasa dan tidak menyenangkan. Ia berfungsi dengan faktor kuasa rendah = 0.7 — 0.8, kuasa yang digunakan daripada rangkaian berbeza-beza semasa lebur, dan mod elektrik dicirikan oleh lonjakan arus yang kerap, sehingga pecah arka, litar pintas operasi. Arka menjana harmonik frekuensi tinggi yang tidak diingini untuk pengguna lain dan menyebabkan kerugian tambahan dalam rangkaian kuasa.

Untuk meningkatkan faktor kuasa, kapasitor boleh disambungkan ke bar bas pencawang kuasa utama, memberi makan kepada kumpulan relau, kerana dengan kejutan semasa kuasa reaktif turun naik dalam had yang besar, adalah perlu untuk memastikan kemungkinan menukar kapasiti ini dengan cepat. Untuk peraturan sedemikian, anda boleh menggunakan voltan tinggi suis thyristordikawal oleh litar untuk memastikan CM hampir kepada 1. Untuk memerangi harmonik yang lebih tinggi, penapis yang ditala kepada harmonik yang paling sengit digunakan.

Pengagihan pencawang relau untuk bekalan kuasa bebas yang disambungkan kepada pengguna lain untuk voltan 110, 220 kV digunakan secara meluas. Dalam kes ini, herotan keluk arus dan voltan untuk pengguna lain boleh disimpan dalam had yang boleh diterima.