Curto-circuito nos circuitos de alimentação de fornos elétricos a arco

Rede curta - um fio conectando um transformador de forno elétrico com eletrodos. A rede curta inclui:

• Barramento… É feito de barramentos retangulares, cobre para grandes fornos, alumínio para pequenos. Conecta os terminais secundários de um transformador de forno elétrico com sapatas fixas.

• Cabos flexíveis. Eles formam um loop que compensa o movimento dos postes quando os eletrodos se movem e o forno se inclina. Anexado a sapatos removíveis.

• Tubos. Corra ao longo das mangas das prateleiras. Forneça corrente aos porta-eletrodos.

A rede curta deve:

1) ter perdas elétricas mínimas;

2) garantir distribuição uniforme de potência nas fases;

3) ter a menor indutância possível, ou seja, o maior fator de potência possível.

4) têm custos materiais mínimos.

Os requisitos listados para uma rede curta devem ser otimizados, pois muitos pontos estão interconectados. Por exemplo, os pontos 1 e 4 se contradizem.

Os principais parâmetros a considerar ao projetar uma rede curta são: indutância e uniformidade de carga de fase.

A indutância de uma rede curta ocorre devido ao fluxo de corrente alternada pelos condutores de corrente das fases que estão localizadas em uma linha. Portanto, suas indutâncias mútuas não são iguais, pelo que, com correntes iguais nas fases, as intensidades dos arcos individuais são diferentes. Isso contribui para a destruição do revestimento do forno localizado em frente ao arco mais potente.

As indutâncias mútuas podem ser bastante reduzidas se os condutores de corrente forem arranjados de modo que as correntes neles sejam direcionadas em direções opostas o tempo todo. Porém, neste caso, a uniformidade da carga das fases pode ser perturbada. que pode ser dinâmico ou estático. A primeira se deve ao caráter aleatório da variação dos comprimentos dos arcos e de suas resistências e pode ser eliminada com o auxílio de um sistema de ajuste automático do modo de operação do forno. A segunda surge como resultado da assimetria geométrica dos condutores de corrente.

Os parâmetros considerados de uma rede curta muitas vezes se contradizem. Nesse sentido, existem esquemas especialmente projetados de redes curtas com proporções de parâmetros ideais.

Arroz. 1. Esquema de uma rede curta de um forno de aço de arco com conexão de fios atuais: a — em uma estrela de eletrodos; b — em um triângulo dos terminais dos enrolamentos secundários do transformador do forno elétrico.

Arroz. 2. Esquema de uma rede curta de um forno de aço a arco com uma conexão delta de fios de corrente nos eletrodos: a — simétrico; b - assimétrico

Na fig. As Figuras 1, 2 mostram conexões de rede curtas otimizadas.Os números nos diagramas indicam: 1 — transformador do forno elétrico; 2 — pneus; 3 — sapatos fixos; 4 cabos; 5 — sapatos removíveis; pneus de 6 câmaras; 7 - porta-eletrodos, 8 - eletrodos.

Na fig. 1, e os enrolamentos secundários do transformador são conectados em estrela. Os barramentos, cabos e tubos conectados a eles são agrupados em fases e conectados em estrela nos eletrodos. O circuito é o mais simples, porém possui alta indutância e baixa uniformidade de carga, por isso é utilizado apenas para alimentar fornos de baixa potência.

Na fig. 1, b, os enrolamentos secundários do transformador do forno elétrico estão incluídos em um triângulo com localização adjacente dos inícios e fins. Nessa conexão, os barramentos com correntes opostas estão localizados próximos uns dos outros, como resultado de qual a indutância dos ônibus, tentando se extinguir si, é significativamente menor do que no esquema mostrado na fig. 3.3, A.

Na fig. 2, a mostra um diagrama de uma rede curta com um triângulo simétrico nos eletrodos, na qual as correntes direta e reversa fluem lado a lado nos condutores de corrente em todas as fases.

As indutâncias mútuas neste circuito são muito menores do que nos circuitos mostrados na Fig. 1, enquanto a uniformidade da carga das fases também é assegurada. No entanto, para implementar o esquema, o projeto do forno é significativamente complicado, pois com o aumento do número de cabos, é necessário um quarto pólo adicional, movendo-se em sincronia com o primeiro pólo, que deve suportar altas cargas dinâmicas.

Esta desvantagem é eliminada no circuito com um triângulo assimétrico nos eletrodos, mostrado na fig. 2, b.Neste circuito, a indutância é significativamente reduzida, mas a uniformidade da carga de fase é significativamente perturbada.

O ideal é o circuito, que é montado da mesma forma que o esquema mostrado na fig. 1, e, somente nela, após o pacote de barramentos, os cabos e tubos flexíveis da fase intermediária são elevados em relação às fases finais e formam um triângulo equilátero em seção transversal. Portanto, as indutâncias mútuas de todas as fases são as mesmas e a alta uniformidade da carga de fase é garantida. No entanto, o esquema é estruturalmente complexo e a conveniência de seu uso é justificada apenas em fornos de alta potência.

Parshin A.M.