Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки

противления, электросварочные установки, термические коммунально-быто­вые приборы.

Дуговые электрические печи подразделяют на сталеплавильные, рудно-тер-мические и печи косвенного действия для плавки цветных металлов. Это мощные электроприемники низкого нестандартного напряжения, подключае­мые через специальные печные трансформаторы к источникам переменного тока 6—330 кВ часто с сооружением специальных печных подстанций. Введе­ны в эксплуатацию мощные ДСП-100 и ДСП-150 с трансформаторами 90 МВА. Существуют проекты ДСП с трансформаторами мощностью 125 и до 250 МВА (300—400 т). По емкости ДСП условно можно разделить на малые 0,5—12 т (трансформатор мощностью 0,4—9 МВА), средние 15—50 т (до 40 МВА) и крупнотоннажные 100—200 т (60—125 МВА). Большая мощность дуговых электропечей и резкопеременныи характер их нагрузки оказывает большое влияние на работу всей системы электроснабжения.

Печи сопротивления бывают косвенного и прямого действия. В печах ко­свенного действия нагрев материала происходит за счет теплоты, выделяемой нагревательными элементами при прохождении по ним электрического тока. Печи косвенного нагрева выпускаются на напряжение до 1 кВ в одно- и трех­фазном исполнении, питаются они чаще всего от сетей 380/220 В промыш­ленной частоты 50 Гц. Мощность печей косвенного действия — 50—600 кВт для плавки цветных металлов и 5-10 000 кВт для термообработки.

Печи прямого действия осуществляют нагрев теплотой, выделяемой в на­гревательном изделии при прохождении по нему электрического тока. Такие печи применяют для графитизации угольных изделий, их мощность 800—16 000 кВА, напряжение питания 6, 10 кВ, а для нагрева стекломассы — мощности 400-4000 кВА при 380 В или 6, 10 кВ. Выпускаются печи в одно-и трехфазном исполнении.

Электронные плавильные печи, вакуумные печи и печи шлакового пере­плава применяются для выплавки металлов самой высокой чистоты и с на­илучшими свойствами, мощность их того же порядка, что и печей сопротив­ления.

К дуговым печам прямого действия относят вакуумные дуговые печи. Ос­новное электрооборудование этих печей — источники питания (полупро­водниковые выпрямительные агрегаты), вакуумные насосы, автоматические регуляторы тока и дугового промежутка и др. Мощность печей достигает 6000 кВА, напряжение питания 6, 10 кВ. Перерыв питания вакуумных насо­сов приводит к аварии и браку дорогостоящей продукции.

Источник тепловой энергии, идущей на нагрев металла в печах косвенно­го действия, — электрическая дуга, которая горит между угольными электро­дами. Дуговые печи косвенного действия имеют мощности 125—600 кВА и выпускаются однофазными, напряжение питания — 6, 10 кВ.

Печи и установки индукционного и диэлектрического нагрева подразделя­ют на плавильные и установки для закалки и сквозного нагрева диэлектриков.

В индукционных печах плавка металла осуществляется за счет теплоты,

3.1. Характерные электроприемники

101

выделяемой при прохождении по металлу индукционного тока. Плавиль­ные печи изготавливают со стальным сердечником и без него. Печи с сер­дечником называют канальными, их мощность 125—2000 кВА, эксплуата­ция на промышленной частоте при напряжении питания 380 В, 6 или 10 кВ. Печи выполняют в однофазном исполнении. Основное электрообо­рудование этих печей: индуктор, конденсаторная батарея, устройство для регулирования напряжения, коммутационно-защитная аппаратура, аппара­тура управления.

Печи без сердечника — тигельные, выпускают для промышленной часто­ты 50 Гц и для повышенных частот 500—2400 Гц. Печи промышленной часто­ты используют для плавки чугуна, цветных металлов, их мощность 200— 18 000 кВА при напряжении питания 0,4, 6 и 10 кВ. Тигельные печи повы­шенной частоты применяют для плавки стали, их мощность — 90—2500 кВА, питание от тиристорных преобразователей частоты.

Для поверхностной закалки применяют индукционные установки мощно­стью 50-400 кВт (на частоте 2400-8000 Гц).

В установках диэлектрического нагрева материал (дерево, пластмасса и др.) помещают в электрическое поле конденсатора, нагрев происходит токами смещения. Установки этого типа широко применяют для сушки и клейки дре­весины, нагрева пластических масс, стерилизации продуктов и т. д. Установ­ки диэлектрического нагрева питаются током частотой 20—40 МГц и выше (от электронных генераторов).

Электрические печи со смешанным нагревом подразделяют на рудно-тер-мические (РТП) и печи электрошлакового переплава (ЭШП).

В РТП материал нагревается за счет теплоты, выделяемой при прохож­дении тока по шихте и при горении дуги. Печи применяют для получения ферросплавов, корунда, при выплавке чугуна, свинца, для возгонки фосфора. Печи малой и средней мощностей оборудуются трехфазными трансформато­рами, а большей мощности — тремя однофазными. Мощность РТП до 80 МВА. Ведется разработка печей большей мощности. Напряжение питания переменное 60—220 кВ.

В ЭШП нагрев происходит за счет теплоты, выделяющейся в шлаке при прохождении по нему тока. Расплавление шлака достигается с помощью эле­ктрической дуги. ЭШП применяют для получения высококачественных ста­лей и специальных сплавов. Выпускаются ЭШП одно-, двух- и трехфазными мощностью 1000—10 000 кВА, напряжение питания 6, 10 кВ.

Для электроснабжения и электрооборудования электрических печей и дру­гих электротехнологических установок характерны существенные особенно­сти и поэтому в настоящее время их рассматривают в специальном разделе те­ории и практики электроснабжения.

Электросварочные установки — специфичные приемники электроэнергии, особенно при расчете электрических нагрузок и выборе режимов работы. Ви­ды технологии сварки: дуговая, контактная и специальная. Основное электро­оборудование дуговых электросварочных установок: источник питания (ИП),

102