Электроснабжение электропечной нагрузки 

Известно, что дуговая сталеплавильная печь (ДСП) является наиболее вредной, с точки зрения влияния на качество электроэнергии, нагрузкой, вызывая в питающей сети отклонения, колебания, несимметрию и несинусоидальность напряжения. Поэтому для принятия правильного решения по типу компенсирующего устройства, его составу и параметрам необходимо выполнить детальное обследование системы электроснабжения и нагрузки в случае если завод уже существует, либо провести математической моделирование режимов его работы, если завод проектируется. Точкой общего присоединения ДСП (ТОП), в которой должны быть обеспечены нормы качества электроэнергии согласно ГОСТ 13109-97, являются шины подстанции, к которым подводятся линии электроснабжения ДСП. Общемировая и отечественная практика в осуществлении электроснабжения ДСП состоит в обеспечении т.н. «глубокого ввода», т.е. питания ДСП по выделенным линиям электропередач от высшего возможного уровня напряжения питающей энергосистемы – чем выше напряжение и, соответственно, мощность короткого замыкания (КЗ) в ТОП, тем меньше влияние ДСП на качество электроэнергии в сети общего назначения. Питание ДСП осуществляется от шин 220 кВ или 330 кВ районных подстанций через понижающий трансформатор. Электропечная нагрузка питается от выделенного трансформатора металлургического исполнения с повышенным уровнем изоляции, обеспечивающим длительную работу с резкопеременной нагрузкой. Такие трансформаторы имеют две номинальные мощности – первая означает длительную среднюю мощность по тепловому режиму, вторая – величину ударной нагрузки, например 110000/172500 МВА. Пример схемы электроснабжения метзавода с ДСП приведен в приложении.
Мощность статического тиристорного компенсатора реактивной мощности (СТК) для металлургических предприятий с дуговыми сталеплавильными печами, в основном, определяется требованиями по подавлению колебаний напряжения (дозы фликера) и зависит от двух основных параметров – мощности ДСП в режиме эксплуатационного КЗ и мощности КЗ в ТОП. Чем больше мощность КЗ в ТОП, тем меньше исходная доза фликера и тем меньше требуемая мощность и, соответственно, стоимость СТК. С другой стороны, необходимо учитывать, что СТК может снизить дозу фликера не более, чем в 2 раза. Поэтому для каждой мощности ДСП существует минимальная мощность КЗ в ТОП, при которой СТК способен обеспечить нормативную дозу фликера. При уровне мощности КЗ в ТОП ниже этой величины СТК, в принципе, не сможет обеспечить нормативную дозу фликера. Для того, чтобы доза фликера соответствовала ГОСТ, мощность КЗ в ТОП должна ориентировочно в 80 раз превышать номинальную мощность ДСП. При установке СТК минимальный уровень КЗ в ТОП снижается в 2 раза.

Зависимость уровня колебаний напряжения (фликера) и мощности СТК от мощности КЗ системы электроснабжения и параметров ДСП определяется следующими соотношениями:

P_ST = (S_ДСП • К_ЭКЗ / S_КЗмин) • K_ST = (S_{ЭКЗ ДСП} / S_КЗСмин) • K_ST,

где: P_ST – кратковременная доза фликера (по ГОСТ 13109-97 < 1.38) 
S_ДСП – мощность ЭПТ ДСП
К_ЭКЗ – кратность тока эксплуатационного КЗ ДСП
S_{ЭКЗ ДСП} – мощность эксплуатационного КЗ ДСП
S_КЗСмин – минимальная мощность КЗ питающей энергосистемы в точке общего присоединения ДСП
K_ST - коэффициент интенсивности (жесткости) фликера (от 45 до 100).

Q_СТК = 0,8 • S_{ЭКЗ ДСП},

где: Q_СТК – мощность СТК, обеспечивающая снижение дозы фликера в 2 раза.

Приложение

Схема электроснабжения Абинского электрометаллургического завода (АЭМЗ)

Однолинейная схема электроснабжения электропечной нагрузки АЭМЗ с СТК-180/35 приведена на рис. 1. Питание на шины 220 кВ ПС «АЭМЗ» подается от ПС «Кубанская» по двум ВЛ-220 кВ типа АС-300 длиной 2,77 км каждая. Электропечная нагрузка питается от выделенного трансформатора металлургического исполнения типа ТДЦНМ-160000/250000/220-У1, подключенного к шинам 220 кВ ПС «АЭМЗ». Точка общего присоединения – шины 220 кВ ПС Кубанская.
СТК мощностью 180 Мвар подключается к шинам 35 кВ параллельно электропечной нагрузке - дуговой сталеплавильной печи (ДСП) с электропечным трансформатором мощностью 130 МВА и агрегату печь-ковш (АПК) с электропечным трансформатором мощностью 24 МВА.

Рис.1. Однолинейная схема электроснабжения электропечной нагрузки
Абинского электрометаллургического завода и СТК-180/35 

В раздел Для клиентов   На главную