Содержание лекции:

- электрические печи сопротивления как потребители электроэнергии.

Цели лекции:

- знакомство с принципами электроснабжения печей сопротивления, их особенностями, схемами их питания электроэнергией.

Электрические печи сопротивления как потребители электроэнергии.

Электрические печи сопротивления являются относительно спокойными потребителями с плавно меняющейся нагрузкой. Так как мощность их сравнительно невелика (для одной зоны не превосходит 100-150 кВт), то периодическое включение и отключение печей или их зон не может дать заметных колебаний напряжения сети, поэтому печи сопротивления логично подсоединять к шинам или к РУ цеха наравне с другими потребителями. Cos j электропечи сопротивления близок к 1 – при непосредственном подключении к сети и 0,95 – при наличии понизительного трансформатора. Печь сопротивления представляет собой симметричную нагрузку. Как правило, печи (и зоны) трехфазные (за исключением маломощных печей), и поэтому они не требуют симметрирующих устройств.

Электроснабжение и электрооборудование печей сопротивления общепромышленного применения.

Электрооборудование, применяемое в электропечах сопротивления, может быть разделено на силовое оборудование, аппаратуру управления, измерительную аппаратуру и пирометрическое оборудование.

К силовому оборудованию относятся понижающие трансформаторы и автотрансформаторы, двигатели, приводящие в действие механизмы, силовая коммутационная аппаратура.

Для питания электропечей сопротивления применяются понизительно-регулировочные трехфазные трансформаторы типа ТПТ и однофазные типа ТПО. Трансформаторы ТПТ имеют S_ном – от 40 до 250 кВА, ТПО имеют S_ном – от 25 до 250 кВА. Все трансформаторы имеют 16 ступеней напряжения, которые получаются путем пересоединения перемычек на выводах ВН и НН (переключением обмоток ВН и НН на трехфазных трансформаторах со U на и с последовательного на параллельное соединение обмоток ВН и НН на однофазных трансформаторах), а также путем переключения отводов обмоток ВН, осуществляемого как с помощью специального переключения ступеней напряжения, так и путем переключения перемычек.

Каждый типоразмер трансформатора выполняется в трех вариантах со своим набором ступеней напряжения, например, 6,05-29,8 В, или 18,5-89,4 В, или 54,45-268,2 В, что позволяет выбрать для каждого конкретного случая наиболее подходящий трансформатор. Индукционные регуляторы для плавного регулирования режима печей сопротивления не экономичные, и в настоящее время обычно не применяются.

Силовая коммутационная аппаратура, та же, что и в схемах других потребителей, питаемых напряжением 220-380 В: автоматические выключатели, плавкие предохранители, рубильники, контакторы.

Аппаратура управления и измерительные приборы, используемые в схемах электропечей сопротивления, также не отличаются от обычно применяемых. Это кнопки управления, универсальные переключатели, контроллеры, токовые реле, реле времени, промежуточные реле, электрочасы, конечные выключатели, щитовые измерительные приборы (амперметры и счетчики), трансформаторы тока и напряжения.

Пирометрическими приборами должна быть снабжена любая электропечь. Для небольших, неответственных печей это термопара (или радиационный пирометр) с указывающим прибором, в большинстве же промышленных печей обязательным является автоматическое регулирование температуры. Оно осуществляется при помощи приборов (как правило, автоматических потенциометров), указывающих, регулирующих и часто регистрирующих температурный режим печи.

Силовая коммутационная аппаратура размещается обычно в станциях управления. Они представляют собой каркас из уголков, на котором смонтированы автоматические выключатели АВ или плавкие предохранители и рубильники, линейные контакторы КЛ и промежуточное реле РП для управления КЛ. Станции управления выпускаются на I_ном – от 60 до 600 А для трехфазных и однофазных печей с числом зон не более трех.

На рисунке 26 показана принципиальная схема станции управления, предназначенной для включения, отключения и переключения с на U двухзонной трехфазной печи сопротивления:

Рисунок 26 – Принципиальная схема включения станции управления

Если зоны печи питаются через понизительные или регулировочные трансформаторы, располагаемые около или под печью, то к станции управления подсоединяются первичные обмотки трансформаторов, а вторичные – непосредственно присоединяются к выводам нагревателей на печи.

Если в цеху установлены в разных местах одно-, двух- и трехзонные печи, то управление ими сосредотачивается около них. Для этой цели используются щиты управления, выполняемые в виде стальных шкафов закрытого типа.

В крупных цехах, где устанавливается по несколько десятков печей, работающих на однородных процессах, все управление печами целесообразно сосредоточить в контрольно-распределительных пунктах (КРП) с дежурным персоналом. Питание КРП осуществляется на U=6 или 10 кВ.