L CK 1+ CK2+ CK3 + CK4 ≥ 2
2. Hệ thống mạch điện lũ hồ quang:
2.1. Mạch điện: Hỡnh 3
---
NGUYỄN HỮU LƯỢNG LỚP ĐKT K27 Hỡnh 3 Mạch điện chớnh của lũ hồ quang A B C DCL MC1 CC MC2 MC3 MC4 BD3 BA2
BAL
CK BD1 BD2 A A A V V V BA1LHQ
MN
RL---
2.2. Cỏc phần tử trong mạch điện:
2.2.1. Điện cực:
Là phần trực tiếp phỏt ra hồ quang điện nung núng kim loại trong quỏ trỡnh nấu luyện, chi phớ điện cực chiếm khoảng 10% giỏ thành thộp.
Gồm cú 2 loại : điện cực than và điện cực graphit. Để tiết kiệm thỡ điện cực được nối từng đoạn bằng khớp nối. Kớch thước điện cực tuỳ theo cụng suất lũ.
Yờu cầu điện cực phải cú độ dẫn điện và độ bền cơ học cao để hạn chế tổn thất và qóy trong quỏ trỡnh làm việc. Tạp chất trong điện cực nhỏ, dễ sản xuất giỏ thành thấp.
2.2.2. Nguồn cung cấp:
Nguồn điện cung cấp cho lũ luyện thộp lấy từ lưới điện cú điện ỏp 6, 10 hoặc 35KV tuỳ theo cụng suất của lũ và được đưa vào mỏy biến ỏp lũ.
2.2.3. Mỏy biến ỏp lũ:
Để chuyển năng lượng từ điện thế cao sang điện thế thấp phự hợp với sử dụng. Vỡ mỏy biến ỏp lũ làm việc trong điều kiện nặng nề nờn cú những đặc điểm sau:
- Khả năng quỏ tải lớn.
- Chịu được sự thay đổi dũng trong phạm vi rộng, cường độ dũng thứ cấp thường từ vài ngàn đến vài chục ngàn ampe.
- Phạm vi thay đổi điện thế lớn. Lũ nhỏ thường cú khoảng 2 ữ 4 cấp điện ỏp. Lũ lớn cú khi tới 20 ữ 30 cấp điện ỏp thứ cấp. Phạm vi thay đổi khoảng từ 130V đến 400 ữ 500V.
- Biến ỏp lũ phải cú khả năng làm việc lõu dài trong điều kiện nhiệt độ cao do quỏ tải và hiện tượng đập mạch hồ quang. Do đú phải cú biện phỏp làm nguội tốt.
- Cụng suất biến ỏp lũ cú thể xỏc định gần đỳng từ điều kiện nhiệt trong giai đoạn nấu chảy vỡ ở cỏc giai đoạn khỏc lũ đũi hỏi cụng suất tiờu thụ ớt hơn.
- Nếu coi rằng trong giai đoạn nấu chảy tổn thất năng lượng nấu chảy trong lũ hồ quang, trong biến thế lũ và cuộn khỏng L được bự bởi năng lượng của phản ứng tỏa nhiệt thỡ cụng suất biến ỏp cú thể xỏc định theo cụng thức sau:
SBAL =
nc sd W
T .K .cosϕ (KVA)
Trong đú:
Tnc là thời gian nấu chảy (giờ)
Ksd là hệ số sử dụng cụng suất biến ỏp lũ trong giai đoạn nấu chảy. cosϕ là hệ số cụng suất của thiết bị lũ hồ quang
W là năng lượng hữu ớch và tổn hao nhiệt trong thời kỳ nấu chảy và dừng lũ giữa 2 mẻ nấu (KWh).
w là suất chi phớ điện năng để nấu chảy (KWh/T). Suất chi phớ năng lượng giảm đối với lũ lớn thường W = 400 ữ 600 (KWh/T).
- Thời gian nấu chảy được tớnh từ lỳc cho lũ làm việc đến kết thỳc việc nấu chảy. Thường thỡ thời gian này 1 ữ 3 giờ.
- Hệ số sử dụng cụng suất thường 0,8 ữ 0,9.
Cụng suất danh nghĩa biến ỏp (KVA) 400, 100, 1800, 2800, 500, 9000, 1500.
Cuộn thứ cấp biến thế lũ thường được nối tam giỏc vỡ dũng ngắn mạch
được phõn 2 pha và như vậy điều kiện làm việc cuộn dõy sẽ nhẹ nhàng hơn.
Biến ỏp lũ thường phải làm việc trong tỡnh trạng ngắn mạch và phải cú khả năng
quỏ tải nờn thường chế tạo to, nặng hơn cỏc biến thế động lực cựng loại.
2.2.4. Thiết bị đúng cắt đo lường và bảo vệ: 2.2.4.1. Thiết bị đúng cắt:
Dao cỏch li dựng để phõn cỏch mạch động lực của lũ với lưới khi cần thiết.
Mỏy cắt MC1 dựng để bảo vệ lũ hồ quang khỏi ngắn mạch sự cố. Mỏy cắt MC2 để đúng và cắt cuộn khỏng.
Mỏy cắt MC3 và MC4 dựng để thay đổi nối cuộn sơ cấp MBA để điều chỉnh điện ỏp.
2.2.4.2. Thiết bị đo lường bảo vệ:
Để lấy tớn hiệu từ lưới người dựng biến dũng BD1, biến điện ỏp BA1. Phớa sơ cấp biến ỏp lũ cú đặt rơle dũng cực đại qua BD2 để tỏc động lờn cuộn cắt MC1. Rơle này cú duy trỡ thời gian, thời gian này giảm khi bội số quỏ tải dũng tăng. Nhờ vậy MC1 cắt mạch lực của lũ hồ quang khi cú ngắn mạch sự cố và khi ngắn mạch làm việc kộo dài khụng xử lý được. Với ngắn mạch trong thời gian tương đối ngắn chỉ cú đốn bỏo và chuụng.
Phớa sơ cấp BAL cũn cú cỏc dụng cụ đo lường kiểm tra: vụn kế, ampe kế, cụng tơ điện, pha kế, v.v...
Phớa thứ cấp cũng cú mỏy biến dũng BD3 và mỏy biến điện ỏp BA2 lấy tớn hiệu hồ quang để điều khiển.
2.2.4.3. Cuộn khỏng (K):
Cuộn khỏng điện được mắc phớa cao thế trước biến ỏp lũ, mục đớch làm hồ quang chỏy đều, hạn chế hiện tượng đập mạch hồ quang. Khi dũng hồ quang tương đối ổn định thỡ cắt cuộn khỏng khỏi mạch điện để giảm tổn thất điện năng. Khi bắt đầu làm việc hay xảy ra ngắn mạch làm việc. Lỳc ngắn mạch làm việc mỏy cắt 2MC mở ra để cuộn khỏng tham gia vào mạch hạn chế dũng ngắn mạch. Khi liệu chảy hết lũ cần cụng suất nhiệt lớn để nấu luyện, 2MC đúng lại để ngắn mạch cuộn khỏng K. Ở thời kỳ hoàn nguyờn cụng suất lũ yờu cầu ớt hơn thỡ MC lại mở ra để đưa cuộn K vào mạch, làm giảm cụng suất cấp cho lũ.
2.2.5. Bộ phận chuyển đổi cụng suất cấp cho lũ:
---
--- Bộ phận chuyển đổi điện thế để điều chỉnh cụng suất biến ỏp lũ cho phự hợp với từng thời kỳ nấu luyện. Xuất phỏt từ yờu cầu đú cần thay đổi lượng nhiệt bằng cỏch thay đổi cụng suất biến thế lũ.
Cụng suất mạch 3 pha được tớnh như sau: P = 3 UIcosϕ
Thực tế cho thấy để điều chỉnh cụng suất nờn thay đổi điện ỏp U và cú 2 phương phỏp thay đổi U:
- Thay đổi số vũng dõy cuộn sơ cấp
- Thay đổi cỏch nối dõy giữa cỏc cuộn sơ cấp mỏy biến thế Thời kỳ nấu chảy U = 240 ữ 420V
Thời kỳ oxy húa U = 160 ữ 300V Thời kỳ hoàn nguyờn U = 110 ữ 140V.
2.2.6. Mạch ngắn: Mạch ngắn là hệ thống tải điện từ cuộn thứ cấp của mỏy biến ỏp lũ đến điện cực, nú dẫn dũng điện rất lớn tới hàng chục hàng trăm nghỡn ampe.
Tổn hao cụng suất mạch ngắn ∆Pmn = I2mnrmn đạt tới 70% toàn bộ tổn hao trong toàn thiết bị lũ hồ quang. Nờn vậy cú yờu cầu mạch ngắn là phải ngắn nhất cú thể, ghộp từ cỏc tấm lỏ đồng thành cỏc thanh mềm để cú thể uốn dẻo lờn xuống khi nõng hạ điện cực.
Cú thể chia mạch ngắn thành 3 phần như sau:
- Thanh dẫn: Dẫn điện từ mỏy biến thế lũ đến dõy dẫn ở sau bức tường của phũng đặt mỏy biến ỏp lũ. Thanh dẫn thường được chế tạo bằng đồng đỏ cú tiết diện hỡnh chữ nhật dẹt.
- Dõy cỏp mềm: dẫn điện từ thanh dẫn đến ống tiếp điện đặt phớa trờn dầm ngang của cơ cấu nõng hạ điện cực. Cỏp mềm thường được chế tạo bằng cỏch sợi đồng nhỏ bện lại, bờn ngoài cú ống cao su chịu nhiệt và được làm nguội bằng nước.
- Ống tiếp điện: dẫn điện từ cỏp mềm để tiếp điện cho điện cực thường được chế tạo ở dạng ống cú nước làm nguội.
2.2.7. Một số thiết bị điện phụ khỏc:
Ngoài thiết bị điện chủ yếu như đó nờu và được vẽ ở hỡnh thỡ trong lũ điện cũn cú cỏc hệ thống điện cho cỏc truyền động phụ phục vụ lũ như: truyền động nghiờng lũ, nõng nắp lũ, bơm nước làm mỏt lũ, di chuyển lũ, quạt làm mỏt mỏy biến thế... cỏc tủ điện động lực và điều kiển, bàn điều khiển hệ thống đốn bỏo, nỳt bấm.
