Дуговые сталеплавильные печи в системе электроснабжения

Как потребители электрической энергии ДСП относятся ко второй категории по надежности электроснабжения, характеризуются высокой единичной мощностью. Рабочий элемент ДСП - электрическая дуга - является нелинейным активным сопротивлением, параметры ее сильно зависят от условий горения. Регулирование мощности дуги производится индуктивными элементами питающей сети, изменением подводимого напряжения и длины дуги. В период расплавления печь работает с максимальной мощностью и расходует 50-80% всей потребляемой на плавку энергии. Мгновенная мощность колеблется вокруг определенного среднего значения, задаваемого автоматическим регулятором. Колебания реактивной мощности достигают 200% со скоростью до 500 мвар/с и значительно превышают колебания активной мощности. В этот период происходят частые эксплуатационные короткие замыкания за счет замыкания электродов обваливающейся шихтой или жидким металлом. В осциллограмме тока наблюдаются несинусоидальность, броски тока разной амплитуды и продолжительности, носящие случайный характер высшие гармоники.

Индивидуальные графики печи имеют большую неравномерность, объясняемую технологическими снижениями мощности и отключениями печи. Здесь же наблюдается статическая и динамическая несимметрии нагрузки фаз, достигающие 10% колебания токов, вызывающие колебания напряжения в питающей сети, отрицательно влияющие на работу других потребителей. Для уменьшения вредного влияния ДСП на работу электрической сети применяются организационно-технические мероприятия технологического и электроэнергетического характера: автоматическое регулирование тока и компенсация реактивной мощности, уменьшение колебания напряжения по фазам, фильтрация высших гармоник.

К технологическим мероприятиям следует отнести: сортировку и подготовку скрапа, равномерную его загрузку, использование качественных электродов; использование вместе со скрапом обогащенной и частично восстановленной железной руды в виде окатышей.

Со стороны питающей сети в соответствии с требованиями ГОСТ 13109-67 на качество электроэнергии должны быть приняты следующие меры: применение повышенного напряжения 110 - 220 кВ; применение глубоких вводов ЛЭП на территорию промышленных предприятий; подключение печи в точке с большой мощностью короткого замыкания.