Tài liệu Trang bị điện II (phần 3) pdf

21
Chng 3
LÒ HỒ QUANG
3.1 Khái niệm chung
Lò h quang li dng nhit ca ngn la h quang  nu chy kim loi và
nu thép hp kim cht lng cao.
Lò h quang c cp ngun t bin áp lò c bit vi in áp t vào
cun s cp (6 ÷ 10)kV, và có h thng t ng iu chnh in áp di ti.
1.Các thông s quan trng ca lò h quang là:
+ Dung tích
nh mc ca lò: s tn kim loi lng ca mt m nu.
+ Công sut nh mc ca bin áp lò: nh hng quyt nh ti thi gian
nu luyn và nng sut ca lò.
2. Chu trình nu luyn ca lò h quang gm ba giai on vi các c im
công ngh sau:
+ Giai on nung nóng nguyên liu và nu chy kim loi.
Trong giai on này, lò c
n công sut nhit ln nht, in nng tiêu th
chim khong 60 ÷ 80% nng lng ca toàn m nu luyn và thi gian
chim 50 ÷ 60% toàn b thi gian mt chu trình (thi gian mt m nu
luyn). Trong giai on này thng xuyên xy ra hin tng ngn mch làm
vic, ngn la h quang cháy kém n nh, công sut nhit không cao do
ngn la h quang ngn (1 ÷ 10mm).
+ Giai o
n ôxy hoá là giai on kh cacbon (C) ca kim loi n mt tr
s hn nh tu theo mác thép, kh pht pho (P) và kh lu hunh trong m
nu.  giai on này, công sut nhit ch yu  bù li tn hao nhit trong
quá trình nu luyn; nó chim khong 60% công sut nhit ca giai on nu
chy kim loi.
+ Giai on hoàn nguyên là giai on kh oxy, kh sulfua tr

c khi thép
ra lò. Công sut nhit ca ngn la h quang trong giai on này khá n
nh. Công sut yêu cu chim khong 30% ca giai on nu chy kim loi.
 dài cung la h quang khong 20mm.
3. Cu to và kt cu ca lò h quang
Mt lò h quang bt k u phi có các bô phn chính sau:
- Ni lò có lp v cách nhit, ca lò và ming rót thép nu chy.
+ Vòm, nóc lò có v cách nhi
t.
+ Giá nghiêng lò.
+ in cc.
+ Giá  in cc
Và các c cu sau:
+ C cu nghiêng lò  rót nc thép và x.
+ C cu quay v lò xung quanh trc ca mình.

22
+ C cu dch chyn v lò  np liu.
+ C cu nâng vòm lò  dch chuyn v lò.
+ C cu dch chuyn in cc.
+ C cu nâng tm chn gió ca ca lò.
Trong sáu c cu trên (tr c cu dch chuyn in cc) u dùng h
truyn ông xoay chiu vi ng c không ng b rôto l
ng sóc hoc rôto
dây qun. Còn c cu dch chuyn in cc dùng h truyn ông mt chiu.
ng c truyn ông là ng c in mt chiu kích t c lp c cp
ngun t mt b bin i. B bin i có th là:
- Máy iên khuch i
- Khuch i t.
- B chnh l

u có iu khin dùng Thyristor.
Ch  làm vic ca ng c dch chuyn n cc là ch  ngn hn lp
li.
Cu to và kt cu ca lò h quang c gii thiu trên hình 3.1
3.2 Sơ đồ cung cấp điên của lò hồ quang
S  cung cp in cho lò h quang c gii thiu trên hình 3.2
Ngun cp cho lò h quang c l
y t trm phân phi trung gian vi cp
in áp 6, 10, 20 hoc 22kV (tu theo cp in áp ca trm phân phi).
S  cp in có các thit b chính sau:
+ Cu dao cách ly, óng ct không ti dùng  cách ly mch lc ca lò và
li iên trong trng hp cn sa cha.
+ Máy ct du 1MC, óng ct có ti cp in cho lò.
+ Cun kháng CK dùng  h
n ch dòng ngn mch làm vic (dòng ngn
mch làm vic không c ln hn 3 ln dòng nh mc), ngoài ra cun
kháng còn có chc nng m bo cho ngn la h quang cháy n nh, c
bit là trong giai on nung nóng và nu chy kim loi. Sau ó cun kháng
CK c ngn mch bng máy ct du 2MC.
+ Máy ct du 3MC và 4MC dùng  i ni s  u dây cun s
 cp
ca bin áp lò (BAL) thành hình sao (Y) hoc tam giác ().
+ Bin áp lò (BAL) dùng  h áp và iu chnh in áp cp cho lò. Bin
áp lò v cu to và hình dáng ging nh bin áp ng lc thông thng,
nhng nó làm vic trong môi trng khc nghit, iu kin làm vic nng n
cho nên so vi bin áp ng lc thông thng nó có nhng c im khác
bit sau:
- Cùng m
t cp công sut, bin áp lò có kích thc và khi lng ln hn.
- Dòng ngn mch nh (I

nm
 3I
m
).
- Có  bn c hc cao  chi c s tác ng ca lc in t phát sinh
trong các cun dây và thanh dn trong trng hp xy ra hin tng ngn
mch làm vc.

23
Hình 3.1 Cấu tạo và kết cấu lò hồ quang
1.v lò; 2. vòm lò; 3. ca lò; 4. Ming rót;
5.giá nghiêng lò; 6. C cu nghiêng lò;
7.C cu dch chuyn v lò; 8. c cu
nâng vòm lò; 9. in cc; 10. giá  in
cc; 11.c cu dch chuyn in cc;
12. uc
p invào in cc
Hình 3.2 S  cung cp in lò h quang
Hình 3.1 Cấu tạo và kết cấu lò hồ quang

24
- Có kh nng t ng iu chnh in áp di ti trong phm vi khá rng
khi in áp li dao ng.
Công sut ca bin áp lò có th xác nh gn úng t iu kin công sut
nhit trong giai on nóng chy, vì  giai on còn li công sut nhit lò yêu
cu ít hn.
Nu gi thit rng: trong giai on n
u chy, tn tht trong lò h quang,
trong bin áp lò và trong cun kháng CK c bù tr bi nng lng ca
phn ng to nhit thì công sut ca bin áp lò c tính theo biu thc:

ϕ
cos..
sdnc
kt
W
S =
[kVA] (3.1)
Trong ó: W- nng lng hu ích và tn hao nhit trong thi gian nu
chy và dng lò gia hai ln nu, kWh;
t
nc
- thi gian nu chy, h;
k
sd
- h s s dng công sut ca lò trong giai on nu chy;
cos- h s công sut ca lò.
Nng lng hu ích và tn hao nhit W có th tính c theo công thc:
W = Wg [kWh] (3.2)
Trong ó: w- sut chi phí in nng  nu chy mt tn kim loi, kWh/T
G- khi lng kim loi nu chy, T
Thông s k thut ca mt s lò h quang do Nga ch t
o ba pha có vòm
lò quay và np liu t nh c gii thiu trong bng 3.1
+ Thit b o lng và bo v
- Phía cao áp có bin dòng TI1 và bin in áp TU dùng cho các khí c o
lng: vôn k (V), ampe k (A), wat k (W), ng h o công sut hu công
(kWh) và ng h công sut vô công (kVAr).
- Phía h áp có bin dòng TI2 dùng  o dòng và a tín hiu n mch
bo v KBV (khi iu khi

n và bo v).
3.3 Điều chỉnh công suất lò hồ quang
Trong mt chu trình nu luyn ca lò h quang, trong mi giai on, công
sut in tiêu th khác nhau. Bi vy, iu chnh công sut lò h quang là
mt vn  quan trng i vi công ngh nu luyn kim loi trong lò h
quang.
Ngoài ra, iu chnh công sut lò trong toàn chu trình nu luyn hp lý cho
phép:
- Gim th
i gian nu luyn.
- Nâng cao nng sut ca lò.
- Gim chi phí in nng.
- Nâng cao cht lng thép.

25
Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật một số loại lò hồ quang
Thông s
C-0,53
C-1,53
C-33
C-6H2
C-12H2
C-25H2
C-50H2
C-100M1
C-1006
C-200M1
Dung lng
nh mc (T)
0,5 1,5 3 6 12 25 50 100 100 200

Công sut
bin áp lò
(MVA)
0,63 1,25 2,0 4,0* 8,0* 12,5* 20* 32* 80** 6
Gii hn in
áp li (V)
216 -
106
225 -
110
243 -
124
281 -
120
380 -
120
390 -
130
420
-
155
476
-
161
761
-
259
695
-193
in áp s

cp (kV)
6(10) 6(10) 6(10) 6(10) 6(10) 10(35) 35 35 35 110
S cp in
áp
8 8 8 8 12 23 22 22 23 23
Nng lng
 nu chy
kW.h/T
560 535 515 480 445 435 425 420 420 420
ng kính
in cc
graphic (mm)
150 200 200 300 350 400 500 555 610 610


iu chnh công sut lò bng cách thay i in áp ra ca BAL hoc s
dch chuyn in cc  thay i chiu dài ngn la h quang và nh vy s
thay i c in áp h quang và công sut tác dng ca h quang. Có th
duy trì công sut lò theo dòng I
hq
, in áp U
hq
hoc Z
hq
= U
hq
/I
hq
.
• B iu chnh duy trì dòng I

hq
=const s không mi h quang t ng
c. Ngoài ra, khi dòng in trong mt pha nào ó thay i s làm cho
dòng 2 pha còn li thay i. Ví d nh t 1pha, dòng 2 pha còn li gim
xung và lúc ó b iu chnh thc hin vic h in cc xung mc du
không cn vic ó. Các b iu chnh này ch dùng cho lò mt pha, ch yu
là lò h quang chân không
•
B iu chnh duy trì in áp U
hq
= const có khó khn trong vic o thông
s này. Thc t, cun dây o c ni gia thân kim loi ca lò và thanh cái
th cp BAL. Do vy in áp o c ph thuc vào dòng ti và s thay i
dòng ca mt pha s nh hng ti 2 pha còn li nh ã trình bày

26
• B iu chnh duy trì U
hq
/I
hq
= Z
hq
= const là ti u thông qua hiu s các
tín hiu dòng và áp:
aI
hq
– bU
hq
= bI
hq

(Z
0hq
– Z
hq
)
Trong ó: a,b các h s ph thuc bin áp, bin dòng…
Z
0hq
, Z
hq
giá trt và giá tr thc ca tng tr h quang.
1/bI
hq
(aI
hq
- bU
hq
) = Z
0hq
– Z
hq
= Z
hq
Nh vy vic iu chnh thc hin theo  lch ca tng tr h quang so
vi giá tr t. Phng pháp này d mi h quang, duy trì c công sut lò,
ít chi nh hng ca dao ng in áp ngun cng nh nh hng ln nhau
gia các pha.
Mi giai on làm vic ca lò h quang (gm nu chy, ôxy hoá, hoàn
nguyên) òi h
i mt công sut nht nh, mà công sut này li ph thuc

chiu dài ngn la h quang. Nh vy, iu chnh dch in cc tc là iu
chnh chiu dài ngn la h quang, do ó iu chnh c công sut lò h
quang. ó là nhim v c bn ca các b iu chnh t ng các lò h

quang.
Các yêu cu chính  ra cho mt b iu chnh công sut lò h quang là:
1.  nhy  m bo ch  làm vic ã cho ca lò, duy trì dòng in h
quang không tt quá (4÷5)% tr s dòng in làm vic. Vùng không nhy
ca b iu chnh không quá ± (3÷6)% trong khi nu chy và ± (2÷4)%
trong các giai on khác
2. Tác ng nhanh, m bo kh ngn mch hay t h quang trong th
i
gian (1,5 ÷3)s. iu ó s làm gim s ln ngt máy ct chính, gim s thm
Carbon ca kim loi… Các lò h quang hin i không cho phép ngt máy
ct chính quá 2 ln trong giai on nu chy. m bo yêu cu này nh tc
 dch cc nhanh ti (2,5÷3)m/ph trong giai on nu chy (khi dùng
truyn ng in c) và (5÷6)m/ph (khi truyn ng thu lc). Dòng in h

quang càng lch xa v trí t thì tc  dch cc phi nhanh
3.Thi gian iu chnh ngn
4. Hn ch ti thiu s dch cc không cn thit nh khi ch  làm vic b
phá v trong thi gian rt ngn hay trong ch  thay i tính i xng. Yêu
cu này càng cn i vi lò 3 pha không có dây trung tính. Ch  h quang
ca mt pha nào ó b
phá hu s dn theo phá hu ch  h quang ca pha
còn li. in cc các pha còn li ang  v trí chun cng có th b dch
chuyn. Do vy mi pha cn có h iu chnh c lp  s làm vic ca nó
không nh hng ti ch  làm vic ca các pha khác
5. Thay i công sut lò trn trong gii hn 20÷125% tr s
 nh mc vi

sai s không quá 5%
6. Có th di chuyn nhanh t ch  iu khin t ng sang ch  iu
khin bng tay do phi thc hin thao tác ph nào ó (chng hn nâng in