Электрооборудование и автоматика электротермических установок. Справочник - Альтгаузен А.П., Бершицкий М.Д., Смелянский М.Я., Эдемский В.М.

Автор: Альтгаузен А.П. Бершицкий М.Д. Смелянский М.Я. Эдемский В.М.
Теги: электротехника электрооборудование
Год: 1978
Похожие
Электрооборудование промышленных предприятий и установок
Электроснабжение промышленных предприятий и установок
Правила технической эксплуатации установок потребителей
Справочник по ремонту электрооборудования
Текст
                    ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ
И АВТОМАТИКА
ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИХ
УСТАНОВОК
(Справочник)
Под редакцией
А. П. АЛЬТГАУЗЕНА, М. Д. БЕРШИЦКОГО,
М. Я. СМЕЛЯНСКОГО и В. М. ЭДЕМСКОГО
МОСКВА-<Э Н Е Р Г И Я»-1978
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ
ОБЩИЕ СВЕДЕН ИЯ
1-1. ОСНОВНЫЕ понятия
Электротермической установкой (ЭТУ) согласно
терминологии, установленной действующими стандарта-
миназывается комплекс, состоящий из электропечи
или электротермического устройства в электрического,
механического и другого оборудования, обеспечивающе-
го осуществление рабочего процесса в установке.
Электропечами и электротермическими устройствами
называются разновидности электротермического обору-
дования, в которых электрическая энергия преобразует-
ся а тепловую.
Отличие электропечей й от электротермических уст-
ройств состоит в том, что первые’имеют камеру нагре-
ва, а у вторых ее нет,
ЭТУ — один из видов специальных электроустано-
вок. Проектирование и монтаж ЭТУ должны соответ-
ствовать требованиям Правил устройства электроуста-
новок (ПУЭ) [Л. 1-3] и, в частности, гл, VJ1-5 ПУЭ
«Электротермические установки».
Эксплуатация ЭТУ должна отвечать требованиям
Поавил технической эксплуатации электроустановок по-
требителей [Л. 1-4], содержащих гл. ЭГП-4 «Электро-
термические установки».
В зависимости от способа преобразования электри-
ческой энергии в тепловую различают пять видов нечей
и электротермических устройств. По этому же признаку
различают и пять видов ЭТУ:
1)	сопротивления прямого и косвенного действия с
твердым или жидким электронагревателем;
2)	дуговых прямого и косвенного действия и ком-
бинированного действия (с преобразованием электриче-
ской энергии в тепловую в электрической дуге я в со-
противлении), в том числе плазменных;
3}	индукционного нагрева, со стальным сердечни-
ком и без него, в том числе плавильные и закалочные;
4)	диэлектрического нагрева;
5)	электронно-лучевого нагрева.
Электротермическое оборудование (ЭТО) класси-
фицируется 1 * 3 также по «Общесоюзному классификатору
промышленной продукции» (ОКП), состоящему из выс-
ших классификационных группировок (ВКГ) и позволя-
ющему закодировать все выпускаемые промышленно-
стью готовые изделия, а также принадлежности, запас-
ные части и комплектующее вспомогательное оборудо-
вание к ним.
1-2. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭТУ
СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ;
СОСТАВ ПРОЕКТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ЭТУ проектируется или в две стадия: технический
проект и рабочие чертежи, или в одну — технорабочий
проект.
1 Например, ГОСТ 16382-70 «Электропечи сопротивления про’
мышленные для нагрева и термообработки. Термины и апрсде-
ления».
? Далее для сокращения вместо термина «электропечь» бу-
дет всюду применяться слово «петп-*
® Классификация приведена в [Л.Ь2],
Объем проекта зависит от ряда условий и, в част-
ности, от того:
а)	применяется ли печь (ЭТО), поставляемая заво-
дами «Союзэлектротерма» комп ле кт г го с электрооборудо-
ванием, аппаратурой автоматики и контрольно-измери-
тельными приборами (КИП), или же печь индивидуально
изготовляется неспециализированными предприятия-
ми, например сидами заказчика, и все электрооборудо-
вание, аппаратура аптоматикя и КИП подлежат выбо-
ру в проекте и заказу заводам-изготовителям;
б)	имеется ли (в случае применения печей серийно-
го изготовления) типовой проект установки.
Ниже рассмотрены задачи проекта и состав про-
ектной документации при индивидуальном изготовлении
печи, поскольку в таких случаях объем проектных работ
наибольший.
Задачей технического проекта ЭТУ (при двухста-
дийном проектировании) является решение основных
принципиальных вопросов по конкретному объекту: оп-
ределение необходимого количества электрооборудова-
ния, пусковой и регулирующей аппаратуры, шин и ка-
белей, габаритов помещений для размещения электро-
оборудования, аппаратуры и подсчет капитальных
затрат на приобретение электрооборудования, материа-
лов и на монтажные работы. Таким образом, в объем
работ технического проекта ЭТУ должны входить:
а)	составление однолинейной схемы питания печей
и электродвигателей вспомогательных механизмов;
б)	разработка схем включения, управления и авто-
матического регулирования печей;
в)	разработка общих видов щитов станций, панелей
и пультоР управления (как правило, в виде задания за-
воду электротехнической промышленности); .
г)	компоновка электрооборудования и печей; .
д)	строительное задание на проектирование электро-
технических помещений, кабельных каналов и туннелей;
с) спецификация на электрооборудование, шины и
кабельную продукцию;
ж)	сведения о станциях и пультах управления;
з)	пояснительная записка с краткими сведениями об
исходных данных, назначении ЭТУ, краткими техниче-
скими данными печи, источников питания, с описанием
работы схем измерения, управления и автоматического
регулирования, с обоснованиями выбора электрооборудо-
вания, аппаратуры, кабелей и шин, результатами расче-
та электросети, сведениями о конструктивном оформле-
нии установки и защитном заземлении.
К записке прилагают: таблицу основных техниче-
ских. данных ЭТУ (печи, электротермического устрой-
ства); задания на электроснабжение ЭТУ, вентиляцию
электротехнических помещений, водоснабжение н воз-
духоснабжение, если они требуются.
Отдельным альбомом (томом) выпускают техниче-
скую смету капитальных затрат па приобретение и мон-
таж электрооборудования, приборов контроля и авто-
матики.
В состав рабочих чертежей при индивидуальном из-
готовлении ЭГО неспециализированными предприятиями
5
должны входить:
я)	уточненная однолинейная схема питания пеней и
электродвигателей вспомогательных механизмов;
б)	схемы включения, управления и автоматического
регулирования печи;	•
в)	схемы управления приводами вспомогательных
механизмов;
г)	задание заводу электротехнической промышлен-
ности на разработку и изготовление щитов станций и
пультов управления' согласно отраслевому стандарту
Министерства электротехнической промышленности
д)	задание заводу электротехнической промышлен-
ности на изготовление короткой сети в виде готовых
блоков;
е)	компоновка электрооборудования и строительное
задание;
ж)	кабельный журнал, раскладка кабелей и про-
водов;
з)	чертежи токопроводов — ошиновка трансформа-
торов, конденсаторных батарей, печей и пр,;
и)	пояснительная записка с краткими сведениями
об основных изменениях в рабочих чертежах по сравне-
нию с техническим проектом;
к)	спецификация на электрооборудование и мате-
риалы.
Для печей серийного изготовлении поставляются
комплектно электрооборудование, приборы автоматики
и КИП, а для ряда ЭТУ также короткие сети (полно-
стью или их гибкая часть).
При проектировании установок таких печей объем
проектных работ соответственно сокращается:
Объем комплектной поставки, технические характе-
ристики электрооборудования, приборов автоматики и
комплектных устройств содержатся в технической доку-
ментации завода — изготовителя печей. В ней должны
также приводиться и рекомендуемые компоновки элект-
рооборудования. Такую документацию заказчик проекта
должен представлять проектной организация до начала
проектных работ [Л. 1-5].
При наличии типовых проектов установок печей,
когда комплектная поставка и рекомендуемая заводом-'
изготовителем1" компоновка электрооборудования соот-
ветствуют технологической планировке оборудования,
достаточно выполнить только «привязку» типовых чер-
тежей с необходимыми уточнениями в части источников
питания и компоновочных решений.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Проектирование ЭТУ начинается с получения и изу-
чения технического задания. Техническое задание на ус-
тановку печи индивидуального изготовления неспециа-
лизированными предприятиями содержит:
а)	технологическую планировку оборудования;
б)	строительные чертежи по месту установки пе-
чей с габаритными размерами фундаментов под колон-
ны и глубиной их заложения;
В1 чертежи вентиляционных установок;
г) чертежи подъемно-транс портных устройств;
А} таблицу с перечнем ЭТУ, их назначением, ука-
занием основных параметров печей (электротермических
устройств), комплектующего оборудования и электро-
двигателей вспомогательных -механизмов.
В перечне указываются;
для печей сопротивления*, рабочая температура; об-
щая мощность печи; число тепловых зон; мощность теп-
ловой зоны; число фаз; напряжение на нагревательных
элементах; требуемая точность регулирования; длитель-
ность технологических циклов (время нагрева, выдерж-
ки, охлаждения); работает ли печь при постоянной тем-
1 OCT I6.O.800.4B5.77. Устройства комплектные управления
на напряжения до ЮТО В.
пературе или задание температуры изменяется пр опре-
деленному закону (программе); данные электродвигате-
лей вспомогательных' механизмов: назначение, тип
двигателя, род тока, номинальные мощность, напряже-
ние и частота вращения; режим работы;
для дуговых печей (кроме вакуумных): мощность
установки по трансформатору, кВ-A; мощность, потреб-
ляемая печью, кВт; пределы вторичного напряжения
трансформатора; поминальный ток речи на первой Сту-
пени напряжения трансформатора; графики нагрузки,
характеризующие электрический, режим работы Печи;
коэффициент мощности по периодам плавки;
для индукционных печей и установок (устройств)
промышленной и повышенной частоты, кроме _ парамет-
ров, перечисленных выше для дуговых печей, приво-
дятся; рабочая частота; тип двигаТель-генераторйОго
преобразователя частоты; номинальная мощность гене-
ратора, его частота, напряжение, Данные обмотки воз-
буждения (ток, напряжение); тип электродвигателя, его
мощность и напряжение; тип статического преобразова-
теля частоты, его мощность, частота, напряжения па’
входе и выходе; емкость батареи конденсаторов и ее
напряжение;
задание на проектирование системы автоматическо-
го управления и блокировок электродвигателей;
источники питания ЭТУ: на напряжении 380—
660 В — цеховая подстанция с распределительным щи-
том или блоком «трансформатор — магистраль — распре-
делительный шинопровод»; на напряжении 6 кВ и выше—
распределительное устройство ЦРП (центральной рас-
пределительной подстанции), ГПП (главной понизитель-
ной подстанции) или ПГВ (подстанции глубокого
ввода);
токи короткого замыкания ка стороне высшего и
низшего напряжений питающей подстанции, а также
расстояние от источника питания ЭТУ до печной уста-
новки;
места предполагаемой установки электрооборудова-
ния (станций и Панелей управления, печных трансфор-
маторов, батарей конденсаторов, преобразователей ча-
стоты и т. н.);
уровень грунтовых вод (при необходимости рас-
смотреть вопрос о расположении электротехнических
помещений в подвальных этажах).
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАЗРАБОТКИ
РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ
Ниже приведена в качестве примера последователь-
ность рабочего проектирования электрооборудования и
автоматики установок печей сопротивления.
1.	Проектирование начинают с получения и тща-
тельного изучения задания. По технологической плани-
ровке оборудования и конструктивным чертежам печи,
пояснениям технологов и конструкторов составляют чет-
кое представление о месте расположения и работе цечи,
электроприводов вспомогательных механизмов, системы
создания защитной атмосферы, вакуумной системы,
гидравлической и пневматической установок.
2.	Уточняют температуру печи, а также параметры
вакуумной системы и контролируемой (защитной) ат-
мосферы, подлежащие теплотехническому контролю и
автоматическому регулированию.
3.	Уточняют характер температурной кривой печи.
4.	Выясняют необходимую точность регулирования
температуры.
5.	Уточняют число датчиков для автоматическоге
регулирования и контроля температуры.
6.	Уточняют числа зон, групп, мощности зоны, груп-
пы, число и типы электродвигателей вспомогательных
механизмов.
7.	Изучают последовательность работы электродви-
гателей вспомогательных механизмов п необходимые
блокировки.
6
8.	Анализируют работу установки в целом, включая
силовую коммутационную аппаратуру и приборы изме-
рения, управления, регулирования, защиты, сигнализа-
ции и блокировки.
9.	Уточняют на технологической планировке место
расположения щитов станций и пультов управления, не-
обходимость установки их в шкафах или в закрытом
помещении.
10.	Уточняют источники питания ЭТУ (печей и при-
водов вспомогательных механизмов): номера по проекту
электроснабжения трансформаторных подстанций, в том
числе Комплектных — КТП, шинопровода, распредели-
тельного пункта, Значения токов короткого замыкания.
11.	Выбирают станции, блоки и аппаратуру управ-
ления, контрольно-измерительные приборы, датчики и
приборы автоматики.
12.	Разрабатывают принципиальные схемы измере-
ния, управления, регулирования, защиты, сигнализации
и блокировки печи и электродвигателей вспомогательных
механизмов.
13.	В случае необходимости выполняют расчет си-
стемы регулирования в установившемся и переходных
режимах.
14.	Составляют пояснительную записку, специфика-
цию на электрооборудование и материалы.
15.	Составляют задание заводу-изготовителю на
разработку и изготовление щитов станций и пультов
управления в соответствии с действующими нормалями.
16.	Разрабатывают компоновку электрооборудова-
ния и строительное задание на проектирование электро-
технических помещений, приямков под щиты, кабель-
ных каналов и т. п.
17.	Выдают задания смежникам на разработку про-
ектов электроснабжения, вентиляции, водопровода
и т. п.
18.	Составляют схему внешних соединений (для
сложных установок) и кабельный журнал.
19.	Разрабатывают чертежи установка печи, элект-
рооборудования (трансформаторов, батарей конденса-
торов, преобразователей частоты, щитов, панелей и
пультов управления), ошиновки и кабельной разводки.
При этом руководствуются действующими правила-
ми ииормами [Л. 1-3—1-11], нормалями института
«Тяжпромэлектропроект» и технической документацией
заводов — изготовителей оборудования н приборов.
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТАМ ЭТУ
В ЭТУ может возникнуть опасность поражения лю-
дей электрическим током, а также пожаре- или взры-
воопасность, поэтому, проект должен учитывать условия
окружающей среды (наличие сырости, токопроводящей
пыли, высокой температуры и т. п.). При этом следует
руководствоваться классификацией помещений по сте-
пени опасности поражения людей электрическим током
согласно ПУЭ [Л. 1-3] и классификацией помещений и
производств по степени пожар о- и взрывоопасности со-
гласно ПУЭ н СНИП [Л. 1-9].
В ходе проектирования следует проверить:
а.	Возможность присоединения ЭТУ к выбранной
точке питающей сети общего назначения по условиям
соблюдения требований действующего стандарта нор1
мирующего качества электроэнергии.
б.	Соответствие аппаратов защиты но стойкости к
воздействию токов короткого замыкания в расчетном
узле сети.
Проект должен обеспечить:
1.	Нормируемое напряжение на выводах нагрева-
телей, электрододержателях, выводах индукторов печей,
приводах, у приборов и аппаратов;
1 ГОСТ 13109-67. Электрическая энергия. Нормы качества
электрической энергии у ее прием ни кок, присоединенных к
алектрвческмм сетям общего в и значения.
2.	Вмгокую степень индустриальное™ выполнения
электромонтажных работ.	*
3.	Пожарную безопасность.
4.	Безопасность подачи газов в рабочий объем
электропечей.
5.	Защиту от поражения людей электрическим
током.
6.	Удобства эксплуатации.
7.	Экономичность принятых проектных решений.
8.	Соответствие проекта установки специальным ча-
стям проектов (технологической, строительной,санитар-
но-технической, электро-, газо-, водо- я воздухоснабЖе-
ния, подъемно-транспортных сооружений и т, п.).
По качеству электроэнергии проверяются: отклоне-
ния (сравнительно медленные изменения) и колебания
(достаточно быстрые изменения) напряжения; несицу-
соидальность формы кривой напряжения, характеризу-
емая составом высших гармоник; смещение нейтрал»'и
несимметрня напряжения основной частоты.
При несоответствии показателей качества электро-
энергия стандарту принимаются меры, перечисленные
ниже, в § 1-4.
Согласно ПУЭ 1-4-2 на соответствие аппаратов за-
щиты току короткого замыкания (к. з.) должны прове-
ряться в электроустановках напряжением до 1000 В:
распределительные щиты, токопроводы и силовые шка-
фы, которые питаются непосредственно от сборных
шик КТП. Это требование распространяется н на ЭТУ
с печами,- которые питаются от электропечных трансфор-
маторов или преобразователей.
Автоматы выбранных станций и блоков управления
могут оказаться нестойкими к токам к. з. Такне стан-
ции и блоки можно применить только в том случае, если ,
на линия ввода установить автомат, стойкий к токам
к. з. Стойкими к токам к. з. являются те аппараты и
проводники, которые при расчетных условиях выдержи-
вают воздействия этих токов, не подвергаясь электриче-
ским, механическим или иным разрушениям или дефор-
мациям, препятствующим их дальнейшей нормальной
эксплуатации.
В качестве расчетного для определения электроди-
намической стойкости аппаратов и жестких шин с их
поддерживающими и опорными конструкциями следует
принимать трехфазное к.з. (ПУЭ 1-4-5). В электроуста-
новках напряжением до 1000 В помимо учета индуктив-
ных и активных сопротивлений всех элементов коротко-
замкнутой цепи следует учитывать переходные сопро-
тивления контактов [Л. 1-10] (см. § 2-3, б).
Стабильность напряжений на нагревателях электро-
печей сопротивления, электр од оде ржате лях дуговых пе-
чей и выводах индукторов индукционных печей, у при-
боров и аппаратов проверяется по следующим допускам
на отклонения напряжения [Л. 1-10]:
на выводах нагревателей электропечей сопротивле-
ния: от —5 до +5% номинального;
на электрододержателях дуговых печей и выводах
индукторов индукционных печей отклонения напряже-
ния не нормируются; исходя из условий работы печных
трансформаторов и печей, следует также ориентировать-
ся на отклонения напряжения ±5% номинального;
на электродвигателях вспомогательных механизмов
печей: от—5 до +10% номинального;
у аппаратов управления (контакторов, магнитных
пускателей) для главных цепей от 0,1 до 1,1 номиналь-
ного, для цепей управления от 0,85 до 1,1 номинально-
го напряжения 1;
для электромагнитных реле: не более значений, ука-
занных заводами-изготовителями; при отсутствии таких
указаний — от —5 до +20% номинального.
Под индустриальное™» выполнения электромон-
тажных работ понимается такой способ их организации,
при котором в наибольшей степени используются круп-
1 ГОСТ 11206-70. Контакторы алектроматнитвые.на аайрй-
эдшц до 1000 В. Общие хехшмескас клоэнк.
7
поблочная продукция заводов электротехнической про-
мышленности, а также электроконструкций и монтаж-
ные изделия предприятий Главэлектромонтажа Минмон-
тажспецстроя СССР. При этом электромонтажные ра-
боты на сооружаемом объекте должны сводиться к
установке комплектных распределительных устройств,
печных трансформаторов, автотрансформаторов, преоб-
разовательных агрегатов, комплектных батарей конден-
саторов, щнтов станций, панелей и пультов управления,
соединению их шинными и кабельными разводками со
сборкой укрупненных блоков на монтажно-заготови-
тельном участке, а также выполнению ограждений, за-
щитных заземлений и т. п.
Электромонтажные работы в соответствии с требо-
ваниями СНИП {Л, 1-12] должны осуществляться вдве
стадии,
В первой стадии выполняются все подготовительные
и заготовительные работы — установка закладных дета-
лей в строительных конструкциях, подготовка трасс
электропроводок и заземления, заготовка силовых н ос-
ветительных электропроводок, сборка укрупненных уз-
лов и блоков и т. д. Все работы первой стадии выпол-
няются в период производства основных строительных
и Специальных работ.
Во второй стадия выполняются: монтаж электро-
оборудования, скомплектованного в виде укрупненных
узлов и блоков, прокладка сетей по готовой заготовке,
подсоединение проводов и кабелей к электрооборудова-
нию и другие работы.
Современное направление индустриального строи-
тельного производства заключается в выполнении элек-
тромонтажных работ второй стадии, как правило, пос-
ле полного окончания строительных, отделочных и спе-
циальных работ, что ускоряет сроки строительства и
монтажа и оберегает оборудование от порчи в процес-
се строительства.
При решении вопросов пожарной безопасности надо
иметь в виду, что основной причиной пожаров служит
неисправное состояние электрооборудования и электри-
ческих сетей. В местах плохих контактных соединений
аппаратов с проводами, жилами кабелей может выде-
литься большое количество тепла, что приводит к вос-
пламенению изоляции или оболочки провода. В этом
отношении опасны также и недопустимые электрические
перегрузки аппаратов, электрических машин, проводов и
кабелей, а также недостаточная прочность их изоляции.
Причиной пожаров в электроустановках может явиться
и несоблюдение Правил технической эксплуатации. Для
снижения пожарной опасности ЭТУ проект должен, в
частности, отвечать следующим требованиям:
а.	Электротехнические помещения должны быть I и
II степеней огнестойкости по [Л. 1-13].
б.	Кабели для внешних соединений элементов ЭТУ
следует выбирать небронированные, с оболочкой или с
защитными покровами из материалов, не распростра-
няющих горение: поливинилхлорида, нейритовой резины
типов РШН-1, РШН-2 и др., а также е металлической
оболочкой, но желательно с изоляцией из не распростра-
няющих горение материалов. Допускается применение
бронированных кабелей с оцинкованной броней или при
условии, что они будут иметь поверх брони антикорро-
зионные покрытия из материала, не распространяющего
горение.
в В местах, где возможны механические поврежде-
ния проводов 11 кабелей, применяется прокладка в тру-
бах или коробах,
г.	Для прохода кабелей через стеньг, перегородки и
перекрытия должны предусматриваться проемы или
патрубки (число которых выбирается с запасом 10—
15%), належно уплотняемые после прокладки кабелей
легкоразрушаемым несгораемым материалом; до ввода
п эксплуатацию электроустановок все отверстия в про-
емах и патрубках должны быть заделаны.
д.	Для прокладки линий электросети в зонах с по-
вышенной температурой (45—120’С) используются про-
8
вода с нагревостойкой изоляцией и оболочкой марок
РКГМ, ПСУ и т. п. (см. § 1-4).
е.	Под маслонаполненным оборудованием (транс-
форматоры, реакторы, батареи конденсаторов с суммар-
ной массой масла 600 кг ц более) предусматриваются
маслоприемные устройства, выполняемые в соответствии
с ПУЭ.
Электротехнические помещения, относящиеся к ЭТУ,
оснащаются первичными противопожарными средства-
ми. При количестве масла 10 т и более, а в подвальных
этажах 0,1 т и более помещения с маслонаполненным
электрооборудованием ЭТУ рекомендуется оборудо-
вать стационарными системами пожаротушения.
Неполадки оборудования и газопроводов при ра-
боте с защитными (контролируемыми) атмосферами в
печах могут вызвать взрыв и отравление персонала.
Взрывоопасны все горючие газы; отравление могут
вызвать газы, например, содержащие окись углерода.
Так как взрывоопасное содержание в газовоздуш-
ной смеси водорода лежит между 4 и 74%, а окиси уг-
лерода— между 12,5 и 74%, практически все горючие
защитные газы (кроме продуктов полного сгорания Дис-
социированного аммиака и промышленных газов) явля-
ются взрывоопасными. Наибольшую опасность, естест-
венно, в этом отношении представляет водород. В части
отравления окисью углерода наиболее опасны газогене-
раторные газы и продукты крекинга газовоздушной сме-
си, а также продукты неполного сжигания промышлен-
ных Тазов.
В печах с защитной атмосферой, как правило, под-
держивается небольшое избыточное давление 50—
150 Па (5—15 мм вод. ст ), а выходящие из печи через
свечу газы сжигаются, что предохраняет от скопления в
цехе газовых смесей с окисью углерода и водо-
родом Кроме того, горение свечи сигнализирует персо-
налу о заполнении печи газом; прекращение горения
свечи означало бы прекращение подачи таза в печь и
возможность постепенного проникновения в нее воздуха.
После загрузки, когда печь заполнена воздухом, по-
дача в нее горючего газа может привести к образова-
нию взрывоопасной смеси. Поэтому перед включением
холодной печи ее следует продуть нейтральным газом,
азотом, углекислотой или продуктами полного сгорания
промышленного газа, не содержащими кислорода.
Цех с крупными печами, работающими с взрыво-
опасными защитными газами, должен быть снабжен на-
дежной специальной вентиляцией, а конструкции пере-
крытия должны выполняться так, чтобы не образовыва-
лось застойных газовых мешков, в которых могли бы
скопляться более легкие по сравнению с воздухом га-
зовые смеси.
При необходимости в таких цехах должны приме-
няться специальные меры безопасности, в частности
установка автоматических газоанализаторов.
При проработке вопросов электробезопасности надо
иметь в виду, чтО основными причинами несчастных
случаев от электрического тока являются следующие:
а.	Случайное прикосновение или приближение на
опасное расстояние к токоведущим частям установки,
находящейся под напряжением.
б.	Появление напряжения на металлических частях
печи, приводов, трансформатора, которые нормально не
находятся под напряжением, в результате повреждения
изоляции токоведущих частей вследствие механических
повреждений, электрического или теплового пробоя, а
также естественного старения.
в.	Появление напряжения на отключенных токоне-
дущих частях, на которых производится работа.
г.	Возникновение опасного шагового напряжения на
поверхности земли" (токопроводящего пола), на которой
находится человек, в результате замыкания провода на
землю, выноса потенциала, неисправностей в устройст-
вах рабочего или защитного заземления и т. н.
Основными мерами защиты от поражения током яв-
ляются обеспечение недоступности для случайного при-
косновення токоведущих частей, находящихся под на-
пряжением; устройство защитных ограждений и поруч-
ней; устранение неисправностей заземления; применение
устройств для выравнивания потенциала и контроля
изоляции; организация безопасной эксплуатации уста-
новок.
Технологическая планировка оборудования и проект
ЭТУ должны обеспечить удобство обслуживания как
отдельных печей при загрузке и выгрузке изделий, так
и нагревателей, электродов, индукторов, приводов и
термоэлектрических термометров (термопар), удобство
подвода питания к печи и наблюдения за приборами
автоматического регулирования и контроля температу-
ры с рабочего места.
Для этого в проектах должны согласно ПУЭ преду-
сматриваться достаточные проходы в электротехниче-
ских помещениях между электрооборудованием и строи-
тельными конструкциями, с одной стороны, и между
электрооборудованием и печами — с ’ другой.
Критерием экономической целесообразности того
или иного варианта проекта служат приведенные (рас-
четные) годовые затраты (см. § 1-3). Экономически це-
лесообразным считается вариант, при котором приведен-
ные затраты будут наименьшими.
Проект ЭТУ должен быть согласован со специаль-
ными частями проекта участка, цеха, предприятия.
Координаты привязки печей а проекте ЭТУ должны
совпадать с координатами привязок печей па чертежах
технологической планировки оборудования. Пример вы-
юлнения строительного задания установки печи сопро-
тивления см, рис. 2-40.
При разработке конструктивных чертежей электро-
технических помещений для установки щитов станций
/правления, печных трансформаторов, батарей конден-
саторов и т. и. или для канализации электроэнергии от
сих до печей нужно учитывать расположение вентиля-
щоиных воздуховодов, трубопроводов водо-, воздухо-
t газоснабжения н линий электроснабжения. Все ” эти
иммуникации или, как их принято называть, «совме-
ценные трассы» должны быть привязаны к строительным
(инструкциям и технологическому оборудованию таким
образом, чтобы прокладку кабелей от шитов станций
травления, а также ошиновку от трансформаторов и
батарей конденсаторов до печей можно было б'ез особых
атруднений смонтировать и удобно эксплуатировать.
3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ
)БОСНОВАНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ НОВОГО
)Л ЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
4 СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭТУ
Необходимость	тех ник о-экономического анализа
юзникает:
а)	при поиске оптимального решения на стадии про-
ктировапия установок любого вида, в том числе при
ыборе для них основного и вспомогательного обору-
дования;
б)	при решении вопроса о целесообразности модер-
изации установок, определении ее характера и объема;
в)	при разработке прогнозов развития;
г)	при оценке технического уровня действующих и
роектируемых установок и оборудования с целью при-
ятия решений планового или организационного ха-
актера.
Основным содержанием технико-экономического
цализа является сопоставление вариантов выполнения
становки (схем, оборудования, его параметров и пр.)
о связанным с ними капитальным и эксплуатационным
атратам.
Объем анализа может колебаться в больших пре-
слах в зависимости от сложности, важности, новизны,
:ощностн, производительности, стоимости и других па-
аметров установок.
Для простых установок со сравнительно несложным
типовым оборудованием, поставляемым комплектно с ап-
паратурой управления, необходимости в технико-эконо-
мическом анализе может и не быть. В других случаях
могут анализироваться лишь отдельные вопросы.
Например, нередко вид нагрева и вид электротер-
мического оборудования заранее предрешен по тем или
иным техническим, экономическим или организацион-
ным соображениям. Напротив, иногда для нахождения
оптимальных решений требуются подробные расчеты по
конкурирующим вариантам.
Как правило, расчет сводится к нахождению вари-
анта технических решений или оборудования, дающего
при эксплуатации установки минимум приведенных за-
трат на единицу продукции (Зэ), для производства кото-
рой предназначена ЭТУ (например, затраты на тонну вы-
плавленного или нагретого металла):
Зэ = ЕнКэ.уд + Суд,
где Кэ.уд — удельные капитальные вложения на единицу
продукции, необходимые для приобретения ЭТУ и про-
ведения монтажных и пусконаладочных работ; Суд —
эксплуатационные расходы на единицу продукции; £н=>
=0,15 — нормативный коэффициент эффективности.
Коэффициент Ен является обратной величиной нор-
мативного срока окупаемости капитальных вложений
(лет).
Удельные капитальные вложения /Са.тд определяют-
ся как сумма всех капитальных вложений отнесен-
ная к годовой производительности ЭТУ 77г:
Кэ.уд ~ Кз/Пг 
Расходы Суд1 определяются как сумма всех эксплуа-
тационных затрат, отнесенная также к 77г.
Основными статьями эксплуатационных затрат яв-
ляются: технологический расход электроэнергии; зара-
ботная плата персонала, обслуживающего ЭТУ; расход
(потери) обрабатываемых и эксплуатационных материа-
лов; стоимости технологической оснастки, ремонта, по-
терь от брака, амортизации ЭТУ.
Если в различных вариантах некоторые статьи за-
трат одинаковы, то нет необходимости определять пол-
ностью Зв; достаточно рассчитать и сопоставить лишь
сумму тех затрат, которые изменяются в зависимости от
выбора варианта.	ч
Для конкретных расчетов отдельных величии ис-
пользуют методы, формулы, коэффициенты, тарифы н
цены, указанные в соответствующей литературе, напри-
мер в [Л. 1-14—1-18], а также прейскуранты, ценники,
справочники и другую информацию.
Производства с электротермическими технологиче-
скими процессами, как правило, относятся к энергоем-
ким производствам; у них значительную часть эксплуа-
тационных затрат составляет стоимость расходуемой
электроэнергии.
Эта стоимость, отнесенная к единице продукции,
определяется как произведение удельного расхода элек-
троэнергии, кВт-ч, на стоимость 1 кВт’ч.
Надо иметь в виду, что в паспортах и каталогах па
электротермическое оборудование (а также в ряде таб-
лиц в разд. 2—4 настоящего справочника) указывается
так называемый «теоретический» удельный расход
электроэнергии, без учета расхода ее па розогрев холод-
ной печи и расхода па проведение вспомогательных и
других производственных операций иди при простоях
печи (отбор проб, рафинирование, слив металла, загруз-
ка шихты и т. п.). Поэтому при конкретных расчетах
исходят из реальных удельных расходов электроэнер-
гии, которые обычно определяют технологические орга-
низации, проектирующие данное производство или уста-
новку. Часто пользуются фактическими (отчетными) по-
казателями действующих заводов.
При использовании статистических сведений о фак-
тических показателях следует учитывать, что удельный
9
расход электроэнергии на аналогичных ЭТУ зависит как
от к. п.д. оборудования (для печей одной серии он тем
выше, чем больше габариты их рабочего пространства
иди емкость), так и от особенностей производственного
процесса, обусловленных требованиями технологии по-
лучения заданного вида продукции (например, на уста-
новках дуговых сталеплавильных печей — требованиями
технологии плавки определенной марки стали).
В предварительных расчетах можно использовать
справочные данные об удельных расходах электроэнер-
гии для производственных процессов, осуществляемых
ЭТУ, например данные в [Л. 1-!9, 1-20].
При всех расчетах стоимости расходуемой ЭТУ
электроэнергии следует учитывать скидку или надбавку
к тарифу на электроэнергию в, зависимости от степени
компенсации реактивной мощности согласно действую-
щим нормативным документам [Л. 1-21—1-23].
1-4, ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ЭТУ
УСЛОВИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВЫБОР СХЕМЫ
И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ЭТУ
Выбор схемы я основного электрооборудования ЭТУ
зависит от характеристики и режимов работы печи
(электротермического устройства) н в первую очередь
от того:
а.	При каком токе — постоянном или переменном
(в последнем случае — при какой частоте тока) и при
каком напряжении происходит преобразование электри-
ческой энергии в тепловую,
6.	Каковы номинальные мощность и ток печи,
в.	При питании печи переменным током: число фаз;
степень асимметрии нагрузки при трехфазном токе; сте-
пень несинусоциальности тока нагрузки (содержание
в кривой тока высших гармонических составляющих),
г.	Требуется ли регулирование или стабилизация
температуры печи (нагреваемого изделия или заготов-
ки — в электротермическом устройстве) и если требует-
ся, то за счет какого параметра (тока, напряжения,
мощности) и с какой точностью,
д.	Режим работы пеня (продолжительный, преры-
висто-продолжительный, перемежающийся, кратковре-
менный, повторно-краткоеременный); при переменной
нагрузке — скорость ее изменения: медленная или быст-
рая («ударная»).
е.	Коэффициент мощности печи; постоянна или пе-
ременна эта величина; при переменной —- в каких преде-
лах п в зависимости от чего изменяется.
Помимо учета этих данных следует иметь в виду,
что электрические параметры ЭТУ в целом зависят от
параметров не только самой печи (электротермического
устройства), но н электрооборудования и короткой се-
ти ЭТУ.
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ АГРЕГАТЫг
ЭЛЕКТРОПЕЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ:
РЕГУЛИРОВАНИЕ напряжения, тока и мощности
Установки печей и электротермических устройств, в
которых преобразование электрической энергии в тепло-
вую происходит на постоянном (выпрямленном) токе
или на переменном токе с частотой, отличной от 50 Гц,
должны содержать преобразовательные агрегаты.
Преобразовательные агрегаты в большинстве случа-
ев присоединяются к питающим сетям общего назначе-
ния- через самостоятельные, как правило, отдельные
трансформаторы или автотрансформаторы.
Электропечные трансформаторы (автотрансформа-
торы) должны содержаться в ЭТУ переменного тока
частоты 50 Гц с дуговыми печами (устройствами) пря-
мого, косвенного и комбинированного действия вне зэ-
10
виеимости от их напряжения и мощности и в установ-
ках с печами (устройствами) индукционными и сопро-
тивления прямого и косвенного действия, работающими
на напряжении, отличающемся от напряжения электри-
ческой сети общего назначения. Большая часть действу-
ющих установок печей (устройств) сопротивления, в ко-
торых требуется регулирование напряжения, также со-
держит в своем составе электропечные трансформаторы
(автотрансформаторы) со ступенчатым или с плавным
регулированием напряжения. В таких установках для
регулирования напряжения также используют блоки
магнитных усилителей, индукционные регуляторы н ти-
ристорные устройства.
Преобразовательные агрегаты являются, как пра-
вило, трехфазным электроприем в яком. Электропечные
трансформаторы (автотрансформатора), индукционные
регуляторы, блоки магнитных усилителей и тнристоряые
устройства могут быть как однофазными, так и трех-
фазными электроприемниками.
Электропечные трансформаторы (автотрансформа-
торы) со ступеичатым регулированием напряжения в за-
висимости от параметров и мощности питающихся от
них электропечей (электротермических устройств) мо-
гут иметь переключающее устройство с переключением
как под нагрузкой, так и без нагрузки. Трансформаторы
с переключением ступеней без нагрузки должны иметь
электрическую блокировку, запрещающую переключения
без снятия напряжения.
Электрические печи (электротермические устройст-
ва), как правило, должны снабжаться автоматическими
регуляторами мощности, за исключением установок, в
которых это нецелесообразно по технологическим или
технике-экономическим причинам.
В ЭТУ, в которых при регулировании мощности или
защите от перегрузки необходимо контролировать силу
тока печи (электротермического устройства) н у кото-
рых электропечные трансформаторы имеют переменный
коэффициент .трансформации, трансформаторы тока
устанавливают на стороне низшего напряжения или на
стороне высшего напряжения, но с согласующим Транс-
форматором тока или другим устройством для внесения
соответствующего изменения в уставку тока при пе-
реключении ступени напряжения.
РАЗМЕЩЕНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ; БЛОКИРОВКИ
Правила устройства электроустановок (ПУЭ) раз-
решают размещать электропечные трансформаторы (ав-
тотрансформаторы) н преобразовательные агрегаты, как
и другое оборудование ЭТУ, непосредственно в произ-
водственных помещениях всех классов, т. е. и в пожа-
ре- и взрывоопасных. При этом исполнение оборудова-
ния должно безусловно соответствовать характеру сре-
ды в помещении, а конструкция и расположение самого
оборудования и его ограждений — обеспечивать без-
опасность персонала и исключать возможность механи-
ческих повреждений и случайных прикосновений к токо-
ведущим и к вращающимся частям.
Если длина печи (электротермического устройства)
или Ддииа нагреваемого изделия такова, что ограждение
т око ведущих частей вызовет значительные усложнения
конструкции или затруднит, обслуживание, допускается
токов едущие части не ограждать при условии установ-
ки вокруг всей печи (электротермического устройства)
ограждения высотой не менее 2 м, с электрической бло-
кировкой, исключающей возможность открывания две-
рей до отключения установки или обеспечивающей от-
ключение установки в момент открывания двери.
Указанное выше разрешение ПУЭ широко исполь-
зуется при проектировании установок печей сопротив-
ления, у которых электропечные трансформаторы (ав-
тотрансформаторы), магнитные усилители (как прави-
ло, сухие) и щиты управления печами размещаются в
производственных помещениях в непосредственной блн-
•ста от печей. В установках индукционного нагрева
л.-иэи нагревательных устройств в цехах располагаются
.--.-.асуюшие трансформаторы и конденсаторные бата-
:-з в цепях повышенной частоты, реже — статические
:--образователи повышенной частоты (тиристорные аг-
тгаты) или высокой частоты (ламповые генераторы).
Двигатель-генераторные агрегаты ЭТУ располагают
го имущественно в электромащинных помещениях пре-
'разовательных иди понижающих печных подстанций,
скольку р этом случае обеспечиваются лучшие условия
г эксплуатации и условия труда персонала.
Электронечные трансформаторы (автотрансформа-
торы) с масляным заполнением как с естественным, так
с принудительным воздушным или масляно-водяным
хлаждением, как правило, размещают в отдельных по-
вешениях (камерах), главным образом ио сообр а же-
ним пожарной безопасности. Открытая установка мас-
• ^наполненных трансформаторов в ЭТУ применяется
 едко.
Выпрямительные агрегаты ЭТУ, например, для ва-
/.умных дуговых печей (ВДП) в пылезащнщенном ис-
олнении не выпускаются, и их принято размещать в за-
крытых помещениях преобразовательных подстанций,
оторые при мощности печи более 1 МВт обычно выпол-
няются двух- или трехэтажнымн.
Если при аварийных ситуациях в ЭТУ возможны
взрывы (например, при выплавке в ВДП титана), то
прочность стены, отделяющей преобразовательную под-
.таццию от печного пролета, должна быть рассчитана на
воздействие взрывной волны.
С целью повышения к. п. д. и коэффициента мощ-
ности электропечные трансформаторы и преобразователь-
ные агрегаты ЭТУ должны располагаться на минималь-
но возможном (по условиям обслуживания) расстояния
от присоединяемых к ним печей или электротермических
устройств.
Учитывая это весьма существенное требование, ПУЭ
не ограничивает ни напряжение внутрицеховых подстан-
ций, ни число я мощности устанавливаемых транс-
форматоров (автотрансформаторов) или преобразова-
зелей, в том числе с масляным наполнением, а также от-
метку их расположения по отношению к полу первого
этажа.
Каждая ЭТУ на вводе (на входе) должна иметь
один или два комплекта коммутационных л защитных
аппаратов. Такие аппараты —- выключатели автомати-
ческого действия на напряжение 6 кВ и выше принято
называть «печными выключателями».
Допускается устанавливать совместно в одном по-
мещении (камере) все относящееся к одной ЭТУ сило-
вое электрооборудование: электро печные трансформато-
ры п автотрансформаторы, вентильные или вращающие-
ся преобразовательные устройства, конденсаторы,
реакторы, дроссели, печные выключатели, разъедините-
ли, переключатели и т. п., а также вспомогательное обо-
рудование систем охлаждения трансформаторов, преоб-
разовательных агрегатов, коммутационных и других
аппаратов.
При проектировании ЭТУ вопрос целесообразности
совместного расположения в одном помещении того или
иного оборудования решается с учетом условий удоб-
ства эксплуатации и пожарной безопасности.
Исходя из этих условий, на печных, в том числе на
преобразовательных, подстанциях нередко практикуется
расположение электрооборудования напряжением до
1000 и свыше 1000 В в разных помещениях или раепо.
ложение в отдельных помещениях всего маслонаполнен-
ного оборудования, если такое оборудование содержит
значительное количество масла.
Не рекомендуется, например, устанавливать в об-
щем помещении (камере.) взаиморезервирующие печные
воздушные выклюете ли напряжением 6 кВ и выше,
относящиеся к одн^й ЭТУ. При таком размещении обо-
рудования ревизия или ремонт выведенного в резерв
выключателя возможны практически лишь при снятии
Таблица 14
Минимальные расстояния между алектропечпыми
трансформаторами и стенками трансформаторных камер
Расчетная мощ- ность электро- печного транс- форматора. кВ-А	Расстояния в свету, мм, от наиболее мегу лающих частей, электропегчиого трансформатора, расположенных на высоте менее 1,9 м до стенок камеры;	
	передней	боковых в задней
чДо 400	400	800
си 400 до заоо	б(Х>	1100
Более 2500	800	 ]ЗД0
напряжения с печи (электротермического устройства),
поскольку при сохранении другого выключателя в рабо-
те каждая операция его отключения будет сопровож-
даться звуком большой громкости, крайне неблагопри-
ятно воздействующим на ремонтный персонал; кроме то-
го, персонал подвергается опасности травм в случае
аварий выключателя, с вероятностью которых обяза-
тельно следует считаться.
При расположении электропечных трансформаторов
в трансформаторных камерах минимальные расстояния
(в свету) от наиболее выступающих частей трансфор-
матора, расположенных иа высоте менее 1,9 м от пола,
до стен камеры (при отсутствии в ней другого оборудо-
вания), рекомендуется принимать согласно табл. 1-1.
При совместной установке в общем помещении (ка-
мере) электропечных трансформаторов и другого обо-
рудования, относящегося к ЭТУ, проходы и расстояния
между оборудованием, а также между оборудованием
и стенами помещения рекомендуется принимать на 15^-
25% больше указанных в соответствующих главах ПУЭ
для других электроустановок.
Проходы между различным оборудованием ЭТУ, а
также между оборудованием,и стенами помещения дол-
жны предусматриваться только в тех случаях, когда
они требуются по условиям обслуживания и их необхо-
димость указана в инструкциях по, эксплуатации. При
проектировании всегда нужно рассматривать возмож-
ность объединения оборудования ЭТУ в крупные блоки,
что, как правило, является наиболее прогрессивным тех-
ническим решением.
Измерительные приборы, аппараты зашиты и управ-
ления ЭТУ следует располагать, в местах, в которых
они бы не подвергались перегреву от тепловых излуче-
ний или по другим причинам.
' Щиты, пульты или отдельно устанавливаемые ап-
параты управления печами (электротермическими уст-
ройствами) и вспомогательными механизмами должны,
как правило, располагаться в таких местах, в которых
обеспечивается возможность наблюдения за соответству-
ющими производственными операциями.
Для ЭТУ, занимающих большую .площадь или име-
ющих значительную высоту и поэтому имеющих недо-
статочный обзор с пункта управления; рекомендуется
предусматривать оптические или телевизионные устрой-
ства для наблюдения за технологическим процессом.
В необходимых случаях в.доступных для обслужи-
вающего персонала местах должны устанавливаться
аварийные кнопки для отключения всей установки или
отдельных ее частей. ЭТУ должны быть снабжены бло-
кировками, обеспечивающими безопасное обслуживание
их электрооборудования и механизмов, а также пра-
вильную последовательность оперативных переключе-
ний. Например, двери расположенных вне электропоме-
щений шкафов ЭТУ, содержащих доступные прикосно-
вению токоведущне части напряжением выше (ООО В,
должны иметь блокировку, допускающую их открыва-
ние лишь после снятия напряжения с установки или
обеспечивающую при их открывании отключение уста-
новки.
II
КОММУТАЦИОННЫЕ И ЗАЩИТНЫЕ АППАРАТЫ
НА ВВОДЕ ЭТУ; ПЕЧНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
В зависимости от первичного напряжения и мощно-
сти ЭТУ рекомендуется выбирать следующие коммута-
ционные и защитные аппараты на ее вводе: при напря-
жений до 1000 В—выключатель (рубильник е дугога-
Рис. 1-1. Схемы ЭТУ с различными вариантами установ-
ки выключателей 6—220 кВ.
а — с оперативно-защитным печным выключателем; б — с ре-
зервным оперативно-защитным печным выключателем на груп-
пу ЭТУ, с обходной системой шин; в— с оперативным печным
и защитным выключателями; г —е одним защитным выключа-
телем ив группу ЭТУ; Э — е двумя защитными взаимно резер-
вируемыми выключатели ми на группу ЭТУ; е — с оперативным
печным выключателем в цепи вьесшсго напряжения нолпголо.
бавочпото трансформатора с короткозамыкателем; ж — е двумя
взаимно резервируемыми оперативными печными выключателя-
ми в цепи между регулировочной и понижающей частями печ-
ного трансформаторного as-peiaia н с одним защитным выклю-
чателем; о — то же, но с отделителями и с одним защитным
выключателем на группу ЭТУ; Ла, В3, Воэ — оперативный, за-
щитный и оперативно-защитный Электр он ечпые выключатели:
ТрЕ> ГРр, Трп. Tf>p ц— польто добавочный, регулировочный, по-
нижающий и регулируемый понижающий электропечиыс траве-
форматор»; О — отделитель; К — короткозамыкатель.
сящими контактами, пакетный выключатель) и предо-
хранители, или блок «выключатель — предохранитель»,
или автоматический выключатель с электромагнитными
и тепловыми расцепителями; при напряжении вьшге
1000 В — разъединитель (отделитель или штепсельный
разъем комплектного распределительного устройства) и
печной выключатель высокого напряжения оперативно-
защитного назначения или разъединитель (отделитель,
штепсельный разъем)- и- два выключателя высокого на-
пряжения— оперативный и защитный; первый предна-
значается для частых (эксплуатационных), а второй —
для редких (защитных) операций.
Для включения в электрическую сеть напряжением
до 1000 В электротермических устройств мощностью
1 кВт и менее допускается использовать штепсельные
разъемы, присоединяемые к магистральной или радиаль-
ной линии, имеющей защиту, установленную в силовых
или осветительных групповых пунктах (щитах).
В первичных цепях ЭТУ напряжением до 1000 В до-
пускается использование рубильников без’дугогасящих
контактов при условии, что коммутация ими выполняет-
ся без нагрузки.
Печные выключатели (напряжения б кВ н выше)
оперативно-защитного назначения должны выполнять в
ЭТУ оперативные функции — операции включения и от-
ключения электропечей (электротермических устройств),
обусловленные эксплуатационными особенностями, их
работы, а также защиту от токов коротких замыканий и
ненормальных режимов.
Оперативные печдые выключатели ЭТУ должны вы-
полнять оперативные функции; па них может возлагать-
ся и выполнение некоторой части защитных функций,
кроме защиты от токов коротких замыканий, которую
должны осуществлять защитные выключатели. На опе-
ративные ночные выключатели обычно возлагают защит-
ные функции от действия газовой защиты (если такая
имеется на пенных трансформаторах) и от перегрузки.
Например, на установках дуговых сталеплавильных пе-
чей— защиту от перегрузки, вызываемую так называ-
емыми «эксплуатационными короткими замыканиями»
(ток при этом не превышает 3,5 поминального),которые
по какой-либо причине не устраняются системой авто-
матического регулирования мощности печи путем под-
нятия электродов.
Оперативные и оперативно-защитные печные выклю-
чатели могут устанавливаться как на печных подстан-
циях (понижающих или преобразовательных), так и з
цеховых (заводских и т. п.) распределительных устрой-
ствах
Выключатели, которые по отношению к ЭТУ выпол-
няют только защитные функции, как правило, па печных
подстанциях не размещаются.
Защитные выключатели могут предусматриваться
или на каждую ЭТУ — по одному иди по два (взаимо-
резервируемых), или на группу ЭТУ, Количество ЭТУ
в такой группе (До 4—5) выбирается в зависимости от
мощности печи (электротермического устройства) и при-
нятой схемы присоединения ЭТУ к электрическим сетям
общего назначения,
Пещгые выключатели, за редкими исключениями,
выполняют коммутационные операции значительно ча-
ще, чем аналогичные высоковольтные выключатели,
предназначенные для подстанций общего назначения.
Наибольшее число таких операций выполняют печные
выключатели, используемые в установках дуговых ста-
леплавильных печей,—до 56—60 циклов включений и
отключений в сутки. В связи с этим в качестве печных
выключателей должны, как правило, использоваться
выключатели с гашением дуги электромагнитным дуть-
ем, сжатым воздухом или в среде специальных газов,
обладающие повышенной механической и электрической
' ! Воздушные п вакуумные печные вИКЛЮЧачсли рекоменду-
ется устанавливать вблизи Электропечей* Трансформаторов, по-
скольку при таком их расположении коммутационные перена-
пряжения будут наименьшими.
: нос ост ой к ость jo и изготовляемые в соответствии с тре-
'Гзапиями ГОСТ 18397-73 «Выключатели переменного
:сна на номинальные напряжения 6-^220 кВ для частых
-..-.м мутационных операций. Общие технические условия».
Допускается в качестве оперативно-защитных и опе-
iTUBHbix печных выключателей напряжением 6—35 кВ
-заменять маломасляные выключатели с повышенной
-ханической износостойкостью, если эти выключатели
:з.-гжны часто (до 50 раз в сутки) отключать только то-
нс превышающие 10% номинального тока выклю-
• етеля, или токи, достигающие поминального тока, но в
.ргднем не чаще 12—15 раз в сутки.
В качестве оперативных в цепях 6—35 кВ Для ЭТУ
- СССР и за рубежом находят применение вакуумные
выключатели нагрузки с пониженной электродинамиче-
.-:ой стойкостью, неспособные выдерживать без повреж-
дения вакуумных камер механическое воздействие, соз-
даваемое протекающим через них током к. з. При при-
менении таких выключателей учитывают, что; при про-
текании через них тока к. з. разрушаются только
тзкуумвые камеры, легко заменяемые запасными: их
□ нарушение не вызывает ни взрыва, ни пожара и не
должно повлечь развития аварии в распределительном
устройстве и можно сделать весьма малой вероятность
ч. з. в силовой цепи между оперативным выключателем
и э.чектропечным трансформатором при правильно вы-
полненном проекте и монтаже ЭТУ и хорошо организо-
ванной ее эксплуатации.
В ЭТУ с частыми коммутационными операциями ак-
туальным является резервирование печных выключате-
лей— наименее надежного элемента установки из-за их
сравнительно малой электрической износостойкости: их
контактную часть приходится ремонтировать в 5—
20 раз чаще, чем механическую.
При применении печных выключателей, встроенных
в шкафы комплектных распределительных устройств
(КРУ), в качестве резервных предусматриваются запас-
ные выключатели, смонтированные на тележке. Такое
устройство должно храниться полностью отрегулиро-
ванным, с подогнанными втычными контактами штеп-
сельных разъемов первичных и вторичных цепей, подго-
товленным к вкатыванию в шкафы КРУ взамен тележек
с действующими печными выключателями. Количество
резервных печных выключателей зависит от числа дей-
ствующих выключателей я режима их работы и, как
правило, ие должно превышать одного запасного на че-
тыре— шесть действующих (но не менее одного на каж-
дый типоразмер).
В ЭТУ при стационарно установленных печных вы-
ключателях (не в шкафах КРУ) с числом коммутацион-
ных операций 30—50 отключений (и таким же числом
включений) в сутки и при мощности электр о печи ого
трансформатора 10 МВ’А и более рекомендуется уста-
навливать по два соединяемых параллельно оператив-
ных или оперативно-защитных печных выключателя.
Каждый из Этих спаренных выключателей попеременно
должен находиться в работе или в резерве.
Аналогичные печные выключатели в ЭТУ при менее
тяжелых условиях работы или при меньшей мощности
электропечи ого трансформатора рекомендуется резерви-
ровать путем установки на группу из трех—-пяти дей-
ствующих выключателей одного резервного с использо-
ванием обходной системы шин.
Различные схемы включения печных выключателей
представлены на рис. 1-1.
ТОКОПРОВОДЫ ЭТУ
Силовые электрические цепи, соединяющие печи
(электротермические устройства) с другим электрообо-
рудованием ЭТУ и выполняемые проводниками различ-
ных видов, называют токопроводами ЭТУ. Токопроводы
между электропечью (электротермическим устройством)
и электропечным трансформатором или преобразователь-
ным агрегатом принято называть короткой сетью.
При выборе сечений проводников токопроводов на
токи более 1500 А промышленной частоты (50 Гц) и то-
копроводов на любые токи повышенной (0,5—30 кГц) и
Высокой (30—3000 кГц) частоты следует учитывать не-
равномерность распределения тока как по сечению про-
водника (шины, кабеля, провода), так и между отдель-
ными параллельными проводниками фазы (пакета шин,
пучка кабелей, проводов), обусловленную поверхност-
ным эффектом и эффектом близости.
Конструкция токопроводов ЭТУ, в том числе корот-
ких сетей, при наименьших приведенных затратах, как
правило, должна обеспечивать: оптимальные реактивное
и активное сопротивления электрической цепи; наиболее
равномерное распределение тока в проводниках; наи-
большую симметрию реактивных и активных сопротив-
лений трехфазных токопроводов; ограничение потерь
электроэнергии в креплениях токопровода и в конструк-
ции ЭТУ. В связи с этим вокруг одиночных проводни-
ков токопроводов не должно быть замкнутых Металли-
ческих контуров. Это требование следует учитывать при
проходе токопроводов через железобетонные перего-
родки и перекрытия, при устройстве металлических
опорных конструкций, защитных экранов и т. п- В слу-
чаях, когда этого избежать Нельзя, надо применять не-
магвитные или маломагнигные материалы.
При расчетах потерь мощности в металлических ча-
стях, находящихся вблизи токопроводов на большие то-
ки, может быть использована методика, приведенная в
[Л. 1-24].
Для токопроводов цепей с частотой тока 2500 Гц и
более нельзя применять стальные крепящие детали.
Опорные и защитные конструкции таких токопроводов
(за исключением коаксиальных) изготовляют из немаг-
нитных или маломагнитных материалов.
Температура шин токопроводов ЭТУ и их контакт-
ных соединений как за счет нагрева электрическим то-
ком, так и за счет внешних тепловых излучений, как
правило, пе должна превышать 90°С. В реконструируемых
ЭТУ допускается при сварных соединениях 140°С для
медных шин и 12(ГС для алюминиевых. В необходимых
случаях применяют принудительное воздушное или во-
дяное охлаждение проводников.
Расчетная температура вследствие нагрева Электри-
ческим током (без учета нагрева от внешних тепловых
излучений) не должна превышать:
Для шив при естественном или принудительном воздуш-
ном их охлаждении ............................. 70’С
То Же для жил кабелей.........................  30°С
Для охлаждаемых водой шин и жил кабелей , , , . .	505С
Различают жесткие неподвижные и гибкие подвиж-
ные токопроводы ЭТУ,
Жесткие токопроводы выполняются преимуществен-
но из шин прямоугольного или трубчатого сечения. Со-
гласно ПУЭ для таких токопроводов со спокойной на-
грузкой должны применяться шины из алюминия, а для
ЭТУ с резкопеременной ударной нагрузкой— из алюми-
ниевых сплавов с повышенной механической и усталост-
ной прочностью.
Медные шииы для жестких токопроводов, как пра-
вило, применяться не должны, они могут использовать-
ся только при особом обосновании.
Жесткие токопроводы в цепях переменного тока из
многополосных шин рекомендуется выполнять шихто-
ванными с параллельными чередующимися цепями (по-
лосами) различных фаз или прямого и обратного
направления тока одной фазы. Для жестких токопро-
водов переменного тока повышенной частоты рекомен-
дуется наряду с шихтованными применять коаксиальные
шинопроводы, конструкции которых практически наибо-
лее полно могут обеспечить выполнение приведенных
выше требований.
Гибкие подвижные токопроводы короткой сети вы-
полняются медными неизолированными (голыми) гиб-
кими проводами марки МГЭ (по ГОСТ 20685-75) сече-
нием 240—1000 ммй с сердечником из пропитанной ка-
13
Таблица 1-5
Эяектрическйе л механические свойства спин и лент для токопроводпв ЭТУ
Материал		гост	Форма сечения	Обработка			.... Удельное электри- ческое сопротивле- ние при l0*C. 10 9 мкОм м не более	Механические свойства ирв растяжении при 28°С			
Наимено- ван не	Марка			механи- ческая	терми- ческая	старение		Размеры сечения	Временное сапротиале* нне разрыву ств, МПа (кге/млг*), не менее	Предел теку- чести <Tq 2 МПа (кге/мж5), не ыенее1	Относитель- ное удлиненно б, %, не ме- нее1
Алюми- ний	АДО	16176-70 или 15175-70	Прямоуголь- ные шины, трубы и про- фили	Прессе- ванне	Нет	Нет	. 2$	Площадь до 100 см-	70(7)		15
								Площадь от 100 до 300 см“	60(6)	—	15
Алюми- ниевый с пл ай	АДЭ1Т	То же	То же	То же	Закалка	| Естест- венное	32,5	Все размеры	130(13)	60(6)	13
	АД31Т1	То же	То же	То же	То Же	Искусст- . ценное	ЗБ	То же	200(20)	150(15)	8
Алюми- ний	АЗ или АО	5414-63	ПрЯМОуГОЛЬ-" ные н круг- лые шины	Валоне- нне.на- гартбвка	Нет	Нет	29-	То же	112(11,2) допускается 115(11,5)	— 	5
МеДь	лмм	434-71	Лента	Прокатка	Отж вг	Нет	17,24 (допус- кается 17,54)	Толщина 0,10—0.80 мм	260{26)J	—1	—
								0,90—1,25 мм	260(26)’	—	30
								1,35—3,28 мм	260(26)’	—	32
								3,53 мм	255(25,5)’	—	34
Медь	  J1MT	То же	То же	То же	Нет	Нет	17,7— 18,8я	Толщина 0,10—1,25 мм	300(30)		—
								1,35—3,28 мм	270(27)	—	—
								3,53 мм	260(28)	—	—
Медь .	шмл	То же	Прямоуголь- ные шины	Волоче- ние	Отжиг	Нет	17» 24 (допус- кается 17,54)	Толщина 4—7 мм	 255(25,5)’		34
								Свыше 7 мм	250(25)’			36
Медь	шмт	То же	То же	То же	Нет	Нет	1У,7— 18я0®	Толщина 4 мй и более	25О( 25)’		—
т Прочерк означает, что данное свойство действующими стандартами не нормируется,
2 По данным [ЛЛ-25], ГОСТ 434-7] для мягких медных лент толщиной О Л О*0,80 мм и твердых, медных шин. данное свойство
не 'нормирует.
:+ По данным прекратившего действие ГОСТ 434-55. ГОСТ 434-71 Для мягких медвых лент и шин Данное их свойство не Нор-
мирует.	,	•
бельной пряжи (см. табл. 1-5) или медными лентами
по ГОСТ 434-71'. Для присоединения отдельных элемен-
тов ЭТУ используются также медные (неизолированные)
гибкие провода марки МГ сечением 10—500 мм2.
Механические и электрические свойства шин мед-
ных, алюминиевых и из алюминиевых сплавов, а также
медных лент (при 20вС) приведены в табл. 1-2.
При повышении температуры проводников времен-
ное сопротивление разрыву <JS уменьшается. При 100°С
для твердотянутых проводников оно примерно на 9—
10% и для отожженных на 13—14% меньше, чем при
(20°С, а при 70°С~-соответственно..ма 5Д—6 и на 8—
9% [Л. 1-261.	'
При определении допустимого напряжения в шинах
должно учитываться снижение их прочности в местах
болтовых соединений, а в шинах из сплава АД31Т1—\
и в зонах сварного шва. Вследствие отжига в зоне свар-
ки сгв у таких шин может снизиться на 15—20% при
полуавтоматической аргоно-дуговой сварке и на 45—
50% при ручной сварке с неплавящнмся электродом.
Для повышения надежности токопровода сварные швы
в необходимых случаях располагают вблизи узла за-
крепления шин или сварное соединение усиливают на-
кладками из тога же материала.
С ростом температуры алюминиевых и медных про-
водников их удельное электрическое сопротивление уве-
Таблица t*3
Медные ленты марки Л ММ, используемые в ЭТУ
Толщина ленты, мм	С ечеиие ленты, им', при ее Ширине, мм					
	40	50	60	70	во	100
0,5	20	 25	30	35	40	50
0,8	32	40г	48	56	64	80
1,0	39,В	49,8	69,8	69т8	79,8	99,8
Таблица 1-4
Технические данные одножвльвых гибких
водоохлаждаемых кабелей на напряжение до 1 кВ
Марка кабеля	• Сечение 6 ка беля, мм3	Электричес- кое сопротив- ление при 20"С, МкОм/и	Дяэметр отеерстня, w	Нанкеяьший радиус иэ- | гиба, мм	Масса кабеля, кг/м	Расход аоДы на охлажде- ние, м^/ч
KBG-6S0	650	31	48	600	9	До 2
квоюоо	1000	20	,			12	Доз
Примечание. Расчетные температуры: на поверхности
кабеля 70г'С, воды на входе ЗО’С, на выходе 50°С; давление
воды не более 0,3 МПа (8 кгс/см3}.
личивается. Оно может быть определено по формуле
Р/ = РиП + а (1 — 20)),
где р( — удельное электрическое сопротивление провод-
ника при температуре t, °C; рга — то же при 20°C;
a — температурный коэффициент сопротивления, °C"1,
в интервале 0—150°С, равный 0,040 для меди и 0,041
для алюминия.
Сортамент изготовляемых промышленностью шин
для электротехнических целей установлен стандартами,
номера которых указаны в табл. 1-2. Согласно
ГОСТ 15176-70 допускается также’ изготовление шин,
прессованных из алюминия и алюминиевых сплавов,
е размерами по ГОСТ 13616-68 или по согласованию
между заказчиком и заводом-изготовителем.
Сортамент медных лент, используемых в токопро-
водах ЭТУ, приведен в табл. 1-3.
Гибкие провода подвижных токопроводов коротких
сетей ЭТУ собирают в гирлянды с расположением про-
водников параллельными рядами или по периметру
окружности; ленты собирают в пакеты, оконцовываемые
обрезком шины или башмаком специальной конструкции.
При этом для гибких токопроводов на токи 1500 А и
более промышленной частоты применяют гибкие водо-
охлаждаемые кабели с медной жилой марки КВС
(табл. 1 -4).
Для этих же целей, а также на токи 150^250 А и
более повышенной и высокой частоты могут применять-
ся также упомянутые выше гибкие медные провода
маркн МГЭ, охлаждаемые водой внутри резино-ткане-
вого рукава типа ВГ; данные таких токопроводов
приведены в табл. 1-5.
Узлы оконцевания кабеля марки КВС и токопрово-
дсв яз гибких медных проводов в резино-тканевом
рукаве приведены на рис. 1-2 и 1-3.
Кабельные наконечники должны крепиться к ши-
нам и выводам электропечей не менее чем двумя болта-
ми М16—М20.
Расстояния в свету (электрические зазоры) между
шинами разной полярности (разных фаз) жесткого
токопровода ЭТУ переменного или постоянного тока
следует выбирать по данным, приведенным в табл. 1-6.
Рис 1-2. Узел оконцевания водоохлаждаемого кабеля
марки КВС.
/ — кабель: 2— патрубок; S* кабельный наконечник; 4 — кони-
ческая втулка: 5 — резиновое уплотнение; £ •— сальниковая
втулка; 7— гайка.
Рис, 1-3. Узел оконцевания гибкого провода, охлажда-
емого водой внутри резино-тканевого рукава.
/ — кабельный наконечник; 2— клин; <1™ неизолированный мед-
ный провод марки МГГЭ; 4 — хомут латунный; о ~ рукав на-
порный; 6 и 7 — патрубки.
Таблица i-5
Технические данные гибких медных проводов
в резино-тканевом рукаве
Марка провода	Сечение прово- да, мм-	Электрическое сопротивленце : провода при 20°С, мкОы/м	Диаметр, мм			Масса провода, кг/м	расход зоды ни охлаждение, м^/ч
			проводя (расчетный)	сердечника |	.3, И 4> a g сцд: д Я О akg		
МГЭ-240	240	77,60	26,6	9,1	33	2,37	До 9,7
МГЭ-300	300	62,95/	28.7	9,5	38	2,78	До 0,9
МГЭ-400	400	46.95	31.3	;о,5	50'	3,80	До 1,2
мгэ-soo	500	37,72	35,1	11.7	50	4Г74	До 1.5
мгэ-юоо	1000	18,26	50.3	17,0	70	9,3!	До 3,0
Таблица 1-6
Наименьшие расстояния в свету, мм,
между шинами токопроводов
Помещение, в кото- ром прокладывается токопровод	Постоянный ток		Переменный ток частотой				
			50 Гц		ионьтшенной		
	до 1000 В	свыше 1000 В (до 10 000 В)	до 1S00 В	свыше 1600 В (до 3090 В)	а О о §:	свыше 1600	
						| а ОООЕ	Я 000 i	оУ
Сухое, не пыльное	12-15	40—130	1Б-20	20—25	15—20	20—30	30—45
Сухое, пильное	16—20	60—150	20—25	25—30	20-25	25—35	35-50
Для каждого предела напряжения а таблице указаны
минимальное и максимальное значения допустимого за-
зора между шинами; поэтому зазор следует выбирать,
исходя из того, ближе к нижней или к верхней граннпе
указанного в таблипе предела напряжения находится
напряжение данной электрической цепи. Зазоры в таб-
лице приведены для шин шириной (высотой) не более
250 мм; при большей ширине шин зазоры следует уве-
личить на 5—10 мм.
Допустимые токовые нагрузки шин и кабелей
должны определяться по таблицам, приведенным в ПУЭ,
для шихтованных пакетов шин для токов промышленной
частоты, а также для двух: прямоугольных и трубчатых
шин и кабелей для токов повышенной частоты по таб-
лицам, приведенным в гл. V11-5 ПУЭ (5-го издания) и
в [Л. 1-26, 1-27].
Для водоохлаждасмых (жестких и гибких) провод-
ников токопроводов промышленной частоты из алюми-
ния и его сплавов рекомендуемая плотность тока равна
3—6 Д/мм2 (максимально допустимая 15 А/мм2), из ме-
ди 4—8 А/ммг (максимально" допустимая .25 А/мм2).
Оптимальная плотность в таких, а также в аналогичных
водоохлаждаемых токопроводах повышенной или высо-
кой частоты должна выбираться по минимуму приве-
денных затрат [Л. 1-28] (см. § 1-3).
Электродинамическая стойкость при токах к. з.-
жестких токопроводов ЭТУ на номинальный ток 10 кА
и более рассчитывается с учетом увеличения электро-
магнитных сил в местах поворотов и пересечений шин;
кроме того, рекомендуется проверять расстояния между
опорами токопроводов на возможность возникновения
резонанса. Такие расчеты мало отличаются от расчетов
при конструировании токопроводов электроустановок
общего назначения [Л. 1-29—1-31].
Изолирующие опоры для пакетов жестких токопро-
водов ЭТУ цепей промышленной и повышенной частоты
напряжением до 1600 В выполняются в виде 'колодок
(гребенок) или прокладок нэ листового электроизоля-
ционного материала, сжатых вместе с шинами болтами
или шпильками; колодки — непосредственно, проклад-
ки — с использованием металлических накладок — стя-
жек (рис. 1-4). Стяжки обычно служат и для крепления
токопроводов на подвесках или опорных конструкциях.
В качестве электроизоляционного материала для
колодок и прокладок на напряжение до 1000 В про-
мышленной и повышенной частоты используются пре-
имущественно неиропитанные электротехнические асбес-
тоцементные доски, реже (из-за большей стоимости) —
ас бестотекстолит и стеклотекстолит. Стеклотекстолит
марок СТЭФ-1 и СТК используется для изоляции цепей
напряжением выше 1000 В. Текстолит применяется ма-
ло, так как он недостаточно дугостоек и сравнительно
легко выгорает при перекрытии изоляции через осевшую
на нем пыль. Он используется главным образом в нор-
мальных, непыльных помещениях для изоляции цепей
повышенной частоты, а текстолит марки ВЧ — в цепях
высокой частоты (до 1 МГц).
Для этих же целей могут также использоваться не-
которые марки электротехнических пластмасс; предпо-
чтительнее те марки, которые относятся к материалам,
не распространяющим горение.
Физико-механические свойства электроизоляционных
материалов, применяемых для изоляции токопроводов
ЭТУ, приведены в табл. 1-7. Колодки для токопроводов
Рис? 1-4. Изолирующие опоры пакетов шин.
а—-с колодками; б —с прокладками, исполнение для подвески; в—с прокладками, исполнение для установки ria конструкции:
/ — шины; 2 — деревянные колодки; 3 —шпильки с гайками и шайбами; 4—.уголок опорной конструкции; а — асбестоцементные
прокладки; S — стяжки; 7 —шпильки со шплинтами.
16
Таблица t-7
Физико механические свойства электроизоляционных материалов
Материал		Плотность, кг/м3	Размеры (досок), мм			Предел прочности2, МПа (кгс/с№)		Сол р оти вл енис р а С' калынанпю для ли- стой толщиной 10 мм. и более, Н	Длительная допус- тимая рабочая тем- пературу °C	Стойкость к кратко- временному нагре- ванию, °C
Наименование, • гост	Марка или 1 вид		Толщина (сокращен’ ный сорта- мент)	Длина	Ширина	при статичес- ком изгибе перпендику- лярно слоям	при растя- женин вдоль ... слоев			
Доспи асбестО’ цементные элект- ротехнические ду- гостойкие, ГОСТ <248-68	350 400 450 500	1S003	6; 10; 15; 20; 25; 30; 40	1100, 1200	700, 300	35(350 40(400) 45(450) 50(500)	5—6(50—60)	—	180*	2501
Арботекстолнт элсктротех г!иче- ский листовой, ГОСТ 16360-70	А СТ-А ACT-Б	1500—1700	i; 6; 10; 15; 20; 25; .40; 40; 50; 60;	600—2480	450—1000	95(950) 110(1100)		3500	130	155
С те кл отекетоли т з,пектротехниче- СКИЙ листовой, ГОСТ 12652-74	СТ СТ-1 стф-1 стк	<51 <71 271 О? GO О О GO О О ILL L се <С Ой QO оо(л ел е?о сл о	*; 6; io: 15; 20; 25—30 То же и 1 То же То же	600—1480	450—980	95(950) 100(1000) 240(2400)	70(700/ 75(750) 200(2000} 90(900;	1300 1300 2500 900	130 130 155 180	150 150 200 220
Текстолит элект- ротехнический листовой, ГОСТ 1’910-74	А Б ВЧ	1300—14500	I; 2; 4; 6? 10’ 15; 20; 25; 30; 40; 50 То же 1; 2; 4; 6; 8; выше ло заказу	600	450	80/70(800/700) 95/80(950/800)	45/35(450/350) 55/45(550/450) —/45 ( — /450)	дооо 3000	105	—
Древесина воз- душно-сухап	Бук	 650/680	—	—	—	83—92 (830—920)	£03—125 (1030—1250)	—	105	—
	Дуб	700/780		—		74—104 (740—1040)	100—160 (1000—1500)		105	
1 Прочерк означает, что данная величина не нормируется.
z По текстолиту: числитель—для листов толшниой 10 мм и более, знаменатели — для листов толщиной менее 10 мм; по стек-
лотекстолиту — для листов толщиной 10 ич и более.
3 Средняя.
' По данным [Л. 1-261; ГОСТ эти параметры не нормирует.
на напряжения до 500 В изготовляют также из древе,
сины (бука или дуба), пропитанной горячим парафином.
В качестве металлических стяжек шинных пакетов
токопроводов ЭТУ на токи 1500 А и более промышлен-
ной частоты и на любые токи повышенной частоты при-
меняют гнутые профили П-образяого сечения из листо-
вой маломагнитной или немагнитной стали, например
из стали марок 65Г (ГОСТ 1050-74) или Х14Г14НЗТ
(ГОСТ 5632-72); стягивающие их шпильки и болты
выполняют из немагнитных хромоникелевых сплавов,
например из сплава марки ХН60Ю (ГОСТ 5632-72),
а также из цветных металлов или сплавов, например
латуни марки Л63 (ГОСТ 15527-70).
Толщина листа для профилей стяжек выбирается
в зависимости от размеров шинного пакета. Преиму-
щественно используются листы толщиной 4, 5, 6 или
8 мм.
Для стяжек пакетов шип (кроме тяжелых много-
полосных шинных пакетов) применяют и детали силу-
мина (ГОСТ 1521-76),
Механические свойства металлов и сплавов, исполь-
зуемых для элементов креплений изолирующих опор
токопроводов ЭТУ, приведены в табл. 1-8.
Для обеспечения приемлемого сопротивления изо-
ляции шинных пакетов (десятки килоом) рекомендуется
и прямоугольные, и трубчатые проводники шихтованных
шинных пакетов токопроводов ЭТУ на напряжение до
1600 В дополнительно изолировать в местах сжимов,
а между компенсаторами разных фаз (разной поляр-
ности) закреплять изоляционные прокладки.
Дополнительной изоляцией может служить покры-
тие эпоксидным лаком или липкой стеклотканевой лен-
той марки ЛКСЛ-155 (ГОСТ 10156-70) внахлестку.
Толщина такой ленты 0,12—0,15 мм, ее на гр ев ост ой кость
равна 155°С.	
Для изоляционных прокладок между компенсатора- -
ми используется листовой материал толщиной 1—4 мм,
стойкий в тепловом и механическом отношении, напри-
мер стеклотекстолит.
Для токопроводов ЭТУ напряжением выше 1600 В
в качестве изолирующих опор применяют преимущест-
венно фарфоровые »ли стеклянные изоляторы. У токо-
проводов на токи Т500 А и более промышленной часто-
ты и на любые токи повышенной и высокой частоты
используемые армированные изоляторы (сели есть необ-
ходимость в их применении) должны иметь алюминие-
вую армировку.
Контактные соединения шин из однородных метал-
лов (алюминия, алюминиевых сплавов и меди) следует
выполнять сваркой, если этому не препятствует конст-
рукция токопровода. Болтовые контактные соединения
шин должны применяться только в тех местах, где по
условиям эксплуатации требуется иметь возможность
разъема соединений.
2—342
17
Таблице 1-8
Физике-механические свойства металлов я сплавов, используемых для элементов креплений то ко пр оводов ЭТУ
Материал		Плотность, кг/м:|	Обработка		Механические свойства н?к растяжение при 20*6. не менее			Температур’ ньтй коэффи- циент линей- ного расши- рения а, при 2G— 100°С
Наименование ч	Марка		термическая	старение.	Временное сопротивле- ние разрыву МПа (кге/мм-)	Предел текучести (Тт, № (кгс/Mhr)	ОтНосл- тельное удлине - няе а, %	
Сталь	65Г	7650	Нормализация при 820±) О' С		750(75)	440(44)	9	Ид :
Сталь	Х14Г14НЗТ	7820	Нагрев до ]050° С, охлаждение на воздухе	—	700(70)	270(27)	—	10,3.. : 
Силумни	АК9	2690	Закалка	Искусст- венное	390(39)	280(28)	10	19.5
Хромоникелевый сплав	хнеаю (ЭНЗБ9А)	7900	Нет		720(72)’	—	60	12 г3
«Латунь	Л63	8500	Отжиг 600—700° С	—	360(36)	110(11)	49	19,0.
Сварные соединения шин алюминиевых н из алю-
миниевых сплавов рекомендуется выполнять аргоно-ду-
говой сваркой, причем шин из сплавов АДЗГГ1 и
АД31Т— полуавтоматической сваркой, которая . дает
наименьшую степень отжйга свариваемых шин. Свар-
' ные соединения должны обладать достаточной проводи-
мостью и прочностью. При сварке шин следует руковод-
ствоваться Инструкцией по электрод у гон ой сварке шин
из меди, алюминия и его сплавов Минмонтажспецстроя
СССР (МСН 162-67).
На болтовых контактных соединениях медных шип
под головки болтов и под гайки устанавливают нажим-
ные чистые медные шайбы, наружный диаметр которых
должен в 3—4 раза превышать диаметр болта, и сто-
порные разрезные стальные шайбы.
Болтовые контактные соединения алюминиевых шин
выполняются с применением тарельчатых пружин
по ГОСТ 10434-76. Контргайки на болтовых соединениях
таких шин устанавливать не требуется. Данные по та-
рельчатым пружинам приведены в табл. 1-9.
Присоединение алюминиевых шин к медным выво-
дам аппаратов выполняют при помощи переходных
пластин: при нормальной среде помещений — из алю-
миниевого сплава АД31Т1 (ТУ36-931-67); при влажной
или химически активной среде помещений — из сплава
«алюминий — медь» (ТУ 36-495- - 69).
Сортамент переходных пластин, изготовляемых за-
водами электромонтажных изделий, приведен
в табл. 1-10.
Шины токопроводов удлиняются при нагреве током,
что должно учитываться при проектировании. В интер-
вале температур 20—100°С температурный коэффициент
линейного расширения медных шин равен 16,4-10-6 °C-1,
алюминиевых 24-10~в ОС~*,
Конструкция токопроводов не должна из-за нагрева
вызывать недопустимых механических воздействий на
выводы электрооборудования, к которым они присоеди-
нены.
В необходимых случаях следует устанавливать ком-
пенсаторы, например между шинами токопровода корот-
кой сети и выводами низшего напряжения печных
трансформаторов дуговых сталеплавильных и руднотер-
мических печей.
Компенсаторы для токойроводов с шинами алю-
миниевыми и из алюминиевых сплавов (рис, 1-5) изго-
товляют заводы электромонтажных изделий (табл. 1-11).
Такие компенсаторы всех типов имеют длину 270 и вы-
соту 60 мм.
Таблица 1-9
Технические данные тарельчатых пружин для болтовых
контактных соединений
Диаметр болта, мм	Тарельчатое пружины			
	Количе- ство на болт, UJT,	Диаметр, мм		Обозначение
		наруж- ный	внутрси- ний^	
6)8	п	Ж	8.5	1086—070]
10	0	22	10.5	1686—0762
10	2	2В	12	НС28Х12X1,5X0,2
12	]	32	14	НС32Х 14X3X0,7
16	3	46	20	ИС40Х20Х2Х1,0
20	2	45	,	25	1С86—0710
 _ Таблица Ы0
Технические данные переходных пластин
Тип	Номенкла- турный- гиифр	Размеры ,чмм				M’OCCflj 1G?
		еб В Чо	1 Длина i бедней части	Ш ирина	Толщина	
Пластики						
МА40Х4	К217	160	60	40	4	0,14
МА50Х6	K2I8	ГКО	60	50	6	0.26
М.А60Х8		^40	80	60	8	6,59
МА80Х8	К220	250	90	80	8	0,85
МА100Х10	К 221	270	НО	ТОО	10	1.52
МА120Х10	K2t 6	330	140	]'?(]	10	2,28
Ллщ.'тки.ы алюлмниеяого сплава А						
АП40Х4	К18]	160		' 40		0,06
АП 50x6 ,	К182	180		50	6	0,11
АП60Х8	К183	240		60	. 8	0 J7
АП80Х8	К184	250		66.	8	0,35
АПЮ0Х10	кш	270		100	10	0.58
АП120Х 10		J3G		120	10	0г84
4
В связи с ограниченным применением токопроводов
с медными шинами компенсаторов заводского изготов-
ления для них нет; такие компенсаторы изготовляют на
монтажно-заготовительных участках электромонтажных
трестов из тонких лент (табл. 1-3) или медных неизоли-
Таблица 1-11
Технические данные алюмин неких компенсаторов
Тип 1	Номенкла- турный шифр	Размеры, мм		Масса, кг
		Ширана b	Толщина s	
КШ50/В	К53	60	6	0,23
<11160/10	К53	60	10	0.45
КШ80/10	К54	80	10	0,00
К1И100/1О	КВ5	100	-10	0.75
<Ш 120/10	K5S	120	10	0,00
Таблица 1-12
Технические данные медного аеиаолированното гибкого
провода марки ИГ
Сечениа провода, мм1		Электричес- кое сопро- тивление, WOm/m	Расчетные параметры	
но ми наль- ное	расчетное		Диаметр провода, мм	Масса, кг/м
10	10,40	1.760	4,70	0,10
16	15,76	1,160	5,80	0,14
25	25,89	0,706	7,70	0,24
35	35.14	0,516	8,70	0,32
50	48,30	0,363	10.20	0,44
70	68.64	0,272	12,15	0,63
95	94,06	0,192	14.28	0,86
120	120,61	0,150	16,17	1.10
150	146.97	0,120	17,85	1,36
185	181,46	0,097	20,00	1,66
240	242,30	0,073	22,95	2,22
300	291,10	0.061	26.14	2,67
400	398,92	0.046	29.75	3,65
500	519.50	0,035	33,95	4,76
Таблица 1-13
Одпокнльпые силовые кабели больших сечений
Сечение Жилы, мм5	Токовая нагрузка, А. при прокладке на воздухе с температурой +26° С	
	Марка АсВВ; До 1 кВ	Марке АсВЭВ1; 6 в 10 кВ
1000	5080	1010
15№	1300	1290
1800	1460	1430
2000	1615	1560
1 Экран заземлен о одного конца.
Таблица 1-14
Диаметр Н масса одножильного силового кабеля марки АсВЭВ
Сечение жилы, м»ё	Наружный диаметр- кяб&ля, мм, на напряжение, кВ		Масса кабеля, кг/м, на напряжение, кВ	
	6 ,	10	6	1 10
1000	58,0	62,0	4,96	5,53
1500	67.6	71,6	6,65	7,51
1800	72,1	76,1	7,87	8,56
2000	74,9	73,9	8,56	9,29
Рис. 1-5. Шинный компенсатор серии КШ (соединение
с шинами—сварное).
рованных гибких проводов марки МГ (табл. 1-12),
приваренных или припаянных к отрезкам медных шин.
Согласно стандартам на индукционные плавильные
печи (ГОСТ 16323-70) и на дуговые сталеплавильные
печи емкостью 6—200 т (ГОСТ 7206-73) комплектно
с такими печами должны поставляться все элементы ко-
роткой сети, состоящей из гибкого токопровода и жест-
кого шинопровода низшего напряжения. Комплектность
поставки других видов и типоразмеров электропечей,
выпускаемых специализированными заводами, в ближай-
шие годы будет расширяться, но все же для значитель-
ного числа ЭТУ, в частности для ЭТУ с несерийными
печами, необходимость проектирования и индивидуаль-
ного выполнения их токопроводов может сохраниться
еще на длительный срок. ,
В такйх условиях во многих случаях целесообразно
использование для токопроводов ЭТУ постоянного и пе-
ременного тока на напряжение до I кВ комплектных
шинопроводов серий ШМА, ШМАД и ШМАД К, изго-
товляемых вводами электромонтажных изделий.'
Для токопроводов переменного и постоянного тока
на токи до 5—6 кА и напряжение до 1 кВ могут исполь-
зоваться одножильные силовые кабели больших сечений
с алюминиевыми жилами, пластмассовой оболочкой и
изоляцией — так называемые «ка0ельтокоир оводы»
марки АсВВ (ТУ 16.505.125-70), а на напряжение 6 н
10 кВ —марки АсВЭВ (ТУМИ 183-71) с экраном из
медных лент (табл. I-I3, 1-14).
Такие кабели рекомендуется применять для токопро-
водов без ответвлений иди с малым количеством ответ-
влений (два-три) при сложной трассе с большим числом
поворотов. В электротехнических помещениях ЭТУ,
в которых практически отсутствует механические воз-
действия на оболочку кабеля, они могут прокладываться
открыто, без защиты нх кожухами и коробами. Для то-
копроводов на токн 2 кА и более возможно соединение
параллельно до 4 кабелей на фазу (полюс). Строитель-
ная длина кабеля не менее 200 м.
Соединения, ответвления, а также оконцевания ка-
беля наконечниками выполняются термитной сваркой
по специальней инструкции, разработанной ВНИИпро-
ектэлектромонтажем.
Кабели марок АсВВ и АсВЭВ могут использоваться
при температуре окружающей среды от —50 до +50*С.
Температура жилы: длительно допустимая — до 4-65°С,.
максимально допустимая при токах к. з. —до +140°С.
Электропроводки силовых цепей, цепей управления
и сигнализация ЭТУ, прокладываемые по корпусам (ко-
жухам) печей иля вблизи от них и подверженные внеш-,
нему нагреву, выполняют проводами с нагревостойкими
оболочкой и изоляцией марки РКГМ (ГОСТ 16036-70)
илн ПСУ (ТУ 16.505.523-73) в трубах, коробах или
с другой защитой от механических повреждений
(табл. 1-15).	'
Провода марки РКГМ на номинальные напряжения.
до 660 В имеют медную жилу и изоляцию из кремний- ;
органической резины в оплетке нз стекловолокна, про-
питанной нагревостойким лаком или эмалью; строи-
тельная Длина провода не менее 5 м. Допускаетсядли-
тельйая эксплуатация пр я температуре провода до
+180°С.
Провода марки ПСУ на номинальные напряжения
до 380 В имеют медную жилу я изоляцию из стеклотка-
2*
19
Таблица 1-15
Сечения и наружные диаметры иагревастобаих проводов
марок РКГМ и ПСУ
Сечение Жилы, мм=	Наружный Диаметр, мм, проводов марки		Сеченне жилы, мму	Наружный диаметр» ММ, проводов марки	
	РКГМ	ПСУ		РКГМ	ПСУ
0,75	3,6			 16,00	F9.3	7,0
1,00	3.7		25,00	10,6	>0,1
1,50	4,0	3.8	35.00	12,3	И,0
2,50	4J	4,2	50.00	13,8	12,5
4,00	5,3	4,7	70.00	16.6	14,1
6,00	6,8	5,1	95.00	18,3	10,1
10,00	7,7	6.0	120,00	21,6 '	—
Таблица 1-16
Данные жаростойких контрольных и силовых кабелей
марок КМЖ, КМЖВ. КЖА
Марка кабеля	Число в сечение жил	Номиналь- ное на-, пряжение, В	Допустимая температура, ФС	
			среды	кабеля
КМЖ	Н 2; 8; 7 жил; 1т0; 1,5 или 2,5 мма	380 и 060’	+100	+250
КМЖВ	19 жил 1,0 мм® 2, 3 и 7 жил 1,5 иди 2,5 мы2; 3 жилы 4 мм®; 1 и 3 жилы 6 или 10 мм®; 1 И 2 жилы 16 мы®; 1 жила 35, 70 ИЛИ 120 мм®	380 U 660’	+70	+200
КЖА	7 жил 1.5 ммг+16 жил 0,35 мм2; 7 жил 4 мм*-Нб лсил 1 мм®	f 1271 1	220-	+100	+270
1 Переменный ток SO Гц.
5 Постоянный ТОК.
ни, на которую накладывается покрытие: на провод се-
чением до 16 мм2 — из дельта-асбеста с подклейкой и
пропиткой кремнийорганическим лаком, на провод сече-
нием свыше 16 мм2 —оплетка из стекловолокна с про-
питкой кремнийорганическим лаком. Провода можно
прокладывать по конструкциям, нагретым до +15СГС
при температуре среды до 4-120°С. Строительная длина
провода не менее 10 м.
Соединение проводов марок РКГМ и ПСУ с прово-
дами или кабелями внешней проводки, имеющими, как
правило, алюминиевые жилы, осуществляется на сборке
зажимов, устанавливаемой на каркасе печи.
Кабельн,ой промышленностью выпускаются жаро-
стойкие кабели (табл. 1-16) строительной длиной не ме-
нее 50 м. Применение в ЭТУ таких кабелей ограничено
сравнительно высокой их стоимостью и необходимостью
тщательной герметизации концевых заделок из-за высо-
кой гигроскопичности магнезиальной изоляции (кабели
марок КМЖ и КМЖВ], вследствие чего их монтаж
ведется в две стадии.
Сплошная медная оболочка кабелей марок КМЖ
и КМЖВ и алюминиевая — кабеля марки КЖА обеспе-
чивает их зашиту от внешних механических воздействий,
что позволяет прокладывать кабели открыто. Кабель
марки КМЖВ имеет наружное антикоррозионное покры-
тие поливинилхлоридным пластикатом. Кабель марки
КЖА имеет изоляцию из стекловолокна.
20
ВЫБОР ПЕРВИЧНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ЭТУ;
ТОЧКИ И СХЕМЫ ИХ ПРИСОЕДИНЕНИЯ
К ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СЕТЯМ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
Вопросы выбора первичного напряжения ЭТУ, точки
и cxeilu присоединения их н электросетям общего назна-
чения— одни из наиболее важных при проектировании
таких установок. Решать их следует на основе технико-
экономического анализа возможных п наиболее целесо-
образных вариантов проекта.
Объем такого анализа зависит От условий, перечис-
ленных в начале настоящего параграфа и, кроме того,
от условий поставки оборудования, которым должна
комплектоваться ЭТУ.
В проектной практике наиболее часто встречаются
следующие случаи:
а.	Все оборудование проектируемой ЭТУ поставля-
ется заводом-изготовителем комплектно с печью (элек-
тротермическим устройством) в полном соответствие
с имеющимся типовым проектом ЭТУ.
б.	Все оборудование ЭТУ поставляется комплектно
но имеется то или иное несоответствие между оборудо
ванием, предусмотренным типовым проектом ЭТУ, с
оборудованием, поставляемым заводом — изготовите
леи печи (электротермического устройства).
в.	Все оборудование ЭТУ поставляется комплектно
но типового проекта ЭТУ нет.
г.	Все оборудование, необходимое для комплекте
ваиия проектируемой ЭТУ, должно быть выбрано ;г
числа его типоразмеров, выпускаемых или осваиваемы?
промышленностью.
Д. Основное оборудование (или его часть) необхо-
димое для проектируемой ЭТУ, промышленностью не
выпускается; оно должно быть разработано вновь
и на его разработку следует выдать технические тре
бования.
При наличия типового проекта ЭТУ его «привязы
вают», не внося в проект изменений или выполняя неко-
торую корректировку для устранения упомянутого не
соответствия, возникающего, если типовой проект ЭТА
частично устарел либо, наоборот, типовой проект, раз
работаннын с учетом внедрения вновь осваиваемой
оборудования, выпущен раньше включения заводом —
изготовителем нового оборудования в комплект по-
ставки.
В типовых проектах варианты первичного напряже
ния ЭТУ предусматриваются только для установок це
чей средней мощности, печные трансформаторы которы)
можно заказывать на напряжение 6 или 10 кВ.
Подобные условия существуют и для выбора пер
винного напряжения электропечных трансформаторов
поставляемых с печами (электротермическими устрой
Ствами) ЭТУ, по которым типовых проектов нет. Ис
ключения из таких условий рассмотрены в разд. 3 и 4
Для двигатель-генераторных преобразовательны;
агрегатов, поставляемых заводами — изготовителям!
электротермического оборудования комплектно с элек
тропечами, варианты выбора первичного нацряжени!
обычно возможны, когда в качестве приводных исполь
зуются электродвигатели общего назначения.
При мощности электродвигателей преобразователь
ных агрегатов до 250—350 кВт их, как правило, можтк
выбирать на напряжение 380 или 660 В (при расширепиг
действующих установок допускается применять электро
двигатели и на напряжение 500 В), или 3000 В (начина!
с мощности 160 кВт); при большей мощности до 500—
600 кВт — но напряжение 660, 3000 или 6000 В, от
630 кВт и более — на напряжение 3000 (до мощное?!
1250 кВт), 6000 или 10000 В.
При мощности выше 100—125 кВт могут применять
ся как асинхронные, так и синхронные двигатели, пр:
меньшей мощности — только асинхронные.
Электродвигатели однокорпусных преобразователь
ных агрегатов специального исполнения как с горизон
тальиым, так и с вертикальным общим валом постав ля
ются преимущественно на одно, реже на два номиналы
чых напряжения: при соединении обмоток звездой —на
:8(J В и треугольником — на 220 В (ожидается выпуск
электродвигателей с сочетанием напряжений 380 и
г.60 В),	'	,
Первичные напряжения -выпускаемых серийно элект-
ротехнической промышленностью электропечных транс-
форматоров и преобразовательных агрегатов ЭТУ при-
ведены в разд. 2—5 настоящего-Справочника.
При технико-экономических расчетах (см. § 1-3)
.тля оптимального выбора первичного напряжения элект-
тюпечных трансформаторов и напряжения электродвига-
телей следует учитывать, какие напряжения приняты
для других электроустановок предприятия-заказчика
проектируемой ЭТУ. При выборе первичного напряже-
нии и схемы присоединения ЭТУ к сетям общего назна-
эепия следует стремиться к наименьшему числу сетевых
звеньев и к минимуму ступеней промежуточной транс-
формации и коммутации. Предпочтение при выборе
первичного напряжения надо отдавать более высокому
напряжению, даже При некоторых (10—15%) экономи-
ческих преимуществах низшего.
В отношении обеспечения надежности электроснаб-
жения электроприемники ЭТУ согласно ПУЭ преимуще-
ственно относятся к электроприемникам второй или
третьей категории. Электроприемники промышленной
частоты ЭТУ с первичным напряжением до 1 кВ при
любой их категории могут получать питание электро-
энергией от распределительных устройств по одной ка-
бельной линии или шинопроводу. При более высоком
первичном напряжении таких электро прием ников, отно-
сящихся ко второй категории, допускается осуществлять
их питание от электрических сетей общего назначения:
при радиальной схеме —по одной кабельной линии, со-
стоящей из соединенных параллельно двух или более
кабелей, без самостоятельных разъединителей на при-
соединении каждого кабеля; при магистральной схеме —
по одному шинопроводу группы электроприемннкбв од-
ной или нескольких ЭТУ.
Системы автоматического ввода резерва (АВР) для
электроприемников ЭТУ. как правило, не применяются.
При выборе точки присоединения ЭТУ к электросе-
тям общего назначения учитывают технические данные
ЭТУ, перечисленные в начале настоящего параграфа, и
исходят из условия, что работа ЭТУ в любых эксплуата-
ционных режимах не должна вызывать снижения каче-
ства электроэнергии ниже его показателей, нормируемых
действующим ГОСТ 13109-67 «Нормы качества электри-
ческой энергии у ее приемников, присоединяемых к элек-
трическим сетям общего назначения».
Условия обеспечения нормируемых показателей ка-
чества напряжения в электрических сетях при работе
печей (электротермических устройств) аналогичны таким
же условиям при работе ряда других электроприемни-
ков, рассмотренным, например, в [Л. 1-32]. Ниже приве-
дены некоторые особенности этих условий.
Учитывая требования ГОСТ 13109-67, электрическую
нагрузку нескольких однофазных Электр оприем ников
ЭТУ следует возможно равномернее распределять меж-
ду тремя фазами сети и расчетом убедиться в том, что
при всех возможных эксплуатационных режимах работы
вызываемая этой нагрузкой несимметрия напряжений не
превысит допустимых значений. Если расчеты показыва-
ют, что указанное условие не соблюдается, то необходи-
мо проанализировать, исходя из техник о-экономических
показателей, будет ли наиболее целесообразным: присое-
динить однофазные электроприемники ЭТУ к более мощ-
ной электрической сети (к точке сети, в которой ток к. з..
выше1), снабдить ЭТУ симметрирующим устройством или
же предусматривать другие технические решения, напри-
мер. установку коммутационных аппаратов (разъедини-
телей, выключателей), которые позволяют при возникно-
вении (не чаще 80—100 раз в сутки) несимметрии в про-
цессе работы ЭТУ перераспределять нагрузку однофаз-
ных электронриегм:гиков между фазами трехфазпбй сети.
Такое перераспределение нагрузки обычно выполняется
при ручном управлении коммутационными аппаратами,
но возможна и- автоматизация этого управления.
Присоединение однофазных электроприемников ЭТУ
к более мощным электрическим сетям связано в боль-
шинстве случаев или с повышением первичного напря-
жения ЭТУ (например, с повышением первичного напря-
жения печного трансформатора с 0,38 др 6—10 кВ или
с 6—10 кВ до 35 или 110 кВ), или с выделением для пи-
тания таких электроприем пиков отдельного силового по-
нижающего трансформатора.
В зависимости от первичного напряжения ЭТУ та-
кой трансформатор может быть выделен: на цеховой
трансформаторной подстанции с высшим напряжением
6 или 10 кВ и низшим 0.38 или 0,66 кВ, на заводской
подстанции [на главной понижающей подстанции или на
подстанции глубокого ввода с высшим напряжением 220,
ПО или 35 кВ и низшим, соответствующим первичному
напряжению ЭТУ (6, 10, 35 или НО кВ)].
В некоторых случаях может оказаться рациональ-
ным выделение для питания однофазных ЭТУ одной из
обмоток трехобмоточного силового трансформатора за-
водской подстанции.
Мощность понижающего силового трансформатора
для питания несимметричней нагрузки ЭТУ следует вы-
бирать с учетом допускаемой в таком режиме перегруз-
ки [Л. 1-33]; коэффициент возможной перегрузки Ка.п
следует определять из выражения
К 1а
А н.я —------
/н
1,525
где 1А— ток наиболее нагруженной фазы; /в, 7с— то-
ки в двух других фазах; 7Н — номинальный ток транс-
форматора. Этим выражением' можно пользоваться при
Ic<Zfа=1в или при 1а=1в\ 1с=0.
Методика расчета несимметрии напряжения, вызы-
ваемой однофазной нагрузкой, и выбора симметрирую-
щих устройств рассмотрена в разд. 3 настоящего Спра-
вочника применительно к ЭТУ индукционного нагрева
промышленной частоты; ее можно использовать при про-
ектировании любых видов однофазных ЭТУ.
Значительная часть ЭТУ работает с переменной на-
грузкой, а некоторая часть — с резкопеременной, поэто-
му их работа может вызывать различные отклонения и
колебания напряжения в электрических сетях общего
назначения, к которым они присоединены.
Отклонения напряжения равны арифметической раз-
ности между U — фактическим (наибольшим или наи-
меньшим) и t/a — номинальным для данной сети дей-
ствующими значениями напряжения; в процентах номи-
нального напряжения
Допускаемые отклонения напряжения для различ-
ных электроприемников нормируются ГОСТ 13109-67-
Колебания напряжения Vf равны арифметической
разпости между наибольшим {/маке и наименьшим 1А,Ия
действующими значениями напряжения в процентах но-
минального напряжения:
у t/M3Kc— t/мки ]00
Стандартом установлено, что колебания напряжения
в процентах (помимо допускаемых отклонений напря-
жения) в электрической сети общего назначения, от ко-
торой получают питание осветительные лампы и радио-
приборы, не должны превышать значения, определяемо-
го по формуле
^- = 1^
п 1 10
21
где п — число колебаний за 1 ч; — средний за 1 ч
интервал между последующими колебаниями, мин.
В некоторых электрических сетях промышленных
предприятий с установками с резкоперемецной нагрузкой
(например, в электросетях металлургических заводов с
прокатными станами) стандарт допускает колебания на-
пряжения п пределах до 1,5% поминального при неогра-
ниченной их частоте.
Для определения Того, какое отклонение напряже-
ния, вызываемое работающими с переменными нагрузка-
ми ЭТУ, допустимо в рассматриваемой точке электриче-
ской сети общего назначения, к которой присоединяются
данные ЭТУ (непосредственно или через понижающий
трансформатор) и от которой должны получать питание
электроэнергией другие электроприемиИКи (в «общей
точке»), необходимо проанализировать режимы напря-
жений в характерных точках сети.
Особенности анализа режимов .напряжений и допу-
стимой потери напряжения в электросетях промышлен-
ных предприятий рассмотрены в [Л,1-34] и в распреде-
лительных сетях — в ]Л.1-35]. Содержание и объем та-
кого анализа в значительной степени зависят от того,
рассматривается ли присоединение ЭТУ к действующим
электрическим сетям и подстанциям или к электросетям
и подстанциям, проектируемым вновь.
Большая часть выпускаемых специализированными
завоДами электропечей (электротермических устройств)
устанавливается на действующих предприятиях, где
обычно и возникают наибольшие трудности в обеспече-
нии требований стандарта па качество электроэнергии
при работе ЭТУ с переменной нагрузкой. В этих случа-
ях, если «общая точка» находится в электросети дейст-
вующего предприятия, следует:
а)	определить допустимые пределы отклонения на-
пряжения в этой точке;
б)	проверить, не превысят ли отклонения напряже-
ния, вызываемые работой данных ЭТУ, допустимые пре-
делы.
При решении первой задачи необходимо установить:
1,	Электроприем инк и какого вида установок поми-
мо ЭТУ присоединяются к «общей точке» и, в частности,
имеются ли в их числе установки электроосвещения, на
зажимах электроприемников которых стандартом норми-
руется наименьший предел допускаемых отклонений на-
пряжения от его номинального значения,
2.	Потерю напряжения в электрической сети между
«общей точкой» и зажимами удаленных электроприем ни-
ков 1 в периоды их наибольших и наименьших нагрузок
с учетом того, на какие часы суток эти периоды прихо-
дятся.
3.	Действующее значение установившегося тока к. з.
в «общей точке»,
4-	Имеются ли трансформаторы или другое оборудо-
вание (какое именно; с какими параметрами) для регу-
лирования напряжения под нагрузкой или для стабили-
зации уровня напряжения в электрической сети, установ-
ленные между источником питания и «общей точкой»
(а также вблизи «общей точки») или между «общей точ-
кой» и группами удаленных электропрйемников.
5.	Какие средние уровни напряжения поддержива-
ются в «общей точке» по часам суток (без учета нагруз-
ки проектируемых ЭТУ) и какие отклонения от этого
уровня имеют место.
Для решения второй задачи, руководствуясь зада-
нием, полученным от заказчика, которое должно основы-
ваться на данных технологов и разработчиков электро-
термического оборудования, проектировщикам-электри-
кам необходимо определить, является ли нагрузка элек-
троприемииков ЭТУ практически неизменной во времени
или изменяющейся.
1 Под «удаленными» подразумеваются электро при ем и аки
различных видов электроустановок (подключенных к электросе-
ти, присоединенной к «общей точке»), на вводах которых на-
пряжение (н процентах номинального! наименьшее.
22
Следует установить, изменяется ли нагрузка перио-
дически (циклически) или же ее изменения носят слу-
чайный характер.
При периодически изменяющейся нагрузке наиболь-
шую и наименьшую нагрузки группы ЭТУ определяют
путем построения суммарного графика с учетом возмож-
ных наименее благоприятных сочетаний нагрузок от-
дельных ЭТУ.
- Если изменения нагрузки печей (электротермических
устройств) носят случайный характер, то расчетная наи-
большая и наименьшие нагрузки группы ЭТУ определя-
ются вероятностными математико-статистическими мето-
дами [Л. 1-36—1-40].
' В большинстве случаев входящие в одну группу
электротермические установки с циклическим характером
нагрузки предназначены для работы примерно в одно-
родных режимах, поэтому в построении суммарного гра-
фика нагрузки группы ЭТУ (за исключением установок
дуговых сталеплавильных печей) обычно затруднений не
возникает.
Расчеты отклонений напряжений, вызываемых пи-
кличиой работой ЭТУ, как правило, выполнять не тре-
буется, если осуществляется регулирование напряжения
под нагрузкой на шинах трансформаторной подстанции,
от которых ЭТУ получают питание, и где находится «об-
щая точка». Но при этом необходимо убедиться, что бы-
стродействие регуляторов напряжения под нагрузкой
соответствует скорости изменения нагрузки и что необ-
ходимое число переключений регуляторов не превысит
допускаемого предела (для большинства регуляторов
этот предел составляет 200—300 переключений в сутки).
Расчеты отклонений напряжения от цикличной на-
грузки ЭТУ могут не выполняться также, если суммар-
ная мощность группы ЭТУ, присоединенной к секции шин
подстанпин, на которой, нет регулирования напряжения,
не превышает 25—30% мощности силового трансформа-
тора, питающего эту секцию.
Если в составе ЭТУ имеется двигатель-геператорный
преобразовательный агрегат, то следует проверить откло-
нение напряжения в «общей тбчке» при пуске двигателя.
Это особенно важно для двигателей преобразователей
частоты, поскольку из-за больших масс роторов приво-
димых ими во вращение индукторных генераторов по-
вышенной частоты время разгона агрегата в несколько
раз больше, чем у машин промышленной частоты той же
мощности.
При проектировании электроснабжения ЭТУ нередко
возникают трудности с определением суммарной макси-
мальной мощности группы дуговых сталеплавильных пе-
чей (ДСП). Такие печи являются электроприемниками
с циклической нагрузкой с<? значительной единичной
мощностью —от нескольких сотен до нескольких десят-
ков тысяч киловольт-ампер. В десятой пятилетке ожида-
ется ввод в эксплуатацию сверхмощных ДСП с транс-
форматорами 125 тыс. кВ-А.
Измейения нагрузки ДСП во времени за цикл плав-
ки задаются так называемыми «директивными» графика-
ми (рис. 1-6) в зависимости от емкости печи, марка вы-
плавляемой стали, а также от того, работает ли печь на
твердой или жидкой шихте.
Для цикла плавки в ДСП характерны три периода с
различной электрической нагрузкой: расплавление, окис-
ление, восстановление. В четвертый период ДСП отклю-
чена, производится выпуск металла и затем загрузка пе-
чи. Наибольшая нагрузка ДСП имеет место в период
расплавления.	I
* При исследованиях режимов работы ДСП [Л. 1-41]
было установлено, что ареальных условиях вследствие
различного 'рода случайных воздействий фактические
графики нагрузки в той или иной степени отличаются от
«директивных» и являются реализациями случайного
процесса. При совместном питании группы ДСП от од-
ной секции подстанции их суммарная нагрузка, форми-
руясь из отдельных случайных процессов, также пред-
ставляет собой случайный процесс.
T a S л к ц 1 1*17
Вероятности рт. „ при различном числа п Дутовы»
сталеплавильных печей, одновременно работающих  группе,
я числе т печей группы, одновременно работающих
 периоде расплавления
Л		V»	
		Расчетная формула	Расчетное значение яря р—0,306
	0	р0.2~^	0,481
2	Г	р1,2=гр<>	0.425
	3	р2,^	0,094
	0	Чз^	0,334
3	1		0,442
	о		' 0,195
	3	РЫ=Р°	0,029
	0	рол=р‘	CL233
	1	Р1Л=4Р<Г	0,409
4	О	Р2,4“6Р'<?’	0,271
	3	p34=4W	0,080
	4	Р4,4='''	0,009
	0		0.161
	I .	.	р1.5^	0.355
5	2		0,313
	3	Р, ,=i<w	0.138
	4	p4|S=5p‘c	0.030
	5	P5,5-pS	0.003
	0	ро.^	0,112
	!	,	р1,6=-вр^	0.296
	2	Р, 6=150’<р	0,326 
6	3	Р3 ^20р><р	0,193
	4		0,064
	S	Pg.^fiP’P	о,011
	в		0,001
Так как совпадение периодов расплавления ДСП яв-
ляется случайным событием, число ДСП, одновременно
работающих в режиме расплавления, определяется ве-
роятностью возникновения этого события и длитель-
ностью отдельных моментов наложения режимов. Ука-
занная вероятность в свою очередь зависит от вероятно-
сти работы отдельных ДСП в режиме расплавления и от
степени связи графиков нагрузки этих ДСП.
Как показали исследования, в большинстве случаев
зависимости между графиками нагрузки ДСП (если для
управления ими не используется ЭВМ) проявляются сла-
бо; циклы плавок отдельных печей практически сдвину-
ты случайным образом, особенно при большом числе
ДСПв группе. Учитывая это, можно рассмотреть совме-
стную работу группы из п ДСП как п независимых
опытов.
Рис. 1-6, Директивный (типовой) график нагрузки ДСП
емкостью 5 т при плавке стали (пример),
В случаях, когда группу составляют п печей одина-
ковой емкости, работающие примерно с одинаковой дли-
тельностью цикла плавки и одинаковой длительностью
периода расплавления, вероятность одновременной рабо-
ты в этой группе т печей в таком периоде определяется
из уравнения
„	--------2!------„т
Рт'п Р 4
(Ы)
где р —средняя относительная длительность периода
расплавления в долях единицы, равная частному от де-
ления средней продолжительности периода расплавления
всех печей группы на среднюю продолжительность у них
же цикла плавки; <?=!—р.
В табл. 1-17 приведены составленные на основании
уравнения расчетные формулы для определения вероят-
ности pm,» при числе одновременно работающих в груп-
пе (присоединенных к одной секции шин или к одному
вводу) печей я от 2 до 6 и при числе печей, одновременно
работающих в периоде расплавления от нуля до т.
Приведенные в табл. 1-17 расчетные формулы вероят-
ности рт,п экспериментально проверялись на ряде заво-
дов на ДСП емкостью от 5 до 100 т [Л.1-41]. Было уста-
новлено, что при длительности периода исследования
10 сут обеспечивается приемлемая точность расчетов,
В табл. 1-17 в качестве примера приведены расчет-
ные значения Рт,п, вычисленные при проведении этой
проверки на заводе, на котором одновременно могли по-
лучить питание от одной секции подстанции (одного вво-
да) от двух до шести ДСП емкостью по 100 т со сред-
ним значением (за 10 сут) р=0,306; д=1—р= 1—0,306™
=0,694.
При определении 30-мин максимума нагрузки груп-
пы ДСП должна суммироваться нагрузка ДСП группы,
у которых периоды расплавления накладываются, с на-
грузкой остальных ДСП той же группы при их работе
в периоды окисления или восстановления (рафиниро-
вания).
КОЛЕБАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ,
ВЫЗЫВАЕМЫЕ РАБОТОЙ ЭТУ
Колебания напряжения в электрической сети вызы-
ваются работой ЭТУ с резк опере мен ной нагрузкой, глав-
ным образом установок ДСП; особенно резко меняется
нагрузка ДСП в период расплавления.
Исследованиями установлено [Л. 1-42], что работа
группы ДСП не вызывает колебаний напряжений, пре-
вышающих допускаемые ГОСТ 13109-67, если соблюла -
23
ется условие
у Д 7slt«=x< oloi, еь2)
:•• - где STi — номинальная'мощность печного трансфер мато-
ва; Sk мощность короткого замыкания в «общей точ-
. иеь; т — число ДСП в группе, у которых периоды рас-
плазлеиия могут совпадать по времени. -
Если всё ДСП в группе имеют одинаковые емкости
и номинальные мощности трансформаторов Sti'=Sjs=...
...-51в »=5т> выражение примет вид: \
: 5г]/'Х/5к~Х < 0,01.	(ЬЗ)
; Выражениям (1-2) и (ЬЗ) можно придать вид:
 < :	х < 0,01;
; где Кт — коэффициент, учитывающий возрастание коле-
баний напряжения при работе группы ДСП по сравне-
ниюколебаниями напряжения при работе одиночной
ДСП; .S’	мощность наибольшего печного
трансформатора в группе установок ДСП. 
Для группы ДСП одинаковой мощности ($’=&)
-	Кт?™	.i
Для группы ДСП разной мощности \
.	)/ ^ 3^у4т.макё- • 
При этом должны суммироваться квадраты номи-
нальных мощностей т трансформаторов, имеющих нак-
.  большую мощность из числа п трансформаторов дайной
группы установок ДСП.
Для одиночной: речи -
'	$т'$к=Х< 0,01,	(1-4)
На металлургических и- машиностроительных заво-
дах ^' группы ДСП, присоединяемые к общим шинам
(к одному вводу), преимущественно объединяются ДСП
одинаков ой мощности. В таких случаях pm,n (вероят-
ность однбврем енной р а боты в периоде распЛа вЛения т
печей из л), следует определять по формуле (1-1), иля по
расчетным формулам табл. .147, в которые подставляют-,
ся средние значения р и <?, подсчитанные для заданной
группы. .
С расчетной вероятностью одновременной работа
ДСП в периоде расплавления рЯ1,А<0,05, как правило,
можно не считаться.
Условия (1-2)—(1-4) Проверялись ври мощности
ST 045 МВ-А. Была выявлена тенденция к увеличению
допустимого соотношения X с ростом мощностей ДСП,
а также при работе ДСП . на уменьшенной длине дуги
р’1.1-43]. f ' :
Экспериментальные, исследования колебаний напря-
жения в электрической сети, вызываемых одновременной
работой нескольких ДСП в периоде расплавления
[Л.1-44], проводились в СССР и.за рубежом в ограни-
ченном объеме, но есть основания предполагать, что при
любом реально возможном числе ДСП в группе коэффи-
циент Л'„. не превысит 1,7.
\ Если при. проектировании электроснабжения ЭТУ
выявляется, что по отношению к принятой «общей точ-
 ке* указанные выше условия но соблюдаются, то следу-
ет или выбрать другую «общую точку», мощность к. а.
в которой больше, или предусмотреть меры, снижающие
уровень помех. 1	,
. Такие меры могут быть организационно-технически-
миили техническими, связанными. Как правило, с уста-
•) ловкой специального электрооборудования,
К организационно-техническим мероприятиям отно-
сятся введение (обычно с использованием ЭВМ) прину-
24
. детсльных {рафиков работыДСП с, целью огрдийкейим
числа ДСП, одновременно работающих в ц^оде“рЦ0- ).
плавления.	' ';  ' 
К техническим ьгеррпрйятяяи',относится установка. .
синхронных компенсаторов. реакторов, управляемых тй- "
ристорами кондейсйтбров и т. п.	'	... '
• Достоинства и недостатки таких компенсирующих '
устройств рассмотрены, например, в [Л.1-45—1-о2].
НЕСИНУСОНДАЛЪВОСТЬ ФОРМЫ КРИВОЙ
НАПРЯЖЕНИЯ в ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ,
ВЫЗЫВАЕМАЯ РАБОТОЙ ЭТУ
Несилусоидальность формы кривой напряжения )в <
электросети общего назначения появляется при налита»
нелинейных элементов в электрических' цепях и может
быть вызвана, в частности, работой установок дугфйнн^
сталеплавильных -и 'медеплавильных печей, уртаийавк /
вакуумных дуговых и индукционных печей со стзтйче-
скими преобразовательны мн устройствами (нмпрямнтель- ;
ными агрегатами или преобразователями частоты), а
также установок печей сопротивления -и индукционаьй
печей, мощность которых регулируется при помощи ти-
ристорных блоков со встреч по-параллельным вилюченн- <
ем вентилей.
Содержание высшнх гармонических в, токе нагрузки
ЭТУ исследуется в СССР и за рубежом, но общая ме-
тодика аналитического определения возможного состава J
генерируемых разного вида ЭТУ высших гармоник тока ;
в различных режимах работы еще не создана.	
Если ЭТУ имеет в силовой цепи выпрямительные -
устройства без регулирования выпрямленного напряже-
ния фазовым или щиротно-импульсным методом, то пер-
вичный ток установки будет содержать высшие гармо-
ники, порядок или номер которых v определяется схемой
выпрямления | Л. 1-53];	’
’-V =,: fftn -f-1 >
где т ~ число фаз выпрямления; К — последовательный:
ряд целых чисел, (1, 2, 3 и т. д.).
, Наиболее распространена шестифаэная схема вы-
прямления (этой схеме эквивалентна и трехфазная мо-
стовая схема Ларионова), при которой в первичном те4
ке ЭТУ содержатся гармонические составляющие наряд- . \
ка 5; 7; 11; 13 и т. д.
Для группы шёстифаэных выпрямительных уст-
ройств можно создать условный двеиадцатифазный ре- ’
жим за счет схемы соединения первичных обмоток транс-
форматоров преобразовательных агрегатов, предусмо- ;
трев для половины агрегатов группы соединение обмоток
«звездой», для другой половины «треугольником»,
В некоторых установках электропривода с группами
мощных тиристорных преобразователей применены фа-
зоповрротные трансформаторы, за счет чего обеспечива-
ются условные 24- и 36-фазные режимы выпрямления!
Считая, что кривая выпрямленного тока идеально
сглажена (сопротивление нагрузки Ха=оо), и пренебре-
гая коммутацией, можно найти высшие гармонический , '
тока Iv в процентах основной гармонической тока /ко
из соотношения
/v-w°°/v<
. 'При отсутствии сглаживания №=0) кривая пер-
вичного тока несколько приближается к синусоиде и Со-
держание в нем высших гармонических уменьшается.
За счет коммутации вентилей происходит некоторое
снижение относительного значения высших гармовиче-
еких в первичном токе, и форма его кривой приближает-
ся к синусоиде. При регулировании выпрямленного, на-
пряжения фазовым методом относительное содержание
высших гармонических в первичном токе, напротив, уве-.
личивастся. : /
Напр»ж*ийе»*<Р&цейточке»
щего .наэиачеиия, от которойпитаетсяЭТУ свыпрямя-
тельным устройством, можетотличатьсяот еиаусоададь-
пвго, даже если источники.адед-грмадкрйэнергии.имеют
синусоидадаиые э. д,с. Причиной.этогоявляются неси*
нусоядальные: вддекИя,. напряжения ,д.сопротнвиениах
электросети от источник апйтаиия до «общейточки», вы-
зываемые несийусоидальиым током.
Искажение кривой напряжения уменьшается д .па-
правлении от *обншйточ1ш»:Додаточиикапитания,.ерли :
токи присоединенных к этому участку . питающей сети
других электроустановок' синусоидальны или содержат
меньше^-эквивалентное- значение выщидх гармоник.
Чем больше индуктивное сопротивление питающей
сети оТ источника пихания, др .«общей сточки* и чем боль-
ше доля ЭТУ и других электррпрнемникоас несинусои-
дальщЯм током всуммарной; нагрузке) источника пита-
ния, тем больше' фррма.кривойэтпгонзпряжениябудет
обличаться от синубРидальиой. Но с увелячеаием иска*
женин - кривой - напряжения, л, «общей L точке» - умень-
шается искажение кривой первичного тока ЭТУ с вы-
прямительными устройствамиили с другими • авемеи*.
тами, которые могут рассматриваться как генераторы
высшйх/ гармонйческих - напряжений (палример, элек-
трическая Дуга). .	 ;., Э	,
Наибольшее возможное содержанке вьющих гармо-
нических (при Хлириоо) в процентах основной гармо-
нической напряжении Uim определяется из соотношения
17v ==» 1/1(1)100/Т;	. . .
при этрм высшие гармапйческяе тока равны нулю., д/
Есдн принять мощность системы, питающей «общую
точку#, бесконечно большой у(Хе«я=Й)^ :ТР высшие гар*с,
монические напряжения я этой точке равны нулю, а гар-
монические составляющие тока ЭТУ;.с указанным, выше ' 
характером) нагрузки достигают наибольших значений.
В реальных условиях можно приближенно считать,
что сумма относительного содержания гармонических то-
ка Ai=/v//i(u и напряжения Хи--Т\./Р'!(1) постоянна и
равна;? 	•
Kf-r Ки I/1'’; . 
Поэтому при известном Ki можно- определить
:	•••.. у.'-.- A„ = l/v-K(. .. '	' ' .
ДЕйствующеезначение первичного тока при шести-
фазйрйехеме выпрямления определяется из выражения
h =	‘ zfciy+'	•‘+^(вУ
Аналогичны выражения и для определения дейст*
вукицего значения 'первичного тока при другом составе
гармонических тока.
Гармоники, определяемое числом фаз выпрямления,
называются гармониками 'канонических порядков. <
В устаиовках ЭТУ с тиристорными устройствами' в
силовых Пенях в первичном „токе могут возникать нечет- )
ные гармоники всех порядков; а’Также-четные.-идроб-
ные гармоники.
: Исследования высших гармоник тока ЭТУ с ДСП-200
[Л. 1-54] показали, что степень неси ну соидальностя Тода
зависит от режима горения дуги в различные периоды
плавки. В началу расплавления н при подвалке скрапа
ДСЙ, работают с длинными и. средней длины неустой-
чивыми дугами; искажение кривой, тока при этом наи-
большее. €-появлением зеркала расплава пл явка ведет- :
сДЖ коротких дугах, которые горят спокойнее; форма
крярой тока улучшается, приближаясь к синусоидаль-
ной;	•, :
• При экспериментальных исследованиях в первичном-
тчкеустаноыж ДСП были врыв лены гармонйки иоряД-
кй;Г, 3, 5, 7, 9, 11, 13 (гармоники более „высокого наряд-
ка ле учитывались, так Как содержание каждой из них"
пргртноШению к первой-; не превышало 0,1%).-
i Наличие а составе первичнюТО тока установок ДСП
Гарвин порядка, кратного ^^/гнесыетря’'в»< то, что .
рбмотки ниашего напряженир печных трансформаторов
соединены' в треугольник, объясняется, кееямметрией
полных сопротивлений электрических цепей ДСП
ко»#ещциент мощности эту
ПРИ ИЕСИНУСОНДАДЬНОН ♦ОРМЕ КРИВОЙ ТОКА
 Коэффициент мощности установок, л ри наличии вме-:
щих гармонических тока
:	% = Acosq>,' <	•;?
где соз ф —коэффициент мощности при синусоидальном :
токе, а Л-г-коэффициент искажения	-
ДействующеезначениеУтока первой гармоники;
7i -^действующее значение полного тока. 'Минимальные'
эяачеиия.козф^ииедтаискпжения-составЩиот;0,955ири
числе фаз схемы выпрямления «6 и 0^88-При- щ=»12.
В электрических сетях, питающих ЭТУ, могут нахо-
диться емкостные элементы, существенно влияющие на-
распределение высших гармбкик тока в цепЯх уста-
 ковок. ..
При наличии 'присоединенных к сети батарей кон-
- денсаторов возникает опасность лояэлеаия для. некото-
рых высших гармоник, условий резонааса токов,- вслед- 1
стеке чего токи этих гармоник, протекающие, через кон-
денсаторы, могут значительно-’Превысить допускаемые и
даже, привести: к выходу конденсаторов из строя.
: ; Если' бри, работе ЭТУ условия, при которых возмо-
жен резаианс токов, возникают -редко я, сохраняются
лщшь короткое время, то для защиты коиденсаторйой ба-
тареи может быть достаточной установка коммутациоа-
ного аппарата, отключающего батарею, когда ее ток пре-
высит допускаемый. Такая защита. предусматривается, •
например, в ряде установок зарубежных страд на бата-
реях конденсаторов, предназначен пах для повышения -	,
коэффициента мощности устаиовок ДСП.	'
Резонанс токов можно предотвратить при включе-
нии последовательно _с конденсаторами, реакторов 
(рис. 1-7) е'-таким реактивным сопротивлением, при.ко-,
тором сопротивление всей цепи для 'этой гармоники ста-
новится индуктивным, т.е. когда	-
  X ^'VXp-.AH/v>.0, 
где v •— порядок, тар монич еекрй состав дающей; Хц — ин-
дуктивное сопротивление реактора Для основной часто-
ты (первой гармонической); Х( -т- емкостное фазное со-
противление батареи конденсаторов для основной ча-
стоты. '
Для большей гарантии сопротивление Ар выбирает- *
ся с запасом;
При расчете Исходят из низшего порядка гармониче-
ской, которая может возникнуть в данной электр о уста-

Рис. 1-7. Схемы последовательного включения конденса-
торов и реакторов.
25
новке, так как тогда для гармонических более высоких
порядков последние неравенства и подавно удовлетворя-
ются.
Следует учитывать, что при последовательном сое-
динении реакторов и конденсаторов напряжение на вы-
водах конденсаторов t/K выше, чем при непосредствен-
ном присоединении конденсаторов к сети, н равно:
где Ua — номинальное напряжение сети. В таком же со-
отношении увеличится н ток основной частоты 7цц че-
рез конденсаторы:
Хк-Хр.’
где /к — ток конденсатора при номинальном синусои-
дальном Напряжении на его выводах.
Мощность конденсаторной батарея Q ври атом так-
же возрастает по сравнению с номинальной Q«:
[Q » QB (UkIUb)\
Конденсаторы для установок промышленной часто-
ты, изготовляемые согласно ГОСТ 1282-72 «Конденса-
торы для повышения коэффициента мощности электро-
установок переменного тока частоты 50 Гц», допускают
(со снижением срока службы) длительную работу при
повышении действующих значений напряжения — до
110% номинального и тока—до 130% тока, получаемо-
го при номинальном напряжении. Ток на указанное зна-
чение Может быть увеличен за счет повышения напря-
жения, за Счет высших гармонических или того и друго-
го вместе, независимо от гармонического состава тока.
Конденсаторы следует выбирать, исходя из приве-
денных выше условий. При необходимости Предотвра-
тить недопустимую перегрузку применяют специально
изготавливаемые конденсаторы с повышенным номи-
нальным напряжением, например 6,6 кВ Для сетей 6 кВ
и 11 кВ для сетей 10 кВ, или. же предусматривают по-
следовательное соединение конденсаторов, например,
при напряжении 10 кВ двух конденсаторов с номиналь-
ным напряжением 6 кВ или нескольких конденсаторов
с номинальным напряжением 1,05 кВ в т.п.
КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ЭТУ
Компенсацию реактивной мощности ЭТУ, имеющих
естественный коэффициент мощности ниже нормируемо-
го, согласно ПУЭ рекомендуется осуществлять:
а)	при единичной мощности ЭТУ до 1 МВт (за ис-
ключением установок индукционного нагрева промыш-
ленной частоты) — за счет групповых компенсационных
устройств;
б)	при единичной мощности ЭТУ от 1 МВт, а так-
же для установок индукционного нагрева промышлен-
ной частоты при любой мощности—за счет индивиду-
альных компенсационных устройств.
ПУЭ разрешают не снабжать ЭТУ (кроме установок
индукционного нагрева промышленной частоты) индиви-
дуальными компенсационными устройствами, если на
основании технике-эк он омических расчетов выявлены
явные преимущества групповой компенсации, а также в
случаях, когда на предприятии (в цехе) имеется избы-
ток реактивной мощности.
Для компенсации реактивной мощности ЭТУ в СССР
используются или батареи конденсаторов с регулирова-
нием их мощности коммутационными аппаратами, или
синхронные компенсаторы.
Вопросы групповой компенсации реактивной мощно-
26
сти при помощи конденсаторных установок в оптималь-
ного распределения конденсаторов на промышленных
предприятиях рассмотрены в [Л.1-56, 1-57], а использо-
вание в ЭТУ индивидуальных компенсационных уст-
ройств— в [Л. 1-58].
Компенсация реактивной мощности ЭТУ различных
видов имеет свои особенности.
Установки индукционного нагрева заводского из-
готовления всегда комплектуются индивидуальными
компенсационными устройствами (конденсаторными ба-
тареями).
Для установок индукционных плавильных печей
коэффициент мощности после компенсации нормирует-
ся действующим ГОСТ 16323-70 Электропечи индукци-
онные плавильные. Общие технические требования: для
установок канальных и тигельных печей промышленной
частоты cos <р-0,90 не менее при отстающем токе. Для
установок повышенной частоты нормируется созср толь-
ко в цепи повышенной частоты на выводах преобразо-
вательного агрегата (не менее 0,95 при опережающем
токе), и в комплект установок входят конденсаторные
батареи повышенной частоты. Коэффициент мощности
таких установок на зажимах со стороны питающего на-
пряжения 50 Гц должен указываться в сведениях о
комплектующем оборудовании в паспорте электропечи;
он зависит от электрических параметров и режимов ра-
боты преобразователей частоты.
В зависимости от коэффициента мощности преобра-
зователей частоты индукционных ЭТУ .повышенной ча-
стоты и количества потребляемой ими из сети реактив-
ной энергии определяются необходимость компенсаци-
онных устройств промышленной частоты, как правило,
групповых (общецеховых) и их параметры.
Помимо индукционных ЭТУ повышенной частоты
имеются и другие виды ЭТУ, у которых потребляемая
из сети реактивная энергия зависит от характеристики
преобразовательного агрегата: установки вакуумных
дуговых печей (ВДП), плазменных печей (дуговых н с
индукционным нагревом газа), электронно-лучевых
(ЭЛУ), а также единичные установки печей (устройств)
сопротивления прямого нагрева.
Двигатели-генераторы применяются в качестве пре-
образователей в ЭТУ повышенной частоты, а Также и
некоторых введенных в предыдущие годы в эксплуата-
цию установках ВДП. В этих установках особых проб-
лем, связанных с решением вопросов компенсации реак-
тивной мощности, не возникает, независимо от Того,
применяются в преобразовательных агрегатах синхрон-
ные или асинхронные двигатели. При применении син-
хронных двигателей используется их основное преиму-
щество — возможность работы с cos<p=l йлис cos<р<1
(с опережающим током)— с генерированием реактивной
мощности, что позволяет компенсировать (частично, а
иногда я полностью) потребление реактивной мощности
другими злектроприемннками цеха (предприятия). Асин-
хронные двигатели преобразовательных агрегатов при
их номинальной загрузке имеют в зависимости от типо-
размера (т. е. типа и мощности) cos <р от 0,80—0,85 до
0,90—0,93.
Серьезнее задача компенсации реактивной мощности,
потребляемой ЭТУ со статическими (вентильными) пре-
образовательными агрегатами, в первичном токе кото-
рых имеются высшие гармоники: выпрямительными аг-
регатами и преобразователями частоты с полупроводни-
ковыми или ионными вентилями.1
Помимо перечисленных выше мер по снижению
уровня высших гармоник и предотвращения резонан-
сных явлений здесь при компенсации реактивной мощ-
ности предусматривают установку L С-фильтров
[Л. 1-59, 1-60], настроенных на те гармоники, влия-
ние которых в «общей точке» сети (на шинах РУ) сле-
дует устранить. С 1979—1980 гг. ожидается серийный
выпуск таких фильтров в виде комплектных устройств.
Установки печей сопротивления косвенного нагрева
в зависимости от оборудования, используемого для ре-
гулирования мощности нагревателей, имеют
коэффициент мощности:
При стуиенчатом трансформаторе или автотранС’
форматоре , . . . .	.................*
При тиристорном регуляторе мощности, индукци-
онном регуляторе (ЙР)Т магнитных усилителях
(МУ) или дросселях насыщения {ДН) , . . * .
Лрн контакторах для позиционного регулирова-
ния мощности и ирн питании электронагревателей
непосредственно от сети 220» 380, 660 В < , .* .
следующий
0,93—0,98
0,70—0,90
1.00
Если для питания нагревателей дополнительно пре-
дусматривается понижающий трансформатор, то коэф-1
фнциепт мощности ЭТУ снижается еще на 0,01—0,02.
Как следует из приведенных данных, необходимость
в компенсации реактивной мощности ЭТУ косвенного
нагрева возникает лишь для некоторых разновидностей
таких установок. Если потребление реактивной мощно-
сти ЭТУ связано с применении ИР, МУ или ДН, то,
как правило, применяют групповую компенсацию с ис-
пользованием конденсаторных батарей. При необходи-
мости повышения cos ср установок печей с тиристорны-
ми регуляторами мощности возникают те же трудности,
что и в ЭТУ со статическими преобразователями.
Особенности тиристорных регуляторов с фазовым ц
широтно-импульсным управлением рассмотрены в
разд. 2.
Коэффициент мощности установок печей (уст-
ройств) сопротивления прямого нагрева зависит:
1)	от рода тока, на котором происходит преобразо-
вание электрической энергии в тепловую;
2)	от материала, Нагреваемого током;
3)	от размеров нагреваемых заготовок (или ванны
печи), поскольку от них завысит мощность установки;
. 4) от конструкции короткой сети (при питании печи
переменным током).
При работе на постоянном токе коэффициент мощ-
ности таких установок, как правило, не ниже норматив-
ного. При работе на переменном токе средневзвешенные
естественные коэффициенты мощности за цикл (кампа-
нию) равны:
У установок прямого нагрева заготовок (стерж-
ней, труб) при мощности до Й МВт..............-	0,60—0,90
У установок графитировочных печей при моепио-
сти 3-6 МВт [JJ. 1-61, 1-621................... 0,69-0,73
У установок печей по производству карбида крем-
чин мощностью 2—4 МВт [Л. 1-63 [............... 0,76—0,93
Таблица 1-18
Средневзвешенные коэффициенты мощности и включения
за цикл плавки установок дуговых сталеплавильных печей
Емкость печи, т	Коэффициенты
	мощности	|	включения
	
0 5—1,5	9.85—3,90	0.75—0.90
3-6	9,84—9,89 	0,73—0*87
10—12	0,82—0,88	0,60—0*75
20—25	0,81—0,86	0.52—0.74
46—50	0.75—0.82	0,52—0,74
100	0,67-0,77	0.51—0,73
200	0,70—0.75	0,65—0,72
Таблица 1-19
Средневзвешенный коэффициент мощности установок
руДнотернических печей
Выплавляемый продукт	Полная рабочая мощность печи, х^В'Д	Коэффнцие нг мощности
Ферросилиций	8,5—14	0.87—0*89
Го же	1" 3 —22,6	0,78—0,81
Феррохром	10 7-10.8	0,85—0.89
Силикомарганец	10,8—13.6	0.77—р.85
Го же	17.3-54,6	0,85—0.92
Силикохром	11.4	0.86
Силикокндьций	13.2	0,74
Карбид кальция	9,7	0,79—0*84
То же	37.0—55,0	0.85—0,89
Желтый фосфор	6.5—8,5	0*95—0,96
То же	24.6—50	0,95—0,97
Рис. I -8. Схемы Включения конденсаторных батарей, ус-
тановок поперечной компенсации.
а — на стороне высшего напряжения ЭТУ: 'б —на стороне низ-
шего напряжения электропечного трансформатора через отдель-
ный повышающий трансформатор; е — и отдельную вторичную
обмотку Трехобкоточного трансформатора; г-на стороне
высшего напряжения волыодоб а водного трансформатора: Э —на
выводы полного, неизменного напряжения регулировочной об-
мотки трехобмоточного трансформатора; е •— между регулировоч-
ной и понижающей частью трансформаторного агрегата; яс —
эквивалентная схема электрических цепей ЭТУ; I — двухобмо-
точный электропечной трансформатор с регулировочной первич-
ной обмоткой; 1 — трехобмоточный электропечной трансформа-
тор с регулировочной первичной обмоткой; 3 — трехобмоточный
электропечной трансформатор с регулировочной вторичной обмот-
кой для питания нольтодобавочвого трансформатора; 4 — вольто-
добавочный понижающий трансформатор; 5 — трансформатор
повышающий; 6а — двухобмоточныя трансформатор с регули-
ровочной вторичной обмоткой электропечи Ого тр а Исфор матор не-
го агрегата: 66 — понижающий трансформатор того же агрегата;
? — конденсаторная батарея; 8 — печь.
Установки дуговых сталеплавильных печей (ДСП)
и руднотермнческих печей (РТП) относятся к наиболее
мощным ЭТУ; компенсация их реактивной мощности
представляет определенные трудности в частности, в
связи с несйнусондальностью токов ДСП (см. выше).
Средневзвешенные коэффициенты мощности уста-
новок ДСП в зависимости от емкости печей приведены
в табл. 1-18 [Л.1-64], а установок РТП в зависимости
от назначения и мощности печей — в табл. 1-19
[Л. 1-65].
В табл. 1-18 приведены средние коэффициенты
включения ДСП за цикл плавки. Длительность цикла
плавки зависит от марки выплавляемой стали; при од-
ной и той же нарке длительность плавки больше,у ДСП
большей емкости.
Цикл плавки (см. рис. 1-6) состоит из периодов;
значения cos <р в периоды окисления и восстановления
выше, чем в период расплавления.
27
Таблица 1-20
Параметры ЭТУ при поперечной компеясацки
Тип схелы ЭТУ (рис.1-8)	Приведенное сопротивление конденса- торной батареи	Рабочая мощность конденса- торной батареи <?к	ХоаффИЦИСНТ мощности ЭТУ при компенсации cos
а	1 ,у ’—т— = var ** к*		У ui \ i2
0	з	сч «“(к’4 04^1 Я	/\	uiKl у
в	1 X —5	const К к2 Л6	1 <5 * 1 • к о t* •	сч to '<	и * 1 * я- см	“□ 1
е	/ К. I \г Хк —5 +  = var кК kJ	\ S /		±_у У	V '2 *к )
д	/ \ V х 1 ~ "° var k\kJ	±L f_l_Y	.. Y У	\ гхкк1)
б	1 Г	- const К л2	"l /К2_у х« Ui)	у У	*к /
Рис. 1-9. Схемы включения конденсаторных батарей
УПК.
а— со стороны высшего напряжения ЭТУ? б — со стороЕты выс-
шсго напряжения разделительного трансформатора; я — со
стороны высшего напряжения вольтодобавочного трансформа то-
ра; е — между регулировочной и понижающей частями электро-
печного трансформаторного агрегата; 5 — эквивалентная схема
электрических цепей ЭТУ; / — трансформатор с регулировочной
первичной обмоткой: 2 — трансформа гор с регулировочном вто-
ричной обмоткой для питания вольтодобавочного •трансферта'
тора; 5 — разделительный двухобмоточный повышающий транс-
форматор; 4 — вольтодобавочный, понижающий двухобмоточный
трансформатор; *- двухобмоточцый трансформатор с регул я*
ров очной вторичной обмоткой трансформаторного агрегата; 5fi—
Понижающий трансформатор того же агрегата; б — кон деле а*
торная батарея; 7 — лечь.
Для компенсации реактивной мощности установо
ДСП и РТП используют синхронные компенсаторы
батареи конденсаторов.
При применений конденсаторных батарей возмож
но как [lapаллельное, так и последовательное их вклк
чевие в главные цепи ЭТУ — так называемые схемы ил
установки «поперечной» (рис. 1-8) и «продольный» ком
пенсации — УПК (рис. 1-9).
Выражения, определяющие параметры ЭТУ с попе
речной компенсацией реактивной мощности, приведет
в табл. 1-20; с продольной (УПК)—в табл. 1-2
[Л.1-57].
В таблицах указаны следующие коэффициент]
трансформации: Hi — всего электропечного трансформе
торного агрегата; К? — главного трансформатора; К3 -
отношение высшего напряжения главного трансформе
тора к напряжению регулировочной обмотки вольтодс
баночного трансформатора; — отношение высшег
напряжения главного трансформатора к полному напря
женпю всей регулирующей обмотки; К5 — отношени
высшего напряжения повышающего трансформатора
низшему напряжению; Кб — отношение напряжения пре
межуточной обмотки главного трансформатора к пи;
тему напряжению; Ki — вольтодобавочного трансфор
матора.
Для ЭТУ С конденсаторными батареями в качеств
индивидуального компенсирующего устройства ПУЭ pt
комендуют выбирать схему включения конденсаторов и
данным техн ико-экон омических расчетов — в зависим;
28
Т а б л в д a 1-2!
Параметры ЭТУ с устройствами продольной компенсации (УПК)
1 тзп схемы ЭТУ фисД-Н)	Приведенное сопротивление ' конденсаторной'батареи	Работая мощность конденсаторной батареи Q =7г х' к-	к	Реактивная мощность, потребляемая из сети QK=/2jx-<)	Коэффициент мощности ЭТУ При компенсации cos фк
а	А'к	-= var	12 -ф 4	г» (х~ АА	м 	 И | сч 1 К 1 сч I
б	А"	~ const 4	,2 *5	3* (х_^\ 1 КБ /	Mt 1 ьс ! >с с-а -—। w 'i сч 1
d	Х„ —ГТ- = const К7		? /х-ЛиА )	м ____ ф? 1 * СЧ — чЧ—' 1
&	X	= const '2	«2	\ /	1 «чеч X 1 К 1 t-i  ея — _ СЧ 1
сти от характера изменения индуктивной нагрузки и с
учетом формы кривой напряжения, определяемой со-
ставом высших гармоник.
В установках с частыми и большими по амплитуде
колебаниями индуктивной нагрузки, например в уста-
новках ДСП, ПУЭ, рекомендуют включать конденсато-
ры параллельно с первичной обмоткой печных трансфор-
маторов (поперечная компенсация) и применять кон- '
депсаторные батареи, постоянно включенные полностью
или состоящие из двух частей — постоянно включенной
и регулируемой.
В установках с медленными изменениями индуктив-
ной нагрузки (большая часть установок РТП) ПУЭ до-
пускают и параллельное, и последовательное соедине-
ния конденсаторов и электротермических электропрп-
емпиков с постоянной и с регулируемой емкостью кон-
денсаторных батарей.
Если электропечной трансформаторный агрегат
представляет собой блок регулировочного трансформа-
тора (автотрансформатора) и понижающего трансфор-
матора, то конденсаторную батарею рекомендуется
включать между регулировочной и понижающими ча-
стями агрегата.
При проектировании установок компенсации реак-
тивной мощности ЭТУ необходимо учитывать требова-
ния действующих нормативных документов ГЛ. 1-3,
1-22,1-66],
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1-1. Высокочастотная электротермия. Справочник
под ред. А. В. Донского. М.-Л., «Машиностроение»,
1965. 564 с.
1-2. Электротермическое оборудование. Справочник
под общ. _ред. А. П. Лльтгаузена, М. Я. Смелянского,
М. С. Шевцова. М., «Энергия», 1967. 448 с.
1-3. Правила - устройства электроустановок. Изд.
4-е, М., «Энергия», 1966. 464 с.
1-4. Правила технической эксплуатации электро-
установок потребителей и правила, техники безопасности
при эксплуатации электроустановок потребителей. Изд.
3-е. М., «Энергия», 1969. 352 с.
1-5. Инструкция по разработке проектов и смет для
промышленного строительства, СН202-76. М., Стройиз-
дат, 1976. 96 с.
1-6. Правила безопасности в сталеплавильном про-
изводстве. М., «Металлургия», 1972. 120 с.
1-7. Правила техники безопасности и производст-
венной санитарии в литейном производстве машиност-
роительной промышленности. М., «Машиностроение»,
1967. 72 с.
1-8. Правила безопасности при эксплуатации эле-
ктротермических установок повышенной частоты. М.,
Машгиз, 1963, 32 с.
1-9. Строительные нормы и правила, ч. П, разд. М,
гл. 2. Производственные здания промышленных пред-
приятий. Нормы проектирования. СНиП П-М.2-72 *. М.,
Стройиздат, 1978, 24 с.
1-10. Инструкция по проектированию силового и
осветительного электрооборудования промышленных
предприятий. СН 357-77. М., Стройиздат, 1977, 96 с.
1-11. Инструкция по проектированию электроснаб-
жения промышленных предприятий. СН 174-75. М-,
Стройиздат, 1976. 56 с.
1-12. Строительные нормы и правила, ч. III. гл, 33.
Электротехнические устройства. Правила производства
и приемки работ, СНиП Ш-33-76. М;, Стройиздат, 1977.
220 с.
1-13. Строительные нормы и правила, ч. II, разд. А,
гл. а. Противопожарные нормы проектирования зданий
и сооружений. СНиП ll-A.5-70. М., Стройиздат,
1978. 16 с.
1-14. Вольф окский Г. С. Определение экономиче-
ской эффективности нового электротермического обору-
дования (методика и практика расчетов). М., «Энергия»,
1969. 146 с.
1-15. Методика (основные положения) определения
экономической эффективности использования в народ-
ном хозяйстве новой техники, изобретений и рационали-
заторских предложений. — «Экономическая газета»,
1977, № 10.
29
1-16. Типовая методика определения экономической
эффективности капитальных вложений. М., «Экономи-
ка», 1.969. 16 с.
1-17. Нормы амортизационных отчислений по основ-
ным фондам народного хозяйства н положение о поряд-
ке планирования, начисления и использования аморти-
зационных отчислений в народном хозяйстве. М.., «Эко-
номика», 1974. 144 с. (Госплан СССР).
1-18. Зальцбург Л. М. Экономика электроснабжения
промышленных предприятий. М., «Высшая школа»,
1973. 272 с.
1-19. Справочник по электропотреблению в промыш-
ленности. Под общ. ред. Г. П. Минина, Ю. В. Копытова,
М., «Энергия», 1978. 496 с.
1-20. Справочник по электроустановкам промышлен-
ных предприятий. Т.1. Проектирование электроустано-
вок промышленных предприятий. Под ред. Я. М; Боль-
шама, В, А. Грачева, М. Л. Самовера, М.-Л., Госэнер-
гоиздат, 1963. 720 с.
1-21. Прейскурантов 09-01. Тарифы на электричес-
кую и тепловую энергию, отпускаемую энергосистемами
и электростанциями Министерства энергетики и электри-
фикации СССР. М., Прейскурантиздат, 1966. 32 с. (Го-
сударственный комитет цен при Госплане СССР).
1-22. Временные правила применения шкалы скидок
с тарифа на электроэнергию и надбавок к тарифу на
электрическую энергию за компенсацию реактивной
мощности в электроустановках потребителей. — «Инст-
руктивные указания по проектированию электротехниче-
ских промышленных установок», 1975, № 4, с. 14—17.
1-23. Михайлов В. В. Тарифы и режимы электропот-
ребления. М., «Энергия», 1974. 128 с.
1-24. Кяяницына М. С., Попова В. Ф. Потери в фер-
ромагнитных конструкциях мощных токопроводов. Л.,
«Энергия» 1972. 113 с.
1-25. Электротехнический справочник. Изд. 5-е. Под
общ. ред. П. Г. Грудинского, Г. Н. Петрова, М. М. Со-
колова и др. Т. 2, М.. «Энергия», 1975. 751 с.
1-26. Струнскяй Б. М. Короткие сети электрических
печей. М., Металлургнэдат, 1962, 336 с.
1-27. Данные для расчета однофазных токопрово-
дов повышенной частоты (500—10 000 Гц).—«Сборник
технической информации Тяжпромэлектропроекта»
(ЦБТИ Министерства строительства РСФСР), М.,
1960, №8, с. 21-23.
1-28. Короткие сети и электрические параметры ду-
говых электропечей (справочник). М., «Металлургия»,
1974, 312 с. Авт.: Я-Б. Данцис, Л. С. Кацевнч, Г.М, Жн-
лов я др.
1-29. Сеичинов А. М. Токопроводы промышленных
предприятий. Изд. 2-е. Л., «Энергия», 1972. 200 с.
1-30, Васильев А. А. Электрическая часть станций и
подстанций. М.-Л., Госэнергоиздат, 1963. 495 с,
1-31. Справочник по электроснабжению промышлен-
ных предприятий. Под общ. ред. А. А. Федорова и
Г. В. Сербиновского. Кя. 1. Проектно-расчетные сведе-
ния. М., «Энергия», 1973. 520 с.
1-32. Мукосеев Ю. Л. Электроснабжение промыш-
ленных предприятий. М., «Энергия», 1973. 584 с
1-33. Михайлов В. В. Надежность электроснабже-
ния промышленных предприятий. М., «Энергия».
1973. 168 с.
1-34. Карпов Ф. Ф., Солдаткина Л, А. Регулирова-
ние напряжения в электросетях промышленных пред1
приятий. М., «Энергия», 1970. 224 с.
1-35. Баркан Я. Д. Автоматизация регулирования
напряжения в распределительных сетях. М., «Энергия»,
1971.232 с.
1-36. Указания по определению электрических наг-
рузок в промышленных установках.— «Инструктивные
указания по проектированию электротехнических про-
мышленных установок», 1968, № 6, с. 3—17.
1-37. Гнеденко Б. В., Хинчин А. Я. Элементарное
введение в теорию вероятностей. М., Физматгиэ,
1961. 144 с.
1-38. Пугачев В. С. Введение в теорию вероятностей.
М., «Наука», 1968. 369 с.
1-39. Розанов Ю. А. Случайные процессы. М., «Нау-
ка», 1971. 288 с.
1-40, Смирнов Н. В., Дунин-Барковский Н. В. Крат-
кий курс математической статистики для технических
приложений. М., Физматгиэ, 1959. 512 с.
1-41. БершицкиЙ М. Д., Смелянский М. Я., Михе-
ев А. П., Минеев Р. В. Вероятностные характеристики
работы в режиме расплавления групп дуговых стале-
плавильных печей. — «Инструктивные указания по про-
ектированию электротехнических промышленных уста-
новок», 1973, № 2—3, с. 3—8.
1-42. Михеев А. П„ БершицкиЙ М. Д., Смелян-
ский М. Я., Минеев Р. В. Влияние работы дуговых ста-
леплавильных печей на напряжение электрических се-
тей.— «Инструктивные указания по проектированию
электротехнических промышленных установок», 1971,
№ 12, с. 3—9.
1-43. Михеев А. П., Смелянский М. Я., Минеев Р. В.,
БершицкиЙ М. Д. Снижение влияния работы дуговых
сталеплавильных печей на качество электроэнергии
в промышленных сетях.— «Электротехническая про-
мышленность. Электротермия», вып. 107,	1971,
с. 21—23.
1-44. БершицкиЙ М. Д., Смелянский М. Я., Михе-
ев А. П. и др. Экспериментальные исследования колеба-
ний токов и напряжений при работе мощных дуговых
сталеплавильных печей (ДСП).— «Инструктивные ука-
зания по проектированию электротехнических промыш-
ленных установок», М. 1974, № 1, с. 11—15.
1-45. Либкинд М. С., Лежава Г. С. Устранение вли-
яния быстр оиз меняющейся нагрузки на напряжение
электрической сети.— «Промышленная энергетика», 1967,
№8, с. 16—21.
1-46. Либкинд М. С. Устранение влияния быстронз-
меняющейся нагрузки на напряжение электрической се-
ти.— В кн.:; Регулирование напряжения в электрических
сетях. М„ «Энергия», 1968, С. 164—168.
1-47. Минеев Р. В., Михеев А. П. Применение син-
хронных машин для снижения помех, вызываемых рабо-
той дуговых печей.— «Электротехническая промышлен-
ность. Электротермия», вып, 101, 1970, с. 23—31.
1 -48. Минеев Р. В., Михеев А. П. Применение реак-
торов для ограничения помех от дуговых печей.— «Элек-
тротехническая промышленность, Электротермия», вып.
102, 1970, с. 25—27.
1-49. Минеев Р. В., Михеев А. П. Использование
отрицательного реактанса для снижения колебаний нап-
ряжения при работе дуговых печей.— «Электротехниче-
ская промышленность, Электротермия», 1973, вып. 4
(128), с. 13—14.
1-50. Шестаков С. Г. Вопросы электроснабжения
электроэнергией потребителей с резкопеременной удар-
ной циклической нагрузкой.— «Труды института «Тяж-
промэлектропроект», 1972, с. 40—63.
1-51. Frank H.t Zanstron В. О. Power-factor correc-
tion with thyristor-controller capacitors. — «ASEA Journ.»,
1971, vol. 44, № 6, p. 180—184.
1-52. Проблемы электроснабжения мощных дуго-
вых сталеплавильных печей и требования к источникам
питания. Доклад № 4Б. 82 на Всемирном электротехни-
ческом конгрессе. М., 1977. Авт.: А. Д. Свенчанский,
К. Д. Гуттерман, И. Ю. Долгов, Ю. Л. Рыжнев,
М.Д. БершицкиЙ.
1-53. Семчинов А. М. Ртутно-пре образов а тельные и
полупроводниковые подстанции. Л., «Энергия», 1968.
260 с.
1-54. Цуканов В. В. Высшне гармоники в контуре
ДСП-200.— «Труды Московского ордена Ленина энер-
гетического института. Электротермические установки»,
1973, вып. 166, с. 49—56.
1-55, Смелянский М. Я., БершицкиЙ М. Д., Мине-
ев Р. В., Михеев А. П., Новиков В. Т. Основные направ-
30
ления исследований электрической части установок дуго-
вых сталеплавильных печей (ДСП).— «Новое в проек-
тировании промышленных электроустановок. Труды ин-
ститута «Тяжпромэлектропроект», 1975, вып. 2,
с. 274—288.
1-56. Ильяшев В. П. Конденсаторные установки
промышленных предприятий. М., «Энергия», 1972. 248 с.
1-57. Гительсон С, М.'Оптимальное распределение
конденсаторов на промышленных предприятиях. М.,
«Энергия», 1967. 152 с
1-58. Данцис Я. Б., Жилоп Г. М. Искусственная 'ком-
пенсация реактивной мощности электропечных агрега-
тов, Л., «Энергия», 1971, 80 с.
1-59. Жежеленко И. В., Шевцов К. К. Проектирова-
ние установок батарей косинусных конденсаторов на
подстанциях с источниками гармоник,— «Инструктивные
указания ио проектированию электротехнических про-
мышленных установок», 1970, № 9, с. 6—13.
1-60. Жежеленко И. В. Высшие гармоники в систе-
мах электроснабжения премпредприятий. М., «Энергия»,
1974. 184 с.
1-61. Ахметшин Н, Ф., Жив нянин а А. А., Маль-
цев Л. А. и др. Электрические параметры, температур-
ные режимы я некоторые показатели работы : графитл-
ровочных печей.—«Электротермия», 1966, вып, 51*'
с, 16—21.
1-62. Петров Е. Л., Доржнев М. Н,, Матвеев В. Г.
и др. Некоторые вопросы электроснабжения электропеч-
ных установок графитацин,— «Цветные металлы», 1969,
№ 6, с. 69—70.
1-63. Брегман С. 3., Данцис Я. Б., Карлин В. В.
и др. Исследования параметров коротких сетей и элек-
трических характеристик мощных карбидкремниевых
электропечей. — «Электротермия», 1964, вып. 37, с.
20—23
1-64. Бершицкий М. Д., Минеев Р. В., Михеев А. П.,
Новиков В. Т., Рабинович В. Л. Электрические режимы
работы дуговых сталеплавильных печей металлургичес-
ких заводов.—«Инструктивные указания по проектиро-
ванию электротехнических промышленных установок»,
1973, №6—7, с. 24—33
1-65. Данцис Я. Б. Методы электротехнических рас-
четов руднотермических печей. Л., «Энергия», 1973.
184 с.
1-66. Указания по компенсации реактивной мощно-
сти в распределительных сетях. М., «Энергия», 1974.
72 е, (Министерство энергетики и электрификации
СССР. Госэнергонадзор. ВИИИЭ).
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И АВТОМАТИКА УСТАНОВОК
ПЕЧЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ
2-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.
ПАРАМЕТРЫ УСТАНОВОК
ПЕЧЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Установки печей сопротивления косвенного нагрева,
как правило, имеют следующие элементы [Л.2-Г(:
а.	Собственно электропечь.
б.	Вспомогательные механизмы печи с электро-, гид-
ро- ,или пневмоприводом, обеспечивающие загрузку в
рабочее пространство и выгрузку нагреваемой садки ли-
бо перемещение ее в рабочем пространстве.
в.	Комплектующее электрооборудование — щиты,
пульты и панели управления, предназначенные для ав-
томатического регулирования температурного режима
печн, управления приводами вспомогательных механиз-
мов, управления в установках вакуумных печей вакуум-
ными насосами, арматурой (задвижками, вентилями) а
контроля вакуумной системы, управления газовой систе-
мой и контроля ее для печей с контролируемой атмосфе-
рой,'аппаратура, обеспечивающая работу печен в авто-
матических линиях, а также трансформаторов или авто-
трансформаторов для согласования напряжения элек-
трической сети с напряжением на нагревателях, а в
некоторых установках —н для регулирования напряже-
ния печи.
г.	Датчики систем измерения и автоматического ре-
гулирования температуры печи, а в необходимых слу-
чаях также измерения и контроля вакуума или давле-
ния контролируемой атмосферы, контроля протока н
температуры воды и т. д.
Основное различие между установками печей соп-
ротивления косвенного и прямого нагрева состоит в
том, что при прямом нагреве отсутствуют нагреватель-
ные элементы; нагреваемое изделие закрепляется в кон-
тактных зажимах или скользящих контактах, присоеди-
нен пых к понижающему трансформатору.
Выбор силового электрооборудования установок пе-
чей сопротивления и в первую очередь оборудования,
используемого для регулирования их мощности, зави-
сит от требований технологии,-конструкции иечц п при-
нятой системы автоматического регулирования ее тем-
пературы.
Системы, схемы н устройства автоматических регу-
ляторов температуры рассмотрены в § 2-4, 2-5.
Технические данные наиболее часто применяемых
установок электропечей сопротивления приведены в
табл. 2-1—-2-5.
Основными параметрами установок печей сопротив-
ления являются: номинальная температура; установлен-
ная мощность печи; число тепловых зон; мощность зоны;
число фаз и напряжение на нагревательных элементах.
Номинальной температурой (ГОСТ 11995-66) называет-
ся длительная эксплуатационная температура рабочего
пространства, на которую рассчитана печь. Под установ-
ленной мощностью печи сопротивления понимают мощ-
ность, обозначенную в паспорте печи. ГОСТ 17658-72
допускает увеличение мощности на +10% при номи-
нальном напряжении в связи с возможными отклонения-
ми при изготовлении нагревательных элементов по сече-
нию и физико-химическим свойствам. В табл. 2-1—2-4
установленная мощность указана без учета этого откло-
нения.
Тепловая зона печи сопротивления представляет со-
бой участок печи с независимыми питанием и аппарату-
рой для включения, управления н регулирования тем-
пературы.
Основным родом тока для питания печей сопротив-
ления служит трех- или однофазный ток частотой 50 Гц.
Согласно ГОСТ 17658-72 основным напряжением
для питания нагревательных элементов электропечей со-
противления является напряжение 380 В. При отличии
напряжения нагревательных элементов от напряжения
питающей сети применяют трансформаторы или авто-
трансформаторы.
Исследования показывают, что применение транс-
форматоров пли автотрансформаторов экономически вы-
годно во многих случаях питания печей с металлически-
ми нагревательными элементами, так как эго дает воз-
можность применять нагревательные элементы большего
речения, имеющие большой срок службы. Трансформа-
торы применяют, как правило, также дли печен с нзг-
зг
££	Т л б л и ц и 7 Г
Ю Л
Электропечи сопротивления косвенного нагрева периодического действия
Тип печи	Номинальная темпе- ратура, ?С	Установленная мощ- ность, кВт	• Число тепловых зон	Мощность воны, кВт	Число фаз	Напряжение на на- гревателях, В	Понижающий трансформа- тор или автотрансформатор		Электро двигатели вспомогатель- ных механизмов			•№ рис у 11к;г	
							Тип (см. табл, й- 28)	Вторичное напряжение» В	Назначение привода	Число	Мощ- ность, кВт	схемы включения н управ- ления или поясняю- щей схемы	рекомен- дуемой компонов- ки обору- дования
А. Нсмеханпзироваггиые печи
Кгмг^рные
СНЗ-3,6,5.2/10М01 СНЗ-4.8.2,6/10М01	1000 1000	18 30	1 1	18 30	1 3	120 13]	ТО-20АЗ АНТ-35 АЗ	37,3—120 33.5—233	—	—			2-1, 6 2-1, б		
СИ 3-5.10.3,2/1 ОМО1	1000	45	I	45	3	105	ТНТ-60В0	44,8—122		—-	-—	—-	
CH3-6.5.13.4/10M02	1000	72	1	72	3	220	—		Подъем и опускание	z 1	17	2-1, а	—
									дверцы				
СНЗ-6,5.I3.4/I2M02	1200	50	1	50	3	175	А НТ-75 АЗ	96—233	То же	1	1-7	2-4	2-19
СНЗ-8.5.17.5/1 ОМ01	1000	92	2	46	3	131	АНТ-50АЗ	93,5—233	» >	1	17	—	
							(’ шт.)						
1 СНО-5.8.3/13	1300	50	1	50	3	65,3-137,5	АНТ-50АЗ	93,5—238	—	—	—	2-1, б	—
						Шахтные							
СП10-15.30/7М011	700	195	3	67,5; 60;	3	380	—	—	Вентилятор; меха-	3	2,8	—	—
				67.5					низм отката крышки	1	1.7		
CITI3-4.8/I0M0I 1	1000	42	2	25; 17	3	92; 53,2	ТНТ-35В0	44,8—122;	Механизм подъема и	Т	1,0	2-2, б	—
							(2 шт.)	26—70,4	опускания крышки				
СШЗ-10.Ю/10М01а	1000	НО	2	55	3	105	ТНТ-60В0	44,8-122	То же	I	1,0	2-2, б	2-20
							(2 шт.)						
США-3,2.4.8/6Л1	650	20	1	20	3	57	ТНТ-35В0	То же	Вентилятор	I	0,Э7	2-L #	—
С1НА-5.7.5/6Л 1	650	50	2	21,5; 28,5	3	120.8	АНТ-50АЗ	93.5—238	То же	1	L0	2-2, б	
США-8.12/6Л1	650	100	2	45; 55	3	220	—	в-ч	» »	I	17	2-2. а	““
Ц-35Б	950	35	1	35	3	220			> >	1	1,0	2-1, а	
Ц-60А	950	60	2	30	3	220			Вентилятор и меха-	2	1-0	2-2. сг	
									низм подъема крыш-				
Ц-75Б	950	75	2	24; 51	3	220			__	ки То же	2	1-0	То Же	—
Ц-105А	950	105	2	31; 74	3	220	—	—	> »	2	1.0	> »	
						Соляные	элвктрованны						
СБС-1,6.3.4/8,5,401	850	35	I	35	р	6,9—20	ТО-ЗЛА 3	6,9—20		——	—	2-L б	—
СВС-3,5.8.4/6,5М01	650	60	1	60	3‘	6,5—17,6	ТНТ-60АО	11,2-30,5	Передвижение крыш-	I	0-6	2-1, a	—
СВС-3,5.8.4/8,5М01	850	100	I	100	3*	6,4—18,3	ТИТ-100 АО	11,3—31,7	ки То же	I	0,6	То же	—
CBC-3a/13M0i	1300	35	1	35	З5	6,5—17,6	ТНТ-35А0	6,5^17,6		—		2'1, в	
CBC-60/I3M01	1300	60	1	60	3"	То же	ТНТ-60А0	11,2—30,5				То Же	
СВС-ЮО/13М01	1300	100	1	100	З1	6,5—18,3	ТНТ-ЮОАО	6,47—18,3	—			2-6	
Б. Механизированные печи													
						Камерные с	/jodojK					4,0	2-7	2-22
СДО-18-36-12/10-18НЗ	1000	390	3	150; 150;	3	380	—		Передвижение пода;	1			
				90					подъем и опускание	1	4,0		
СДО-23-46-16/10-30НЗ	1000	1078	6	145; 145; 145; 145;	3	380	—	—	дверцы Передвижения пода	1.	10	2-8	2-22
				240; 258									
“ Серийно не изготовляются.
г Снята с производства,
* Однофазная группа нз двух электродов,
4 Три однофазные группы из двух электродов каждая,
* Трсхфазвая группа из трех электродов.
Таблица 2-2
Механизированные агрегаты а электропечи косвенного нагрева непрерывного действия
Тип печи	Номинальная температура, /С	rfl s .. я о	Число теп- лоты я аон	Мощность зон, кВт	Число фаз	Напряжение нп нагрева* телях, В	Понижающий трансформатор или автотрансформатор		Электродвигатели вспомогательных механизмов	
							Тип	Вторичное напряжение, В	Число	Общая мощность, кВт
		* Конвейерный закалочно-отпрсиной агрегат CK3A-4.30.fj7 БЗ								
С КЗ-4.30.1/9БЗ	900	100	3	48	3	122,5	ТНТ-60ВО	44,8—132	4'	5,3
				28		82,5	ТНТ-ЗБВО	То же		
				24		74	ТНТ-35В0	То же		
CK.3-4.30.1/7B2	700	70	3	30	3	156	АНТ-50 АЗ	93,5—238	5=	5.3
				25	3	131	То же	То Же		
				15	1	143	АО-35А2	29—211		
Моечная машина я		31,5	1	31,5	3	380	.				43	9.9
закалочный бак										
Гсьисательяке эддододеед
СТЗ-6.35,4/1 ОС 02’ (рис. 2-9, 2-23)	1000	181	3	84 65 32	3	123 108.5 131	АНТ-140 АЗ АНТ-100 АЗ АНТ-50АЗ	97,5—313 107—239,6 93,5—538	4*	25,5
СТЗ-6.48.4/7С02 •	700	151	3	34,5	3	57,2	ТНТ-60В0	44,8—122	3=	17
				69		57,2	Т НТ-100В 0	45,2—126,8		
				47,5		47,5	ТНТ-60В0	44,8—• 122		
’ Двигатели привода масляного насоса (2,2 кВт}; ваброэагруэтика (1,1 кВт, постоянный ток); бункера накопителя (1 кВт);
конвейера <1 кВт, постоянный ток).
2 Двигатели приводов: вентиляторов (3 шт. по 1,1 кВт); конвейера н виброзагрузчнка (2 шт. по 1 кВт, постоянный ток).
8 Двигатели приводов: конвейеров (2 шт. по 1,1 кВт); насоса моечной машины (5,5 кВт); насоса бака (2,2 кВт),
4 Двигатели приводов: маслонапорной установки (44 кВт); вентилятора (5,5 кВт); столов загрузки и выгрузки (2-шт. по 3 кВт).
1 Дэнга те лн приводов: вентиляторов (2 шт., но 14 кВт); Стола загрузки (3 кВт).
8 Сняты с производства.	1
Вакуумные и водородные электропечи косвенного нагрева периодического действия
Таблица 2-3
Тил печи; назначение ее Нагревателей	Номинальная темпе’ paiypaj °C	Установленная мощ- ность, кВт	Число тепловых эон	Мощность эоны, кВт	Число фаз	Напряжение на на- гревателях, В i	....	Понижающий трансформатор или автотрансформатор		Электродви- гатели вспо- могательиых механизмов		№ рисунка	
							Тип	Вторич- ное папря- Жеиие, В	Чис- ло	Мощ- ность, кВт	схе- мы	рекомен- дуемой планиров- ки элек- трообору- дования
Нагреватели печи Нагреватели насоса Н-2Т	1100	Ваку& 25 1,2-1,3	икал к 1	амерна 25	л лабе 1	раторная 14,52 380	электропечь СНВЛ- ОСУ-40/0.5А	1.3.1/11 М2	I1	1,7	2-10	—
3—342
33
Лродзджеяде Гобл. 2-Л
Тип печи: назначение ее нагревателей	Номинальная темпе’ ратура,' °C	Установленная мощ- ность» кВт	Число тепловых ион	£ я £ и Н О	Число фаз	Напряжение на на- гревателях, Б	Понижающий ’трансформатор или автотрансформатор		Электродви- гателя вспо- могательны к механизмов		ЛЬ рисунка	
							Тип	Вторич- ное напря- жение. В	Чнс-i до.	*Мощ- кость, кВт	схе- мы	рекомен- дуемой плавироа кн эле&- трообору дованя*
Йакдолмая шахтная электропечь 1СШВ'-3.100/$*
1С1ПВ-3 Т00/9 Нагреватель насоса ВН-2000 Нагреватели двух на- сосов Н-6Т	900	189 7,5 2X2,8	4	21 22 73 73	3 3 3	41,6 60,7 106 106 380 То жё	ТПТ-63/50ПК Го же Т ПТ-100/150 ПК То же	18,9—90 18,9—90 57—270 57-270	23-	66,6	2-JJ	2-2-1
			Вакуумная		элеваторная электропечь С?Й-2.2///,5<W/							
Нагревателя печи Нагреватели контей- нера Нагреватели насоса БН-3	1150	7,5 1,28 3,5	1 1	7,5 1,28	I 3	60 Посто- янный ток 380	ТО-20 АЗ	37,3—120	5*	53	2-12	. №5
Нагреватели колпа- ков Нагревателя насоса Й-5С-М1	1500	. 24 0,7	ЗакдоАная 1	। 24		KDArtaweofl алея 3 | 19—11,9 1	220 1		тролеЧА С Г В-2.3/15'9 ТСУ-50/0,5 А	Ml 19-11,9	45	5,6	233	—
В l wtopodn ы ? толка гелъны ? эл ек г роле ч и
СТН-0.5.6/17,5,41 s СТН-1.10Д8/15М1 “ CTH.3.5.24J/13ME * -	1750  1500 • 1350	6,4 123 45	I I • 3	63 12,5 20 !5 10	1 1 3	75 90 5—70	ТПО-Ю/80ПК, 2 шт. ТО-20АЗ. 2 шт. ТПТ-25/70П ТТТТ-16/7ОП То же	75 90 5—70	I7 Н I’	0.27 0,27 1.7	1 1 1	2-26
1 Двигатель приво	да насо	ВН-ЙМ]								1		
2 Печь изготовляется по специальному заказу.												
я Двигатели приводов: а)		по камере нагрева — насоса ВН-1МГ (2,8 кВт): насоса ВН-7Г (7 кВт); насосов ВН-6Г										(2 шт. по
20 кВт}: затворов ДУ-В5У (6 шт. по 0*03- кВт.); затвора ДУ’2бОУ (0,18 кВт); затворов ДУ-160У (3 шт» по 0,12 кВт); технологического
затвора (0.06 кВт): б) по камере охлаждения — насоса ВН-1МГ (й+8 кВт): насоса ВН-7Г (7 кВт): затвора ДУ-500 (0J8 кВт); двух
затворов ДУ-85У (по 0,08 кВт); технологического затвора ВТ (0,06 кВт); механизма телажки н механизма перемещения садки, (2 Шт.
ею 2,8 кВт}»
4 Двигатели приводов: механизма перемещения ездки (1 кВт); веремешивателя масла (0,4 кВт)Г вентиляторов (2 шт. ио
Оцб кВт}; насоса ВН-1МГ (2,8 кВт),	\
® Двигатели приводов: перемещения колпаков (2 шт» по 0,6 кВт); насосов ВН-2МГ (2 шт. ко 1,7 кВт}.
а Помимо исполнения Ml с двумя рабочими камерами; исполнение М2 с одной рабочей камерой.
7 Двигатель привода толкателя.
’ Имеется исполнение М3» зеркальное по отношению к исполнению М2.
. 9 Двигатель привода маслонапорной установки.
Установки для приготовления контролируемой атмосферы с нагревателями косвенного действия
Т а б л и ц а 2-4
Группа нагрева- телей установки	/ Номинальная температура.	Установ- ленная мощ- ность, кВт	Ч иСЛо тепло- вых эон	Мощность эоны, кВт	m 4 О 3 . в ЕГ	Напряжение на нагрева- телях , В	Понижающий трансформа- тор	Электродвигателя вспомогательных механизмов		
							Тип	Назначение	Число	Мощ-  ность. . кВт
Установка для приготовления эндотермической атмосферы ЭН-60М01 (рис. 2-J4 и 2-27)
Нагреватели газо- генератора Нагреватели серо- очистки Нагреватели ка* л ори ф ера Нагреватели серо- очветки	S 1	о	•— II.	is 	£	° г	° 	5		28 6 Устинов 12 6	1 1 яд для п 1  1	28	1	3 6	1 руготоаленг'^я 12 .	3 6	j	3 Г	122 220 ТГ/МГЕЩеСА 380 380	ТНТ-35В0 сой атмосферы	Привод газодувки 9 К-60 М 4 Привод газодувки ка- лорифера Привод газодувки ка- меры сжигания Привод газодувки се- роочнегки	Д 1 1 1	3 3 3 0,6
34
Установки электротермических устройств сопротивления прямого нагрева
Параметр	ОКБ-П71А	ОКБ-1233	ОКБ-1280	ОКБ.1303	ОК Б* 1383А	ОКБ-14! 2		ОКБ-1483	ОКБ- 2026Л	ОК Б-2247	ОКБ-2254
Нагребаемые зяго- . Фирма тонки: Мате- риал	Пруток Сталь 1XI0H9T	Проволока Сплавы Р9, Р18	Пруток Сталь 30ХГС, ЗОХГМ	Штабик Молибден, вольфрам	Пруток Сталь	Армэтурвая Ста	проволока ль	Проволока Высоколеги- рованная сталь	Труба Высоколеги- рованная сталь	Труба Нержавеющая сталь	Т ру ба Медь
Назначение нагрева	Для закалки	Для воло- чения	Для обработки давлением	Спекание (сварка) в водороде1	Для прокатки	Для закалки	Для отпуска	Для волоче- ния	Для закалки, отпуска* правки	Для отжига	Для отж ига
Температура нагрева, "С	1150	150-680	1000—1050	3000 (максималь- ная)	1250	4000	До 600	600	До ИЗО	1150	Да 600
Мощность трансформатора 7. кВА	50(Н2Х50п	2004-1 Gq	200	250	2000	250	100	250	ЗАО	63	320
Напряжение Eta контактных- головках, В	30-100	24—34	0—20	До 50	20—40	33—112	25—74	 40-80	56—168	0—400	0-80
Ток на стороне ц.н. макси- мальный, кА	7л5	2.0	15,0	5,0	50т0	2,2	1,3	3,6	3,5	0,1	16
BisX зажима контактных го* ловок '	Гидравличес- кий	—	Пневматичес- кий	Механичес- кий	Гидравличе- ский	—	—	—	Пневматкче- . ский	Г) невмэтиче- ский	П невмати* ческий
Время нагреаа, с, или вид к г,:рева Время цикла, с	10-40 30—60	Непрерыв* - иый	4—16 8—20	В зависимости от материала	127 ' 200	Непре- рывный	Непрерыв- ный	Непрерывный	До 30 До 45	10—19 До 45	Ди 600 До 650
Производительность (расчет- ная), т/ч	0,26—1,44	0,5—1,0	0,30—0,47	В зависимости от материала	3,5	L8	га	0,33—0,86	1.5	0,0004—0,07	0,09:-о,9
Удельный расход электро- энергии (расчетный) h кВт-ч/т	200—240	84-124	250	То же	250	230	130	120	240	. 140—350	120--155
Расход, м^/ч:	воды	1,5"-7, 0		0,5—1,5	4 g	8—10	55	—	0,8	—	• —	—
сжатого воздуха		—	—	*		—	—	—	—	—	—
Габарчгы устрой- Длина стаз, мм:	8850	5000	3250	1970	19 440 *	28 000		4600	И 500	10 620	15 745
ширина	5600	2500	1700	880	4800	12 900		1350	1300	1010	4139
высота	2300	1950	1460	4100	5610	2350		1230	890	1067	2378
Щиты: общее количество шкафов, панелей и пультов, шт, № рисунка схемы	4\ 2-S5	3	2 2-16	2	4		7=	4 2-17; 2-18	3			3
№ рисунка общего пнда устройства	—	—	2-28	—	—			—	—	—	—
1 Расход водорода до 2 м*/ч.
s Первичное напряжение трансформатора установки ОКБ-1383А 6 кВ, остальных ЗЯО В.
Л Мощность тр а в сф сенаторов концевых зон,
4 Мощность трансформатора ванны горячего контакта,
1л Кроме того, блок (батарея) конденсаторов*
Go
СЛ :______ - - 	_____...................' - - -	........ ...........
ревателмыми элементами из дисилицида молибдена,
графита, карбида кремния, для электродных соляных
электрованн. Номинальной мощностью трансформаторов
считают мощность на высшей ступени напряжения; на
остальных ступенях мощность, как правило, падает про-
порционально снижению вторичного напряжения.
При разработке проекта установки печей необходи-
мо иметь в виду, что напряжение 500 В изъято из
ГОСТ и в проектах применяться не должно. Электро-
оборудование на напряжение 500 В изготовляется толь-
ко для действующих предприятий. Напряжение 660 В
пока применяется мало, так как выпускаемое на это на-
пряжение электрооборудование ограничено по номен-
клатуре и количеству. Это напряжение является перс-
пективным после освоения массового производства Элек-
тр оо б орудования на 660 В для применения в установках
печей большой мощности (5000 кВт и более).
Электродвигатели применяют для приводов вспомо-
гательных механизмов печей. Обычно используются
трехфазныс асинхронные двигатели общепромышленно-
го исполнения единой серии 3—9-го габаритов. В ме-
ханизмах, требующих регулирования скорости, применя-
ют двигатели постоянного тока комплектно с устройст-
вами для управления приводом на магнитных усилите-
лях. Для привода в установках, требующих глубокого
и плавного регулирования скорости, все более широкое
применение находит комплектный электропривод серии
ПТЗР с питанием от полупроводникового преобразо-
вателя с управляемыми вентилями (тиристорами). По-
лупроводниковый преобразователь здесь выполняет роль
не только выпрямителя, но в регулятора напряжения.
2-2. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ
УСТАНОВОК ПЕЧЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ.
КОМПОНОВКА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
СХЕМЫ УСТАНОВОК НЕМЕХАНИЗИРОВАННЫХ ПЕЧЕН
ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ И СОЛЯНЫХ ВАНН
На рис, 2-1—2-3 приведены поясняющие схемы
включения одно-, двух- и трехзонных печей (ванн).
Для включения н управления нагревателями и элек-
тродвигателями применяют щиты управления серий
ИЗР, ИЗРП, станции управления серии ПТХ и панели
управления по рабочим чертежам ВНИИЭТО.
Так как схемы включения и управления установок
рассматриваемых видов печей (ванн) в значительной
степери повторяют друг друга, ниже дано описание схем
только для некоторых из них (рис, 2-4—2-6).
Щиты управления ИЗР, ИЗРП выпускаются завода-
ми-изготовителями с унифицированными схемами. Схе-
мы, приведенные в § 2-4, при использовании их в конк-
ретных установках требуют некоторых дополнений. Схе-
ма включения и управления печи СНЗ-6,5.13,4/12М02,
приведенная на рис. 2-4, должна читаться совместно со
схемами, приведенными на рис. 2-43 и 2-45. На рис.
2-43 (так же как и в Других настоящего параграфа)
приведен узел схемы включения нагревателей, в которой
дополнительно включен конечный выключатель 2ВК, а
в цепь катушки контактора Л включен замыкающий
вспомогательный контакт реле ЗРП.
Для управления приводом механизма дверцы ис-
пользуется в шкафу ИЗР цепь управления электродви-
гателем, приведенная на рис. 2-45, с включением в цепь
катушек пускателя контактов конечных выключателей
1ВК. и 2ВК.
Аналогично выполняются дополнения в шкафах се-
рии ИЗР, ИЗРП, применяемых для других установок
печей. Силовая цепь нагревателей каждой зоны печи со-
держит трехполюсные автоматический выключатель и
контактор, пень управления — автоматический компен-
сатор, промежуточное- реле и универсальный переклю-
чатель для включения нагревателей на ручной или авто-
36
магический режим. Если напряжение-на нагревателях
отличается от напряжения сети, предусматривается по-
нижающий трансформатор или автотрансформатор. Тог-
да мощность печи регулируют, изменяя напряжение на
нагревателях с помощью переключения ступеней -транс-
форматора или автотрансформатора.
Для всех рассматриваемых печей и наци применяет-
ся двухпозициоппое регулвроваиис температуры. Ее дат-
чиками служат термоэлектрические термометры со стан-
дартными градуировками ХК, ХА, ПП и др., радиаци-
онный пирометр РАПИР или телескоп ТЕРА, работаю-
щие в комплекте с компенсаторами КСП с приставкой
позиционного регулирования ПНР.
Управление двигателями вспомогательных механиз-
мов печей, ведется со щитов управления печами или с
индивидуальных постов управления, устанавливаемых
непосредственно на печах. Схемы предусматривают сиг-
нализацию о включении  и отключении контакторов, о
превышении температуры от заданного значения, а так-
же блокировки, разрешающие включение нагревателей
печи;
а)	только после включения электродвигателя вен-
тилятора—у печей с циркуляцией воздуха;
б)	только после подачи газа в камеру сжигания —
у печей с контролируемой атмосферой;
кроме того, блокировка обеспечивает;
в)	автоматическое отключение нагревателей И вен-
тиляторов при подъеме дверцы (крышки) печи во вре-
мя ее работы;
г)	отключение печи (ванны) при переключении сту-
пеней напряжения трансформатора.
СХЕМЫ УСТАНОВОК МЕХАНИЗИРОВАННЫХ ПЕЧЕЙ
ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
!
На рис. 2-7 приведена поясняющая схема печи
СДО-18-36-12/10 18НЗ, а на рис. 2-8 схема включения и
управления печи СДО-23-46-16/10-30НЭ (см, табл. 2-1).
Для включения и управления нагревателями печей
служат станции управления серии ПТХ, для включения
и управления приводами шкафы управления Новосибир-
ского СКВ ЗЭТО,
Для автоматического регулирования температуры
служат компенсаторы, работающие с блоками регули-
рующих реле БР-1. В данном случае вместо нескольких
одноточечных потенциометров применен один многото-
чечный на разные заданные значения температуры; это
позволило сократить количество щитов управления и
упростить эксплуатацию системы автоматического регу-
лирования температуры.
Для контроля тока в цепи нагревателей каждой зо-
ны предусмотрены амперметры с трансформаторами то-
ка; каждый амперметр можно включать в каждую из
фаз зоны поочередно.
Управление приводами — ручное, с помощью кнопок,
Предусмотрены следующие блокировки;
1)	дверца может опускаться только при нахожде-
нии пода'в одном из крайних положений;
2)	под может передвигаться только при поднятой
дверце;
3)	нагреватели могут быть включены только при на-
хождении пода в печи и опущенной дверце.
СХЕМЫ УСТАНОВОК МЕХАНИЗИРОВАННЫХ АГРЕГАТОВ
И ПЕЧЕЙ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
Печи отличаются от ранее рассмотренных тем, что
загрузка, перемещение и выгрузка изделий в них пол-
ностью механизированы и автоматизированы. Печи и
агрегаты могут быть встроены в автоматические и поточ-
ные линии машиностроительных заводов массового и се-
рийного производства.
Агрегат СКЗА-4.30.1/7БЗ предназначается для наг-
рева под закалку стальных изделий (см. табл. 2-2). Аг-
регат подключается к силовой электросети 380/220 В
установок
б — снз-
1СНО-
в — свс-
____	Ц-35Б;
СНЗ-4.8.2.6/ЮИ01;
’ ’ ----- М01;	.	___
СВС-100/ЕЗМ01;
США-3.2.4,8/6 Л 01;
СВС-3,5.3.4/8 5М, М01;
Рис. 2-1. Поясняющие схемы
одпозонных печей.
с — CH3-6.5.13.4/10M2;
3.6.5.2/10М01;	----
5.8.3/13:	СВС-!.5.3.4/8,5М,
35/13МО1;	СВС-60/13М01;
г — СНЗ-6,5.13.4/12М02;
CRC-3,5.8.4/Sr5M, MOI; Г"'	,	. . ..
!ЦУ — щит управления; Тр — трансформатор
или автотрансформатор; Г — термоэлектриче-
ский термометр; ТЕРЛ — телескоп пирометра;
Л1 — электродвигатель.
Рис. 2-2. Поясняющие схемы установок двухзонных печей.
а - США-8.12/6Л1; Ц-60А; Ц-7ББ; Ц-ГО5А; б - СШЗ-4.8/10МО1; СШЗ-10.10/10МСН;
в — США-5.7.5/6Л1; ЯС — силовой ящик; 1ЩУ. 2ЩУ — щиты управления; Тр. ГГр,
трансформатор или автотрансформатор; iTt 2Т — термоэлектрические тер-
мометры; М. — электродвигатель,.
Рис. 2-3. Поясняющая схема установки трехзонной печи СШО-15.30/7М01.
ШВ —шкаф ввода; ЩСУ — щит станций управления; ЩУ—• щит управления; /Г—ST —
термоэлектрические термометры; М — электродвигатель.
ВВк8т.ев/1вгА
Вниз | Вверх	Управление приводам механизма подъема дверцы
билючение нагре- Вагввлвй и Вязки- рзВка с приВвдом механизма nvBsmu дверцы	
АЗ-42-8 ; 1,?яВт
(paSiett дверцы)
Рис. 2-4 Схема включения нечп СНЗ-6,5.13.4/12МО2
(читать совместно со схемой на рис., 2-43 и 2-45).
37
Включение ключей ГЛ1- 2УП а Втеки ровни нагревателей. с меха-
низмом подъема крышки. а переключателями трансфор-
маторов

Щит
управления
нэрп-гы
1
г
I
1^:р|)ф(м)(*) j
777!
ггт
УР
Р О А
_________ Шкала
sfiy-eiye влвво‘‘с>Гр.пп
f В схему
_ J.нарис.г-^З
включение универсаль-
ного переключателя
а учетом Вла/ашвВки
нагревателей
е переключателем
трансформатора
ЮОкВт
АН
ТелкмпТ£Рр-5а
j	гм[уп\
•„ t Ь /МЛ йР/1(ЗРП] '	? ? } J
3вна1 (----------|(L_i----—<^г, £_£_
I------,__.----------ТД1.
хо схема парне. 2~йг
И
i
।
t
I
.J
Рис, 2-6. Схема включения электрованвы СВС-100/13.
Зона U
Wnffi)	“ 2Л{Л]
L-р—ryi
___ . .	' гог
|< !
w	*рл(ж)
^»н |Д »иц|щ
_____2_5f________________
В схему на рае, 2-ВЗ
! (/)г/Ип ЧРП[ЗРП\ 2РП{1РП} g о Я
। её?* 11	~3pn(2Pfi\' * *
“I
!
Рис. 2-5. Схема включения печи СШЗ-10.10/10МО1 я уп-
равления электродвигателем крышки печи. Читать сов-
местно со схемами на рнс. 2-43 и 2-45,6. Схема управ-
ления двигателем М аналогична схеме на рас. 2-45,6.
Рнс. 2-7. Поясняющая схема установки трех зонной печи
СДО-18.36.12/10-18НЗ.
ШВ — шкаф ввода; 1СУ, ЗСУ —станции управления; ШС— шкаф
силовой с трансфор Matop а мн тока; НН У, £££№ —шкафы управ*
ления; /Т—JT — термоэлектрические термометры: JM, 2Af-«
электродвигатели перемещения пода и дверцы: /ЭТ, 2ЭГ—элект*
ротормоаы;	— конечные выключатели»
3$$220В
3OJ
а)
~220В
1УП
Лзона/МкетЯ зона 1М.кВт Шзона
/МкВт
IIIII
Лен
lOTtsBr
зона(поВ)
ZSBkBt
ЗРП "
_______Перемещение noBa.
ft	Wi
BSodfM
780/220B£_
V3
< !"»' Г-ft—I
IM ! kfqp
I I	"
—и
£+
---Ы
ЗРЯ
t ЛА
О А
леи
(как/СУ)
usillisfl
вводив
BtOftZQB
«г
I c4-
HT
I f
I I
!4
5РП
6РП
5КЛ
--II-
M----
6КЛ
—II—
------W---------
5КЛ
------ц--------
+4—M—-----------
работа контактов абто-
мтичесмго компенсатора М
о В>Э
Cj SZ?
1РП
/кл
/кл
5КЛ .
—ЧГ-
М-1
Ж
5ЯК 
5ЛЗ
6КЛ
5
*
&
й e
I jj
§ & s
5 ta
и
э к
Ps
W”
Pn
4T“
5РЛ
ТГ
6РЛ
SPO^JPn
T T fai»»
\5КЛ____
6КЛ
зона Язомаркю)
П5 кВт	Z40kBt
2КУ
-Л-1РП2РП
~220B
2B8-1
ЯЛ-7
----M-
1ПН8 ,
"—Il----1
1ЛМ8 ЗРП МП
ЗМ <n„sn
1ПМВ I <
1ПНВ
1FT

5-В
5КУ
 1/Wf
tow________
Pf ~220B
Pp- Pl
•vr—У
Pl p?
WZ—1Г
P& Pz
---ir
Pz Ps

Контакт
—tr~
Ps
Температура, °C
10M /fid

l oggia I
Panama Выключателей
1BK.Z8K
контакт	Пид t печи	
188.-1	Разомкнут	
1ВК-2	замкнут	—
2BK-1		Разомкнут
2ВК-2	—	Замкнут
Ps Рз
“W-----1Г-
Рз Рз
~V~—\Г
Pfo Ps
-w~----1Г
^r-l
P?f Р^
-ff----ti-
Ps Рц
----1(_
P,z Pe
m-----1 г
Ps P,z
i
7ЛК
7ЛЗ
/ОРП
Pf ^3.
Piz
п
Pti
Pg.
*
Рз

РГо
Рис. 2-8. Установка электропечи СДО-23-45.16/10730НЗ.
а — схема включения; б —схема управления. АЦ —• многоточечный электронный компенсатор КСП4 с шестью термоэ.чектриче*
сними термометрами ТХА-ХШ; ЭТ — электротормоз,
39
WOO°C	IBSB“C
ВВ-кЗгг! gfHgm 3gngtn
Зма£ ЗмаН ЗвпяЖ

21KB
Толке гель Ч>
22KB
, Полови
за г риз30
3CB
aw
32KB
L. ып----------
**3t==7
ПерегвдзчиН |—।—।—Г
за груз n и 1—1 1—1 2
1 ---cz=
2CB, 2CH
'ЗГЦ
3i KB,'
Ч2КВ
VfKB
-if-
Лечь
mt
ков, чек
!h
П----—1Ь 12KB&
LL_____Аикв
7 
EEa?"
ICBJCH
S2KB
StKB
—— Стол зогриьнц
И! ’ я
72KB
BITS
6ГЦ ..
71KB
31.13
70 KB Ь
Кол пак
выгрдзни
81KB 82KB
^Таскатель
62KB
5ГЦ *
ecu
есв
Стол Выгрузки-
[ы
7CB,7W___
SlKB, « .n
?® 8ГЦ
102KB
8CB,8CH
„U 'Mi
——ГР1
JI—।—।— Керегрдзчик
n i—t j—। выгру мц
Рис 2-V: Установка электропечи СТЗ-6.35.4/10C-02.
а— -схема зключения нагревателей и двигателей вспомогательных механизмов? б — расположение приводов, золотников и ионеч-
2АТ -то /се н)0 кВ'Л, 107—239,6 В; J/JT-to же 50 кВ-А 93—233 В; MX—^.-4/( —автоматически н компенсаторы ЛЧ7/73; /P/И, 2РМ —
(2 — 50 ?.rUHji СШР — счетно-шаговое реле E*E»2G, 220 В; С/7ДЛ1—контакт сигнализатора падения давления СПДМЧОО, 220 В; 5ЛП—
	хкыаанмияд	1^яадн^		;йг«^ос; •. fl	зггг £17*?	^ЫЦ!С	dOLUHl/nLUHt^
й 91 Я Ы	1 й	м • • ••	ахы		-гс^вяглу		
iil
(s-г WQVW ‘№) KTlbDifeua
ных выключателей; в —схема управления приводами вспомогательных механизмов. М7—автотрансформатор 140 кВ'>А, 97,5-^213 3;
реле максимального тока РЭИ-201; //<S> 2РВ, 4Р8, 5РВ~~ тшевматииеское реле времени PBCl-SL 220; В; JPS — реле времени РВЧ-4
ЗЛИ — электромагниты продувки; /СВ—SCB, /СЯ—#СВ — эле к гром агенту золотников, . ’ -
Таблица 2$
Погледздстельность операций и работы электромагнитных золотников гидроприводов электропечи СТЗ-6.35.4/ЮС-02
Операция		с( от цикла	Работа соленоидов ЗОЛОТНИКОВ		гидро- Ра П		Операция		t»’ &	Работа соленоидов эолотвмков		гидро*- .ра
Ин- декс	Наименование	Время, на чала	Вклю- чается	Отклю- чается	Номер ЦИЛЕ ГИД (мотор;	Ин- декс	Наименование	Время, издала	Вклю* чается	Отклю- чается	Нойер цилкнд
(MUTllp.l)
СО 01 0? 03 04 05 06 07 08 09 10 11	(Исходное яоложе- ние) (Начало автоматиче- ского цикла) Опускание колпака выгрузки Опускание стола вы- грузки Ход пере грузчика вы- грузки вперед Ход перегруэчика вы- грузки назад Подъем стола выгруз- ки Продувка	колпака выгрузки Подъем кЬдиака вы- грузки Подъем стола s а груз- ки Продувка колпака за- грузки (Подъем колпака за- грузки Ход таскателя в печь	0 0 8,5 20 30 36 47 167 175 186 306 315	Всё откл* То же бСН 8СВ &CI1 Ж, ЭМ1 эм/. эмз зев 7СВ	очены То же ЯСВ 6СН	згц ЗГЦ ЗГЦ 4М згц зм згц /ГЦ	12 ТЗ м 15 16 17 . Iя 19 20 21 22	П одъе м за грУ зоч ной дверцы Ход толкателя в печь Ход толкателя из пе- чи Опускание загрузоч- ной дверцы Опускание загрузоч- ного колпака Подъем разгрузочной дверцы Ход таскателя из пе- чи Опускание разгрузоч- ной дверцы Опускание стола за- грузки Ход перегруэчика за- грузки вперед Ход перегрузчика за- грузки назад (Загрузка поддонов па перегрузчик) Работа вентилятора Выдержка времени цикла	327 336 356 363 377 386 . 395 414 433 434 445 439 540 450 414 6Э0	/СВ 2СВ 2СН 4СН зен 5СВ 7СН 5СН 1СВ /СН	2СВ 4€В 7СВ 5СВ /СВ	4ГЦ 2ГЦ 2ГЦ 4ГЦ ЗГЦ згц 7ГЦ ЗГЦ зм 1ГЦ 1ГЦ
через шкаф ввода с установленными в нем рубильником,
автоматическим выключателем, трансформаторами тока
и контрольно-измерительными приборами: амперметром,
вольтметром и счетчиком активной энергии.
Нагреватели обеих печей агрегата включаются че-
рез'понижающие трансформаторы. Регулирование тем-
пературы— двухпозиционное, с помощью компенсато-
ра ЛК.
Для регулирования скорости виброзагрузчика и кон-
вейера закалочной и отпускной печей применены ком-
плектные регулируемые приводы постоянного тока на
магнитных усилителях типа ПМУ.
Другим видом лечей с полностью автоматизирован-
ным циклом является толкательная трехзонная печь
CT3-6.35.4/1 ОС-02 (табл. 2-2). На рис. 2-9,о приведена
схема включения печи и двигателей ее вспомогательных
механизмов к силовой сети 380/220 В. Двухпозиционное
регулирование температуры в зонах осуществляется с
помощью компенсаторов ЛЯ по схемам, аналогичным
схеме на рис. 2-43.
В цикле работы печи участвуют механизмы с гид-
равлическими приводами. Эскиз расположения на печи
гндроцилвндров с электромагнитными золотниками. уп-
равления, приводов и конечных выключателей дан
гга рис. 2-9,6. В табл. 2-6 приведена последовательность
операций цикла, их длительность и указаны силовые
органы я органы управления, обеспечивающие эти опе-
рации. Полная схема управления механизмами, реали-
зующая последовательность и длительность операций,
нозможиость ручного управления и необходимые блоки-
ровки и сигнализацию, дана на рис. 2-9,в.
В ручном (наладочном) режиме механизмы вклю-
чаются и отключаются кнопками с пульта управления.
Для начала автоматического цикла включают кноп-
ку 5Л'У; реле 1РП получает питание н сам сблокируется.
Его контакт подает импульс на начало работы счетно-
шагового реле СШР, щетки которого по получении каж-
дого следующего импульса замыкают очередной из кон-
тактов Л', обеспечивая пужйую последовательность ра-
боты механизмов. В конце цикла щетки CI1JP проходят
оставшиеся свободные пластины командных контактов и
останавливаются ira нулевой пластине. Схема готова к
очередному циклу, который начинается от команды ре-
ле времени ЗРВ, настроенного на время цикла. При
каждой операции на панели загорается соответствую-
щая сигнальная лампа.
С началом работы печи загорается табло и включа-
ется гудок-ревун, который отключается с началом авто-
матического цикла. Схема обеспечивает сигнализацию о
падении давления в печи защитного газа, а в ручном
(наладочном) режиме —следующие блокировки:
I)	опускание колпака выгрузки — только яри таска-
теле вне печи;
2)	опускание стола выгрузки — только при опущен-
ном колпаке выгрузки;
3)	ход перегруэчика выгрузки вперед и назад —
только при опущенном столе выгрузки;
4)	подъем стола выгрузки — только при заднем по-
ложении перегруэчика выгрузки;
5)	подувка колпака выгрузки — только при опущен-
ном колпаке и поднятом столе выгрузки;
6)	подъем колпака выгрузки — только при подня-
том столе выгрузки;
7)	ход таскателя из печи — только при поднятой
разгрузочной дверце;
8)	"опускание разгрузочной дверцы — только ког-
да таркатель вышел из печи и конечный выключатель
70КВ нажат (поддон извлечен из печи);
9)	подъем стола загрузки — только при заднем по-
ложении перегруэчика загрузки;
10)	продувка колпака загрузки — только при под-
нятом столе загрузки и опущенном колпаке загрузки;
11)	подъем колпака загрузки — только при подня-
том столе загрузки;
12)	ход толкателя в печь и аз печи—только при
поднятой загрузочной дверце;
13)	опускание загрузочной дверцы и колпака заг-
рузки — только после хода толкателя из печи;
14)	опускание стола загрузки — только после опус-
кания колпака загрузки;
15)	ход перегрузи и к а загрузки вперед и назад —
только при опущенном столе загрузки;
16)	ход толкателя в печь — только тогда, когда та-
скатель находится в печи.
42
СХЕМЫ УСТАНОВОК ВАКУУМНЫХ Н ВОДОРОДНЫХ ПЕЧЕЙ
Как потребитель электроэнергии и как объект регу-
лирования, вакуумная печь имеет особенности:
I)	значительное изменение сопротивления нагрева-
теля из тугоплавких металлов (вольфрама, молибдена,
тантала, ниобия и др.) при разогреве из холодного со-
стояния до рабочей температуры;
2)	малая тепловая инерционность печи, обусловлен-
ная сравнительно небольшой массивностью нагревате-
лей (диаметр прутков нагревателя колеблется в преде-
лах 3—6 мм):
3)	сравнительно высокие требования к точности ре-
гулирования температуры (±0,5—1% уровня темпера-
туры печи).
Эти особенности выдвигают определейные. требова-
ния к датчикам температуры, регуляторам . в (электри-
ческим блокам питания иечн.
Инерционность печи соизмерима с инерционностью
обычных систем автоматического регулирования. 2и по-
зиционные регуляторы на базе автоматического компен-
сатора и контактора не всегда могут обеспечить необ-
ходимое качество регулирования температуры. Поэтому
для вакуумных печей в большинстве случаев следует
применять регуляторы температуры непрерывного дей-
ствия.
Цепи, управления	5 чг i 3
На греВатвли  включены	
Ручное	’ регулирование	
Автоматическое /' регулирование.	
Механический насос /	
Диффузионный. НЛООС '	4:	* М ^4
Механический насос " отключен	4	
Нарушение охла сгВения токопоВВоЗа	
Уменыинние 8а.8лсни.я ВаВы	
Звонок Выключен	
ЗВуковал сигнализация	
Открывание Зверей	
Давление воЗы	
Ра&нпа мааничвоково напаси	
, УпраКлзнщг мжамчеехцы на сомм	
Управление вшрфурионкым нисасои	
ОхламВение токопаОвова	
блокировка включения силоваво автомата	
Рис. 2-10. Схема включения в управления камерной вакуумной лабораторной
электропечи СНВЛ-13.1/11М02.
БС — силовой блок PHTO-330-5S0; БУ — блок управления; 1Тг> — трансформатор ОС У-40/0,5 А; 2Тр — трансформатор ТБСЗ-0,065,
320/24 В; ЗТр — трансформатор ТБСЗ-0.063, 220/14 В: АД — автоматический компенсатор ПСР1-04, шкала 0—50 мВ; Т — термо-
электрический термометр вольфрам-рениевый, гр. ВР-50/20; R1 — резистор 5,1 кОм, 3 Вт: /?2 — резистор 10 кОм. 3 Вт: RS — рези-
стор 2.7 кОм. 3 Вт; Д4 —реяиетор 1,8 кОм, 7,5 Вт; С — конденсатор МБГ0-2-160-10; J71—2120 — лампы коммутаторные КМ- 12-ЯЛ,
12 В; 1РС, 2/?С—койтакты-струйного реле; РД ~ контакт реле давления; РЦ — контакт центробежного реле.
43

Рис. 2-11. Поясняющая схема установки шахтной вакуумной электропечи 1СШВ-3.300/9.
1ШВ, 2ШВ — шкафы ввода; 1СУ, 2СУ — станции управления; 1ШУ— 6ШУ — шкафы управления; JAf—SAf — электродвигатели ме-
ханизмов электропечи ц вакуумных насосов; 1БН — нагреватель бустерного насоса: 1ВН. 2ВН — нагреватели высоковакуум-
пых насосов; 1ЭЗ—1433— электродвигатели приводов вакуумных затворов; IBM—7ВМ — электромагнитные приводы запорных вен-
тилей; ММ — электропривод механизма разъема камеры нагрева и камеры охлаждения; ВТ — привод механизма технологического
затвора; ЗМВЗ — электропривод механизма вертикальных экранов; IPC—I4PC — струйные реле; IBKSBK — конечные выключа-
тели; 1МИ, 2МИ — ионизационные манометрические преобразователи; 1ТП-—5ТП — термопреобразователи; 1МН—4МП — микропе-
реключатели трансформаторов.
В печах с большой массой прутков нагревателя
(например, в печах с рабочими температурами до 900—
1000°С), в которых требования к качеству регулирова-
ния менее жесткие, возможно применять позиционные
регуляторы с использованием контакторов или бескон-
тактных управляемых блоков питания (см. § 2-6).
Датчики температуры в системе автоматического
регулирования должны обладать возможно меньшей теп-
ловой инерционностью и находиться под непосредствен-
ным (прямым) тепловым действием нагревателя. Если
максимальная температура печи позволяет использовать
термоэлектрический термометр (термопару), то его
спай должен быть открытым и находиться между на-
гревателем и садкой. Если в качестве датчика температу-
ры используется фотоэлектрический Пирометр, то его ви-
зируют непосредственно на нагреватель.
Блоки питания должны иметь устройство плавного
изменения напряжения в широких пределах. Это необхо-
димо для включения печи на пониженном напряжении
и постепенного его увеличения по мере роста температу-
ры и сопротивления нагревателя, а также обеспечения
регулирования температуры печи по требуемому зако-
ну (см. § 2-7).
Необходимо также иметь в виду, что при некоторых
напряжениях на нагревателях возможен электрический
разряд между токоведущими элементами, что приводит
к пробою и выходу нагревателя из строя [Л.2-8].
Так, при работе с молибденом и графитом до тем-
пературы 120D°C за безопасное (с точки зрения пробоя)
напряжение можно принять 170—180 В; при более вы-
сокой температуре это напряжение значительно сни-
жается. Поэтому максимально допустимое напряжение
44
питания зависит от материалов и температуры токове-
дущих элементов, а также от расстояния между этими
элементами и вакуума в печи.
Если напряжение питания нагревателей больше до-
пустимого, то следует его уменьшить'изменением схемы
соединения или конструкции нагревателей. Однако при
этом приходится работать на больших токах, доходящих
до нескольких тысяч ампер; значительно возрастают по-
тери в токоподводящей цепи и снижается коэффициент
мощности системы питания, что требует принятия мер
для уменьшения потерь и создания достаточного запаса
мощности силового электрооборудования,
На рис, 2-10 приведена схема включения и управ-
ления вакуумной камерной лабораторной печн
СНВЛ-1.3.1/11-М2. Напряжение на нагреватель подается
от электросети 380/220 В через автомат и силовой блок
(тиристорный управляемый источник питания РНТО н
электропечной трансформатор). Вакуумная система со-
стоит из механического и диффузионного насосов.
Непрерывное регулирование температуры осущест-
вляется с помощью термоэлектрического термометра
(термопары ТП), измерительного устройства (автомати-
ческого компенсатора ЛА’) и блока управления БУ, воз-
действующего в зависимости от знака рассогласования
температуры на исполнительный регулирующий орган —
силовой блок БС в сторону уменьшения рассогласования
температуры,
Для измерения'давлений при вакууме служат ваку-
умметр, термоэлектрические и ионизационные маномет-
рические преобразователи. В схеме включения и управ-
ления нагревателем и вакуумной системой пред у-
 ; грены сигнализация и следующие блокировки;
I) включение нагревателей только при закрытых
:?рях шкафа;
' 2) отключение витания и срабатывание звуковой
световой сигнализации при прекращении подачи
 ты;
3) срабатывание звуковой и световой сигнализации
: и резком ухудшении вакуума.
Работа системы автоматического регулирования
чпературы, насосов вакуумной системы и водоохлаж-
шя токоподводов постоянно контролируется световой
.-нализацией.
На рис. 2-11 приведена поясняющая схема вакуум-
:н шахтной печи типа 1СШВ-3.100/9 (табл. .2-3).
Питание печи осуществляется от силовой электро-
-ти напряжением 380/220 В.
Нагреватели включены через понижающие транс-
: :рматоры. Двухпозицнонное регулирование темпера-
эы осуществляется с помощью компенсаторов (потен-
иметров ПСР1-01). Для привода вспомогательных ме-
-иизмов перемещения тележки, садки и вакуумной си-
=мы применены асинхронные электродвигатели с ко-
ткозамкнугым ротором.
Вакуумная система камеры нагрева состоит из вы-
ковакуумного насоса Н-6Т, бустерного насоса
4-2000, форвакуумных насосов ВН-1МГ, ВН-6Г,
 И-7Г, вакуум-проводов, вентилей и затворов ДУ-85У,
_У-160У и ДУ-260У. Вакуумная система камеры охлаж-
. =ния состоит из высоко вакуумного насоса Н6Т, фор-
у у иных насосов ВН-1МГ, ВН-7Г, вакуум-проводов,
:-;н тилей н затворов ДУ-85 и ДУ-500.
На рис. 2-12 приведена схема включения и управле-
7я вакуумной элеваторной печи типа СЭВ-2.2/11.541,
-гедназначенной для высокотемпературного отжига в
тжууме деталей из электротехнических и траясформа-
щных сталей. Кроме того, в печи можно закаливать
jделия в масле под вакуумом и производить тер.мооб-
аботку магнитных сплавов в постоянном магнитном
-.оле. Электрооборудование печи состоит из понижаю-
щего электропечи ого трансформатора и двух щитов уп-
т явления, вакуумная система — из бустерного насоса
5Н-3, форвакуумного насоса ВН-1МГ, вакуум-проводов
•< затворов.
Программное автоматическое регулирование темпе-
-атуры в нагревательной камере осуществляется с по-
мощью компенсатора (потенциометр а) типа ЭПП-0743;
.правление приводами вспомогательных механизмов —
тучное.
На рис. 2-13 приведена схема включения и управ-
ления двухколпаковой вакуумной печи СГВ-2,3/15ЭМ1,
предназначенной для пайки, спекания, отжига, дегаза-
ции в вакууме при температуре до 1500°С и состоящей
73 двух камер нагрева, вакуумного блока, шкафов упра-
вления, трансформатора, механизмов подъема и опуска-
ния колпаков.
Нагреватели питаются от сети 380/220 В через ав-
томат, пускатель, магнитный усилитель и трансформа-
тор. Колпаки подключаются к общим шинам подвиж-
ными контактами, соединенными с нагревателями гиб-
кими токоподводамн.
Температура в рабочем пространстве регулируется
по программе от программного устройства РУ. Исполни-
тельным органом регулятора является магнитный усили-
тель МУ, Термоэлектрические термометры (термопары)
!Т и 27 подключаются к измерительному устройству
компенсатора АК через контакты промежуточных реле
и ком а и до аппарат а в зависимости от того, в каком из
колпаков производится в данный момент разогрев. Если
температура, задаваемая программой, отличается от тем-
пературы в рабочем пространстве, то срабатывают кон-
такты выходных реле регулирующего устройства, кото-
рые подают питание на обмотки реверсивного двигателя
исполнительного механизма. Вал двигателя связан с
движком компенсатора, включенного в цепь обмотки уп-
равления магнитного усилителя. В зависимости от зна-
ка рассогласования -температуры двигатель перемещает
движок задания температуры компенсатора в сторону,
обеспечивающую уменьшение рассогласования темпе-
ратуры.
Во избежание перерегулирования сигнал рассогла-
сования подается на исполнительный механизм крат-
ковременными импульсами' с помощью реле времени
!РВ.
В схеме управления нагревателями и приводами ме-
ханизмов подъема и опускания колпаков предусмотрены
сигнализация и следующие блокировки:
1,	Включение нагревателей печи возможно только
при включенных ножах переключающего устройства
(поставляемого комплектно с печью), обеспечивающих
контакт нагревателя с питающими шинами.
2.	При прекращении подачи воды струйное реле PC
отключает питание нагревателей; при этом срабатыва-
ет световая и звуковая сигнализация,
3,	При резком ухудшении вакуума срабатывает све-
товая и звуковая сигнализация.
Вся контрольно-измерительная и регулирующая ап-
паратура смонтирована на шитах управления на фасаде
каркаса печи, Внутри каркаса расположены аппараты,
не требующие постоянного наблюдения: силовая ком-
мутационная аппаратура, магнитный усилитель и транс-
форматор.
Водородные толкательные печи типов
СТН-0,5.6/17,5.41 (М2), СТН-Г. 10.0,8/15141 (М2),
СТН-2,5.24,1/1342 (М3) предназначаются для техноло-
гических процессов, требующих нагрева в водороде (из-
готовление металлокерамических деталей, обжиг и спе-
кание керамических изделий, отжиг и пайка металли-
ческих деталей и т. п.).
Каждая печь имеет одну или две герметические на-
гревательные камеры, в каждой из которых смонтирован
корундовый муфель с нагревательными элементами из
молибденовой проволоки, намотанной на муфель. Во из-
бежание пробоя нагревателя через муфель питание наг-
ревателей производится, как правило, при пониженном
напряжении через электропечные трансформаторы. При-
менение трансформаторов с переключателем ступеней
напряжения вызвано еще и тем, что нагреватели из мо-
либдена с изменением температуры резко меняют элек-
трическое сопротивление,
Автоматическое регулирование температуры зон осу-
ществляется с помощью автоматических компенсаторов.
Печи СТН-0,5.6/17,541 (М2) и СТН-1.10.0,8/15М1 (42)
представляют собой агрегаты из двух камер, уста-
новленных на общем столе и имеющих один общий при-
вод толкательного механизма.
Печь СТН-2,5.24,1/13М2 имеет три регулируемые зо-
ны, Подъём и опускание столов загрузки, а также про-
талкивание поезда лодочек с изделиями через рабочий
канал печи осуществляются тремя гидравлическими ци-
линдрами, работающими от маслонапорной установки.
Для предотвращения аварий в печк предусматриваются
следующие блокировки:
1.	Перемещение штока гидроцилиндра толкателя —
только при поднятых в крайнее верхнее положение сто-
лах загрузки и выгрузки.
2.	Подъем и опускание штоков гндроцилиндров
столов загрузки и выгрузки возможны только при выве-
денном в исходное положение штока гидроцилиндра
толкателя.
3.	Остановка штока гидроцилиндра толкателя воз-
можна при полностью загруженной печи.
4.	Подача напряжения на нагреватели печи возмож-
на только при определенном давлении газа.
В случае падения давления газа ниже допустимого
срабатывает система световой и звуковой сигнализации.
Водородные печи всегда снабжаются контрольными
«свечами», горение которых свидетельствует о том, что
камера, откуда производится отбор газа, заполнена во-
дородом.
С целью предохранения печи от взрыва в системе
газопровода устанавливают сигнализатор падения дав-
ления газа,
45
Z2&&
A
tilt
АН
—7?——Е*
рЛ, a I AfxW !	|
7ЛУ
РП
ЗЛМ
Реяулировмие
гемпера гуры
югреЗагелыой
хамеры мы
М3 W '
'1ЛБ . .
KS0 AW^ зХГ-^2ГуПи(
Sr-1 iJ-
1ПМ 2
tn MM
паз
ZAS
О
Иемнизм
й перемете-
44 кия спвни
(провоЗ la)
МК
-о—
мз
О—
Сигнализация
положения
контактора
глз *л^
_ 2И«
®-—
зпм а глз
—,---------да.------®----
адз гну . вне
-'ll-йхе—в—о о- -
I ним
1—II—
нам
H"M
Вентилятор
(привод Jm)
<3^
Вен типа тор
М?2
(привоЗ 9м)
-S-J1HH
________ .____гпм
SAB '	”21	f~5 5ПМ
———|  ---IUC у ° о-»—-1 J
цлДо^
______________
PC SAB	i
-II-II---fUJ’
ПривоЗ
перемешива-
ния масла
(привоЗ 2 и)
Навас „8Н
(привад 5м}
Диаграмма работы квнвчнмт вы.клн!-
нагелей Кв и КВД 
Сим-
вол
Марки-
ровка
Положение садни
Нижнее
проиежитоА
оное1
Верхнее
6)'
Диаграмма уп
и газ н-с г га
PC
вам [ _ш?
^-L
вам
Носив „БП "
КВв
.W':
сея
ций
У“
вон-. „г
Tumi -ns
Pi/VH.
ХвЗ
л
п_
2
л
л
Откл. l^gFOM
а
п\л
л
Л
г&д-г
a
,.  л-конгокт разомкнут
^•ммл-'вокгакг замкну г
Фяц/мемщвуе
пп
77 лЖ
-®---
~ 2211В
П1Ц
Сигнализация
о мщщыш
OXAWfffffHUft
МММ * Stf1,1
лввялктоенило 171}
да да гт втп
Рис, 2-12. Схема включения и управления элеваторной вакуумной электропечи СЭВ'2.2/11,5М1.
а — схема включения; б — схема цепей управления; в — схема измерения вакуума; Тр — трансформатор 20 кВ-А, 37,3—120 В;
ВАК — выпрямительный агрегат ВАХТ-12/6-630, 3—12 В, 157,5—630 Л; А К — автоматический компенсатор с .программным регули-
рующим устройством ЭПП47МЗ; В 7 — вакуумметр ВТ-2А-П; П1Ц — переключатель щеточный; 1ТП—4ТП — терм о преобразователи;
ХВ# КВО, КВЗ, КВД-/, КВД-2 — конечные выключатели. Выключатели КВД-J и КВД-2, встроенные в привод перемещения садки,
служат длн отключения привода в крайних положениях (в верхнем и нижнем) б случае несрабатывания основных конечных вы-
ключателей КВО ц KH3t Управление перемещением садкн осуществляется только при открытое положении шторки {нажат К0).
46	,	
sso/zzos
ле
СЯ
мм
яр
150 i ПО AS! USB
 т
1271
2Тр
-J-	-
1РЛ-1
7Р7,
1PTZ
1ТС
насоса ВН-2НГ
ма-г
ЭРЛ-1
~220В
вит
twi-э
Wl-5\
.КЭП-9
J колпак
1ГП
23KH-Z
МН
Двигатель^:
перемещения
колпака
кэп
1ВС
398/2208
ми
Я>
2РПЗ
КЭП-6'
ц колпак
№Х9 3КБ 1РП-3 ЗРЛА
1ПМ
рс
6Р1Н
2РЛ-11-
ЭРЛ-Гтт^^
Включение
нагревателей
и
сигнализация
1PR
2РП
ЗРП _____________________
гпм-i 2ПМ-2 1 1BKCB-1
1ВЮН
2ПМ1-3
эко-
ЯЯН-1
вян
23KIM ЗПНЗ-/
5КЭ-2
зпм-г
WX9
ЗПЮ-в
2РТ
2MH-I
28Х
7*0-2
SIMM
вЮ-2"2в*Св-1
2ПН-2 2ЛМЛ-2\
ЗКЗ-2 ММ
ЗПМ2 змш
Нагреватель
насоса H-SQMT
Блокировка ло боде
Конец цикла Г
Подключение термо-
пав к левами колпак ч
Опускание
левого колпака
Опускание
правого колпака
подключение термо-
пар клравому колпаку
подъем
левого колпака.
Подъем
правого колпака
1BKH-2 ^2208 _ утг
ЗРП-2 5РП-3 лек 6ТС
.P4ZL I лет-яг* лк
Т _
АРМ	11
5Р11-У	БРП^^ТЗКМ-!
" бра-2
~Л' БРП-5
|Г7ТО“2
Сигнализация о включении нагре- вазпеля колпака	лебо- ж?7 tsio
11 кзл-м
7РП____'2ЭКМ-2
11РП-Ч юм8ТС
Р'бра-у^бгс]
РМ
РМ	8РЛ‘1	АЗВ
11 II 1	!	#	т*
. 8РП-2±	&РП^^_
ос	"	4-	, ,	ггг>—
ала
нии вакрчмавлевколлая
Блокировка па вакууму
Сигнализация а нару-
шении вакуума в пра-
вом колпаке
Блокировка
по низкому вакууму
левого колпака
Блокировка
по низкому вакууму
правого колпака .
От су тс твие воды
, 3\онарушении ел>^-
3=г ума лле&каяпаке
5S> Онарушенаивакуу
5 § кта в прав колпаке
Звуковая
сигнализация
Съем
сигнала.
4 1РВ







Рис, 2-13. Схема включения и управления колпаковой вакуумной электропечи СГВ-2.3/15М1.
Л1У — магнитный усилитель (ОС — обмотка смещения; ОУ1—ОУЗ— обмотки управления, 0,625 А; 19,5 Ом); ЬТр — трансформатор
50 кВ-А; 380/19 В; 48,5—973 А: 2Тр — трансформатор ОС-0,03, 30 В>А; 220 В —127/12 В; ЗТр — трансформатор ТБС2-0.05, 50 В-А;
220/36 В; 1ВС — выпрямитель, 20/14 В; 0.6 А; 2ВС — выпрямитель 40/29 В; 2.4 А; РУ — программное автоматическое регулирующее
Устройство РУ-S-OIM, 220 В; АК — автоматический компенсатор ПСР1 -08 (со 100%-ным задатчиком, аварийным сигнальным устрой-
ством. градуировка МВ 0—20 мВ); 1РВ — реле времени ЭВ-217. 220 В; 2,5 А; 0,1—1.3 с; КЭП — командный электропневматический
прибор КЭП-ПЗУ, 127 В; 77Л1 — исполнительный механизм; JT, 2Т— термоэлектрические термометры вольфрам-рениевые ВР'Г СН —
стабилизатор напряжения, 90 В-А; 220/127 В; PC»- контакт струйного реле; ВИТ — вакуумметр ВИТ-2П. 220 В; 1ТП, 2ТП-тер-
мопреобрааователи; 1МИ. 23РИ — нонизапяониьяглжномстрические преобразователи; /ЭКМ-2, 2ЭКЛ1-2 — контакты мановакууммст
ра; /ЗЛ4-—электромагнит,	~
БЯоЗ ззо/ггов V
Тр
3MJ1228
Шкала D-iWS
Гр.ЛП
г^п
;ПК8~
г*г,5-л
386^Ш
*2И»
2*2,5-
ц/шао-вйе^
/>. хк.
зпм
Азг-л-г-зкВ.т
.&жйу»И1
Контакт -пламенной. заслонка
раз&змагтеяприсраВатьгвмаа
t тамвпнгш. заелрнки.
}	Зшя
ГТ-31 Ш 7КУ zHL
fizwa дЯялчшккадс кот}
! ввгштрайанан темпе— ;
-tpamppn газегеяератарао~
\ ц сероячистни. аноле— |
I ги.нна.саемлрае.В-Уг i
ЗРИ
ИГ
ЗПМ 4КУ	—1—- ЗЛЗ ——-
Т" ‘
Управленца
двигателем
газоёрВки
Нагреватели
газогенератора
ZSKBm
Нагреватели
лерлачаотки.
SfJm
ЗРЯ
ЗРП
II------
4-ЛЗ
ЗРП
а-лк
УнраВлвнаа
рлеитра—
магнитным-
Рентшвм

Рис, 2-14. Схема включения и
управления установки ЭН-60М1 для приготовления эндогаза.
Гр — трансформатор 36 кВ-A. 3B0/1S2 В; 1АК, 2АК — автоматические компенсаторы КСП-3; IT, 2Т — термоэлектрические термомет-
ры; ЭМ — электромагниты.
СХЕМЫ УСТАНОВОК ПРИГОТОВЛЕНИЯ
КОНТРОЛИРУЕМОЙ АТМОСФЕРЫ
На рис. 2-14 приведена схема включения и управ-
ления установки ЭН-60М01. Электрическая часть уста-
новки состоит из нагревателен блока генератора, нагре-
вателей блока сероочистки и электропривода газодувки.
В установку также входят системы смешения и пропор-
цион и ров ан ня газа и воздуха и автоматического регу-
лирования состава газа по точке росы.
Нагреватели блока газогенератора включаются в
сеть через автоматический выключатель, магнитный пус-
катель и трансформатор; нагреватели блока сероочист-
ки — через автоматический выключатель и пускатель.
Двух позиционное регулирование температуры осуществ-
ляется с помощью автоматических компенсаторов АК.
низмами изолировано от земли и ограждено перегород-
кой высотой ле менее 2 м. Двери в перегородке
должны иметь блокировку, не допускающую откры-
вание дверей до снятия напряжения с установки.
Электродвигатели, конечные выключатели и металло-
конструкции установки не заземляются.
СХЕМЫ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ
СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРЯМОГО НАГРЕВА
Представителями этого вида ЭТУ являются уста-
новки ОКБ-1171А, ОКБ-1280, ОКБ-1383А и ОКБ-1483
(табл. 2-5).
В целях безопасности обслуживания электронагрева-
тельное (электротермическое) устройство со всеми меха-
Рис. 2-16, Поясняющая схема установки типа
ОКБ-1280,
/ — электропечной трансформатор: 2 — токоведущие трубы; З—'
нагреваемая заготовка; 4 — токосъемники; б — контактные го-
ловки.
Рис. 2-15, Поясняющая схема установки типа
ОКБ-1171А,
1 — электропечной трансформатор основной зоны; 2 — токоведу-
щая труба: 3— токосъемник; 4— электр о печные трансформато-
ры концевых эон; 3 — торцевой контакт; 6 — боковые контакты;
7 — нагреваемая заготовка; S — симметрирующее устройство.
Рис. 2-17. Поясняющая схема установки типа
ОКБ-1483А.
1 — волочильный стан; 3 — тахогенератор: 3—мыльница; 4 —
регулирующее устройство; 5 — сельсины; 6 — каретка с подвиж-
ным контактам; 7 — электродвигатель привода каретки; 8 — раз-
матывающий барабан; ВК/—ВК5 — конечные выключатели,
48
Рис. 2-18. Принципиальные схемы установки ОКБ-1483А. (См. продолжение на с, 50)t
fl —схема силовых цепей; б — схема блока управления режимом нагрева; в— схема управления станом; г — схема управления
механизмами стана (схемы силовых целей электроприводов стана и его механизмов не приведены}; Тр1 — электропечиой траис-
формагор; Тр2—Тр5 — вспомогательные трансформаторы; Ptf -1- тиристорный регулятор Напряжения типа PH ТО-ЗЗО-бОО; Г — тахо-
генератор; ОВГ — обмотка возбуждения тахогенератора; CCJt СС2 — сельсины, РД1—РДЗ — реле давления; ЭЛП—ЯМЗ— элект-
ромагниты золотников; В Я/—ВК5— конечные выключателя (срабатывают: ВК7 — при крайнем правом положении каретки*
ВЛ'З —при ее крайнем левом положении, SK2 — при выходе конца проволоки из волока, и Я/Сб — при закрытии ограждения).
4-342
49

зво p
BKp
/7
Замкнуты при.
нормальном даS-
рении 6 маелосистеме

Bi-t		
*—“П Г“ 82'2	кг	Р1
при включенном ЗВи- Р5
г ат еле волочильного  ----r«-v%^
[ стана
с Q------
-J- Кнв
РЗ PS Р/в
— ЛГЙ^Г
t КнИ
CL г^З.
Дао. грамма
Разрешение наф/ключениг уста-мвки		
Навас подача соляно- го раствора.		
, Команда на включение трансфертам) ра кагреВи и. при вода каретки.		
Лйг&йяый хошпая/пор		
включен		
tf/W^j7WV^		
Реле управление ре жимом нагрева.		
Тврможени е йолмильного		
Команда, на разгон воле- чильного стана		
Крайнее правее		s Л <
Крайнее левее		
Вперед Назад	Каретка	
* -не истииздютСП
0)
Из схемы(рис. 2-!вД} г»;	аа.			
1	 1'11 1 1—J Р	Р13-1 _			
Р/Ч		Ч рм-г ~1 Г""	3M?r
И Кн !?	*			Г™ .	<	х	и
"	MJ а;		£ •13	P/S 11				
	Т	2мз п-	.л <->-	х*и*л ,«,-		
Knit _ 	—О	_	кн гг	зр/в -	Н 1 «	>"’O'"V		
	-U JI	ЗМ7		
I ^23	„	Кя вЧ		
—°.	змв		
Размыкается яамсенош. клео Днг. Pts-t StS а	 к нгв-t pts-г 316 о-—		при. крайнем призом пи- 1	1 Р16 2 ,25.3 pte-г PTJ 	w	^-vv-*-^f—	
Вперед	3 § £
Карав	
Разы мажРние кинталта.	
	Мурта сцепная
OmKjjfG- 4£HG	
Маслвналор - нал установка.	
Прижимное рычага	
Пражамные родина	
Наклонные ролика	
вперед	Дедедка вытяжная
Назад	
50
Крюк крана, которым подаются заготовки, должен
иметь изолирующие прокладки.
Электронагревательное устройство имеет боковые
и торцевые контакты, которые попарно расположены на
правой и левой тележках. Тележки могут перемещаться'
вдоль оси устройства, что позволяет закреплять в кон-
тактах заготовки различной длины.
Принципиальная схема установки ОКБ-1171А приве-
дена на рис. 2-15? Установка имеет три электро печных'
однофазных трансформатора, Один из них, стационар-
ный, предназначен для питания основной зоны, два под-
вижных, установленных на тележках, — для питания
концевых зон.
В зависимости от условий электроснабжения уста-
новка может снабжаться симметрирующим устройством.
Установка типа ОКБ-1280 (рис. 2-16) предназначена
для совместной работы с полуавтоматом гибки звеньев
тяговых цепей; она может быть также использована для
нагрева под штамповку.
Все операции, начиная с подачи заготовок на нагрев
П включая выдачу их на гибку, автоматизированы. Тем-
пература нагрева заготовок регулируется автоматически,
.Установка типа ОКБ-1383А — периодического дейст-
вия, для нагрева стальных заготовок перед прокаткой.
Установка полностью механизирована и автоматизиро-
вана.
Установка ОКБ-1483 — непрерывного действия, пред-
назначена для нагрева стальной проволоки, работает
совместно с волочильным станом. Поясняющая схема
установки приведена на рис. 2-17.
'Указанные на схеме конечные выключатели сраба-
тывают: ВК-1 ~ при крайнем правом положении карет-
ки, ВК-2 — при выходе конца проволоки из фильеры,,
ВК-3 — при крайнем левом положении каретки, ВК-4
и ВК-5 — при закрытии ограждения. Схема установки
приведена на рис, 2-18, а—г.
КОМПОНОВКИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ'
Рекомендуемые компоновки электрооборудования
установок‘камерных, шахтных, электропечей и соляных
электрованн приведены на рис; 2-19 и 2-20; Эти ком-
поновки учитывают требования действующих правил и
норм [Л. 2-2—2-5].
На рисунках указана минимальная ширина прохо-
дов между электрооборудованием и печью и другим обо-
рудованием, Значительное увеличение приведенных на
компоновках расстояний от электрооборудования до пе-
чей может привести к неудобству управления печью,
излишнему расходу кабелей, проводов и труб, а в неко-
торых случаях даже вызвать снижение производитель-
ности печи.
Щирнна прохода между щитом управления и печью
должна быть не менее 1000 мм, что обусловлено требо-
ваниями удобства обслуживания электрооборудования
печи, смены нагревателей, термоэлектрических термомет-
ров и электродвигателей, а также необходимостью на-
блюдения за аппаратурой управления и контроля с рабо-
чего места у печц. Это значение соответствует нормали
технологического проектирования термических цехов и
правил технической безопасности и промышленной сани-
тарии при термической обработке металла.
Ширина прохода между печным трансформатором и
щитом управления печью, как правило, принимается
равной 800 мм; расстояние от шита управления с откры-
вающимися дверцами до строительных конструкций
(стен, колонн и т. п.) должно быть не менее 800 мм
(ПУЭ, § IV-1-24).
Расстояние между электрооборудованием и техноло-
гическим оборудованием, а также между электрообору-
дованием и габаритом транспортной машины, передвига-
ющейся по наземному рельсовому пути, должно быть
не менее ЮОО мм.
Расстояние между .верхом щита управления и нахо-
дящимся над ним транспортным оборудованием, а также
Рис. 2-19. Рекомендуемая компоновка электрооборудо-
вания электропечи СНЗ-6,5.13.4/12М02.
/ — печь; 2 — щит управления ИЗР-241РГ; 3 — автотрансформа-
тор 75 кВ-А.
Рис, 2-20. Рекомендуемая компоновка электрооборудо-
вания электропечи СШЗ-10.10/10М01.
; _ печь; 2 —щит управления ИЗР-241; S-щят управления
ИЗР-241РГ; 4 — трансформатор 6° кВ>А.
трубопроводами различного назначения должно быть не
менее 500 мм [Л. 2-6, 2-7].
На рис, 2-21 приведена технологическая планировка
оборудования термического цеха. Печи имеют щиты уп-
равления, которые содержат силовую коммутационную
аппаратуру, приборы автоматики, КИП, понижающие
трансформаторы или автотрансформаторы.
Камерные, шахтные печи и соляные электрованны
расположены по периметру цеха, по фронту в одну
линию, с таким расчетом, чтобы были соблюдены необ-
ходимые проходы для обслуживания цечей, щитов и
трансформаторов.
Шахтные печи высотой до 1000 мм расположен!л на
уровне пола цеха; шахтные печи высотой более 1000 мм
для удобства загрузки расположены в приямке так,
чтобы высота от уровня пола цеха до верхнего края печи
не превышала 700—800 мм.
Щиты управления установлены у стены, в проходах
между печами, Иногда в целях лучшей компоновки
щиты управления на группу печей собирают в одном
месте,
В связи с тем что в комплектную поставку соляных
электрованн входит короткая сеть, ошиновка от электро-
печного трансформатора до электродов ванны и взаим-
ное расположение ванны и трансформатора должны
51

SBOB
вооа
MOD
6№B
SMB
SOBS
sum
TZZZZZZZZZZZZXZZ
DTK
Зачистка
уаиждаи!
ЛМ/МА!'
zzmk/zz
Мас.тюхла~
Нательная
станция
Ки^гглектсЗс v/titn
/мещаНка
в йтдемнив ТВЧ
Z3ZZSZZZZZZZZZZZZZZ^ZZZZZSZZSZ2ZZZZZZZ^Z^
УШ^/Ш/77?ГГ7Г7/ГЛГГ71
zzzzzzz
VZZZZZZZZZZZZZZZZZ.

Рис. 2-21. Термический пех: рекомендуемая компоновка электрооборудования электропечей,
/ — камерная печь CH3-S.5.13.4/10М02; 2 — камерная печь СНЗ-8,5.17.5/12М02; 3 — камерная печь СНЗ-5.10.3,2/10; 4 —шахтная
печь СШЗ-4.8/10,401; 5 — шахтная печь США-5.7,5/6Л1:- б — шахтная печь Ц-105А; 7— шахтная печь Ц-60А; 8 — электрованна
(нетиповая) 20 кВт; 9 — соляная электрованна (нетпповая); 10 — соляная электрованна СВС-КЮ/13М01: // — соляная электро ванн а
СВ С-1,5,3.4/8,5.401; 12 — каперная печь 30 кВт (нетиповая); М— камерная печь 40 кВт (нетиповая); 14 — щит управления; 1S —
трансформатор иля автотрансформатор; 16 — загрузочная машина,
Рис. 2-22, Рекомендуемая компоновка электрооборудования установок электропечей СДО-18.36.12/10-18НЗ
и СДО-23.46.16/Ю-ЗОНЗ,
К печн С ДО-18.36.12/10- |8НЗ: / — печь; S — шкаф ввода, левое питание (ШУ8201-73БЗГ); 4. 5 — щиты станций управления; б—шкаф
с трансформаторами тока; 7, а — щиты управления. К пени СДО-23.46.16/10-ЗОН3: 2 — печь: Р —шкаф ввода, левое питание
(ШУВ201-83ВЗА); 10 — то же правое питание (ШУ8201-ЗЗВЗА); 11—13 — щиты станций управления; 14 — шкаф с трансформаторами
тока; 15—П — щиты управления.
быть в миллионы в полном соответствии с компоновкой,
рекомендуемой зав о дом-изготовителем.
На рис. 2-22 представлена компоновка электро-
оборудования установок механизированных печей
СДО-4 8.36,12/4 0-18НЗ и С ДО-23,46.16/10-40 НЗ.
Габариты помещения для электрооборудования определены,
исходя на следующих допустимых согласно ПУЭ проходов об-
служивания щитов управления напряжением 380 В: между фа-
садом щнта и противоположной стеной (при длине щита более
7 м) 1200 мм; между фасадами щитов, расположенными по обе
стороны прохода, 2100 нм; проход за щитом 800 мм; проход
между торцом щита и стекой 1000 мм.
52
1ZQW
-нс. 2-23. Рекомендуемая компоновка электрооборудования электропечи CT3-6.35.4/10C-02.
. —печь; 2 — шкаф ввода; 3—5 — щиты управления ИЗР-241, ИЗР-242Э и ИЗР-241Э; 6—8 — автотрансформаторы АНТ-140АЗ,
АНТ-190АЗ и АНТ-50АЗ; 3 — щит управления; 10, 11 — пульты управления; 12 — панель сигнализации; 13 — гидро панель; 14 — рама;
.3 — маслон а по риал установка УМ-70/5М.
На практике встречаются следующие варианты рас-
положения щитов станций управления с силовой комму-
тационной аппаратурой и щитов управления с контроль-
-:о-измерительными и регулирующими потенциометрами:
а)	Щиты станций управления н щиты управления
расположены в цехе, непосредственно у печей. Этот ва-
риант позволяет сократить длину кабелей от щитов до
лечи; но при значительной мощности печи (1000 кВт и
50лее) усложняется конструкция токоподвода от источ-
ника питания до вводного шкафа,
б)	Щиты станций управления расположены в цехе
, печей, щиты управления — в отдельном помещении.
Вариант не получил широкого распространения из-за
того, что при значительном удалении центрального щита
управления от печей появляется необходимость допол-
зи тельной установки термоэлектрических термометров
и дублирующих измерительных приборов у печей, допол-
нительной разработки и изготовления щитов управления
для установки автоматических компенсаторов,
в)	Щиты станций управления расположены в меж-
v. олонных пролетах на антресолях (на отметке +3,5 м
ст уровня пола цеха), а щиты управления—на уровне
пола цеха. Этот вариант обычен для литейных, труб-
ных, профильных и прокатных цехов металлургических
заводов,
г)	Щиты станций управления и щиты управления
расположены в электротехнических помещениях рядом
с комплектной трансформаторной подстанцией. Этот
вариант, как правило, оказывается наилучшим в уста-
новках с однотипными печами или агрегатами большой
мощности с большим количеством зон к приводов вспо-
могательных механизмов.
При наличии достаточной площади в цехе целесо-
сбразно все щиты станций управления и щиты управле-
ния расположить на первом эгаже. При отсутствии пло-
щади на первом этаже щитовое помещение можно вы-
чолиить двухэтажным, щиты управления расположить
-з нервом, а щиты станций управления — на втором
и а же.
На рис. 2-23 представлена компоновка электро-
оборудования механизированной толкательной печи
Z13-6.35.4/10 С-02 (см. табл. 2-2).
При компоновке электрооборудования установок ва-
куумных печей в связи со специфическими особенностя-
ми их работы особое внимание необходимо обратить па
требования вакуумной гигиены к устройству и содержа-
нию помещений, в которых устанавливаются вакуумные
печи, к содержанию элементов конструкций печей, к
обслуживающему вакуумные печи персоналу.
На рис. 2-24 приведена рекомендуемая компоновка
электрооборудования для двух вакуумных печей типа
1CIIIB-3,100/9.
Щиты станций управления ЩСУ расположены в
отдельном помещении, щиты управления встроены в
нишу стены, фасадом К цех. Печные трансформаторы
расположены вблизи печи — на уровне пола цеха и
в бетонном колодце. Помещение щитов станций и щитов
управления должно вентилироваться, равно как н коло-
дец с печью я трансформаторами. Воздух для вентиля-
ции должен быть чистым, иезапыленным. Температура
воздуха в помещении и колодце должна быть не более
+30°С.
Для продувки системы водоохлаждения печи и
вакуумной системы должен быть подведен сухой сжатый
воздух при давлении не более 0,2 МПа,
Места подвода и отвода воды и отвода выхлопных
газов обычно указываются на чертежах строительного
задания.
На рис. 2-25 приведена рекомендуемая компоновка
электрооборудования печи СЭВ-2,2/11.5М1. Понижа-
ющие электропечи ые трансформаторы, генератор посто-
янного тока и шиты управления здесь расположены не-
посредственно у печи,
Па рис. 2-26 приведены общие виды водородных
печей типов СТН-0,5-6/17,5М1 (М2) и СТН-1.10.0,8/15
М1(М2).
К помещениям, в которых устанавливаются водород-
ные печи (табл, 2-3), предъявляются следующие тре-
бования:
!. Соблюдение при проектировании действующих
норм, в частности [Л, 2-2, 2-3, 2-10].
2.	Помещения должны быть оборудованы приточной
и вытяжной вентиляцией, обеспечивающей четырех-пя-
тикратную смену воздуха в час.
53
Рис. 2'24. Рекомендуемая компоновка электрооборудования установки
шахтной вакуумной электропечи 1СШВ-З.Ю0/9.
/ — печь; 2 — тележка с камерой охлаждения; J —шкаф ввода; 4 — станция управ-
ления ПТХ9602-Й5Н2; ,4 — станция управления ПТХ96П2-35Н2; 6. 7 — трансформаторы
ТПТ-вЗ/50ПК и ТПТ-100/150ПК; в—/3—щиты управления; 14 — распределитель систе-
мы водсохлаждеиия.
Рис. 2-25. Рекомендуемая компоновка электрооборудования электропечи
СЭВ-2,2/Н,5М1.
1 — печь; 2, 3 — щиты управления; 4 ~ выпрямительный агрегат; 5 — трансформатор
20 кВ -А.
3.	Лад местами технологических выбросов газа и
сжигания газа должны располагаться местные отсосы
или вытяжные колпаки,
4.	В местах возможного скопления газа должны
быть установлены автоматические газоанализаторы,
сигнализирующие об опасной концентрации газа.
Основные меры по предотвращению хлопков и взры-
вов сводятся к обеспечению герметичности газонапол-
няемых полостей оборудования и использованию кон-
трольно-сигнализнрующей аппаратуры (сигнализатора
падения давления газа) и предохранительных устройств
(контрольная «свеча»), - 
54
2
Рис. 2-26. Общий вид электро-
печей СТН-0,5.6/17,5М1(М2) и
СТН-1.10.0,8/15511 (М2) (разме-
ры в скобках).
1 — камера загрузки: 2 — нагрева-
тельная камера; 3 — холодильник;
4 —камера разгрузки; 5—«веча>;
6 — стол.
1080(1310}
Установки для приготовления контролируемой атмос-.
ферм. Рекомендуемая компоновка электрооборудования
установки ЭН-60М01 приведена на рис. 2-27. Для
удобства эксплуатации целесообразно электрооборудова-
ние и установку размещать в изолированном от цеха
помещении.
Установки электротермических устройств сопротив-
ления прямого нагрева. Однофазный электропечной
трансформатор установки типа ОКБ-1280 (рис. 2-28)
размещается (как и в ОКБ-1171А и ряде других) внут-
ри кожуха электронагревательного устройства.
Такое размещение трансформатора (как можно бли-
же к контактным головкам) наиболее целесообразно,
поскольку ток здесь достигает 15 кА и более; уменьше-
ние длины токопровода серьезно повышает коэффициент
мощности и снижает потери электроэнергии и расход
цветного металла.
При больших габаритах электропечного трансформа-
тора практикуется установка его под полом или под
площадкой, обычно — в подвальном этаже, с устройст-
вом автоматического пожаротушсгшя1 если трансформа-
тор масляный.
55
Рис. 2-27. Рекомендуемая компоновка электрооборудо-
вания установки для приготовления эвдогаза ЭН-60М1.
/ — установка для приготовления эндогаэа; 2 —- щит управле-
ния; J — трансформатор»
Установка типа ОКБ-1280 занимает площадь пример-
но в 5 раз меньше, чем аналогичные установки индук-
ционного нагрева, при значительно меньшем удельном
расходе электроэнергии.
2-3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТАНОВОК
ПЕЧЕН СОПРОТИВЛЕНИЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ НАГРУЗКИ
НА ЛИНИИ ВВОДА УСТАНОВКИ ПО УСТАНОВЛЕННОЙ
МОЩНОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТУ СПРОСА
Графики нагрузки печей Сопротивления зависят от
технологического процесса. У печей периодического
действия они носят цикличный характер, у методических
печей — непрерывный.
На рис. 2-29 показаны графики процесса изменения
температуры и мощности при дв ухи оз иди они ом, а на
рис. 2-30 — при трехпозиционном регулировании печей
периодического действия.
Поскольку печи сопротивления косвенного нагрева,
как правило, устанавливаются группами, то вследствие
несовпадения по времени моментов включения и отклю-
чения нагревателей для источников питаний они предста-
вляют собой сравнительно спокойную равномерную на-
грузку фаз.
Как видно из рнс. 2-29 и 2-30, при регулировании
температуры мощность, потребляемая печью, снижается
по сравнению с установленной мощностью за счет пол-
ного или частичного отключения нагревателей. Сниже-
ние мощности учитывается в проекте электроснабжения
при определении расчетной нагрузки на подстанцию
коэффициентом спроса. В табл, 2-7 [Л. 1-26] приведе-
ны коэффициенты спроса Кс и коэффициенты мощности
cosqj для установок с печами сопротивления и нагрева-
тельными приборами различных видов.
Рис. 2-28. Общий вид установки
ОКБ-1280.
1 — каркас; 2 — печной трансформатор;
3 — левая контактная головка; 4 — правая
контактная головка; 5 — рольганг; 6 — до-
затор; 7—механизм разгрузки заготовок:
8 — пневматическая система; 9 — пневмо-
цилиндр зажима заготовок; 19 ~ заготов-
ка; W — датчик автоматического регулято-
ра температуры.
56
Расчетную нагрузку для группы однородных по ре-
жиму работы печей можно определить из следующих
выражений;
?p = /QPa;
Qp = Рр tg ф>
5p=l/"Pp+Qp =Pp/cosq>,
где Рр — расчетная активная нагрузка, кВт: Qp—рас*
четная реактивная нагрузка, кв ар; Sp — полная нагрузка,
кВ-Л.
В табл, 2-7 коэффициенты спроса даны для групп
печей с одинаковым режимом работы при относительно
Таблица 2-1
Коэффициенты спроса К с и коэффициенты мощности '
токоприемников ЭТУ с печами сопротивлении
Наименование групп электропечей и приводов вспомогательных механизмов	«с	Коэффициент мощности
Уеряая металлургия Электропечи сопротивления 0 не->	0,85	0,96—0,98*
прерывной загрузкой То же с периодической загрузкой	0,7—-0.8 0,75—0,9	0,95—0,98*
То же с автоматической загрузкой		0,95—0,98*
изделий; сушильные шкафы, нагре- вательные приборы Метизная промышленность Электропечи сопротивления Для тер-	0,65—0,7	1.0
мической обработки Машиност роени е Электропечи сопротивления с не-	0,8	0,95
прерывной (автоматической) за- грузкой То же с периодической загрузкой	0,6	0,85
Нагреватели вакуумных насосов	ОД)	ко
* Мелкие нагревательные приборы	0,7 о,г	ко
Приводы вспомогательных механик		0(б
мов электропечей: дверцы, крышки, тележки в т.п. Приводы вентиляторов	0,6	0.85
Приводы насосов {масляных, ваку-	0,73	о;&
умных) Приводы конвейеров	0,8	0,75
Приводы вакуумных затворов	0,3	0.5
® При применении тиристорных источников питания коэф-'
фнцнеит мощности может снижаться до 0,35—0,9.
Таблица 2-8
Определение расчетной нагрузки установки
печи 1СШ В-3. [00/0
Найденоваине групп токопри- емников	Число рабочих токопрнемн икон	Суммарная уста- новленная мощ- ность Рд, кВт	«с	ео$ф	Расчетные нагрузки		
					Рр, кВт	dean	sp, кВ-А
Электропечь 1СШВ Нагреватели на- сосов Приводы насосов Приводы затворов Тележка и меха- низм передвиже- ния садим	1 3 6 14 2	189 81 60 1.4 5.6	0,85 0,9 0,75 0,3 0,3	I I 0.80 0,50 0,60	161 73 45 0.4 1.1	0 0 34 0,7 L5	
Общая нагрузка всех пяти групп	26	337	0т834	0,99	281	30	283
позиционном регулировании вечей периодического дей-
ствия.
/ — температура печи; 2 — температура нагреваемого изделия;
3 — средняя потребляемая печью мощность.
Рнс. 2-30. Графики, температуры и мощности при трех-
позиционном регулировании печей периодического дей-
ствия.
Г —температура лечи; 2 — температура нагреваемого изделия;
3 — средняя потребляемая печью мощность.
большом их количестве й могут быть применены только
для предварительных расчетов. При необходимости точ-
ного определения электрической нагрузки на подстанцию
следует построить графики нагрузки печей, для которых
могут быть использованы данные аналогичных действую-
щих установок, а нагрузку других электроприемников
ЭТУ расчитать по методике, рекомендованной действую-
щими руководящими указаниями [Л. 1-36].
Пример: Определить расчетную нагрузку на линии ввода
для установки печи 1СШВ-3.1О0/9.
Коэффициенты спроса н cos ф принимаем по данным
табл. 2-6; исходные данные и результаты расчета сводим я
табл. 2-7.
Расчетные нагрузки (активная и реактивная) данной груп-
пы приемников определяем суммированием расчетных (актив-
ных и реактивных) нагрузок подгрупп приемников, входящих в
данную группу.
Средневзвешенные значения Кс гр к коэффициента мощно-
сти по группе в целом определяются из соотношений
Лс.гр = ^р.ер^и.гр = 281/337 = °’834;
*rp“WPP.rp = 36/381 = °'13-
По tg Фгр определяем, соз <ргр “0,8.
РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В СЕТЯХ
НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1ЩН) В
Основной причиной коротких замыканий является
яарушение изоляции токоведущих частей, например,
вследствие старения (износа) изоляции, своевременно
не выявленного путем ее профилактических испытаний,
а также повреждений ее в процессе работы электрообо-
рудования или вследствие механических повреждений
изоляции.
К коротким замыканиям могут привести ошибочные
действия эксплуатационного персонала при невыполне-
нии правил технической эксплуатации, эксплуатацион-
ных инструкций и правил по технике безопасности.
Значительные токи к. э. могут быть опасными для
57
электрооборудования; недостаточно устойчивое в меха-
ническом отношении электрооборудование может быть
разрушено, а нагрев токоведущнх частей может повре-
дить их изоляцию. Во избежание этого электрооборудо-
вание должно обладать достаточно it электродинамичес-
кой (механической) и термической стойкостью, т. е, вы-
держивать без повреждений действия наибольших воз-
можных токов к. з.
Опыт эксплуатации цеховых сетей переменного тока
напряжением 380—500 В, получающих питание от пони-
жающих трансформаторов мощностью до 1000 кВ-А,
показывает, что применение в .этих сетях автоматов и
предохранителей с предельно отключаемыми токами на
уровне не выше 13—20 кА, как правило, не вызывает раз-
вития аварий при отключении реальных токов к. з, в
защищаемых ими цепях. В то же время токи к. з. на
выводах трансформатора, рассчитанные без учета пере-
ходного сопротивления контактов в. месте к. з. в точке
повреждения, могут значительно превосходить указан-
ную коммутационную способность автоматов и предохра-
нителей. Этот опыт, а также ряд экспериментов, прове-
денных в СССР и за рубежом, показывают, что реальные
токи к. а. при авариях в сетях напряжения до 1000 В
значительно меньше расчетных также вследствие влия-
ния падения напряжения в электрической дуге, возника-
ющей при случайных к. з. Только при плотно прижатых
шинных закоротках токи к. з. приближаются к значе-
ниям, определяемым обычным расчетом.
Вследствие того, что преобладающее большинство
к, з. происходит в сетях на некотором удалении от транс-
форматоров и сопровождается электрической дугой, в
j А9ВГ£(М20) Юрм
Рис. 2-31. Схема питающей и распределительной !сетей
380 В к примеру расчета токов к. з.
[JI. 1-10] рекомендуется во избежание грубых преуве-
личений при расчете тока к. з. в установках напряжением'
до 1000 В возможно полнее учитывать не только индук-
тивные и активные сопротивления всех элементов ко-
роткозамкнутой цепи, но и активные сопротивления
всех переходных контактов этой цели (болтовые на ши-
нах, зажимы на выводах аппаратов, разъемные контакты
аппаратов и контакт в месте короткого замыкания).
При отсутствии достоверных данных о полном числе
всех контактов и об, их переходных сопротивлениях,
включая контакт в месте короткого замыкания, рекомен-
дуется при подсчете токов к. з. учитывать сопротивление
всех-контактов совокупно, путем введения в расчет ак-
тивного сопротивления:
а)	для распределительных щитов на станциях и
подстанциях 0,015 Ом;
б)	для первичных цеховых распределительных пунк-
тов и на зажимах аппаратов, питаемых радиальными
линиями от щитов подстанций или от главных магистра-
лей. 0.02 Ом;
в)	для вторичных цеховых распределительных пунк-
тов и па зажимах аппаратов, питаемых от первичных
распределительных пунктов, 0,025 Ом;
г)	для аппаратуры, установленной непосредственно у
электроприемников, получающих питание от вторичных
распределительных пунктов, 0,03 Ом.
Расчетные значения коэффициентов для определения
ударного тока К? и наибольшего действующего значения
полного тока А при к. з. на зажимах низшего напряже-
ния (до 1000 В) трансформаторов могут быть приняты
в среднем равными: Лу=1.3; К—1,15. При коротких
замыканиях в более удаленных местах Л>1.
Пример: Для проекта установки печей, схема которой при-
ведена на рнс. 2*31. рассчитать токи короткого замыкания. в
точках Л]—/<&. Данные силовых трансформаторов IT и 2Т:
•-ЮООкВ-А; £tK-5.5%;	кВт.
д)	Короткое здхиА'дииее точке Kj
Активное сопротивление трансформатора в относительных
единицах
rT4f Д^Н/5Т = 15/1000 = 0.015.
Индуктивное сопротивление трансформатора в относитель’
ных единица'*
*т*= V (-SS-) -г2 = У"0,055а	0.'01 В® = 0,0527.
г \1UU / т
Сопротивления трансформатора в абсолютных единицах:
Хт— 0.0537 40071000 = 8Л4 мОм;
гт=^ 0,03 5'40071000 = 2.4 мОм,
Сопротивления Шин Ш-1 (Ал, 100X0) /—8 м; расстояние меж-
ду фазами «=>150 мм:
х0 = с,на 1е =о,13 ом/м:
при ащ-1,26-0=1,26-160=200 мм:
**р
гш,|= 8-Гд = 8'0,021 = 0,168 мОм;
8дг0 =- 8-0,13 = 1,04 мОм.
Сопротивление всех переходных'контактов этой цепи (бол-
-говыс па шинах, зажимы па вводах н выводах аппаратов,, разъ-
емные контакты аппаратов и контакт в месте к. з.) согласно
СН357-65 для распределительных щитов подстанции принимаем
равным 0,015 Ом (15 мОм).
Суммарное сопротивление цепи к. в.
^2 = гт + Гщ-1 + тп к “	+ 0,168 -}- 16 = 17,5 мОм;
*2 = хт +	— 8,44 + 1.04 — 9,5 мОм;
г? = 1/ г2 +• я2 = V 17,6а + 9,5а = 90 мОм,
Отсюда ток к. з.
/К1 = 400' 1000/1,73.20 - 11 БОО А.
58
Для ударного тсйса расчетные эвачення коэффициентов Ку
чогут быть приняты в средвем равными 1,3; тогда
/yi 1,3 УТ* П 500—2] 000 А,
&) Коротко* замыкание в точке К?
Сопротивления кабеля АВВГ 2(3X120) (/“100 «; г^О.ЗВ
мОм/им; Х“0,06 мОи/км)?
'ка6= ~ -Ол ~ 0Mi мОм: *мб = ~ 'М “ °'ТОЗ М°“‘
Сопротивление всех переходных контактов принимаем рав-
ным 0,020 Ом, (20 мОм). Суммарные сопротивления цепи к. 3.
'Трансформатор — шины Ш-1~кабели—-контакты»:
Г2 - 2,4 + о, 168- + 0,614 + 20 = 22,582 мОм;
= 8,44+ 1,04 + 0.003 = 9,483 мОи}
г2 = |/22,5821 + 9,483= = 25 мОм,
Токи к. ал установившийся
7ка= 400-1000/1.73-25 = 8900 А;
 ларный
= 1,3 УТ-8900 —16 000 А.
J*
в) Короткое замыкание в точке Кз
Сопротивление шинопровода Ш-3 (Ал.60X6; /—100 м):
гш-2 = °.°99'0.1 = 0,0099 - 0,0/мОи;
*ш-2™ 0,163-0^ =0,0103 мОм.
При сопротивлении контактов 20 мОм суммарные сопротив-
ения цепи к. в. Трансформатор—шины ДГ-2—коатакты»;
т2 = 2,4 + 0,01 + 20,0 = 22,41 мОм;
х% =8,44 + 0,0163 = 8,46 мОм;
= ^22,41* +8,46* =24 мОм.	<
Токи к. в.: установившийся
;к9 = 400-1000/1.73-24 = 9600 А;
парный
/,,= 1.3 КГ. 9660= 17 600 А.
уз
г) Короткое замыкание в точке К<
Сопротивление провода АПРТО 3X95 (1—50 м; г-0;36
Эм/км; л—0,06 мОм/км}:
гпров = 0,35/20 = 0.O175MQM;
*пров = ° • 06/20 = 0,003 мОм.
При сопротивлении контактов 25 мОм суммарные сопротив.
имя цепи к. з. «трансформатор—шины Д/-/-—кабель—провод—
нт акты» -.
г« = 2,4 + 0,168 + 0,014 + 0,017 + 25.0 = 27,6 мОм;
4v = 8,44 + Г.04 + 0,003 + 0,003 = 9.5 мОм;
а2 = 1^27^’ +9,61 = 29 мОм.
Токи к.э.: установившийся
1рный (считая Ку-l для более удаленной, чём Предыдущие,
:ки)
/у4 = I У2 -8900 = 11 250 А.
а) Короткое замыкание в точке Ks
Сопротивление провода АПРТО 3X35 (1-20 к):
fnpoB = 0195/50 “ °-02 хОм;
япров = °-м''50 = °-Qol2 “О«-
1 ' При сопротивлении переходных контактов 30 мОм суммар-
ные сопротивления цепи к. з. «-трансформатор—шины ///-1—ка-
бель—провод АПРТО 3X95—провод АПРТО 3X35—контакты»:
г2 =2,4+ 0,168+0.014 + 0,017 +
+ 0,02 + 30,0 = 32,6 мОм;
-г2 = 8» 44 + 1,04 + 0,003 + 0,003 + 0,0012 = 9,5 мОм;
г2 = >/32,6г + 9,5= = 34 мОм.
Токи к. з.: установившийся
— 400-1000/1.73-34 -=6800 Л:
ударный (считая Ку-1)
1уй = 1 Уг-бЗОО = 9600 А.
Из расчета следует, что установочные автоматы
серии АЗ 100 (см. табл. 2-14), установленные на стан-
циях управления серии ПТХ9600 для многозонных печей
и на щитах управления серии ИЗР — для однозонных, в
большинстве случаев стоики к токам к. э. Нестойки к
токам к. з. лишь автоматы серии АП50 (см. табл. 2-12).
Эти автоматы подключать непосредственно к сборным
шиизм ЩСУ нельзя; в случае установки многозонных
печей их следует объединить в группу и подключить к
сборным шинам ЩСУ через автомат, стойкий к токам
к. з. В установках однозонных печей автоматы АП50
следует подключать к питающей электросети через глав-
ный (вводный) автомат печи.
СХЕМЫ ПИТАЮЩИХ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
Схема питающей и распределительной сетей
380/220 В для печей мощностью до 100 кВт приведена
иа рис. 2-32. Эта схема широко распространена для
питания однозонных печей и ванн, расположенных по
периметру термического цеха машиностроительного
завода.
Питание щитов управления печей предусматривает-
ся от силового распределительного пункта радиальными
линиями. Канализация электрической энергии на корот-
ких участках от щитов управления др камерных и шахт-
ных печей выполняется проводом, прокладываемым в
трубах. Компенсационные провода от термоэлектричес-
ких термометров до автоматических компенсаторов, как
правило, прокладывают только в трубах. Подвод питания
от Электропечных трансформаторов до соляных электро-
ванн осуществляется шинами, поставляемыми комплект-
но с электрованна мн.
Схема питающей и распределительной сетей
380/220 В для печей мощностью свыше 100 кВт приведе-
на на рис. 2-33 в трех вариантах.'
Вариант рис. 2-33, а предусматривает питание пе-
чей от щита низкого напряжения КТП кабелем или
шинопроводом, в зависимости от местных условий. Для
печей с номинальным током ввода до 400 А рекоменду-
ется применять кабель, свыше 400 А — шинопровод.
При 1 установке крупных печей и агрегатов мощ-
ностью 1000 кВт и более с большим числом зон и приво-
дов вспомогательных механизмов применяют схемы вари-
антов питания печей по рис. 2-33.6 и в. При этом сле-
дует иметь в виду, что щиты станций управления (ЩСУ)
устанавливают в одном помещении с КТП; шины от
КТП через вводный автомат подаются непосредственно
на сборные шины ЩСУ. Преимущество этих вариантов
заключается не только в экономии цветного металла на
ошиновку от КТП до ЩСУ, но и в том. что при уста-
новке коммутационной аппаратуры (автоматов, контак-
торов) на открытых панелях в закрытом помещении зна-
чительно облегчаются условия эксплуатации по сравне-
нию с эксплуатацией указанной аппаратуры в закры-
тых шкафах.
, Схемы линий вводов для печей приведены на
рис. 2-34 и 2-35,
59

Рис. 2-32. Схема питающей и распределительной сетей 380/220 В однозонных электропечей сопротивления мощ-
ностью до 100 кВт.
/ — печь США-3,2.4.8/8 Л1 (20 кВт, 34/223 А): 2—печь Ц-35Б (35 кВт, 69 А); О—печь CBC-100/I3M01 (100 кВт. 152/5600 А); 4 —
печь CH3-S,5.13.4/12MQ2 (50 кВт. 84/182 А>: 5 —печь СНЗ-4.8.2.6/10М01 (30 кВт, 60/146 A); ЛИ — АОЛ-21-4 (0,27 кВт, 0,68 А); 2Л1—
А-32-4 (1 кВт, 2 А); ЛИ — АО2-42-6 (1,7 кВт, 3,6 Л}.
В тех случаях, когда по условиям защиты автоматы
на ЩСУ нестойкие к токам к. з., на линии ввода печной
установки должен быть автомат, соответствующий этим
токам.
При номинальном токе отходящей линии до 600 А
применяют автоматические выключателя серии А3100,
при номинальном токе свыше 600 А — воздушные авто-
маты серии АВМ. Схемы линий вводов с воздушными ав-
томатами серии АВМ приведены в § 2-4.
ПОМЕЩЕНИЯ ЩИТОВ СТАНЦИИ УПРАВЛЕНИЯ
И ЩИТОВ УПРАВЛЕНИЯ
Щитовые помещения запрещается располагать над
производственными помещениями категорий А, Б и Е
[Л. 1-9], под и над вентиляционными камерами обще-
обмепной вентиляции, а также под душевыми и сан-
узлами.
Прокладка через щитовые помещения газопроводов
или трубопроводов с легковоспламеняющимися жид-
костями не допускается.
Не рекомендуется прокладывать через щитовые по-
мещения транзитные трубопроводы отопления, водопро-
вода и канализации.
Станции управления следует по возможности рас-
полагать в пределах щитов примерно в той последова-
тельности, в какой расположены нагреватели тепловых
зон и приводы вспомогательных механизмов печи. Пане-
ли ввода желательно располагать с левой или правой
стороны щита. При этом уменьшается число пересечений
кабельных трасс от щитов до печей, сокращается длина
проводов и облегчается обслуживание. Шиты станций
управления обслуживают и с передней, и с задней сторо-
ны, поэтому общая длина каждого щита не должна
превышать 15 м.
На рис. 2-36 и 2-37 приведены минимальные
размеры проходов между щитами станций управления в
закрытом электротехническом помещении. Проходы об-
служивания щитов задают, исходя из допустимых рас-
стояний между токоведущими частями и элементами
здания.
Расстояния от голых токоведущих частей, располо-
женных на высоте мерее 2,2 м до противоположной
стены, должны быть пе менее 1 м при напряжении ниже
500 В и длине щита до 7 м; 1,2 м —при длине щита
более 7 м; 1,5 м — при напряжении 500 В и выше.
Расстояние между голыми токоведуши.ми частями,
расположенными по обе стороны прохода на высоте
60
Шиноп-гпВаЗ
Рис. 2-34. Линия вводов для электропечей.
д мощностью до 100 кВт с рубильником или предохранителя^
мн: б — мощностью свыше ЮО кВт с. рубильником или устало*
вечным автоматом*
ЩСУ
,печи.н1
Рис. 2-33. Схема питающей и распределительной се-
ти 380/220 В многозонных электропечей сопротивления
мощностью свыше 100 кВт.
а — питание печей от распределительного щита КТП кабелем
или шинопроводом^ б. а—'Питание агрегата электропечей от
сборных шив КТП.
менее 2,2 м, должно быть не менее 1,5 м при напряже-
нии ниже 500 В и 2 м при напряжении 500 В и выше.
Голые токоведущие части, находящиеся на расстоя-
ниях, меньших приведенных, должны быть ограждены.
Допускается местное сужение проходов между вы-
ступающими строительными конструкциями и щитом.
Однако проход в этих местах должен быть не ме-
нее 0,6 м.
Проходы обслуживания при длине щита более 7 м
должны иметь два выхода, причем выход из прохода
Рис. 2-35. Схема цепей линий ввода для электропечей
мощностью свыше 100 кВт с рубильником Р и трансфор-
маторами тока ITT, 2ТТ,
обслуживания с задней стороны щита может быть выпол-
нен как в щитовое, так и в другое помещение. Ширина
дверей должна быть не менее 0,75 м, высота — не ме-
нее 1,9 м.
При размещений станций управления в цехе и от-
сутствии достаточной площади на уровне пола цеха
часто используют место в межколонных пролетах на ан-
тресоли, на отметке +3,5 м от уровня пола (рис. 2-38).
На рис. 2-38 приведены также минимальные размеры
проходов между шкафами станций управления, располо-
женными на площадке с ограждениями.
На рис. 2-39 приведены минимальные размеры про-
ходов обслуживания между щитами управления в за-
крытом помещении.
ЗАДАНИЯ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВНУТРИЦЕХОВОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, СТРОИТЕЛЬНОЙ ЧАСТИ
И ВЕНТИЛЯЦИИ
Задания смежным проектным организациям (отде-
лам) составляются по определенным формам.
Бланк, озаглавленный «Задание на проектирование
внутрицехового электроснабжения ‘ производственных
электродвигателей, электрических печей и электротерми-
ческих устройств» (ненужное из заголовка вычеркива-
ется), содержит следующие колонки:
1)	порядковый номер электро приемника;
2)	наименование цеха и однотипных потребителей;
3)	количество (рабочее/резервное);
4)	установленная мощность (суммарная), в том чис-
ле резервная, кВт;
5)	коэффициент загрузки (использования)
S) мощность наибольшего электроприем ника, кВт;
7) категория помещения ио пожаровзрывоопасиости
(согласно СНиП).
61
Рис. 2-35 Минимальные размеры проходов между щитами станций уп-
равление и ггеиой и между щитами станций управления. Размеры без ско-
бок от;^<е::я к щитам Станций управления до 500 В; в скобках — к щи-
там с:.. . : управления 500 В и выше.
п —pi;---, г= ол порядно му; б, в — то же по двухрядному расположению щитов.
Рис. 2-38. Минимальные размеры
проходов между шкафами станций
управления.
а — разрез по однородному: б — по двух-
рядному расположению шкафстз.
а)
_ з ста ст.
(СТ)	^(2М0)
S)
Рис. 2-39. Минимальные размеры проходов между щи-
тами управления' и стеной и между щитами управления,
а — разрез по однорядному; б — по двухрядному расположению
щитов; в — план однорядного расположения щитоа.
Рнс, 2-37. Минимальные размеры проходов между стан-
циями управления. Размеры без скобок относятся к
папцпям управления до 500 В, в скобках—-к станци-
ям управления 500 В и выше.
« —разрез по'щитам стэппий управления; б — план расположе-
ния щитов станций управления.
В приложение к заданию входят планировки, графи-
ки и режимы работы энергоемких потребителей электро-
энергии (печей, электродвигателей мощностью более
300 кВт).
Кроме установленной мощности в колонке 4 задания
указывают и потребную мощность.
На рис. 2-40 показан пример Строительного задания
на щитовОе помещение, кабельные каналы и прокладку
труб к вакуумным шахтным печам, их электродвигате-
лям, трансформаторам, вакуумной системе и тележке
с камерой охлаждения.
В чертежах стройзадания на помещения щитов стан-
ций управления и щитов управления указываются сле-
62
дующие требования, которые должны быть перечислены
в рабочих строительных чертежах:
1)	полы в щитовых помещениях должны быть вы-
полнены с покрытием керамическими или синтетическими
плитками;
2)	пол над кабельными каналами должен быть вы-
полнен из съемных плит массой нс более 50 кг н иметь
утопленные приспособления для их подъема:
3)	полы в щитовых помещениях должны выдержи-
вать нагрузку 4 кПа (400 кге/м3);
4)	внутренние стены помещения щитов станций
управления и щитов управления должны быть гладко
отделаны и окрашены на высоту.2 м светлой масляной
•	той, а потолки tr стены - выше  2' w— светлой" клее-
-ряской;	z
-	i полы должны выполняться после укладки труб;
	) закладные полосы и обрамления должны выдер-
<ть нагрузку на отрыв до 3 кН/м (300 кгс/м).
На чертежах должны указываться внутренние раз-
- s (в свету) помещений и проемов.
При составлении заданий на вентиляцию шаговых
-ещенйй, каналов и туннелей должны быть указаны
^выделения и температура воздуха: в помещениях
. =Ш1Й управления (без постоянного обслуживающего
.онала) не выше +35°С ив помещении щитов управ-
<я (с постоянным обслуживающим персоналом) не
ze +20°С.
В задании на вентиляцию щитовых помещений не-
одимо также указать на необходимость поддержи-
шь (во избежание засоса пыли извне) в щитовых
мщениях небольшое избыточное давление около
Па (2 мм вод. ст.), используя-принудительную вен-
- яцию.
При расчете тепловыделения потери в катушках кон-
кторов и реле, установленных на станциях управления,
снимают в среднем по 0,2 кВт на каждую панель;
“ери в электродвигателях самопишущих и регулирую-
. :х компенсаторов и сигнальных ламп, установленных
1 щитах управления по 0,1 кВт на панель; потери,
Е т м, в шинах, проложенных в пределах щитового поме-
_е.ния, в силовых кабелях и проводах, питающих нагре-
:2тели и электродвигатели вспомогательных механиз-
-.в электропечей, определяют по формуле
ze /н — номинальный ток, А, и /? — сопротивление 1 м
а сводника, Ом/м,
Потери в силовых кабелях и проводах, проложенных
z туннелях, принимают в среднем 0,5 кВт на 1 м длины.
Задания па проектирование в о доохлаждения печей
включая водоохлаждаемый гибкий токоподвод), ааку-
иных насосов, снабжения сжатым воздухом пневмати-
ческих приводов, а также продувки водоохлаждаемых
элементов выдают проектировщики технологической
части.
ЗАДАНИЯ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И СИСТЕМ АВТОМАТИКИ
ДЛЯ ПЕЧЕН СОПРОТИВЛЕНИЯ; ДОКУМЕНТАЦИЯ
ДЛЯ ЗАЯВОК И ЗАКАЗА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
И КОМПЛЕКТНЫХ УСТРОЙСТВ
При составлении всех этих документов необходимо
придерживаться определенных выработанных практикой
форм.
«Задание на проектирование электрооборудования
и автоматического регулирования печей сопротивления»,
подписываемое ведущим инженером, руководителем
группы, начальником отдела и главным инженером про-
екта, по каждой установке содержит следующие сведе-
ния (колонки):
I)	порядковый номер оборудования;
2)	наименование оборудования;
3)	количество;
4)	номер по технологической планировке;
5)	тип оборудования по каталогу или номер альбома
нестандартного оборудования;
6)	назначение оборудования;
7--13) данные печи; мощность, кВт; число зон
(групп); мощность зоны (группы), кВт; число фаз;
схема соединения нагревателей; напряжение на
нагревателях. В; максимальная температура рабоче-
го пространства, аС;
14) точность регулирования;
15—17) число точек контроля: регулируемых; ре-
гистрируемых; указываемых;
18—20) характеристика электродвигателей вспомо-
гательных механизмов: назначение; число; мощ-
ность, кВт.
К заданию прилагается чертеж технологической
планировки.
«Заявочная ведомость на электрооборудование», в
подзаголовке которой указываются помер заказа и объ-
ект, содержит следующие колонки:
1)	порядковый номер оборудования;
2)	наименование оборудования;
3)	тип;
4)	число единиц.
«Заказная спецификация электрооборудования», под-
писываемая начальником отдела, главным инженером
проекта и составителем, имеет в заголовке наименование
проектной организации, предприятия и проекта. Специ-
фикация состоит из следующих граф на каждый вид
(тип. марку) заказываемого оборудования:
1)	порядковый номер;
2)	шифр по общесоюзной классификации;
3)	наименование и техническая характеристика ос-
новного и комплектующего оборудования, приборов,
арматуры, кабельных и других изделий;
4)	тип, марка, номер чертежа;
5)	номер позиции по технологической схеме;
6)	завод-изготовитель (для- импортного оборудова-
ния— страна, фирма);	,
7)	число единиц;
8)	материал;
9,	10) масса, кг: единицы; общая;
11, 12) стоимость по смете: единицы; общая, тыс.
руб.
В табл. 2*9 приведена форма сведений о станциях,
Щитах и пультах управления, подаваемых для внесения в
именной перечень продукции, подлежащей изготовлению
заводами электротехнической промышленности в пред-
стоящем году.
Сведения
Таблица 2-9
о станциях» щитах и пультах управления, предусмотренных проектами установок электропечей сопротивления для внесения
в именной перечень на 197.,. г- -
Отрасль промышленности, полное наименование предприятия с указанием цехов или пусковых ком- плексов в соответствии с титульным списком генераль- ной проектной организаций	Число при- веденных панелей		Число пультов управления	Число навесных шкафов	Предпо- лагаемая номенк- латура станций	Предпо- лагаемый срок пус- ка (год» квартал)	Предпола- гаемый срок выдачи заданий на изготовление заsoДу-ИЗ’ готователю	Постав- щик механи- ческого оборудо- вания	Проект- ная ор- ганизация	Приме- чание
	В откры- том ис- полнении	В шка- фах								
1	Й				6	7	8	9	10	Н
										
63

станции
fcr
+ 0.20
F
4 ЛУ|7
/ гооо
nss
75в\
/2000
,W
3050
+3,20
w+O.zti
-M
£5
6£
SS
85
0,00
±o,oo S
7ZB0 изгоев
1500_
18373
+Z.30
H[5<w A
<-0;2O ,




x

W/7//>77////77777//77j ^/////////7^77777^. 7777/777//7777Ш7
~_________SWO_________' _______ 6700	_______ __________6100	'
$700
$700
Рис. 2 40. Строительное задание на помещение щитов станций управления и щитов управления.
Обозначенья на чертеже: i — 6 труб диаметром 400 мм, низ на отметке —0,9 и, радиус нагиба 600 мм: //— нагрузка на два
ки; V/— стоАка по высоте проема из швеллера № 10; VH — вырез проема в площадке под печь определить по натуре, площадку
IX. X — проем 609X590, низ проема на отметке — 0,9 м; Л/— планка 100x50X8 через каждые 800 мм; ХИ — планка 100X50X8 и
—7,670 м, радиус нагиба 400 мм, концы труб выпустить над уровнем чистого пола на £00 мм, передать резьбу и навернуть
64
швеллера 400 кгс/м; /// — нагрузка на три шнеллера 300 кгс/м; /V—* съемные щиты на рифленой сталии V —бетонные столби-
делать по месту после установки печи; V7// — площадка обслуживания механизма разъема камеры охлаждения и камеры нагрева;
каждой железобетонной опоре; ХШ—: коробка зажимов; X/V, XV т 4 трубы диаметром 32 мм; заложить низ на отметке
муфты.
5—342
65
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ УСТАНОВОК ПЕЧЕЙ
СОПРОТИВЛЕНИЯ
При проектировании установок печей сопротивления
и других видов ЭТУ должны учитываться условия, обес-
печивающие их рациональную техническую эксплуата-
цию. Электрооборудование ЭТУ должно эксплуатиро-
ваться в соответствии с действующими Правилами
[Л. 1-4] и местными эксплуатационными инструкциями.
Текущая эксплуатация включает уход и надзор за рабо-
той оборудования, системами автоматики и КИП со сто-
роны сменного (дежурного) электротехнического персо-
нала, персонала цеха КИП и автоматики и производст-
венного персонала, обслуживающего ЭТУ.
Ремонт оборудования ЭТУ должен вестись согласно
системе планово-предупредительного ремонта (ППР),
предусмотренной действующим Положением или Указа-
ниями (приведенными, например, в [Л. 2-13—2-16]),
утвержденными соответствующим Министерством (ве-
домством).
Объем, нормы и сроки испытаний электрооборудова-
ния и электрических линий ЭТУ определяют, основыва-
ясь на рекомендациях действующих Правил [Л. 1-4].
При составлении готового плана ППР взаимно сог-
ласовывают сроки ремонтов электрооборудования ЭТУ
со сроками ремонта печи и вспомогательных механизмов.
Необходимость подъема и перемещения электрообо-
рудования (или его частей) при ремонтах должна учи-
тываться при проектировании ЭТУ. В установках, где это
требуется, должны пр еду сматривать возможность закре-
пления тали, установки лебедки или другого грузоподъ-
емного механизма, достаточные размеры проема в стене
или перекрытии для транспортировки оборудования в
ремонт. Га бариты помещений для нетранспортабельного
оборудования ЭТУ должны выбираться с учетом площа-
ди, необходимой Для обеспечения нормальных условий
работы персонала при ремонтах.
2-4. КОМПЛЕКТНЫЕ УСТРОЙСТВА
ДЛЯ УСТАНОВОК ПЕЧЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ;
ЭЛЕКТРОПЕЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
И АВТОТРАНСФОРМАТОРЫ;
ИНДУКЦИОННЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Для включения и управления печами сопротивления
с переменным напряжением до 500 В выпускаются серий-
но комплектные электротехнические устройства, щиты
управления ИЗР, ИЗРП и станции управления серин
ПТХ9600.
Принципиальное их различие в том, что в щитах
управления устанавливаются коммутационная аппарату-
ра и приборы теплового контроля, а на станциях управ-
ления— только коммутационная аппаратура для вклю-
чения и отключения нагревателей. ,
При применении станций серии ПТХ9600 приборы
теплового контроля и коммутационная аппаратура элек-
троприводов печи устанавливаются на других панелях.
Кроме того, промышленность выпускает металли-
ческие шкафы для установки в чих станций управления
серин ПТХ9600 и нормализованные серин блоков вклю-
чения и управления асинхронными двигателями с корот-
козамкнутым ротором.
Для установки аппаратов управления небольшим
числом электроприводов применяют малогабаритные
шкафы, а большим числом — пульты управления.
ЩИТЫ УПРАВЛЕНИЯ ТИПОВ ИР, ИРП, ИЗР, ИЗРП
Щиты этих типов, разработанные Харьковским
СКВ ЭТО, представляют собой комплектные устройства
в виде шкафа с силовой коммутационной и Контрольно-
Основные данные щитов управления электро печами сопротивления
Таблица 2-10
Тип щита	ВнД регулирования	Пределы измерения н регулиро- вания г ?С	Тип прибора теплового контроля	Датчик температура
ИР-210, ИРП-210 ИР-220, ИРП-220 ИЗ Р-230, ИЗРП-230 ИЗР-240 1. ИЗРП-240 ' ИЗР-250, ИЗРП-250 ИЗР-260, ИЗРП-260 ИЗР-270’, ИЗРП-270 ' ИЗ Р-280. ИЗРП-280	ДнухпознЦионное То же » » Двухпозйп ионное, программное Двухпозиционное То же	о—ют 0—1300 0—i 600 0—1600 о—ют 0—1600 400—2500 0—650	ЭПВЭ-ПА МР1-02М ПСР1-03 КСП-3 2 МСШРПР-03’18 ПСР1-08 совместно с РУ5-01М КСП-3 MCPU03	Термоэлектрический термо- метр (термопара) То же » » » > » > Радиационной пирометр Термометр сопротивления
" За воды-изготовители: «Укрэлектроремонт* (г. Харьков): <Электро4>идер» (г. Хвалынск).
! Автоматические компенсаторы типа КСП-3 изготовляются с релейной приставкой для позиционного регулирования типа
ППР-1М,
Таблица 2-11
Исполнения (величины) щитов управления по допустимым токам их силовых nene В
Исполне- ние щита	Автомат главной цепи iBA				Линейный контактор Л				Наибольшая ЧОЩИОСЛ. электропри- вода. нВт
	. Тип	Поминальные		Ток распепителя. А	Тин	Номинальные		Допустимый ток при ус- танодке г шкафу» А	
		ток, Л	напряже- ние. В			ток, А	напряже* нце, В		
1	АЗ 114	100	500	40; 50; 60; 80: 100	КТ-7013	100	380	00	10
2	АЗ) 34	200	500	(20; 150	КТ-7023	160	3*0	140	1(3
3	АЗ 134	200	500	200	кт-6033	250	380	2С0	10
4	А3144	600	500	250; 300; 400	КТ-6043	400	380	350	10
66
измерительной аппаратурой для включения и управления
нагревателями, электродвигателями вспомогательных
механизмов мощностью до 10 кВт (не более двух), кон-
троля и регулирования одной тепловой зоны печи.
Модификации щитов позволяют применить их для
печей с защитной атмосферой.
Щиты предназначены для установки в закрытых
помещениях при соблюдении следующих условий: тем-
пература окружающего воздуха от +5 до -4-40°С, отно-
сительная влажность не более 80% при -f-20°C; высота
над уровнем моря до 1000 м.
Щиты не могут работать в среде: насыщенной токо-
проводящей пылью; содержащей едкие пары и газы.
Таблица 2-1Э
Данные аппаратов цепей управления нагревателями
и электродвигателями щитов управления ИЗР и ИЗРП
Обозначе- ние по схеме	Нэнменовлш1е	Количество	Тип	Номиналь- ные	
				£ о	Нап- ряже- ние, В
	Автоматический выключатель	1	АП5О-2МТ1	50	500
зад	То же	J	АГТ50-ЗМТ-	50	500
РП	М&П1НТНЫЙ пускатель	1	ПМЕ-04Р	3	380
2ПМ	То же	[	ПМЕ-2111	25	380
1ПМ	> »	1	ПМЕ-2131	25	380
УП	Универсальный переключатель	1 -	УЦ5311-С225	20	500
2УП	То же	I	УП53Ц-С4Щ	20	500
1 КУ-ЭКУ	Кнопка управле- ния	9	КУ-1М	6	3SU
ЛК; ЛЗ	Сигнальная лам- па	2	ЛС-53	—	220
л Ж; лс	То же	2	То же		220
ла .	» »	I		—	220
1 Двухполюсный злектромагнитиий расцепитель.
3 Трехполюсный электромагнитный расцепитель.
3 Вспомогательные контакты: четыре замыкающих, два раз-
мыкающих.
* Вспомогательные контакты: 2з+2р.
Т а б л и |1 а 2-13
Дополнительные контрольно-измерительные приборы,
устанавливаемые в щита к управления И ЭРП
Обозначе- ние по схеме	Наименование	Тип	• Пределы измере- ния тока, Л	Количество при* боров для и слоя нения щита ио току			
				1 &	(V ОН)	ч I (V 005)	(350 Лз 1 4ы
IA-3A	Амперметр	3377	0—100 0—200 0—300 0—400	3	Н «1	3	i 1 i J ы 1 1 1 1
JTT—3TT	Трансформа- тор тока i	ТК-20	100/5 Д 200/5 А 300/5 Л 400/5 А	3	3	3	
V	Вольтметр	3377	Шкала 0—500 В	1	1	1	1
Рис, 2-41. Схемы включения нагревателей электропечей,
а —щитов ИЗР1М0; ИЗР-270; б — щитов ИЗРП-240; ИЗРП-270.
разрушающие металл и изоляцию; во взрывоопасной сре-
де, при наличии ударов, сотрясений и вибрации.
Основные данные щитов управлепия, пределы изме-
рения температуры, типы приборов и температурных
датчиков приведены в табл. 2-10.
Расшифровка наименования щита: И — измерение,
3 — запись (при отсутствии прибора записи температу-
ры буква 3 отсутствует); Р — регулирование температу-
ры; П — наличие приборов контроля тока и напряжения;
2 — двухпозиционное регулирование температуры; 4 —
номер модификации по типу прибора теплового контроля.
Третья цифра — исполнение яо силе тока главной цепи.
Буквы после цифр: Р — наличие аппаратуры для реверса
электродвигателя; Г — наличие аппаратуры для печи с
газовой атмосферой.
По допустимому току контакторов в прерывисто-про-
должительном режиме работы щиты имеют четыре вели-
чины: первую 90 А, вторую 140 А, третью 200 А и чет-
вертую 350 А (табл. 2-11). Снижение нагрузок на кон-
такторы на 10% по сравнению с допустимыми по ГОСТ
11266-70 объясняется тем, что условия работы контакто-
ра, установленного у печи в закрытом шкафу, более
тяжелые, чем при установке контактора открыто на
панели в закрытом помещении. В состав щита входит
трех полюсный автоматический выключатель для защиты
нагревателей от токов к. з.
Схемы подключения нагревателей к щитам приве-
дены на рис. 2-41.
Щиты типа ИЗР (см. табл. 2-10) могут иметь сле-
дующие варианты исполнений: Э — с аппаратурой для
включения нереверсивного электродвигателя; Р —ревер-
сивного электродвигателя; Д—е аппаратурой для вклю-
чения реверсивного и нереверсивного электродвигателей;
Г — с аппаратурой для работы печи с контролируемой
(газовой) атмосферой; можно применять варианты, явля-
ющиеся сочетаниями вариантов Э, Р. Д с вариантом Г.
Щиты ИЗРГ1 отличаются от щитов ИЗР наличием
вольтметра, трех амперметров, трансформаторов тока и
могут иметь модификации с вариантами Э, Р и Д.
Например, основное исполнение щита типа ИЗРП-241
может’ иметь варианты: ИЗРП-241Э, ИЗРП-241Р,
ИЗРП-241 Д.
Характеристики аппаратов цепей управления и кон-
трольно-измерительных приборов щитов управления
приведены в табл. 2-12 и 2-13.
Схемы цепей управления щитов приведены на
рис. 2-42—2-45.
67
5*
Рис. 2-42, Схема цепей управления щитов ИЗР-240,
ИЗР-270, ИЗРП-240 и ИЗРП-270.
гм>
<¥ а атчину тем—
!	пвратуры
Регулирова-
нная сигна-
лизация
темпера—
турывпвчи
зей
2ИУ	1ПМ
вс » св
It------
!РЛ 2РП Л
TTTF---1Г
Сигнализа-
ция папп-
акеная кон-
тактера
Резерв
Сигнализа-
ция раБоты
зсиеитмвй
атмассреры
Рис. 2-43. Схема цепей управления щитов ИЗР вариан-
тов Г; ЭГ; РГ; ДГ.
2КУ	21Ш-!
ЛБ
Рис. 2-45. Схемы цепей управления электродвигателей.
а — вариант Э; Р — вариант Р; в *- вариант Д,
Рис. 2-44. Схемы включения электродвигателей.
а — вариант Э; б — вариант Р; е — вариант Д,
68
Рис. 2-46. Схемы подключения датчиков температуры.
я — термоэлектрического термометра; б — радиационного пиро-
метра РАПИР или телескопа ТЕРА.
Схемы обеспечивают ручное дистанционное и авто-
матическое включение линейного контактора универсаль-
ным переключателем.
При ручном управлении рукоятка универсального
переключателя УП становится в положение Р; включа-
ется реле РП, замыкая своими блок-контактами цепь
включения катушки контактора Л, Последний включа-
ется, лампа ЛЗ гаснет, ЛК загорается.
При автоматическом управлении рукоятка УП ста-
новится в положение А. Теперь сигнал на включение и
отключение реле РП (2РП), а следовательно, и на вклю-
чение и отключение нагревателей дает прибор теплового
контроля.
Схема на рис. 2-43 имеет для управления аппара-
турой газовой атмосферы четыре кнопки КУ, три про-
межуточных реле 1РЛ, ЗРП, 4РП, лампы 1ЛС и 2ЛС и
универсальный переключатель 2УП для опробования,
снятия и подготовки к включению звуковой сигна-
лизации.
Схемы подключения датчиков температуры приведе-
ны на рис. 2-46.
Пример выбора щита управления. Для двухзонной
печи мощностью 105 кВт выбрать щиты из серии ИЗР
(143РП). Данные печи: температура до 95(ГС; мощность
первой зоны 70 кВт, второй 35 кВт; напряжение на на-
гревателях 220 В (соединение нагревателей в «звезду»).
Номинальный ток первой зоны 117 А, второй 55 А;
мощности электродвигателей: вентилятора 1 кВт, меха-
низма подъема крышки 1 кВт; для контроля режима
'работы печи необходимы приборы измерения тока и
напряжения в каждой зоне.
1. Исходя из заданной температуры, а также необ-
ходимости установки приборов измерения и регулирова-
ния по табл. 2-10 находим тип щита — ИЗРП-240,
2. В табл. 2-11 по допустимому току для контакто-
ра находим исполнение щита: для первой зоны выбираем
Разметха отверстий под
Размоина. sfnSeppBiuS naS
ОРЯть:
4 OmS. <$№: («ооммше щнаа)

Рнс. 2-47. Общий вид щитов управления ИЗР-241 —
ИЗР-243, ИЗР-271—ИЗР-273 одностороннего обслужи-
вания.
/ — каркас; 2 — автоматический компенсатор; 5 —сигнальная
лампа; 4 — универсальный переключатель; 5 — клеммный Т13’
бор; ff—магнитный пускатель;.7™ автоматический выключатель!
Я —блок управления: 9 — приставка к компенсатору. Размер L
равен 460 мм для щитов ИЗР-243 и ИЗР-273 и 360 мм для
остальных типов.
Рис. 2-48. Общий вид щитов управления ИЗРП-241-—
ИЗРП-243, ИЗРП-271 — ИЗРП-273 двустороннего
обслуживания.
/ — каркас; 2 — амперметр; J — автоматический компенсатор;
4 — вольтметр; 5 — сигнальная лампа; 6 — универсальный пере-
ключатель; 7 — приставка к компенсатору; 3 — автоматический
выключатель; 9 — магнитный пускатель; 10 —- сборка зажимов;
11 — блок управления. Размер L равен 460 мм для щитов
ИЗРП’243 и ИЗРП-273 и 370 мм для остальных типов.
69
квнтактор второй величины (140 А), для второй зоны —
первой величины (90 А). Таким образом, для первой
зоны выбран щит управления ЙЗРП-242, для второй —
ИЗРП-241.
3.	Уточняем исполнение щита в зависимости от
характеристики и назначения электродвигателей приво-
дов. Для включения электродвигателя вентилятора
(нереверсивного) и механизма иодъема крышки (ревер-
сивного) принимаем щит с использованием по варианту
Д. Окончательно: щит управления для первой зоны--
ИЗРП-242, для второй зоны - ИЗРП-241Д.
4.	По рис. 2-42—2-45 составляются схемы включе-
ния и управления нагревателями и электродвигателями.
5.	По табл. 2-11—2-13 определяем типы, характери-
стики и число приборов и аппаратов, входящих в состав
щитов.
Общий вид щитов управления ИЗР одностороннего
обслуживания приведен на рис. 2-47, а щитов ИЗРП
двустороннего обслуживания — на рис. 2-48.
На фасаде шкафа, на двери, установлены автомати-
ческий компенсатор, универсальный переключатель,
сигнальные лампы, а для щитов ИЗРП также ампермет-
ры и вольтметр. Внутри шкафа, на боковых стенках,
установлены автоматические выключатели, магнитные
пускателя и приставка к компенсатору (релейный блок).
Внутри шкафа на металлоконструкции, не связан-
ной с каркасом, установлены выключатель 1ВА и линей-
ный контактор Л, образующие так называемый блок
управления. Это сделано для того, чтобы при работе
контактора вибрации через каркас щита не передавались
на автоматический компенсатор,
СТАНЦИИ УПРАВЛЕНИЯ СЕРИИ ПТХЙвОО
Станции представляют собой объединенное общей
конструкцией комплектное устройство, в которое входят
автоматические выключатели для защиты нагревателей
от токов короткого замыкания, контакторы и проме:
точные реле для ручного или автоматического вклк
мня нагревателей многозониой печи.
Станции целесообразно применять в уставов!
крупных печей с большим числом зон.
Например, для семизопной печи следует выбр
три станции: одну трехзонную и две двухзонные. Вме
с дополнительно установленным шитом ввода стан:
образуют общий узел, носяший название щита стат
управления (ЩСУ).	ч
Технические характеристики аппаратов станций п
делены в табл. 2-14.
По назначению станции управления делятся па '
группы:
1)	станции типов ПТХ9601-25Н2, ПТХ9601-351
ПТХ9601-45Н2 и ПТХ9601-55Н2 — для управления дв
зонной печью с переключением фаз нагревателей
«треугольника» на «звезду»;
2)	станции типов ПТХ9602-25Н2, ПТХ9602-351
ПТХ9602-45Н2 и ПТХ9602-55Ы2 — для упранления дв
зонной печью;
3)	станции типов ПТХ9603-25Н2, ПТХ9603-351
ПТХ9603-45П2 и ПТХ9603-55Н2 — для управления тр
зонной печью.
В условном обозначении станций буквы ПТХ оз
чаютг «печная, трехфазная, Харьков»; цифры 96
9602 и 9603 — серию станции. Справа от дефиса —
повой индекс станции, характеризующий ее номиналы!
электрические параметры; первая цифра — величина к-
тактора, вторая — номинальное напряжение силовой
пи, буква — конструктивное исполнение и послед!
цифра — напряжение цепей управления.
Схемы станций (рис. 2-49—2-51) в силовой щ
имеют автоматические выключатели и контакторы, г
цепи управления — промежуточные реле.
Схемы управления нагревателями (рис. 2-52—2-f
позволяют произвести их ручное (дистанционное)
Таблица 2
Технические характеристики аппаратов станций управления ПТХйвЬО
Тип станции	Автоматический выключатель					Линейный контактор				Магнитный пускатель11	
	Обоэна* ченяе	Коли- чест- во	Тип1	Номи- нальный ток, А	Токи, А, трехполюс- ных комбини- рованных расцепителей	Обозна- чение	Коли- чест- во	Тип2	Номинальный ток, А	Обозна- чение	Кол чес1 во
ПТХ8601-25Н2 ПТ.ХЭ501-35Н2 ПТХ 9501-45Н2 ПТХ9&01-55НЙ	7 ДУ, 2АУ	2	А3|24 А3134 А3144 А3144	100 200 600 600	40, 60, fiO, 100 150, 200 250. 300, 400. 500» 600 То Же	/КЛ, 2%Л, зкл\ 4КЛ	4	KT60I3 КТ6023 КТ6043 КТ60&3	100 160 400 630	1РП. 2РП, ЗР П, 4 PIT	4
НТХ&60Й-25Н2 ПТХ9602-35Н2 ЦТХ9602-45Н2 ПТХ96О2-55Н2	J.4.V, 2АУ	2	A3I24 А3134 Л3144 A3I44	100 200 600 600	40, 60. 80. 100 |50. 200 250, 300. 400, 500. 600 То Же	/Л’Л. 2КЛ	2	КТ6013 КТ6023 К Тб 043 КТ6053	ТОО 160 400 630	[РП, 2РП	2
ПТХ9603-25Н2 ПТХ9603-35Н2 ПТХ9603’45Н2 ПГ-Х96ИЗ-55Н2	1АУ, 2АУ, ЗА У	3	АЗ 124 А 3134 ЛЗН4 То же	100 200 600 500	40, 60, SO, 100 150. 200 250 300, 40СК 500, 600 То же	IKJI. 2КЛ, 37С7	3	КТ601Я КТ6033 КТ6043 КТ6053	100 160 4иО 630	}РП,2РП, ЗРЗГ	3
1 Номинальное напряжение всех выключателей 500 В.
2 Номинальное напряжение всех контакторов 330 В; при напряжении 380—500 В допустима работа только па активную !i
грузку.
1 Контакторы 7Д'Л—27(J7 и ЗК.Л~4КЛ — трехгголюсньге, механически взаимно сблокированы. Все контакторы имеют напряжен:
катушек 220 В. по два замыкающих и по два размыкающих вспомогательных контакта.
1 Все пускатели — типа ПМЕ-111 (номинальный ток 19 А. номинальное напряжение 380 В, катушки 210 В, два эамыкающ!
и два размыкающих вспомогательных контакта).	,
70
Рис. 2-49. Схема силовых цепей станций управления
ПТХ9601 для двухэопцых электропечей с переключением
фаз нагревателей с «треугольника» на «звезду».
Диаз раина tffl, 3VH	)
Саенилшииая в наличии напряжения			
реерларующе- 33 ХЗМММСЯ” !			а k) I 1 1 $
Л д	Реле £Ьи?яшо~ таят#*	I Регулирование темпе- 1 |	pgmppbf 		
А	Ручное		
	А&тюма- /TH£V9CffffS		
А	Ручное		
	Wntsna- тичияое		
Л	чеяая таятзреР		
диежммзацая зтятечмшг . шютймтюрзВ			

«fW
КнаереЗшяемм НнаареЗатг- Н.нагреваяв-
Тзвны дажЙ!»/ лям I aww
КнаереЗитв- К нпгРвЗатв--
лямЯзони лямШршы
Рис. 2-51. Схема силовых цепей
станций управления ПТХ9603
для трехзонных электропечей
Рис. 2-52. Схема управления нагревателями первой зоны
двухзонной электропечи с переключением фаз нагревате-
лей с «треугольника» на «звезду» (станции серии
ПТХ9601). Схема для второй зоны аналогична схеме
для первой.
Рнс. 2-50. Схема си-
ловых цепей станций
управления ПТХ9602
для двух зонных элек-
тропечей.
Рис. 2-53. Схема управления нагревателями первой зоны
многозонной электропечи fстанции серии ПТХ9602 и
ПТХ9603). Схемы для второй и третьей зон аналогичны
схеме для первой.
Сигнализация
в наличии,
напряжем*
PeeymapoSa-
пае темпераг
гпирыХзйны
леча
Яяпючеяия ।
ЮЮимпзрМ!
71
Рис. 2-54. Общий вид станций управления
ПТХ9601-25Н2 и ПТХ9601-35Н2.
Рис. 2-55. Общин вид станций управления ПТХ9601-45Н2
и ПТХ9601-55Н2 (размеры в скобках относятся к стан-
ции ПТХ9601-55Н2).
автоматическое включение и отключение. Общие виды Конструкция станции выполнена в виде рамы из про-
станций, их габаритные и установочные размеры даны филыюго проката (уголок 40X63 мм) высотой 2300 мм,
на рис. 2-54—2-59.	без изоляционных плит, с креплением аппаратов к за-
'	Таблица 2-15
рекомендуемые токи и мощности ион станций управления серии ПТХ а зависимости от режима работы контакторов
(питание печей от сети 380 В)
Тип станции	Режим работы контактора							
	Прерывисто-продолжительный (до 8 ч)				Продолжительный (более 8 ч)			
	Ток. А, допустимый при установке коитактора		Допустимая мощность зоны, кВт, при установ- ке контактора		Ток, Л, допустимый при установке кон- тактора		Допустимая мощность золы, кВт, при установ- ке контактора .	
	открыто	в шкафу	открыто	в шкафу	открыто	в шкафу	открыто	в шкафу
ПТХ9601-25Н2	100	90	60	60	75	67	60	60
ПТХ 9 Г/н-35 И 2	160	140	120	120	(20	|08	120	120
ПТХ%01-45Н2	400	350	360	360	• 300	270	315	285
ПТХ9иО1-5С.Н2	630	5о0	360	360	4 70	420	360	3S0
ПТХ9вСЦ>-25Н2	100	90	60	55	75	67	45	40
ПТХ96()2’35Н2	160	140	95	85	120	108	/5	65
ПТХЧ602-451Г2	400	350	245	2J5	3li0	270	180	165
ПТХ9602-55Н2	630	550	360	335	470	420	28&	255
ПТХ9603-23Н2	що	90	60	55	75	67	45	40
ПТХ9603-351Г>	100	140	95	85	190	108		65
ПТХ9С03-4зН2	400	350	245	215	3CJ	270	1 Й0	165
ПТХ9603-55Н2	630	550	360	335	4/0	420	285	255
72
Рис. 2-57. Общий вид станций управления
ПТХ9602-45Н2 и ПТХ9602-55Н2 (размеры в скоб-
ках относятся к станции ПТХ9602-55Н2).
Рис. 2-56. Общий вид станций управления
ПТХ9602-25Н2 и ПТХ9602-35Н2.
жимным рейкам, которые крепятся к раме при помощи
скоб. В раме на боковых полках имеются отверстия для
соединения станций в щит. Контакторы устанавливаются
на собственных рейках, автоматы — на изоляционных
планках толщиной 25 мм. Реле РП (магнитные пуска-
тели) установлены иа двух металлических рейках се-
чением 120X12 мм.
Станции имеют заднее присоединение проводов и
требуют двустороннего обслуживания. Выводы катушек
и вспомогательные контакты контакторов и пускателей
соединены с зажимами на задней стороне станции. Для
присоединения силовых кабелей на выводах автоматов,
контакторов имеются кабельные наконечники.
При установке печей с большим числом зон станции
компонуют в щит открытого или защищенного. (в шка-
фах) исполнения. Щиты станций управления для удоб-
ства транспортировки разделяются на секции, длина ко-
торых не должна превышать 4 м.
Т а б л.и ц а 2-16
Контакторы переменного тока
Тип контактора	Номи* нщтьный ток, Л	Ток катушки/ А, при напряжении, В				Коэффициент МОЩНОСТИ ц<щи китушкн	Бремя, с		Допу ста мое числа циклов в час
		220		380			бт ягинания	Отп^Да ния	
		ПрОД|0,1- 1 Житель- 1 iibj.il ।	пуско LiOj’i	НрОДпЛ- ИчГГ^ГЬ- лий	пусковой				
КТ60Ю	100	0,21	2,9	0.14	1.58	0,50	0,035—0,05	0,02	1200
КТ6020	TOfS	0,21	2,0	0.11	1,88	0,50	0.035-0,05	0,0'-’	1200
КТ6030	250	0.72	7- -1 1	0,-И	5—7	о,и	0,04	0.0)2	1200
KTGO1G	W	0,98	' 1 1з					0,46	0.05	0.02	1200
КТ6050	G3Q	1 ,65	IS-23		—	0 10	0,05	0,02	1200
КТ7010	100	0.20		0.12		0,45	0.0-35	0,012’—0,010	(,00
К17О20	160	0.20	—	0.12	—	о.щ	о,оз	0'007— O.QJ 1	ООО
2383
Рис. 2-59. Общий вид станций управлении ПТХ9603-45Н2
и ПТХ9603-55Н2 (размеры в скобках относятся к стан-
ции ПТХ9603-55Н2);
Рис. 2-58. Общий вид станций управления
ПТХ9603-25Н2 и ПТХ9603-35Н2.
Щит, состоящий из группы станций, поставляется
на объект в полностью законченном виде: с установ-
ленной аппаратурой, сборными и ответвительными ши-
нами с выполненной внутри и между станциями ком-
мутационной проводкой. Таким образом, ЩСУ пред-
ставляет собой комплектное устройство, отвечающее
требованиям крупноблочного индустриального монтажа.
Необходимо иметь в виду, что у станций управления
ПТХ маркировка силовых линий и буквенно-цифровых
обозначений аппаратов выполнена не по ЕСКД; в бли-
жайшее время изготовитель — Харьковский электромеха-
нический завод 1ХЭМЗ) должен провести соответствую-
щую корректировку.
Мощности электродвигателей вспомогательных меха-
низмов печей сопротивления серийного изготовления
находятся в пределах 0,6—10 кВт, При большом числе
двигателей сравнительно небольшой мощности во избе-
жание чрезмерного увеличения габаритов ЩСУ вместо
блоков управления нормализованной серии БУ5140 и
БУ5440 применяют отдельные коммутационные аппара-
ты: автоматы, пускатели, реле,— располагая их внут-
ри ЩУ.
В табл. 2-15 приведены допустимые токи и нагруз-
ки контакторов зон, установленных в станциях ПТХ, в
зависимости от режима работы и вида установки контак-
тора в станции. По этим данным нетрудно выбрать стан-
ции для зон печи, зная мощности зон, продолжительность
включенного состояния печи и вид установки контактора.
Катушки магнитных пускателей ПМЕ потребляют
при напряжении 220 и 380 В мощности:
Мощность. В А
Тип пускателя Длительный
режим Пусковой режим
ПМЕ-000	12	60
ПЛ1Е-100	24	120
ПМЁ-200	30	200
Катушки магнитных пускателей серии ПА в притя-
нутом положении якоря потребляют токи:
Токи, Л
Тип пускателя	при ZZO В	ПРИ 380 В
ПА-300	(1,14	0.10
ПЛ-400	0,2*	И, J6 0,22
ПА-500	0,30	
ПА-000	0T52	0,29
.Данные катушек контакторов трехфазного тока се-
рии КТ приведены в табл. 2-16,
74
ШКАФЫ ДЛЯ СТАНЦИЙ УПРАВЛЕНИЯ '
Шкафы для станций управления- выполняются как'
для двустороииего, так й для одностороннего обслужи-
вания (рис. 2-6(1. табл. 2-17).
Двери шкафов шириной 800 мм — одностворчатое^
з шириной 1000, 1200 и 1300'мм — двухстворчатые; пунк-
тиром на рясувдак показаны площади для рстягамда
 аппаратуры на двери (не более 30 кг на каждую створ-;
ку). На боковых (Стейках Дикафа при отсутствии рамы
с плитами допускается устанавливать релейную моно- -
блочную аппаратуру с передним присоединением прово-
дов, а также зажимные рейки н клещи (размеры Ж и Л)т
Рис, 2-60.'Шкафы для станций управления,
ы-- двустороннего обслуживания; б — одностороннего обслуживания: T —место для установки ебориых шин; 2 — йроемдаяпод-
вода продадод .к аппаратам, установленным на'крышке шкафа, а также для ввода силовых в контрольных, кабелей сверху; 3 —
кроем для подвода проводов и кабелей снизу; Ф—отверстия для крепления шкафа к полу. Размеры Л—Г см. табл. 2-17. ,	f
. i.	•	. “,	'	Таблица 2-17
Габаритные и установочные размеры шкафов дм станций управления, мм (к рнс. 2-ОТ>
А	Б	л н	£ 	Г	я	Е '	ж	5	и	X	Л 	О	ц	Р	т	Масса» кг
800 lOOO 1300 1300	000	1900	750 9&1 1180 1330	240 '	$00 800 1000 1100	400	360	500 70Q 900 1000	 530	6t0 610 1010 1110	1100	477	1580	(л	977	178 206 228 338
ЙОО 1(МЮ 1200 1300	воо		750 950 1150 1250	440	650 . 800 1 1000 1100	660	. 560	500 700 900 woo	730	ею 810 1010 ШО				536 236 436 536		mi
800 1000 1200 J300	600	94W	750 950 1150 1350	240	600 800 1000 1100	460	360	500 700 900 1QOO	530	610 810 1510 1110	1600	 977 '	2№	536 236 436 536	977 •••	212 248 274 •ЛИ
800 I00Q 1200 1Ж	800		750 950 1150 1'250	' 440	600  80ft. 1000 T1OT	650	500	500 700 900 1000	730	610 810 1010 т 111®						235 273 2,99 31)
75

СТАНЦИИ ВВОДА
Для установок печей сопротивления мощностью
100 кВт и более согласно ПУЭ должны предусматри-
ваться счетчики активной энергии; для контроля за ра-
ботой печи на вводе щитов станций управления (ЩСУ)
устанавливают амперметр и вольтметр,
Мощность электродвигателей вспомогательных ме-
ханизмов печей обычно не превышает 10 кВт. В связи
с этим поставляемые комплектно с печами автоматичес-
кие выключатели АП50 для защиты электродвигателей,
как правило, оказываются нестойкими к токам к. з.
Нестойкими к токам к. з, могут оказаться и автомати-
ческие выключатели зон электропечи мощностью
до 50 кВт.
В этих случаях на линии ввода установки печи
сопротивления предусматриваются станции ввода с
автоматическими выключателями АВМ10Н или АВМ15Н,
стойкие к токам к. з.
Станции ввода выпускаются на токи 500 А и выше
в открытом (навели серий ПУ8201 и ПУ8202) и в за-
щищенном (шкафы серий ШУ8201 и ШУ8202) испол-
нениях. Они служат для подвода питания к щитам стан-
ций управления (ЩСУ крупноблочного исполнения) не-
посредственно от цеховых комплектных трансформатор-
ных подстанций (КТП) или шинопроводов 380 В, 50 Гц.
Станция различаются:
1.По виду привода автомата:
а)	автомат с рычажным приводом — ПУ8201 и
ШУ8201;
б)	автомат с электр о двигательным приводом —
ПУ8202 и ШУ8202.
Выбор станции ввода с рычажным или электродви-
г а тельным приводом автомата пр изводится в проекте
установки в зависимости от принятой системы управле-
ния вводом крупноблочного щита (местное или дистан-
ционное управление).
2. По номинальному току силовой цепи станции
имеют два исполнения: станции седьмой величины —
с автоматом АВМ10Н, с тремя максимальными и одним
независимым расцепителями (станции ПУ8201 и
ПУ8202 — на токи 500, 600, 800 и 1000 А; станции
ШУ8201 и ШУ8202 — на токи 500, 600, 650 и 750 А)
и станции восьмой величины — с автоматом АВМ|5Н,
с тремя максимальными'и одним независимым расцепи-
телями (станции ПУ8201 и ПУ8202 — на токи 1000,
1200 и 1500 А; станции ШУ8201 и ШУ8202 — иа токи
1000 и 1100 А).
3. По способу подвода питания панели управления
ПУ8201 и ПУ8202 имеют три исполнения: А — с под-
водом питания кабелями снизу; Б — с подводом пита-
ния шинами сверху слева (панель-приставка располо-
жена справа при виде со стороны фасада) и В — с под-
водом питания шинами сверху справа (панель-пристав-
ка расположена слева при виде со стороны фасада).
Шкафы управления ШУ8201 и ШУ8202 имеют только
исполнения Б и В.
Выбор способа подвода питания зависит от взаим-
ного расположения КТП, шинопроводов и крупно-
блочного ЩСУ.
Рис. 2-61. Однолинейные схемы станций ввода ПУ8201 и ПУ8202.
АВ/, ABJ? — автоматические выключателя; ТТ — трансформатор тока; А — амперметр; V — вольтметр; ЛК* ЛЗ ~ сигнальные лампы;
КУ — кнопка управления электродвигателъяым приводом автомата (только у станции ПУ82О2)>
Рис. 2-62. Однолинейные схемы станций ввода ШУ8201 и ШУ8202.
IFh — счетчик: ДУ — кнопка управления электродвигатель ныы приводен автомата (только для станции ШУ8202). Остальные обоз-
начения те же, что на рис. 2-61,
76
Рис. 2-63. Принципиальная электрическая схема панели
ввода ПУ8201 (с рычажным приводом). Перечень аппа-
ратов см. табл. 2-32.
Рис, 2-64. Принципиальная электрическая схема панели
ввода ПУ8202 (с электрода ига тельным приводом). Пе-
речень аппаратов см. табл. 2-32,
Рис. 2-65. Принципиальная электрическая схема шкафа
ввода ШУ8201 {с рычажным приводом). Перечень аппа-
ратов см, табл. 2-33.
Рнс. 2-66. Принципиальная электрическая схема шкафа
ввода ШУ8202 (с электродвигательным приводом). Пе-
речень аппаратов см. табл. 2-33.
Для исполнений
ОЗГЗПи ПЗДЗП
ТТа.
Рис. 2-67. Панели ввода ПУ8201-73АЗ и ПУ8201-83АЗ (подвод питания кабелем снизу).
Таблица Й-18
Станции ввода ПУ8201 л ПУ8202 напряжением 380 В (открытое исполнение)
Номинальный ток» А	Типовой индекс при подводе питания			Номинальный ток, А	Типовой индекс при подводе питания		
	кабелями снизу	типами сверху			кабелями снизу	шинами сверху	
		слева	справа			слева	справа
Станция типа ПУ820! (глубина		/JW, высота 2300 мм)		Стаяц где типа	/7У8202 (глубина 900, высота		2300 мм)
500	73A3A	73Б8А	73B3A	500	73 A2A	73Б0А	73В2А
ООО	73 А ЗБ	73БЗБ	73ВЗБ	600	73Л2Б	73Б2Б	73В2Б
800	73A3B	73БЗВ	73B3B	яоо	73А2В	73Б2Н	73В2В
1000	73ЛЗГ	73БЗГ	73ВЗГ	1000	73Д2Г	73Б2Г	73В2Г
1000	S3A3A	83БЗА	83ВЭА	юоо	83А2А	83Б2А	83В2А
1200	ЯЗАЗБ	83БЗБ	83B3E	1йоц	83А2Б	83Б2Б	83В2Б
1500	S3 Л зв	83БЗВ	83B3B	1500	83А2В	83Б2В	83В 2В
Примечание. Ширина станции ПУ8201 при подводе питания кабелями снизу 900 мм; шинами сверху — 1400 мм.
4. По наличию счетчиков; панели управления
ПУ8201 и ПУ8202 не имеют счетчиков; если они необхо-
димы, то при разработке проекта установки приходится
дополнительно предусматривать трансформаторы тока
и счетчики, которые устанавливаются по месту силами
заказчика. Шкафы управления ШУ8201 и ШУ8202 со
счетчиками активной энергии имеют индексы ПЗБЗП
и EI3B3D, шкафы без счетчиков — индексы □ЗГЗП,
□здзп.
5. Но исполнению: общее или тропическое.
Большинство аппаратов и приборов станций в тро-
пическом исполнении имеет тс же технические характе-
ристики, что и в общем исполнении, за исключением
аппаратов силовых цепей, для которых нагрузка в
78
Рис. 2-68. Панели ввода ПУ8201-73БЗ и ПУ8201-83БЗ (подвод питания шинами слева).
Станции ввода ШУ 8201 н ШУ8202 напряжением 380 В Сныцищснное исполнение)
Таблица 2-19
Тип станция	Типовой индекс	Номиналь- ный так, А	Наличие счетника	Способ под- вода питаний	Тип станции	Типовой индекс	Номиналь- ный ток, А	Наличие Счетчика	Способ ПОД’ вода питания
111У8 201	73БЗА 73БЗБ 73БЗВ 73БЗГ ЗЗБЗА 83БЗБ	500 аоо 650 750 1000 1100	Есть	Слева	। 11 i У 8202	73БЗА 73БЗБ 73B3B 73E3T 8ЭБЗА 83БЗБ	500 600 650 750 1000 1100	Есть	слева
	73B3A 73B3B 73B3B 73ВЗГ 83В ЗА 83ВЗБ	soo 600 650 750 1000 1100		Справа		73B3A 73ВЗБ 73 В ЗВ 73ВЗГ 83B3A 83В ЗБ	500 600 650 750 1000 . 1100		Справа
	73ГЗА 73ГЗБ 73T3B 73ГЗГ 83ГЗА ЗЗГЗБ	Б00 600 650 750 1000 1100	Нет	Слева		ТЗГЗА 73ГЗБ 73T3B 73ГЗГ 83ГЗА 83ГЗЕ	500 600 650 750 1000 1100	Нет	Слева
	73ДЗА 73ДЗБ 73ДЗВ 73ДЗГ 83ДЗА 83ДЗВ	500 600 6S0 760 10ОТ 1100		Справа		73ДЗА 73ДЗБ 73ДЗВ 73ДЗГ 83ДЗА 83ДЗБ	500 600 650 75п 1000 1100		Справа
Пицмечап и ят I- Пером&якое напряжение цепей управления: цени включения 220 В, цени отключения 3S0 В.
2. Привод автомата станции ввода ШУВ201 — рычажный, ШУ8202 — электродвнгателъяый.
3. Станции ввода 7-Й величины выполняются габаритных размеров (ширииаХглубниаХвысота) 1150X800X2400 мм, масса 400 кг.
Станции ввода 8-й величины выполняются габаритных размеров 1250 X 800X 2400 мм, масса 490 кг.
79
Вид tttsptdu
Рис. 2-70. Шкаф ввода ШУ8201-73B3.
80
Рис. 2-69, Панели ввода ПУ8202-73ВЗ и ПУ8202-83ВЗ (подвод питания шинами справа)..
%й8 iie3u
Таблица 2-20
Аппаратура панелей управления ПУ8201 и ПУ8202							
Обозначе- ние на схеме	Наименование	Тип	Данные	Типовые индексы станций’	
				ПУ8201	ПУВ202
Р	Рубильник с центральной рукояткой 1	Р2315/2	1500 А, 500 В	□ ЗсЗо	□ ЗП2Д
АВ1	Выключатель автоматический с рычаЖ’ ным * (для ПУ 820т) или электроды, га тель- ным 3 (для ПУ 8202) приводом, с тремя максимальными я независимыми расцепи- телями (н. р.)	АВМ-10Н	ё =	<	ы;	<	** Ю	Q	О	щ	О <5	о	о	с  -	Ш	со	со	— о II 11 М § а а & & -,®	73q3A 73Q3E 73Q3B 73пЗГ	73П2А 730 2Б . 73С12В 73^2Г
		АВМ-15Н	ISO0A; 500 В: /нф-Ю00А /Н1р=12К)А /н,р=15ША	83Q3A ЗЗпЗБ азозв	83О2А 83П2Б 83Q2B
АВ2	Выключатель автоматический	АК63-2М	S3 А; 440 Bi Vp==15A	□30 3D	□ 3Q2Q
А	Амперметр	3377	Шкала 0—1,5 кА Шкала 0—2 кА	73O3C3 83Q3C]	73О2П ЙЗП2П
V	Вольтметр	3377	Шкала 0—500В	□3030	□ Зп2П
тт	Трансформатор тока	ТНШЛ-0,60	1500/5 Ah 660 В 2000/5 А, 660 В	73о3п 83ПЗП	73П2П 83О2п
17	Предохранитель	ПР-2	60 А; плавкая вставка 15 А	□зпза	□ ЗО2п
лк	Лампа сигнальная с красным колпачком	Л С-53	24 В	CJ3O3Q	□з-jsa
лз	То же с зеленым колпачком	ЛС-53	24 В	□ 3п3п	□ 3Q2Q
* Вместо кнадрата возможна любая цифра или буква согласно табл. 2-18 и 2-19»
а Вспомогательные контакты; два замыкающих, Д«а размыкающих.
а Вспомогательные контакты.: три замыкающих, три размыкающих
2*00
Вид сзади' со снятыми дверцами	Вид А
Вид спереди
6—342
81
Таблица 2-11
Аппаратура шкафов управления ШУ820Т и ШУ8202
Обозначе- ние на схеме11	Нанменовапнё	Тип	Данные	Типовой индекс для станций	
				ШУ8201	ШУ8202
A Bi	Выключатель автоматический с рычажным 1 (для ШУ8ЙИ) рлн электродвигательным (для 1ПУ6202) приводом, с тремя макси- мальными и независим мм расцепи- телями (и* р.)	ABM-I0H	1000А; 500В: /Н1р~500Л /ь.р-в00А /в.р-SOOA 'и.р- 1000А	73-Д.ЗА 73г 13 Б 73ПЗВ 7ЭДЗГ	73Q3A 7303В 7303В 73С13Г
		Abm-ieh ь	1500 А, 500 В: Л = 1200 А Нчр	33Q3A . 83ПЗБ	83O3A 83Q3B
А82	Выключатель автоматический	А3123	100 А, 500 В: V5A	□зазц. 	□Зозо
Р	Р.убильник с центральной рукоят* кой'3	Р2Н5/2 Р2315/2	800А, 500 В 1500Л, 500 В	730 30 ззсзп	• 73D3Q • ' 83030
И	Предохранитель	ПРС-20А	20 А; плавкая вставка 15 А	□зоза	□Зсзп 
А	Амперметр	Э377-3	Шкала 0—1 кА Шкала 0—1,5 кА	73Q3O 83ПЗГ«	73ПЗО 830 30
V	Вольтметр	3377-1	Шкала 0—500 В	□зазп	O-3O3LT
W Е|	Счетчик активной энергнц	СА49 И672М	5 А, 380 В	озвзо □звза	□ ЗБЗ'Д □3B3CI
ття	Трансформатор тока	ТНШЛ-0,66	1000/5 А, 660 В (500/5 Af 660 В	73030 B3O3Q	Z3Q3O 8303О
пй, ТТС	То же (2 шп)		1000/5 А, 600 В	73БЗО 73B3O	по с*Э со й»
			1500/5 А, 660В	83БЗБ 83B3l’1	8ЭБЗО 83ВЗП
ЛК. ,73	Лампа сигнальная с красным и деленьем Колпачками	ССЗ	220 В	□ 3Q3D	ОЗОЗО
ХУ	Кнопка управления	КЕО 11	6,3 А; 500 В	—	То же
1 Элементы схем РУ, PS. АД АЛ ВК, ПР, М входят в состав электродвигательного привода автомата.
; Блок-коитакты: три замыкающих, три размыкающих.
 Вспомогательные контакты: Два замыкающих, два размыкающих.
тропическом исполнении снижена на 20% по сравнению
с нагрузкой в общем исполнении. Например, у авто-
мата ABMI0H в тропическом исполнении отсутствует
расцепитель на 1000 А, а у автомата ABMI5H отсутст-
вует расцепитель на 1500 А. Кроме того, максимальный
ток рубильника Р2315/2 а тропическом пополнении со-
:"ав Т5щт вместо 1500 А лишь 1200 А.
В общем' исполнении панели и шкафы рассчитаны
;:д разряжение силовой пери 380 В, 50 Гц. Цепи управ-
ление s общем исполнении могут быть на напряжение.
220 В, 50 Гн (цепи включения) н на 380 В, 50 Гц (цепи
отключения). В тропическом исполнении панели н шка-
<п;; рассчитаны на напряжения 380, 400 и 415 В, 50 Гц
л 380 Б: г.<1Гп: цепи управления в тропическом исполне-
нии могут быть: цепи включения — на 220, 230, 240 В,
50 Гн и 220 В. 60 Гц; цепи отключения — на 380, 400,
415 В, 50 Гц и 380 В, 60 Гц.
Однолинейные схемы станций ввода ПУ820! п
ПУ8202, ШУ8201 и ШУ8202 приведены на рис, 2-61
и 2-62.
Принципиальные электрические схемы станций, при-
веденные на рис. 2-63 — 2-65, содержат в силовых пе-
нях. рубильник, автоматический выключатель в транс-
форматор тока; в цепях управления станций ПУ8201 н
ШУ8201 с автоматом с рычажным приводом имеются
сигнальные лампы; у станций ПУ8202 и ШУ8202 с авто-
матом с электродвйгательным приводом есть сигналь-
ные лампы; для дистанционного управления приводом
установлены кнопочная станция, реле управления и
блокировки. Защита цепей управления от токов к. з.
осуществляется двухполюсными автоматическими вы-
ключателями. Основные данные станций приведены в
табл. 2-18 и 2-19, перечни аппаратов станций -- в
табл. 2-20 и 2-21.
82
Конструктивно станции ввода ПУ8201 и ПУ8202
чредетавляют собой панели управления открытого ис-
полнения и предназначены для установки в закрытом
электротехническом помещении. Общие виды станций
ЧУ8201 и ПУ8202 приведены на рис. 2-67—2-69. На
засадной плоскости панели располагаются амперметр,
вольтметр, сигнальные лампы и автомат цепи уцравле-
ня. На станциях ПУ8201 (с автоматом с рычажным
риводом) сюда же выведена рукоятка рычажного при-
ода, С задней стороны панели устанавливаются ру-
бильник, автоматический выключатель и трансформатор
тока. Общие виды станций ввода ШУ8201 и ШУ8202
представлены на рис. 2-70 и 2-71, Конструктивно эти
станция представляют собой шкафы двустороннего
обслуживания. На фасаде установлены амперметр,
вольтметр, счетчик и Сигнальные лампы. В шкафах с
рычажным приводом сюда же выведена рукоятка ры-
чажного привода. Кнопочная станция управления при-
водом в комплектную постарку не входит и устанав-
ливается по месту в зависимости от удобства управ-
ления печью.
ЭЛЕКТРОПЕЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
И АВТОТРАНСФОРМАТОРЫ С ПЕРВИЧНЫМ
НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 500 В
В установках печей и электротермических устройств
сопротивления для питания нагревателей при понижен-
ном и ступенчато-регулируемом напряжении (с пере-
ключателем ступеней напряжения без нагрузки) при-
меняются специальные одно- и трехфазные электро-
печные трансформаторы и автотрансформаторы,
которые, как правило, имеют естественное воздушное
охлаждение («сухие») и исполняются для внутренней
установки в нормальных, а также в жарких, влажных
или сырых производственных помещениях ( по клас-
сификации ПУЭ) при температуре среды от 5 до 40°С
н относительной влажности до 80%.
В 1972—1975 гг, начато производство электропеч-
ных трансформаторов новой серии ТПО («трансформа-
торы печные однофазные») и ТИТ («трансформаторы
печные трехфазные») в исполнениях общего назначения
и экспортном.
Ступени вторичного напряжения этих трансфор-
маторов регулируются изменением коэффициента
трансформации путем изменения числа витков, вклю-
чаемых в сеть, перестановкой перемычек иа пане-
ли зажимов выводов первичной обмотки (трансформа-
торы исполнения ВК или В) или переключателем
(трансформаторы исполнения ПК или П).
Большая часть трансформаторов ТПО и ТПТ
снабжается кожухом; обозначение типа таких транс-
форматоров содержит в конце букву К. В кожухе
имеются дверцы с замком и вспомогательными кон-
тактами, закрывающие доступ к выводам высшего и
шинам низшего напряжений. Любой трансформатор
серии может быть поставлен без кожуха, если это ого-
ворено при заказе.
Обмотки низшего напряжения трансформаторов
ТПО, как правило, секционированы; начала и концы
их секций выведены на шины, что позволяет соединять
их параллельно или последовательно; для трансформа-
торов мощностью 10 кВ-A возможно и смешанное сое-
динение секций.
Обмотки низшего напряжения трансформаторов
ТПТ могут соединяться «звездой» и «треугольником».
Номинальный вторичный ток трансформаторов
для каждого варианта схемы соединения вторичных
обмоток должен иметь неизменное значение, поэтому
расчетная мощность трансформаторов и их первичный
ток снижаются но ступеням пропорционально сниже-
нию номинального напряжения по отношению к номи-
нальному напряжению х, х. нервов ступени (здесь и
далее за первую принята ступень, соответствующая
номинальной мощности трансформатора).
Данные трансфоматоров серии ТПО и ТПТ приве-
дены в табл. 2-22—2-25, а их габаритные и установоч-
ные размеры на рис. 2-72—2-76.
Вторичное напряжение х. х. но ступеням транс-
формации однофазных трансформаторов ТПО мощ-
ностью 1,6—2,5 кВ-А по отношению к напряжению
первой ступени составляет 85% для второй, 74%—-для
третьей и 65%—для четвертой ступеней. Для транс-
форматоров ТПО мощностью 1,0 кВ-A вторичное на-
пряжение составляет на 2-й ступени 82,5%, на 3-й 70%,
на 4-й 61% напряжения первой ступени. У трансфор-
маторов ТПО мощности 25—250 кВ-А;
Ступень .... з з	4	5 а	7	, 8
Напряжение, % . 82,5 70,5	Hi	50	4 [ ,2	35	30.5
Трансформаторы серии ТПТ мощностью
16—25 кВ-А (табл. 2-24) имеют два переключателя
ступеней: один — на стороне низшего, другой — на сто-
роне высшего напряжения. В табл. 2-24 приведены
номинальные параметры для первой ступени транс-
формации первичной обмотки (на стороне высшего
напряжения) при различных ступенях транс-
формации вторичной обмотки. Вторичное напряжение
х. х, указанных трансформаторов по ступеням напря-
жения первичной обмотки по отношению к напряже-
нию па первой ее ступени составляет:
Ступень ....	2 з 4
Напряжение. % . 84,5	66,5	58,5
Напряжение х, х. по ступеням трансформации
трехфазиых трансформаторов серии ТПТ мощностью
40—250 кВ-А по отношению к напряжению первой
ступени (с возможными отклонениями на 1—2% по
ступеням) составляет:
Ступень ....	234	5 678
Напряжение, % . 84 73 62 58 49 42 36
Помимо серий ТПО и ТПТ изготовляют одно- и
трехфазные печные трансформаторы серий ТПОУ и
ТПТУ с узким пределом регулирования (с двумя сту-
пенями трансформации) и трехфазные электропечные
автотрансформаторы серии АПТ с 16 ступенями
трансформации мощностью 6—25 кВ-А, Основные
электрические данные приведены в табл. 2-26—2-28.
Разработаны и изготовляются трехфазпые автотранс-
форматоры серии АПТ мощностью 40, 63 и 100 кВ-А и
однофазные серии АПО мощностью 180, 200 и 360 кВ-А,
В электротермических установках используются
также выпускаемые Московским электрозаводом име-
ни В. В, Куйбышева ступенчатые сухие универсальные
трансформаторы: однофазные — серии ОСУ и трехфаз-
ные — серии ТСУ; габаритные и установочные их раз-
меры приведены на рис, 2-77—2-80. Устройств для
переключения ступеней они не имеют,
Поминальный ток па стороне низшего напряжения
трансформаторов ОСУ и ТСУ для каждого варианта
схемы соединения вторичных обмоток должен остать-
ся неизменным на всех ступенях регулирования напря-
жения;' поэтому номинальный ток на стороне высшего
напряжения и номинальная мощность изменяются про-
порционально напряжению ступени.
Вторичное напряжение х. х. по ступеням транс-
формации однофазных трансформаторов ОСУ по от-
ношению к напряжению первой ступени составляет:
для ОСУ 20/0,5 А —66,7% на 2-й ступени; для ОСУ
40/0,5 А
На пряже-	Напряже-
CryneHi, кие, % Ступень Ние. %
•2	86,0	6	50.0
3	75,0	7	43,0
4	66,7	8	37,5
5	60,0	9	33,3
10	30.0
То же для типа ОСУ 100/0,5 А:
Ступень ....	2	3	4
Напряжение, % ,	75,о 50,0 37,5
6*
83
320
Рис. 2-73. Трансформатор ТПО мощностью 10 кВ‘А
(см. табл, 2-22)
Рис, 2-72. Трансформатор ТПО мощностью 1,6 или
2,5 кВ-A (см. табл, 2-22).
Рис. 2-74. Трансформатор ТПО мощностью 25—250 кВ-А
(см. табл, 2-23).
Рис. 2-75. Трансформатор ТПТ
мощностью 16 или 25 кВ-А (см.
табл. 2-24).
Для ТПТ-16/70П; H-7S0: Г "=570; ДМ85;
Е-’590:	мм; масса 276 кг; для
ТПЬ25/70П: £ = &30; Г *612: Д=510;
£=615; X=935 мм; масса 331 кг*
Рис. 2-76. Трансформатор ТПТ
мощностью 40—250 кВ-А (см.
табл. 2-2а).
Таблица 2 • 22
Электропечные однофазные трансформаторы ТПО с первичным напряжением 220 или 380 В (4 ступени трансформаций)
Тип трансформатора	Первичное напряжение» В	Номинальные параметры tia первой ступени трансформации																										Размеры на рис. 2-72, ММ		м Я CJ £
		< Ё ё CJ с д ЕТ £		Низшее напряжение. В, при соединенна вторичных обмоток								Ток А, на стороне								Потери, Вт				Ток х, х., % номиналь- ного		Напряжение к. s., % номинального				
												высшего напряже- ния		низшего напряжения при соединении вторичных обмоток						коротко- го замы- кания		ХОЛОСТО- ГО хода								
				парал- лельном			парал- лельном (последо- вательном на стерж- нях)		последо- вательном																			Б	В	
														парал- лельном		парал- лельном (последо- вательном на стерж- нях)		последо- вательном												
ТПО-1.6/20В ТПО-1,6/80 В ТПО-2,5/20 В ТПО-2.5/ЗОВ ТПО-Ю/20/40ПК ТПО-10/80/160 ПК Электропечные одио(|	220 220 220 1>20 380'' 380. азные 1	1,6 1,6 2,5 2,5 10 10 рансфо/		10 40 10 40 10 40 маторы ТП			г 1 к й и । ।	i 	• о		20 80 20 80 40 160 пым напряя			7,3 7,3 11,4 ИЛ 25.3 25,3 сеннем1		160 40 250 02,5 1000 250 180 В (8 ст		500 125 упсней трЯ!г		80 20 125 31,25 250 62,5 сформации)		80 80 91 91 195 195		22 22 22 22 НО 110		з.о 3,0 1,9 1,9 6,5 6,5		5,3 5,3 5,2 5,2 5,9 5.9		141 141 168 168	320 320 350 350	49 49 51 51
																												См. рис. 2-73 Т а б ,1 и		174 2-23
Тип трансформатора			Мощность, кВ-А'		• Номинальные параметры на первой ступени трансформации														Габаритные и установочные размеры на рис. 2-74, мм										Масса, кг, для .. исполнения	
					Низшее- напря- жение х,х., В, при соеди- нении вторич- ных Об»07ок			Ток А, на стороне					Потерн, Вт				Ток X. К.. % КОМИ- нал ь кого	Напряжение к» з,, %	| номинального												
								нысшего напряже- ния i		низшего на- • пряжения при соеДицрцш| вторичных обмоток			| короткого замыкания		холостого хода 1				я		Л	Н	р		С		Т	Ф	вк	пк
					£ < с 535 сье га 3 В Ч	последо нательном				кончив I	последо- вательном																			
ТПО-2б/20/40ВК(ПК) ТП0-25/80/160В К (П Ю			25 25-		20 80	40 160		65,8 65,8		1250 312.5	625 156,2		420 420		224 224		3,15 3,15	2.7 2к7	736		340	1100	775		680		312	360	380	390
ТПО-40/20/40ВКЩК) ТПО-40/80/|60ВК(ПК)			40 40		20 80	40 160		105 105		2000 500	1000 250		600 600		394 394		5,85 5,85	2,5 2,5	785		3S0	1132	850		760		345	320	460	470
ТПО-63/20/40ВК(ПК) ТПО-63/80/160ВК{ПЮ			63 63		20 80	40 160		166 166		3150 788	1575 394		950 950		427 427		2.58 2,58	3,8 3,8	890		390	1285	960		780		420	450	480	510
ТПО-Ю0/20/40ВК(ПК) ТПО-100/80/160В К(ПК)			100 100		20 80	40 ' 160 		263 263		5000 1250	2500 625		1400 1400		1030 1030		4(95 4,95	2,3 2,3	988		380	1338	900		710		400	450	600	550
ТПО-160/20/40ВК1ПК) ТПО-1б0/80/|00ВК(ПК)			160 1С0		20 80	40 160		421 421		8000 2000	4000 1000		2340 2340		1290 1290		4,2 4,2	6,6 6,6	1160		425	1470 (ВК); 1640	1120		850		5S0	580	980	1010
ТПО-250/40ВК(ПК) „ ТПО-250/80ВК(ПК1 ТПО-250/160ВКШК)			250 250 250		40 80	160		658 658 658		6250 3125	1565,5		3920 3920 3920		2250 2250- 2250		4,25 4,25 4,25	13,4 13,4 13,4	1370		410	1700	1170		870		580	440	1170	1250
Таблица 2-24
Электропечные трехфазные трансформаторы ТПТ с первичным напряжением 360 В
(Id ступеней трансформации: 4 ступени первичной и 4 ступени вторичной обмоток)
Тип трансформатора	Ступень трансформа- ция вторичной обмотки	Номинальные параметры на первой ступени трансформации церьичной обмотки							
		Мощ- ность, кВА	Вторичное напряже- ние х.х*, В	Тойг.Л, прн различных ступенях трансформации вторичной обмотки на стороне		Потери, Вт		Ток х. х., % номи- нального	Напря- жение k ,□ и/ К, л., /0 номиналь- ного
				высшего напряжения	низшего напряжения	короткого замыка- ния	холостого XOflrt		
ТПТ-16/70П	1	16	70J	24,3	131	366	206	8,25	5,47
	?,	8	35,36	12.2	T3S	.	.	—	—-	
	3	4	17,6	6.1	131	—	—	-1—.	—
	4	2,20	8Л9	3,4?	'	131	—		—	—
				V					
ТПТ-25/70Ц	1	2S	70.7	зв.о	-Q4	546	218	4,98	2,5
	2	12,5	35,35	J9,0	204	.—,	—		
	3	6,23	17.68	9.5	904			—	Г- “
	4	3,12	8.89	4,75	204	—	—	—	—
Таблица 2-25
Электропечные трехфазные трансформаторы серин ТПТ с первичным напряжением 380 В
(8 ступеней трансформации)
Номинальные параметры на первой ступени трансформации
Тип трансформатора	Мощ- ность- кВ-А	Низшее напряжение х,х.- Вт при соедине- нии вторичных обмоток		Ток А, ни стороне			Потеря, Вт		Ток х, Х-, % номи- нального	Напряже- ние к. ,ч,т % поми- нального
				высшего напряже- ния	низшего напряжения при соединении вторичных обмоток		короткого умыка- ния	ХОЛОСТОГО хода		
		треуголь- ником	авездой		треуголь- ником	звездой				
ТПТ-40/17ВК(ПК)	40	17,2	29,8	60.8	J350	"80	882	403	1,49	3,7
ТПТ-40/50ВК(ПК)	40	51,6	89,4	60,8	454	262	882	403	1,49	3,7
ТПТ-4О/|50ВК(ПК)	40	154г8	268,2	60,8	152	88	882	403	1,49	3,7
ТПТ-63/17ВК(ПК)	63	17,3	30,0	95,7	2100	1210	1200	464	3,5	3,64 .
ТПТ-б.УЗДВК(ПК)	63	51,9	90,0	96.7	702	405	1080	464	3,5	3,64
тпт-ез/15овк(пк)	63	156	270	95,7	234	 35	1080	464	3,5	Зг64
ТПТ-100/17ВК{ПК)	100	17,3	30	152,3	3330	1930	2370	493	2,3	5,62
ТПТ-100/50ВК1ПК)	100	51 /J	90	152.3	ИЮ	642	2300	493	2,3	5.62
ТПТ.100/150ВК(ПК)	100	156	270	] 52,3	369	218	2300	493	2,3	5,62
ТПТ-160/21ВК (ПК)	160'	21,5	. 37,2	243	4jOO	2495	2700	1380	4,67	2,96
ГПТ-160/50ВК(ПЮ	160	50.2	87	243	1840	Ю60	2500	1270	4Г 6	3,66
Т ПТ-160/150В К (ПК)	160	, 150,6	261	243	6|4	Зд4	2370	1270	4,6	3,60
ТПТ-250/50ВК(ПК1	250	50,2	8?	380	2880	1660	4050	1320	6.1	6,9
ТПТ-25<»/150ВК(ПК)	250	150	261	380	960	553	4050	1320	6.1	6,9
Продолжение табл. 2-25
Тип гр л и/форматора	Габаритные и установочные размеры на у нс- 2-76* м>е							Масса, кг, для исполнении	
	//	/7	Н	Р 1 с '		. т	Ф	ВЦ 1	ПК
ТИТ-Ш/17ВК (ПК1 1 ТПТ -10/50ВК(ПК) [ПТ 40/1пОВК(ПК)	1-120	405	1280	1170	810	660	340	660	570
тг1тозт7вк(пк) тпт бтмвкшю ТПТ-63. |50ВК(ПК)	952	370	! J90	1300	770	760	4 ГД1	700	720
ТПТ1П0 ПВК(ПК) тг|т-100,-5овк(пк) тпттоо.тдакшк.)	1010	360	1360	1360	783	810	МО	800	830
ТПТ-18(1/21BR (ПК) ТПТ-160/50ВК(ПК) ТПТ-160/150В К Ш К)	1212	;Г>0	1600	1480	770	W10		1200	Г?! 0
Т11Т-25(У5ОВК(ПК) ТПТ-250/15ОВК(ПК)	1252	320	, 1051	1520	790	940	420	[260	' 1280
86
Таблица 2-26
гтектролечиые одвофазные трансформатора серии ТПОУ
первичным напряжением 380 В (две ступени трансформации)
Тип трансформатора	Ступень напря- жения	Мощность, кВ-А	& 13 св о * о <и у S X * Дй	Тик, А. на стО’ роив	
				высшего напряже- ния		1 низшего | папрнже' ' Н1!Н	!
ТПОУ-16/ASBK	1 2	16 14.6	46,2 42	42J 38,3	348
7ПОУ-25/60БК	I 2	25 22,5	60 54.2	65.Й 59.5	4П
ТПОУ-25/73ВК	1 2	25 22,5	73,2 66,3	65,8 59,5	341
Расположение выводе# ВИ
А А, А, X в-] X?
П;П П ПЛ]П
Рис. 2-77. Трансформатор ОСУ-20/0.5А.
Рис. 2-78. Трансформатор ОСУ-40/0,5 А,
720

Технические характеристики , трансформаторов
ОСУ приведены в табл. 2-29..
Трехфазные трансформаторы серии ТСУ имеют
один типоразмер — ТСУ 50/0,5 Л и два исполнения —
на 380 и на 220 В, которые оговариваются при заказе;
трансформатор — с тремя ступенями напряжения (за
счет изменения числа включаемых в электрическую
сеть витков первичной обмотки), схема соединения пер-
вичной обмотки — «звезда». Каждая фаза вторичной
обмотки секционирована на две части. Возможны че-
тыре варианта схемы вторичной обмотки: с соедине-
нием звездой или треугольником с последовательным
или параллельным соединением секций.
Номинальные параметры трансформатора на пер-
вой ступени трансформации: мощность 40 кВ-A; низ-
шее напряжение х. х, при соединении вторичной обмот-
ки треугольником: при параллельном соединении секций
6,9 В, при последовательном 13,75 В; при соединении
вторичной обмотки звездой: при параллельном соеди-
нении секций 11,9 В, при последовательном 23,75 В,
Расположение вывовоВ вн
Л A, A? А^А^А^ХХ^Х^Х^Х^Х^
ППП, ППП|ППП рпп
Расположение ВывоВоВ 6Н
Рнс. 2-79. Трансформаторы ОСУ-100/0,5 А с низшими напряжениями 49—4,6 В (а) и 183,6—34,3 В (б).
87
Ток на стороне высшего напряжения: 105 А при
первичном напряжении 220 В, 60,8 А при 380 В. Ток
па стороне низшего напряжения при соединении вто-
ричной обмотки треугольником и при параллельном
соединении секций 3360А, при последовательном
1680 А; при соединении вторичной обмотки звездой я
при параллельном соединении секций 1946 А, при после-
довательном 973 А. Потери короткого замыкания
1450 Вт, потери холостого хода 650 В г. Ток х. х, 8,7%
номинального, напряжение к, з. 6,7% номинального. Вто-
ричное напряжение (соответственно — номинальный ток
на стороне высшего напряжения и номинальная мощ-
ность) по отношению к напряжению первой ступени со-
ставляет 80% на 2-й и 66,5% па 3-й ступенях.
Таблица 2-27
Электра печные трехфазные трансформаторы серин ТПТУ с первичным напряжением 330 В
(две ступени трансформации)
Тип трансформатор а	Ступень напряжения	Мощность, кВ-А	Низшее напря женке х. х..В при соедине- нии вторич- ных обмоток		Ток, Л. на стороне				! Ступень напряжения	Мощность. кВ-А	Низшее напря- жение х4 X., В, при соеди- нении вторич- ных обмоток		Ток, Л, на стороне		
					। высшего напряже- ния	низшего на- пряжения при соединении вторичных обмоток		Тип трансформатора					лысшего нал ряже- ния	низшего на- пряжения при соединении вторичных обмоток	
			треуголь- ником	звездой		треуголь- ником	звездой				треуголь< инком	звездой '		треуголъ- ником	j звездой
ТПТУ-25/20ВК	1 2	25 21	16 i	32,7 27,6	38 32 '	760	440	ТПТУ-ЮО/БОВК	1 2	100 85	50 44	86.5 76	152 130	1150	663
ТПТУ-25/38ВК	1 2	25 21	38 32	65,4 55.2	33 32	380	220	ТПТУ400/63ВК	1 2	1Q0 85	63,2 56	110 97	152 130	910	525
ТПТУ-4О/38ВК	1 2	40 34	37.6 32	65 55,5	61 51,6	515	355	ТПТУ-1ЭД52ВК	1 2	125 108	52 45	91 79	190 165	1380	800
ТПТУ-40/76 В К	1 2	40 34	75,2 64	130 Ш	61 51,6	307,5	177,5	ТПТУ-125/65 В К	1 2	125 108	65 55	111 96,2	190 165	1110	640
Т ПТУ-53/45 В К	1 2	63 53.5	45.7 38,5	79 66.Б	95J 81	800	400	ТПТУ-160/37 В К	1 2	160- 132	37,2 30,6	64.5 53	243 200	2480	1430
ТПТУ-63/60ВК	1 2	63 63,5	59.7 50,5	103 87,5	95,6 81	610	352	ТПТУ-160/52ВК |	1 2	160 132	Б2 43	90 74,5	243 200	1780	1030
ТПТУ-80/43ВК	1 2	80 70	43,6 38,3	75,5 66£2	122 107	1060	61	ТПТУ-2ОО/38ВК	1 2	' 200 165	37.2 30,6	54.5 53	304 250	3100	1780
ТПТУ-80/56ВК	1	80 70	56,7 49.8	98 86,5	122 107	815	470	ТПТУ-200/52ВК	1 2	200 165	52 43	90 74,5	304 200	2220	1280
Электропечные трехфазные автотрансформаторы серин А ПТ с первичным напряжением 380 В
(16 Ступеней трансформации)
Таблица 2-28
Параметр .	Л ПТ-6/250ПК		АПТ-10/250ПК		АПТ-16/250ПК		АПТ- 25/250 ПК	
Токи, А: первичный вторичный	9,1—6.1 13.8—49,5		15,2-9.9 23—83		24.4—12>9 37—125		38,0—19,8  58—195	
Мощность, кВт, и напря- жение, В, на ступени;	кВт	В	кВт	В	кВт	В	кВт	13
1 2 6 9 1и 11 1 fs 34 15 16	6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6.0 6,0 6.0 6.0 6,0 6.0 5.3 4,7? 4,0	250 223 20| 178 158 142 126 115 110 98,5 89 79 70 62,5 55,6 51	10,0 10,0 )0,0 Ю.О 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10.0 ю,о 10,0 10,0 8.5 7.5 6,5	250 223 201 17й 158 142 126 115 ПО 98.5 89 79 70 62,5 55,6 51	16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16.0 16,0 14.0 12,0 11.0 9,5 8,5	250 214 186 164 147 134 122 113 100 86 74 66 59 54 49 45	25.0 25.0 25.0 25.0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 21,0 19,0 17.0 15,0 13.0	250 214 186 164 147 134 122 из 100 86 74 66 59 54 40 45
88
Таблица 2-29
Однофазные универсальные трансформаторы
Тип трансформатора	Первичное напряжение, В (оговаривается при заказе)	Число ступеней вторич- ного напряжения	Номинальные параметры на первой ступени трансформации											
			Мощность, кВ’А	1	Низшее напряжение х.х.г В, при соединении вто- ричных обмоток			Ток. A iia стороне				Потери, Вт		СЛОИ -ягганиион % ‘‘х'х hoj.	Напряжение к-з,, % номинзлыгс^'о
							W а R я я g V т a g Эй	низшего напряжения при соединении вторич» ных обмоток			короткого Смыка- ния	холостого хода		
				параллельном	пар аллель- ной (после’ Дователыйэм на стержнях)	последова- тельном								
								пираль- дельном	парад* дельном (последо- вательном на стерж* нях)	последова- тельней				
О СУ 20/0.5А	500 380 220	2	12,Б	6,41'	—	12,82	25,0 32,9 56,8	1950		975	480	280	16,0	4,5
ОСУ 40/0,5А	500 380 220	10	40,0	10,46	—	20,92	80,0 105,3 181,8	3820		1910	1000	550	10,0	4,8
ОСУ1О0/0,5А	380 220	4	100,0	12,25	24,5	49.0	26,3 45.5	8140	4070	2035	2500	700	БД	5,8
ОСУЮ0/0.5А	380  220	4	90,0	91,8	—	183,6	24,7 40,9	980	и	490	200а	700	5,1	4.0
Таблица 2-30
Типоразмеры электро печных трансформаторов и автотрансформаторов новой серии, заменяющих электропечные трансформаторы
к автотрансформаторы старых типов
Трансформаторы я автотрансформаторы старых типов			Заменяющие типо- размеры транс- форматоров и автотрансформа- торов новой серна	Трансформаторы и автотрансформаторы старых типов			Заменяющие типо- размеры транс- форматоров и автотрансформа- торов новой серии
Тип	МОЩНОСТЬ! кВА	Низшее на- пряжение. В		Тип	Мощность» кВА	Низшее на- пряжение, В	
ТТ-ЗБАО	35	6,76—22	ТПТ-40/17	' ТО-50В 3	50	. 25,4—72.4	ТПО-40/80 или
ТНТ-35АО	ЗБ	6,5—17,6	То же				ТПО-63/60
ТТ-35БО	35	13,5-44	ТПТ-40/50	ТО-БОВ2	50	2Б.2—73,4	То же
ТТ-Э5ВО	35	20,3—66	То же	ТО-76АЗ	75	6,3—18,1	ТПО-63/20 или
ТНТ-ЗБВО	35	26-70.4	» »				ТПО-1СО/20
ТТ-35ГО	35	46,5—132	ТПТ-40/150	ТО-7БА2	75	6,4—18,3	То же
ТТ-60АО	60	6,1—20,7	ТПТ -63/17	ТО-75БЗ	75	12,6—36,2	ТПО-63/40 или
Т НТ-60 АО	60	6,5-17,6	То же				ТПО-100/40
ТТ-60ВО	60	12,2—41,4	> >	ТО-75Б2	75	12,8—36,6	ТЬ Же
ТТ-60ВО	60	24.4—82,8	ТПТ-63/50	ТО-76ВЗ	75	25,2—72,4	ТПО-63/SO ИЛЛ
ТНТ-60ВО	60	26—70 Л	То же				ТПО-100/80
ТТ-75АО	75	6,66—21,6	ТПТ-63/17 или	ТО-75В2	75	25,5—73,2	То же
			ТПТ-100/17	ТО-75ГЗ	75	50,4—144,8	ТПО-бЗМбО или
ТТ-75БО	75	13,3—43,2	То же				НПО-100/160
ТТ-75ВО	75	26,6—86,4	ТПТ-63/50 или	ТО.75Г2	75 .	51,2—146,4	То же
			ТПТ-100/50	TO-IOOA3	100	12,6—36,2	ТПО-Ю0/40
ТТ-ЮОАО	100	6,47—20,6	ТПТ-100/17	ТО-Ю0А2	10J	12,8—36,6	То же
THT-1WAO	100	6.47—18,3	То же	ТО-ЮОБЗ	100	25,2—72,4	ТПО-100/80
ТТ-ЮОБО	100	12.9—41,2	» >	ТО-1СЮБ2	100	25,6—73,2	То же
TT-IOTBO	100	25.8—82,4	ТПТ-100/50	ТО-1ОТВЗ	100	50,4—144,8	ТПО-100/160
ТНТ-ЮОВО	юо	2Б ,8—73,2	То же	TO-IOOB2	100	51,2—146,4	Та же
ТТ-140АО	140	6,35—20,6	ТПТ-160/17	ТО-150 К АЗ	150	14—42,2	ТПО-160/40
ТТ-140БО	140	12,7—41,2	То же	ТО-1БОКБЗ	150	28—28,4	ТПО-160/80
ТТ-140ВО	140	25,4—82,4	ТПТ-160/50	ТО-1БОКВЗ	150	66—168,8	тпо-160/160
ТТ-260 К АО	260	6,9—20,0	ТПТ-160/21—2 шт.	ТО-190КАЗ	190	14-42,2	ТПО-160/40 иля
ТО-ЮАЗ без пере-	10	11,4-15	ТПО-10/20				ТПО-250/40
ключ ателя				ТО-190КБЗ	190	28 —28,4	ТПО-160/80 или
ТО-10А2 без пере-	10	11,4—15	То же				ТПО-250/80
ключателя				ТО-190КВЗ	190	56—168,8	ТПО-160/160 или
ТО-20АЗ без пере-	20	37,3—120	ТПО-25/160				ТПО-25 0/| 60
ключатеЛя				АТ-1ББЗ «	15	51.5—138	АПТ 16/250.
ТО-20А2	20	37—120,8	То же	АТ-15Б2 ">	15	52,5—138,6	То же
ТО-За АЗ	35	6,9—20	ТПО-40/20	АТ-35АЗ	35	100—237	ТПТ-40/150
ТО-35 А 2	35	7-19,6	То же	АТ-35А2	35	100—236	То Же
ТО-35 Б 3	35	13,8—40	ТПО-40/40	АНТ-35 АЗ	35	93, Б—238	> >
ТО-.Т5Б2	35	14—39 2	ТПО-40/40	АТ-БОАЗ	50	10 0—237	> »
ТО-35 В 3	35	27,6—80	ТПО-40/80	АТ-50А2	50	100—436	ГПТ-63/150
ТО-35В2	3.5	28—78,4	То же	АНТ-БОАЗ	50	93—236	То же
ТО-50АЗ	50	6,35—18,1	ТПСМ0/20 или	АТ-75АЗ	75	100—237	» »
			ТПО-63/20	АТ-75А2	75	100—236	> э
TO-5QA2	50	6,3—18.36	То же	АНТ-75 АЗ	75	96—239	» »
ТО-50БЗ	50	12,7—35,2	ТП0-40/49 или	АТ-100 АЗ	100	97,5—243	ТПТ-100/150
			ТПО-63/40	АНТ-100АЗ	100	96—239	То же
ТО-59Б2	50	12,6—36,7	То же				
89
}к многих предприятиях находятся а эксплуата-
ции печные трансформаторы и автотрансформаторы
старых серий (ТО, ТТ, ТИТ, АО, АНО, АТ и АНТ).
В табл. 2-30 приведен перечень типоразмеров электро-
печных трансформаторов и автотрансформаторов новой
серии, заменяющих старые типы.
При замене в установках печей сопротивления кос-
венного нагрева трансформаторов н автотрансформа-
торов старых типов на новые надо иметь в виду, что
их вторичные напряжения могут пе совпадать; в ряде
случаев может возникнуть необходимость в пересчете
нагревателей.
90
ТРАНСФОРМАТОРЫ ДЛЯ ПЛАВНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
НАПРЯЖЕНИЯ
В установках печей сопротивления при необходи-
мости плавного регулирования напряжения используют-
ся регулировочные трансформаторы с номинальной
мощностью 25—250 кВ-А: однофазные — серий РОТ и
РОТМ и трехфазиые— серий РТТ и РТТМ.
Трансформаторы серий РОТ и РТТ — сухие, а РОТМ
11 РТТМ - - масляные (охлаждение — естественное, воз-
душное).
Нагревательные элементы присоединяются ко вто-
ричной обмотке регулировочных трансформаторов через
понижающий печной трансформатор.
Изменение вторичного напряжения регулировочно-
го трансформатора достигается за счет изменения ин-
дуктивной связи обмоток, путем перемещения подвиж-
ной вторичной обмотки относительно неподвижных
обмоток — первичной А и короткозамкнутой В а транс-
форматорах РОТ и РТТ или подвижной короткозамкну-
той обмотки Лк относительно неподвижных, соединен-
ных по автотрансформаторной схеме обмоток трансфор-
маторов серии РОТМ и РТТМ.
Наибольшее напряжение на низшей стороне регу-
лировочных трансформаторов достигается при крайнем
нижнем положений подвижной вторичной обмотки, наи-
меньшее — при ее крайнем верхнем положений.
Основные технические данные трансформаторов се-
рий РОТ, РОТМ, РТТ и РТТМ приведены в табл. 2-31.
К таким особенностям индукционных регуляторов
напряжения относятся следующие.
!. Ряд типоразмеров индукционных регуляторов,
серии ИР имеет первичное напряжение 6 кВ; эти ре-
гуляторы совмещают функции силового трансформатора
(понижающего или повышающего) и регулятора на-
пряжения (мощности).
2.	Значительная часть типоразмеров индукционных
регуляторов серий ИР-6У4 и ИР с первичным напря-
жением 220 и 380 В может работать не только для
понижения, но и для повышения напряжения (в
1,7—2,3 раза).
3.	Габаритная мощность индукционных регулято-
ров зависит не только от номинального тока (мощно-
сти) нагрузки, по и от номинального предела регулиро-
вания напряжения — уменьшаясь при меньшем пределе,
в отличие от габаритной мощности тиристорных регу-
ляторов напряжения, которая с уменьшением поминаль-
ного предела регулирования не изменяется.
4.	Форма кривой тока индукционного регулятора
напряжения практически не зависит от глубины регули-
рования и в отличие от формы кривой тока Тиристорных
регуляторов не имеет существенного искажения сину-
соидальности. Поэтому индукционные регуляторы на-
пряжения могут присоединяться к любым электричес-
ким сетям общего назначения, имеющим достаточную
пропускную способность по току,, без опасности нару-
шить требования стандарта па качество электроэнерии
(ГОСТ 13109-67),
Трансформаторы с плавным регулированием напряжения
Таблица 2-31
Трансформатор		Число фал	Номи- нальная мощность. кВ А	Напряжение, В		ТОк, А		Схем fi сиедкнцпий
Тип	Вид			пер- вичное	вторичное при номинальном вто- ричном токе и cos tp3=l	первичный	. вторичный	
POT-25/O.G	Сухой	1	• 25	220	230—0	143—36	108	1/1
РОТ-25/0,6	ж •	I	25	380	400—0	83—Si	62,5	1/1
РОТ-25/0.5	»	I	40	220	230—105—0	230—58	62,5/125	1 -авто
РТТ-25/0.5		3	25	380	400-9	48—12	62,5	Д/Д
РТТ-25/0.Б		3	25	220	230—0	82—20	108	Y/Y
РОТМ-100/0.5	Масляный	1	100	380	s 380—0	333—89	264	г/г
РОТМ-100/0.5	э	1	100	220	220—0	552— 123	455	1-авто
РОТМ-2БО/О.Б	»	I	250	380	400—0	741 -НО	61?Б	1-авто
РОТМ-2Б0/0.5		1	250	220	230—0	1280—205	1080	1 -авто
РТТМ-100/0,5	»	3	ТОО	380	380—0	180—41	J52	Y-авто
РТТМ-100/0,5		3	100	220	220—0	316-90	263	Y -авто
РТТМ-250/0,5		3	250	380	380—0	427-68,4	361	Y-авто
РТТМ-250/0,5		3	250	220	230—0	740—121.7	628	Y-автп
Трансформаторы для перемещения подвижной об-
мотки механизмом с ручным н электрическим привода-
ми;. управление электроприводом дистанционное и
местное. Конечные выключатели срабатывают при пре-
дельных верхнем и нижнем положениях подвижной об-
мотки.
ИНДУКЦИОННЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
В действующих электротермических установках
применяются индукционные регуляторы напряжения
серий ИР-6У4 и ИР, технические данные которых при-
ведены в табл. 2-32 и 2-33, тт серин МА-195 {снятые с
производства в 1975 г.).
В связи с некоторыми особенностями индукцион-
ные регуляторы целесообразно применять в таких
УТУ, которые не требуют быстродействия, даже при
широком выпуске промышленностью тиристорных ре-
гуляторов напряжения и мощности (так называемых
«тиристорных источников питания», рассмотрен-
ных s § 2-6).
Кроме того, для компенсации реактивной мощности
установок, содержащих индукционные регуляторы, как
правило, используются серийные конденсаторы, тогда
как для той же цели в установках, содержащих тири-
сторные регуляторы, может возникнуть необходимость
в применения специальных филь троком пенсирующнх
устройств.
Индукционные регуляторы серии ИР-6У4 — трех-
фазные, серин ИР — одно- и трехфазные. Они рассчи-
таны па работу в продолжительном режиме в помеще-
ниях в условиях умеренного я холодного климата.
Индукционные регуляторы серии ИР предназначены
для регулирования напряжения на нагрузке в широких
пределах. Регуляторы же серии ИР-6У4 по назначению
подразделяются на две Группы; регуляторы типов
ИР-61У4 и ИР-62У4, имеющие то же назначение, что
и регуляторы серив ЙР, и регуляторы типов ИР-61СУ4
и ИР-62СУ4, предназначенные для поддержания неиз-
менным (стабилизации) напряжения ца нагрузке при
отклонениях напряжения питающей сети в преде-
лах ч- 19 %.
91
Таблица 2-32
Трехфазные индукционные регуляторы напряжения серии ИГ-ВУ4
		Напряжение. В		Ток, А				Мощность электро-	
Тип регулятора	Мощность нагрузки, кВА	первичное	вторичное	первнч- цый	вторич- ный	Коэффициент мощности регулятора	Масса, кг	двигате вентиля- тора	ля, кВт приходного механизма
ИРЧ>|У4	17 17 22	220 380 380	20—400 20—080 20—380	53 31 39	24.5 14,0 33.6	0.70 0,70 0,72	200	0,55	0.25
ИР-62У4	22 22 30	220 380 380	20—400 20—680 20—380	70. 41.5 53	32 18,7 46	0,70 0,70 0.72	225	0.75	0.25
ИР-61СУ4	75	220*22 380 =38	220 380	230 130	197 114	0,77	200	0,55	0,25
ЙР-62СУ4	100	220*22 380^=38	220 380	303 176	262 152		225	0,75	0.25
Таблица 2-33
Индукционные регуляторы напряжения серин ИР
Тип регулятора	' Число фаз	Мощ- ность нагрузки, кВ>Д	Напряжение. В		Ток, А		Коэффициент мощности регулятора	Масса, т	Мощность электро- двигателя, кВт	
			первич- ное	вторичное	первич- ный	вторич- ный				
									венти- лятора	привод- ного меха- низма
ИР 59/22-УЗ	3	160	380	0—380 0—650	310 321	•	245 143	0.58 О£64	1,5	1,5	0,6
ИР59/32-УЗ	1 3 3	145 1250 160	380	0—650 0—650 0—860	495 470 330	220 220 110	0,64 0,67 0.62	1,7	2.2	0,6
ИР74/29-УЗ'	3	400	380	0—380 0—650	790 770	610 356	0.66 0.67	2.4	2,2	0,6
ИР74/40-13	1 3 3	320 500 400	380	9-650 0—650 0—650	1055 965 770	492 445 270	0,66 0,65 0,65	2,7	2,2	0,6
ИР 99/32-УЗ	1	250	6000	0—220 0—380	67 71	ИЗО 660	0.53 0.50	5е8	7,5	2.2
	3	1000 800	380	0—650 0—860	1390 1565	890 540	0,66 0f64			
		320 500	6000	0-:’8з 0—7800	51 69	490 37	0,51 0.58			
ИР99/45-УЗ	I	800 400	380 6000	0—650 0—380	2620 105	1230 1050	0,66 0,53			
	3	1250 1000	380	0—650 0—860	2390 1920	1110 675	0.67 0,65	6Л	7,5	2J
		500 800	6000	0—380 0—7800	73 98	760 59	0,56 0.65			
92
Продолжение табл 2-33
Тип регулятора	Число фаз	МОЩ- НОСТЬ нагрузки, кВ А	Напряжение, В		Ток, Л		Коэффициент мощности регулятора	Масса,	Мощность электро- двигателя, кВт	
			первич* ное	вторичное	первич- ный	вторич* ИЫЙ				
									вентиля- тора	привод- ного меха- низма
ИРЦ8/45-УЗ	1	азо 1000	аооо	0—380 0—6000	166 228	1660 167	0Л4 0,56	9,1	7,5	 2.2
	3	800		0—330 0—860	113 105	1220 МО	0,57 0,56		13	
		1600		0—7800 0—10 800	180 100	118 86	0,85 0,66			
ИР118/60-УЭ	1 3	1000	6000	0—380	240 145.	2630 1520	0,56 0.56	9,7	Л5 13	2,5
	3	2000		0—7800 0—10 800	245 236	148 107	0.64 0,65		13	
Технические? данные в табл. 2-32 и 2-33 приведены
для нагрузки с коэффициентом мощности 0,8 (при
отстающем токе) и выше. При меньшем коэффициенте
мощности ток нагрузки (вторичный ток регулятора)
должен быть снижен;
Коэффициент
мощности нагруз-
ки ............
Допустимый ток
нагрузки, % но-
минального
0,7	0,5	С,Б
S3 88 ВБ
0,4	0*3	0,2
82	81	80
Конструктивно индукционные регуляторы пред-
ставляют собой вертикальные асинхронные машины с
заторможенным фазным ротором в защищенном
исполнении.
«V	О
Рис. 2-82. Индукционные регуляторы серии ИР.
а —ИР59 и ИР74; б — ИР99 и ИР) 18.
Рас. 2-81. Индукционный регулятор серии ИР-6У4.
Размеры, мм
регулят^|а	К	L	°!	О.	а	d
ИР59/22-УЗ ИР59/32-УЗ	1625 1725	1046	МО	840	200	19
ИР74/29-УЗ ИР74/40-УЗ	1000 2100	1266	ИБО	1090	280	I0
ИР99/32-УЗ ИР99/45-УЗ	2482 2612	1148	1400	1300	—	34
ИР118/45-УЗ ИР118/60-УЗ	3187 3337	1648	1950	1850	—	34
93
Вторичное напряжение индукционного регулятора
можно плавно изменять путем поворота ротора отно-
сительно статора и изменять при этом разность фаз
э. д. с., индуктированных в обмотках ротора и статора.
Механизм поворота ротора содержит червячный
редуктор с электродвигателем (дистанционным при-
водом); у индукционных регуляторов серии ИР-6У4
этот механизм снабжен также ручным приводом.
Предельные углы поворота ротора' ограничиваются
конечными выключателями.
Выводы обмоток статора и ротора регулятора, ко-
нечных выключателей и электродвигателей приводного
механизма и вентилятора присоединены к зажимам,
собранным на общем щитке.
Общие виды регуляторов приведены на
рис. 2-81 и 2-82.
2-5. ТИРИСТОРНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В качестве исполнительных устройств в системах
непрерывного регулирования температуры или мощно-
сти печей сопротивления используются управляемые
бесконтактные источники питания с тиристорами и ре-
же— с магнитными усилителями.
В связи с тем что тиристоры имеют значительно
меньшие габариты, более высокий к. п. д., большее
быстродействие и меньшую стоимость по сравнению с
магнитными усилителями, в последнее время отдают
предпочтение тиристорам. Намечается также тенденция
применения в качестве исполнительных устройств в си-
стемах позиционного регулирования температуры ти-
ристорных переключателей взамен электромагнитных
контакторов и пускателей.
Бесконтактные источники питания могут быть при-
менены как с прецизионными регуляторами; так и с ре-
гуляторами общепромышленного назначения. Возможно
их применение и в схемах ручного управления.
Тиристорный источник питания в печах сопротив-
ления целесообразно устанавливать в первичной цепи
печного трансформатора, так как тиристоры, выпускае-
мые промышленностью, в большинстве случаев плохо
согласуются с нагрузкой по току.
В одно- и трехфазных источниках питания принята
встречно-параллельная схема включения тиристо-
ров (рис, 2-83), Максимальная мощность такой схемы
Однофазные тиристорные источники литания
Рис. 2-83 Включение тиристоров для питания однофаз
ной п трехфазной электропечей.
выражается через номинальные параметры тиристорог
следующим образом:
Рн = 2,22/7н/т.и— для однофазных источников;
P,i = V' 3 -2,22 (Уп/тл-~для трехфазных источников
схема соединения звезда;
Ро=3-2,22(7н/т.в — Для трехфазных источников
схема соединения треугольник.
Здесь /тп — номинальный ток тиристора (среднее
.значение); Un — напряжение па выходе источника
(действующее значение).
Максимальное/ напряжение, которое может быть
на выходе тиристорного источника, Uv. отличается от
напряжения сети t/c на падение напряжения на тири-
сторах. "Гак как последнее не превышает 1—Г,5В:
МОЖНО ПрИНЯТЬ Uri^Uc.
Использование в трехфазных источниках встречно-
параллельного соединения, тиристоров в каждой фазе
при соединении нагрузки по схеме звезда с выведенным
нулем и треугольник обеспечивает независимую рабо-
ту фаз.
Тиристорные источники питания можно разделить
на две группы: тиристорные управляемые источники
питания (ТУИП) — непрерывные и тиристорные пере
ключатели (ТП) — релейные,
ТИРИСТОРНЫЕ УПРАВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
(ТУИП)
Промышленностью серийно выпускаются однофаз
ные ТУИП типа РНТО (табл. 2-34) и трехфазньи
ТУИП типа РНТТ (табл. 2-35). Изготовители источни
Таблица 2-3'
Тип	Напряжение питаю- щей сети, В	Номинальные вы- ходные данные ИСТОЧНИКОВ			ВиД охлаждения	Диапазон регулирования в долях номи- нального напряжения1	Габариты» блоков, мм		Массы блоков, кг		о с Я СЭ s«. tp 2 03 2 л S § го а
		Напряжение, В (дейст- вующее)	Ток, А (дей- ствующий )	Мощность, кВт			управления	силового	управления	СИЛОВОГО	
PHTO-1SO-63 РНТО-330-63	220 380	190 330	63 63	12 20	Естественное с радиатором	(0.05-1,1) иБ для нагрузок с посто- янным сопротив- лением и (0,0! — [J)U н для нагру- зок с резко меня- ющимся сопро- тивленцем	335XJ80X Х250	190Х2Э0Х X2J0	8	6	0,7
РНТО-190-250 РНТО-330-250 РНТО-390-600 PH10-330-600	220 380 220 380	190 . 330 190 330	250 250 500 600	47 82 Н5 200	е Водное			2Т5Х340Х X26D		1!	Jfg
У-252 ! У-252	220 330	190 330	63 63	12 20	Естественное с радиатором		 300Х 140X80	270X240XIS5	3	9	0.7
* Номинальным напряжением Uн источника питания называется напряжение на его выходе пря номинальном входном сигнал*
и номинальном напряжении сети.
s Тиристорный источник У-252 входит а состав пре.ццзионпого регулятора ВРТ-3.
94
-
C/f
о Я?
нагрузке <
Рис. 2-84. Принципиальная схема однофазного ТУИП типа РНТО.
ков: РНТО — ПО «Преобразователь» (Запорожье):
РНТТ — завод «Электровыпрямигель» (Саранск),
Габариты каждого источника РНТТ (табл. 2-35)
950x670x450 мм, масса 95 кг, занимаемая пло-
щадь 2,5 м2.
Номинальный входной сигнал однофазных ТУИП
составляет 5 или 20 нА; входное сопротивление источ-
ника РНТО равно i кОм, У-252 200 Ом. Номинальный
входной сигнал трехфазных РНТТ равен 5 мА на на-
грузку 3 кОм или 20 мА на нагрузку 1 кОм.
Источники выполнены по схеме фазо-импульсного
управления: характер нагрузки активный или активно-
индуктивный.
Источники рассчитаны на длительный режим рабо-
ты; к. п, д. источников а номинальном режиме — пе ме-
нее 0,98; коэффициент мощности 0,865 (при работе на
активную нагрузку). Последнее объясняется тем, что
В номинальном режиме выходное напряжение принято
равным 0,865 напряжения сети.
Принципиальные схемы источников РНТО, У-252 и
РНТТ приведены на рнс. 2-84—2-86.
Перегрузочная способность источников дана в
табл, 2-36.
Зависимости допустимого тока и мощности источ-
ников от глубины регулирования напряжения А’=
“Увой/^е приведены на рис, 2-87,
95
Таблица г-35
Трехфазные тиристорные источники питания (напряжение питающей сети 3X380 В, номинальное
выходное напряжение ЗхЗЗО В}
Тип	Номинальные выходные данные источника		Схема соединения, рис. 2-D0	ВИД охлаждения	Диапазон регулирования1
	Ток фазы, А (действую- ui,hR)	Мощность» кВт			
РНТТ-330-63	63	35 60	о, £ 0» £	Естественное с радиатором	(0,05—1Л>£/Н для нагрузок с постоянным сопротивлением и (0,01—1,1)4/н для нагру- зок с резко меняющимся со- противлением
РНТТ-ЗЗМОО	100	55 100	а, б в, S		
РНТТ-330-160	160	90 160 ’	а, б в, г		
РНТТ-330-250	250	]40 245	at б в, г	Водяное	
РНТТ-330-600	600	340 590	а, б а, &		
я См. примечен не к табл. 2-34.
Статическая характеристика, одинаковая для
РНТО и РНТТ, приведена яарис. 2-88. Разброс выход-
ных напряжений фаз у РНТТ при симметричном на-
пряжений не превышает ±3% их среднеарифметичес-
кого значения.
Динамические характеристики ТУИП при расчетах
систем регулирования температуры могут быть аппрок-
симированы с достаточной точностью передаточной
функцией инерционного звена первого порядка;
тда/СИ1П —
, ,_____А и.П
И.п W — д п , , Г
йи,пРТ 1
-—2 — коэффициент усиления в без-
К?
&Р/Р
biyliy
96
Рис. 2-86. Принципиальная схема тиристорного трехфазного ТУИП типа РНТТ,
Рис. 2-87. Зависимости до-
пустимого тока и выходной
мощности ТУИП от глуби-
ны регулирования напряже-
ния.
7—342
97
Рис. 2-89. Схема внешних соединений ТУИП типа
РНТО (и) и У-252 (б).
Таблица ?-36
Перегрузочная способность тиристорных источников питания
Номинальный ток ИСТОЧНИК^ (действующий), А	Перегрузка» %	П родолж ительностъ перегрузки, с
63; 100; 160; 250	2г5	120
	50	60
	100	30
600	25	30
	50	10
	100	*•
размерном виде, выраженный как отношение отноеИ’
тельного приращений выходной мощности к относитесь-
ному приращению тока управления; ВНЛ1 — постоянная
времени, с, определяемая из экспериментально полу-
ченной динамической характеристики источника.
Быстродействие, численно равное примерно (3—4)
би.п, составляет не более 0,25 с для РНТО и У-252 и
0,02 с для' РНТТ.
Конструктивно все однофазные ТУИП состоят из
силового блока и блока управления, единого для всех
Питание I'
системы < 
управления L
Сигнал /'
управления
• | у I	г/| 4-~|—110^103 | 1| |
размеры ТУИП
I абпизмата
питанияСНФ'!
о
Рис. 2-9], Габаритные н установочные
тина РНТО.
я —блок управления; б — силовой блок
блок на 250 и tiOQ
А.

to#
ТУИП типа
215
j. бвак-квитакм
реяв защиты
йцепаригиали-
зирдтцей об исчез-
ЧЗ'Мяии foijiii
Рис. 2-90. Схемь; включений трехфазных
РНТТ и внешних соединений.
Система охлаждении
S)
1Й-


63 А; е~силовой
на
Рис. 2-93. Габаритные и установочные
размеры ТУИ II тина РНТТ.
Рис. 2-92. Габаритные и установочные размеры ТУИП типа У-252.
с? — блок управления; бсиловой блод.
98
типоразмеров РНТО. Источники питания РНТТ выпол-
нены в виде шкафа, внутри которого установлены блек
управления и три силовых блока. На передней панели
шкафа размещены контрольно-измерительная аппара-
тура, потенциометр ручного управления н переключа-
тель режима управления (ручное или автоматическое).
Схемы внешних соединений источников РНТО и
У-252 преведены па рис. 2-89. На рус. 2-90 приведены
схемы включения силовых тиристоров и схема внешних
соединений РНТТ.
Однофазные ТУИП имеют незащищенное исполне-
ние и предназначены для установки в шкафах. При
этом силовой блок и блок управления должны нахо-
диться на расстоянии не более 1 м друг от друга, про-
вода управления должны быть заключены в металли-
ческий рукав и прокладываться отдельно от силовых
проводов.
Габаритные и установочные размеры РНТО при-
ведены на рис. 2-91, У-252— на рис. 2-92, РНТТ —па
рис. 2-93.
Силовые блоки РНТО следует устанавливать таким
образом, чтобы плоскость с размерами 210X230 (для
источников питания на 63 А) или 260x340 (для источ-
ников питания на 250 н 600 А) располагалась гори-
зонтально.
Блоки У-252 должны располагаться вертикально.
Их нормальное . положение должно соответствовать
рис. 2-92, Воду к силовым блокам на 250 и 600 А сле-
дует подводить через нижний штуцер, а сливать—че-
рез верхний. Для подачи и слипа воды следует при-
менять шланги из изоляционного материала (дюрит,
резина) длиной не менее 2 м. Давление в сливном кол-
лекторе должно отсутствовать.
ТИРИСТОРНЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ
Данные однофазных тиристорных переключателей
ТПО и трехфазцых тиристорных переключателей ТПТ
приведены в табл, 2-37 Переключатели управляются
от реле или бесконтактного устройства сигналом посто-
янного тока 0—100 мА.
Переключатели предназначены для активной па-
грузки.
К особенностям ТП по сравнению с электромагнит-
ным контактором или пускателем относятся; большая
допустимая частота переключений (8000 в час вместо
600—1200 для контактора); больший срок службы, бес-
шумность работы,, искро- и в з рыв о безопасность, просто-
та обслуживания и существенно меньшие эксплуатаци-
онные расходы (в 10 и более раз), чем для контактора.
Однако стоимость тиристорных переключателей в 3—-4
раза больше стоимости контакторов.
Срок службы тиристорных переключателей опреде-
ляется цикло ст ой костью используемых тиристоров, кото-
рая в свою очередь зависит от нагрузки по току, часто-
ты переключений и способа охлаждения. Расчеты пока-
зали, что модификации переключателей на токи 63 и
100 А при использовании тиристоров Т]60 и ТЛ250
с естественным охлаждением и модификации иа 160 и
250 А с водяным охлаждением (для режима работы
с Цикличностью более чем 300—400 вкл/ч) имеют срок,
службы не менее 8 лет.
Существенно снижается срок службы переключателя
при цикличности, мейее 300 вкл/ч и на токи свыше 250 А
при любой цикличности.
J Тиристорные переключателя серийно не выпускаются'
Таблица 2*37
Данные тиристорных переключателей	'								
Тип переключателя	Напряже* цие сети*. В	Номинальные выходные данные источника			Тип используемых тиристоров	Ввд охлаждения	Габариты, мм	Масса* КР
		Напря- жение. Б	Ток фазы, А'	Мощ- ность, кВт				
ТПО-220-63 ТПО-ЗЙО-63	220' 380	220' 330	G3	14 24	TI60-5 TI60-6	Естественное с радиатором	190X230X210	6
ТПО-220-100 тпо-заа-юо	220 330	220 380	1-00	22 38	ТЛ250-5 ТЛ 2Б0-6	.			
ТПО-220-160 ТПО* 380-160	L 220 380	220 380'	180	35 61	ТЛВ320-5 ТЛВ320-6	Водяное	215X340X260	и 
ТПО-220-2Б0 ТПО-380-250	220 380 '	220 380	250	55 95	ТЛВ320-5 ТЛВ320 6			
ТПТ-380-63	3X3BQ	3X380	63	42с 7213	Т160-6 *	Естественное с радиатором	570X230X210	13
ТПТ-ЖМС0			100	661 1Н=	ТЛ250-6			
тпт зао-юо			[60	105* IS23	ТЛВ320-6	Водяное	645X340X260	33
тпт-ззо-а.зд			250	165* "ЙУ	ТЛВ320-6			
1 Схемы соединения тиристоров ня рис, 2-90, а, б,
а Схемы соединения тиристоров на рис. 2*90/3, г.
7*
99
Рис. 2-94. Принципиальная схема тиристорного переклю-
чателя с контактным управлением.
а — однофазного ТПО; б — трехфазного ТПТ,
На рис. 2-94 и 2-95 приведены принципиальные
электрические схемы ТП с контактным и бесконтактным
управлением для активной нагрузки.
Тиристорные переключатели, могущие работать
в цепи первичной обмотки трансформатора, из-за слож-
ности схемы и большой стоимости в ЭТУ практически
не применяются.
ЗАЩИТА ТИРИСТОРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
Для защиты тиристорного источника питания от
перенапряжений при его работе совместно с электропеч-
ным трансформатором мощностью более 1—2 кВт при-
меняется КС-контур, включенный параллельно трансфор-
матору через выпрямитель (рис. 2-96), параметры кото-
рого Ci и С2, мкФ, и Ri и /?2, Ом, определяются
по формулам
С3=6, 36-10*
56,25.1О4-— 2U* 1
,	1/ / с 1
Люм Г Н
Ra = 10W;
Ci =0,1	1,0,
где S — мощность электропечного трансформатора" (для
РНТО, У-252)
Рис. 2-96. Схемы защиты ТУИП от перенапряжений.
а — однофазного; б — трехфазного*
<-ь зво/вгае	звав
с Выходными параметрами
± 12В, ШмА
Рис. 2-95. Принципиальная схема тиристорного переключателя с бесконтактным управлением.
а — силового блока ТПО; б — силового блока ТПТ; е — схема блоков унраиленкя тиристорами -5УТ (и ТПО используется только
100
или мощность его фазы (для РНТТ), кВ-А; 7Ц— ток
холостого хода трансформатора, % номинального;
Uc — напряжение сети, В (для РНТТ — линейное);
/пом — номинальный ток трансформатора, А.
Мощность, рассеиваемая на сопротивлении И2, равна:
=2UliR2i
Максимальное напряжение на конденсаторе С2
равно V 2 Ус-
Емкость С2 набирается из электролитических кон-
денсаторов типа КЭГ, ЭГЦ, а Су — из конденсаторов
типа КБГ; резистор /?( должен быть непроволочным,
мощностью 4—6 Вт.
Диоды выпрямителя выбираются из условий
1,7С/с< [{/д];
КТ UJ5R! <. [/д] ,
где [/7Д], [/д] — максимально допустимые напряжение
и ток диода.
Защита тиристоров от токов к. з. и перегрузок
в источниках питания на 6.3, 100 и 160 А осуществляется
быстродействующими плавкими предохранителями. В ис-
точниках питания на 250 и 600 А установленные предо-
хранители обеспечивают защиту тиристоров только от
перегрузок, которые не превышают 6—8- и 2—3-кратные
значения (соответственно для источников питания на
250 н 600 А). При больших перегрузках, в том числе и
коротких замыканиях, защита тиристоров в источниках
на 250 и 600 А не обеспечивается,
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
Регулирование напряжения с помощью тиристорных
источников питания сопровождается уменьшением cos ф
и появлением в кривых напряжения и тока высших гар-
монических составляющих.
Для ТУИП, построенных по принципу фазо-импульс-
ного управления, с увеличением угла управления тири-
сторов а в выходном напряжении резко возрастают
нечетные высшие гармоники: 3-я, 5-я, 7-я и т. д.
(рис. 2-97). Гармонический спектр напряжения тиристор-
ного переключателя, принцип работы которого эквива-
лентен широтно-импульсному управлению, содержит
гармоники с частотой как меньшей частоты питания,
так и большей ее. Минимальная частота, определяемая
периодом регулирования Тр, численно равна 1/Гр и на
практике составляет менее 1 Гц.
Прп фазо-импульсном управлении активная мощ-
ность Ра передается из сети к ТУИП только основной
гармоникой тока /р
Рк — iViCOstp,
где ф —угол сдвига между напряжением сети Uc и пер,-
вой гармоникой тока.
Сдвиг по фазе основной гармоники тока создает
в сети реактивную мощность
Q = ис[г sin q>;
различие в формах кривых напряжения и тока характе-
ризуется мощностью искажения
С?Нск = V
И коэффициентом искажения
Полная мощность, потребляемая из сети, определя-
ется из выражения
Q2+ Ск .
Рис. 2-97. Зависимость амплитуд напряжения гармоник
ТУИП от угла отпирания тиристоров (Л 3, 5, 7, 9—но-
мера гармоник).
Рис. 2-99. Зависи-
мость результирую-
щего коэффициента
мощности ТУИП при
установке косинусных
конденсаторов от глу-
бины регулирования
напряжения.
Рис. 2-98. Зависимость созф
(7) и среднеквадратичного зна-
чения гб'ка высших гармоник
(2) ТУИП от глубины регули-
рования напряжения.
Из трех составляющих полной мощности лишь
активная Ра является полезной.
Коэффициент мощности установки при фазо-им-
пульсном управлении равен:
;xK = ^/sK = 'VC0S4’^
При чисто активной нагрузке
- Pj = 1%/IU. = Us/Uc =K:
Зависимость cos ф: и среднеквадратичного значения
токов высших гармоник от глубины регулирования по
напряжению приведена на рис. 2-98.
С помощью косинусных конденсаторов можно лишь
частично улучшить коэффициент мощности за счет уве-
личения cos ф.
Мощность конденсаторной батареи, необходимой
для повышения cos ф до единицы, равна, кеар;
’ Z /1— к\а
<2к-РномКг]/ (—) '
где Pi,™ — поминальная мощность нагрузки, кВ-А,
При; Этом результирующий коэффициент мощности
при установке косинусных' конденсаторов будет равен:
ЯР« =f7l/’^+ (£;
Зависимость результирующего коэффициента мощ-
ности при установке косинусных конденсаторов от. глу-
бины регулирования напряжения показана на рис, 2-99.
При широтно-импульсном управлении в случае
активной нагрузки сдвнг между / и Ue отсутствует,
101
Рис. 2-100. Зависи-
мость коэффициента
мощности ТУИП от
глубины регулирова-
ния напряжения и
числа установок,
Рис. 2-101. Схема ручного управления ТУИП.
Л'я~о при Яв!(-I кОм и /Ъ7 ===20 мА;	= 3 кОм при /в;(=5 мА;
кОм ispif Явх =3 кОм и I вх=5 мА.
т. е. q>=0, и коэффициент мощности определяется толь-
ко коэффициентом искажения:
где у =-----—------- -	— относительная
^ВКЛ 4"	Тр	^р
продолжительность включения (скважность); в свою оче-
редь т — целое число, Гс — период напряжения сети
и Тр—.период регулирования.
В случае актинио-индуктивной нагрузки коэффици-
ент мощности как при фазо-импульсном, так и при ши-
ротно-импульсном управлении зависит также от фазово-
го угла нагрузки я ухудшается с его увеличением.
Особенностью широт но-и мп улье кого управления яв-
ляется увеличение коэффициента мощности при одно-
временной работе нескольких установок [Л. 2-19], вклю-
ченное состояние которых полностью или частично не
совпадает.
Как показал анализ, проведенный исходя из теории
вероятности, результирующий (средневзвешенный) ко-
эффициент мощности rpjfflubi установок равен;
1/ «У
Х 5?2	' {п — I ) у + 1
где я — число установок;
На рис. 2-100 представлены соответствующие гра-
фики Х=/(К) для разных значений п (й пределах 1—10)
при активной нагрузке, из которых видно, что при ши-
ротно-импульсном управлении с ростом числа установок
результирующий коэффициент мощности х будет не-
ограниченно приближаться к единице вследствие «усред-
нения» тока сети во времени.
Последнее говорит о существенных преимуществах
широтно-импульсного управления при групповых уста-
новках.
Снижение коэффициента мощности ’Иристорного
источника в процессе регулирования приводит к ухуд-
шению к. п. д. линии, так как циркуляция реактивной
мощности Q д мощности искажения 0лск в линии.от ге-
рзтора до приемника электроэнергии вызывает до-
полнительные активные потери. Последнее означает, что
полная мощность установки увеличивается не только
для покрытия непроизводительных составляющих мощ-
ности-Q и Сияв, но и для покрытия дополнительных
активных потерь мощности в линии, связанных с. их
циркуляцией.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫЕОРУ И ПРИМЕНЕНИЮ
ТИРИСТОРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
Тиристорный источник питания (табл. 2-34 и 2-35)
для конкретной печи сопротивления выбирают по номи-
нальным значениям тока, напряжения и мощности на-
грузки.
Допустимость установки группы печей сопротивле-
ния с тиристорными источниками питания определяется
из условия Г'аел.иск^ 5% (СМ, ниже).
102
При установке тиристорных источников питания не-
обходимо учитывать следующее;
а.	Однофазные источники питания при напряжении
сети 220 В рекомендуется включать в нулевой провод.
б.	Трехфазные источники питания предпочтительно
включать по схемам рнс. 2-90, а, в, т. е, между нагрузкой
и нулевой точкой схемы. При этом токи большинства
аварийных режимов (пробой нагревателя на землю, меж-
дуфазные перекрытия) минуют тиристоры.
в.	Для включения и отключения печи с тиристорным
источником должна быть установлена соответствующая
коммутационная аппаратура: рубильник, контактор, ав-
томат и т. и., а также приняты меры, предотвращающие
подачу напряжения на тиристоры раньше, чем оно пода-
но на блок управления.
г. В установках, где возможны частые перегрузки
и эксплуатационные замыкания, рекомендуется с целью
повышения защищенности тиристоров эксплуатировать
источники питания на 250 и 600 А таким образом, чтобы
их ток не превышал соответственно 120 и 200 А. При
этом предохранители, установленные в источниках пи-
тания, должны быть заменены на ПНБ-5/380-100 с плав-
кой вставкой 100 А (для источников питания на 250 А)
или ПНБ-5/380-250 с вставкой на 160 А (для источников
питания на 600 А), Соответственно мощность нагрузки
ие Должна превышать:
Тип источника питания
PHTO-190-25Q и ТПО- [90-250
РНТО-190-600
РНТО-330-250 я ТПО-ЭЗО-25Й
РНТО-ЗЗО-ИЮ
’ PHTT-33U-250 п ТПТ-330-2Я)
РНТТ-330-600
Мощность, кВт
25
40
45
(55
75 для рис. 2-90, а, б я
135 для рис. 2-90, о, г
120 для рис. 2-90, а, б и
195 для рис. 2-90, в, а
д. Для измерения и контроля в цепях, содержащих
тиристорные источники питания, следует применять при-
боры электромагнитной и электродинамической систем.
е, В качестве источника входного сигнала в режиме
ручного управления для однофазных тиристорных бло-
ков РНТО и У-252 следует применять схему на рис. 2-101,
в трехфазцых источниках допустимо использовать для
ручного управления встроенное «ручное управление».
ж. При работе тиристорного источника питания
с регулятором, например ВРТ-2, в печах с нагревателя-
ми, сопротивление которых в холодном состоянии много
меньше, чем в горячем, для предотвращения подачи
большего напряжения па нагреватели холодной печи
должен дополнительно применяться блок запрета
(рис. 2-102).
а. В источниках питания на токи 250 и 600 А с во-
дяным охлаждением тиристоров, (кроме . трехфазных
РНТТ) на сливе воды должно быть установлено реле
протока воды типа РП с проходным "отверстием 3/4\
НЕЛИНЕЙНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ СЕТЕВОГО НАПРЯЖЕНИЯ
ОТ ТИРИСТОРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
Генерирование в сеть высших гармоник нри работе
тиристорных источников вызывает нелинейные искажения
питающего напряжения, оказывает вредное влияние на
Ркс. 2-102. Схема блока запрета включения электропечи яа
полное напряжение.
а “ Схема блока запрета £3; б—схема подключения БЗ к цепям
питания к системы регулирования ЯУ.
других потребителей (асинхронные двигатели, транс-
форматоры, конденсаторы и др.).
При использовании ТУИП, работающих по принци-
пу фазо-импульсного управления мощностью, нелиней-
ные искажения кривой питающего напряжения могут
достигать существенных значений и зависят от соотно-
шения мощностей сетевого и электропечи ого трансфор-
маторов, установленных в цепи питания нагрузки с ти-
ристорами, и от характера параллельно подключенной
нагрузки к тем же шинам подстанции.
Нелинейные искажения в процентах номинального '
напряжения можно приближенно вычислить по формуле
где Рс.й’п —номинальные мощности сетевого и электро-
печного трансформаторов, кВ-A; ек.с, щ.п —напряже-
ния к. з. сетевого и электропечного трансформаторов
в долях номинального напряжения сети.
В соответствии с ГОСТ 13109-67 нелинейные иска-
жения не должны превышать 5%.
Как следует из последней формулы, при полной за-
грузке сетевого трансформатора, т. е. при Г’]1 = РС и
обычных значениях е.,-.с =0,055, е,(.л = 0,1, нелинейные
искажения составляют около 8%, что в 1,5 раза больше
допустимого.
При отсутствии  электропечного трансформатора
(ек.п=0) нелинейные искажения увеличиваются п при
Ра=^Рс (здесь под 'Ра понимается мощность печи, под-
ключенной к сети через тиристоры) достигают 14%.
Нелинейные искажения уменьшаются ио мере
уменьшения отношения мощности нагрузки к мощности
сетевого трансформатора. Так, при наличии электропеч-
ного трансформатора уровень нелинейных искажений
tie превышает 5%, если соблюдается соотношение
РГ1РГ =0,58, а при отсутствии электропечного трансфор-
матора 1/иеп.иск<5%, если Рд/Рс = 0,14,
Если к тем же шинам подстанции, к которым под-
ключена ЭТУ через трансформаторы, одновременно
подключена параллельная нагрузка (освещение,, двига-
тели и т. д.), последняя благоприятно влияет на умень-
шение нелинейных искажений сетевого напряжения.
При использовании ТП, работающих по принципу
широтно-импульсного управления, частотный спектр гар-
монических составляющих более благоприятен с Точки
зрения влияния их на напряжение сети. Это объясняется
тем, что доля высших гармоник для ТП, имеющих пери-
од регулирования больший 5—10 с, существенно меньше,
чем при использовании ТУИП. При работе ТП в группо-
вых установках высшие гармоники от разных ТП взаим-
но компенсируются и в токе сети , практически отсут-
ствуют.
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
ТИРИСТОРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
Преимущества, присущие тиристорным источникам
питания, позволяют улучшить технические характеристи-
ки систем регулирования в дедом и обеспечить высокое
качество регулирования температуры в печах сопротив-
ления. В частности, установка тиристорного переключа-
теля взамен электромагнитного позволяет повысить
частоту переключений при позиционном регулировании
и'тем самым снизить амплитуду колебаний температуры.
Использование ТУНП .позволяет осуществить непрерыв-
ное регулирование температуры.
Вследствие этого применение тиристорных источни-
ков питания становится обязательным, когда из расчета
работы системы регулирования с учетом динамических
параметров печи и возмущающих воздействий и их ха-
рактера следует, что заданную точность регулирования
нельзя обеспечить при использовании других исполни-
тельных устройств.
Если по техническим требованиям применение ти-
ристорных источников питания не является необходи-
мым, вопрос о целесообразности их установки должен
103
решаться на основе экономического расчета путем срав-
нения годовых приведенных затрат (см, § 1-3) при ис-
пользовании автотрансформатора (или индукционного
регулятора) и тиристорного управляемого источника
питания или электромагнитного и тиристорного пере-
ключателей.
Тиристорные управляемые источники питания
(ТУИП) целесообразно применять:
а)	в схемах непрерывного регулирования темпера-
туры или мощности в качестве исполнительного устрой-
ства. Подобные схемы используются в прецизионных л
высокотемпературных (свыше 1800°С) электропечах
сопротивления;
б)	взамен автотрансформаторов и индукционных
регуляторов для плавного управления напряжением,
если это экономически целесообразно с учетом капиталь-
ных и эксплуатационных затрат.
Методика определения целесообразности примене-
ния ТУИП взамен автотрансформаторов и индукцион-
ных регуляторов приведена в [Л. 2-20]. Как показал
анализ результатов экономического расчета по этой ме-
тодике, целесообразность применения ТУИП, в данном
случае зависит от конкретного соотношения между
временем работы в год и глубиной регулирования по
напряжению К.
При длительной двух- и трехсменной работе ТУИП
экономически выгоден при крайних значениях Л’-С0,2
или К>0,8. При средних значениях К=0,3-г-0,7 приме-
нение ТУИП целесообразно лишь при односменной рабо-
те, т. с. режиме работы порядка 2500 ч в год.
Тиристорные переключатели (ТП) следует при-
менять:
а) в схемах импульсного регулирования печей со-
противления;
6} в схемах позиционного и импульсного регулиро-
вания печей сопротивления общепромышленного и лабо-
раторного назначения взамен электромагнитных контак-
торов и магнитных пускателей, в тех случаях, когда:
исполнительное устройство должно работать бесшумно;
применение тиристорных переключателей взамен элек-
тромагнитных контакторов экономически целесообразно
с учетом капитальных и эксплуатационных затрат.
Рекомендуемая методика определения целесообраз-
ности применения тиристорных переключателей взамен
электромагнитных контакторов приведена в [Л. 2-20].
Как показали расчеты, эта целесообразность су-
щественно зависит от числа включений в час. В схемах
с токами нагрузки 63, 160, 160 и 250 А, если частота
включений больше 300—400 вкл/ч, то выгодны ТП, а при
частоте менее 300 вкл/ч или токах свыше 250 А при лю-
бой цикличности целесообразнее применять электромаг-
нитные контакторы,
2-в. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО
РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕЧЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Основная задача устройств автоматического регули-
рования температуры в печах сопротивления состоит
в обеспечении заданного температурного режима нагрева
изделий. В соответствии с технологическим процессом
требования к характеру режима и точности его выпол-
нения могут изменяться в широких пределах. В одних
случаях необходимо лишь нагреть изделие, в других —
за нагревом следует режим выдержки и постоянного
охлаждения, В ряде случаев необходимо программное
регулирование, т. е. изменение температуры печи (или
издсаия) по заранее заданному закону. При этом необ-
ходимая стабильность поддержания температурного ре-
жима может изменяться от ±(5—15)’С (при термооб-
работке в печах общепромышленного назначения) и
± (2—3)'=С (в лабораторных печах) до ± (0,5—1)°С
104
(в прецизионных печах, связанных е производством
полупроводниковых приборов, оптических материалов
и г, п.).
В печах, рассчитанных на температурный режим
до 1600—ISOOX, в качестве- чувствительного элемента
датчика системы регулирования обычно используются
термопары, в редких случаях — термометры сопротив-
ления, и параметром регулирования является непосред-
ственно температура,
В печах с рабочими температурами 1800—2500°С(
в которых основными возмущениями, нарушающими
температурный режим, являются колебания и отклоне-
ния напряжения сети и изменения сопротивления нагре-
вателей, из-за отсутствия серийно выпускаемых термо-
электрических термометров (термопар) регулирование
температуры печи можно осуществлять косвенным пу-
тем, используя в качестве параметра регулирования
мощность.
Для поддержания температуры печи постоянной
или для изменения ее по заданному закону необходимо
изменять в широких пределах мощность, вводимую
в печь.
Печь сопротивления чаще всего характеризуется
большой тепловой инерцией, обусловленной теплоем-
костью изоляции, нагревателей, а часто и загрузки,
вследствие чего температура печи изменяется сравни-
тельно медленно; для поддержания постоянной темпера-
туры в таких печах не требуется соответствия между
поступающей в печь и потребляемой ею мощностями
для каждого момента времени. Достаточно, если это
соответствие выполняется для средних значений мощ-
ностей за сравнительна длительный промежуток време-
ни. Это упрощает систему регулирования температуры,
позволяя во многих случаях отказаться от устройств
для плавного изменения мощности печи, т. е. устройств
непрерывного регулирования, и применять позиционные
системы с простейшим исполнительным устройством —
электромеханическим контактором или тиристорным пе-
реключателем.
Диапазон изменения подводимой мощности состав-
ляет примерно (0,5—1)Люк в печах непрерывного
действия и (0,2—1)РИом в печах периодического дейст-
вия. . Там, где необходимо программное регулирование
температуры, глубина регулирования мощности возрас-
тает еще больше. Датчики температуры, используемые
в системах регулирования, могут обладать значитель-
ной тепловой инерцией, в результате чего отклонения
температуры поступают на вход регулятора с запазды-
ванием, что увеличивает амплитуду колебаний при пози-
ционном регулировании и затрудняет получение прием-
лемого характера переходных процессов при непрерыв-
ном регулировании.
На качество регулирования температуры оказывает
влияние также место установки датчика в печи, так как
нагреватели, теплоизоляция и загрузка могут иметь
существенно неодинаковые температуры, изменяющиеся
при регулировании с различной скоростью.
На рис, 2-103 представлена функциональная схема
системы автоматического регулирования температуры.
На этом рисунке элемент /•—задающее устройство для
ручного или автоматического (в случае программного
регулирования) ввода заданного значения регулируемой
Рис. 2-103. Функциональная схема системы автомати-
ческого регулирования температуры.
температуры; 2 — орган сравнения действительного (f)
и заданного (/э) значений температуры, предназначенный
для определения отклонения &i=t— i3; элемент 3—
регулирующее устройство (собственно регулятор), фор-
мирующий регулирующее воздействие в зависимости от
и его знака'отклонения. Регулирующее устройство
придает системе необходимые статические и динамичес-
кие свойства, так как именно н нем формируется закон
регулирования, т. е. зависимость между отклонением
и регулирующим воздействием; элемент 4 —исполни-
тельное устройство, которое является выходным сило-
вым органом регулятора и непосредственно воздействует
на объект регулирования 5; элемент 6 —- датчик, осу-
ществляющий измерение регулируемой величины.
В зависимости от заданной точности регулирования,
температуры и динамических характеристик печи и дат-
чика температуры используются различные системы
регулирования. По принципу действия последние делят-
ся в основном на два класса — системы дискретные (ре-
лейные) и непрерывные.
Ранее в печах сопротивления использовались только
простейшие двухпозиционные регуляторы температуры
па базе регулирующих компенсаторов (потенциометров)
или милливольтметров и электромагнитных контакторов.
По мере повышения требований к качеству регулирова-
ния температуры стали применяться непрерывные регу-
ляторы, в состав которых кроме измерительных
устройств вошли аналоговые ПИД-регулирующие
устройства, а в качестве исполнительных устройств —
бесконтактные управляемые источники питания, перво-
начально на магнитных усилителях, а впоследствии на
тиристорах (РНТО —однофазные и РНТТ — трехфаз-
ные тиристорные управляемые источники питания,
см, § 2-5). В последнее время стали находить примене-
ние импульсные (квазинепрерывные) регуляторы.
Для обеспечения высокой точности регулирования
температуры [±(0,5—1)*С на уровне 1000—1600°С]
для специальных технологических процессов созданы
отечественные прецизионные регуляторы температуры
ВРТ и прецизионные установки контроля и регулиро-
вания А ПР,
Используемые в системах регулирования температу-
ры Электронные измерительные устройства (компенсато-
ры, усилители), работающие в комплекте с термоэлек-
трическими термометрами (термопарами), подвергаются
воздействию электрических помех: поперечных, возни-
кающих вследствие наводок э. д. с. переменного тока
в измерительных цепях «термопара — линия связи —
прибор», и продольных, возникающих вследствие токов
утечек из-за несовершенства изоляции измерительных и
силовых цепей и теплоизоляции печей. Если уровень
помех превышает помехозащищенность измерительных
устройств, то нормальная нх работа нарушается.
Чем больше ток печи, тем больше уровень попе-
речной помехи; чем выше температура в печи и питаю-
щее печь напряжение, тем больше уровень продольной
помехи.
Для повышения помехоустойчивости системы
регулирования существуют способы ослабления попе-
речной и продольной помех в цепи «печь — термопара —
линия связи» и способы повышения помехозащищенно-
сти самого измерительного устройства.
Выпускаемые в настоящее время автоматические
компенсаторы серии КСП имеют повышенную помехо-
защищенность по поперечной помехе (20% шкалы при-
бора) и по продольной помехе (100% шкалы прибора)
по сравнению с ранее выпускавшимися компенсаторами
ЭПП, ПСР, ЭПД.
Прецизионные регуляторы температуры ВРТ и
АПР выполнены особо помсхозащищеиными. Их защита
по поперечной помехе выполнена на уровень сигнала
переменного напряжения 1—2 мВ, 50 Гц, а зашита по
Продольной помехе — на напряжение 220 В, 50 Гц (на-
пряжение между входными зажимами прибора
и землей).
ПЕЧЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ КАК ОБЪЕКТ
АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА
Электропечь сопротивления представляет собой
сложную многозвенную структуру, звенья которой: на-
гревательные элементы, стенки футеровки (теплоизоля-
ция), изделие и т. д. — связаны между собой законами
теплообмена. Динамическая характеристика электропечи
сопротивления зависит от динамических характеристик
звеньев, образующих ее структуру.
В печах сопротивления с преобладанием теплообме-
на излучением динамические характеристики отдельных
звеньев печи следующие.
Нагреватель и изделие в большинстве случаев мож-
но считать теплотехнически тонкими телами; их дина-
мические характеристики описываются передаточными
функциями инерционного звена первого порядка:
для нагревателя
для изделия
(Р) — д T~i 1
B-iP + I
Здесь p=d/dT—оператор Лапласа,
=cngn/anFn — постоянная времени и-го звена, с,
в которой: сп—удельная теплоемкость, Дж/(кг К);
масса, кг; Р п — поверхность звена, м2; а„ =
=4СпрпГдя 10~8 — коэффициент теплоотдачи, Дж/(м=Х
,Хс-К); Спрп — приведенная излучательная способность
n-го звена, Дж/(м2-с-К‘); Топ — температура и-го звена
в установившемся исходном режиме, К.
Для печей непрерывного действия, в которых име-
ются дополнительные потери, связанные с выносом теп-
ла из печи с выходящим изделием, постоянная времени
изделия определяется по формуле
в;  53/т,
(2-1)
(2-2)
с"1:. Вп=
где
. Т 1 [ 2гяД0/а3Д8;
Go — производительность, кг/с.
Футерованная теплоизоляция чаще всего рассмат-
ривается как элемент с распределенными параметрами,
и ее передаточная функция представляет собой в общем
виде трансцендентное иррациональное относительно р
выражение.
Для плоской одномерной теплоизоляции передаточ-
ная функция имеет вид:
ЛМРЛ)
Д7У(р,Х)
АГокр (q)
Bl cfl(l— X)V q . + ~— sll(l —X)V q
Vq sh/7+Bi(l + ₽) ch]/?
(2“3)
где q~&pla-, ДГояр — изменение температуры печного
пространства, вызывающее изменение температуры фу-
теровки на ДГг(Х); X=x/S— относительная координата
слоя стенки; б — толщина футеровки, м; fi-a'/a,; а
и а' — коэффициенты теплоотдачи на внутренней и на-
ружной поверхностях футеронки; Bi—аб/Л—число Ено;
н = 7./су —коэффициент тем не р ату ропро водности футе-
ровки, ма/с; Л — коэффициент теплопроводности футе-
105
ровки, Дж/(М‘С-К); т — плотность материала футеров-
ки, кг/м3.
Оперирование с такой сложной передаточной функ-
цией (2-3) приводит к значительным затруднениям при
дальнейших расчетах.
Если пренебречь потерями с наружной поверхности
футеровки, т. е. принять а'=0 при одновременном усло-
вии BiS>50, что справедливо практически для всех фу-
терованных печей, то передаточная функция (2-3) упро-
щается и для внутреннего слоя (Л' = 0) примет вид, со-
впадающий с передаточной функцией полуинерционного
звена:
(2-4)
где Bs = Xcey/ce2 ~ постоянная времени футеровки, с.
Экранная теплоизоляция может рассматриваться
как элемент с сосредоточенными параметрами (Bi=g
^10“а); тогда передаточная функция стенки совпадает
с передаточной функцией инерционного звена первого
порядка (2-1).
Для описания динамических характеристик других
массивных тел, которые могут войти в состав структуры
печи (керамический муфель, иногда нагреваемое изделие
Рнс. 2-104. Структурная схемд электропечи сопротив-
ления.
№j(p)—передаточная функция нагревателя: Й^Др) —передаточ-
ная функция стенки:	— передаточная функция изделии;
(РДр) — передаточная функция термопары; т — относительное
изменение мощности (входного воздействия);^ н ,в'т,п.'“отно-
сительное изменение температуры соответственно л-го звена и
термопары под влиянием входного нозд ей степи.
Рнс. 2-105. Упрощенная структурная схема электропечи
сопротивления.
или теплоизоляция стенок при наличии существенных
потерь, когда «/¥=0), следует пользоваться передаточ-
ной функцией (2-3);
Анализ взаимосвязи звеньев печи лучше всего про-
водить по ее структурной схеме, которую можно рас-
сматривать как графический аналог дифференциальных
уравнений.
Для электропечи сопротивления, состоящей из трех
звеньев (нагревателя, стенки и изделия) и термопары,
осуществляющей контроль температуры н установлен-
ной в произвольной точке рабочего пространства печи,
структурная схема имеет вид, изображенный на рис,
2-104. Изменение подводимой мощности т, т, е. управ-
ляющее воздействие, поступает на вход нагревателя
W"i(p), что приводит к отклонению его температуры на
чЧ,|. В результате воздействия нагревателя на стенку
№г{р) ц изделие IPs(p) также происходят отклонения
их температур наДЬ и <?э.'
Из схемы следует, что каждое из звеньев охвачено
положительными обратными связями. Это означает
что отклонения температуры в печи и их характер оп-
ределяются взаимным влиянием звеньев.
Зависимость отклонений температуры всех звеньев
печи от ее параметров и управляющего воздействия —
подводимой мощности — описана системой уравнений
[Л. 2-22]
#1 (д) - 1т (р) / -]- Кг103 (р) +Кэ10я(р) l№i(p);
«2 (р) - ГХзтОд (р) +	(р) 1 В7г (Р);
$3 (Р) =	(Р) ~г КуЛ-2 (р)]^з(р),
(2-5)
где Ап (р) — Д7п (р)/^—изображение по Лапласу от-
носительного отклонения температуры «-го звена под
влиянием входного воздействия ;_Го« — температура зве-
на в установившемся режиме; т(р)=АР(р)/Ро — изоб-
ражение по Лапласу относительного изменения входного
воздействия (мощности); Ро — мощность, необходимая
для поддержания в печи стационарного режима на за-
данном температурном уровне и приходящаяся на 5 м2
поверхности футеровки, Дж/с; Ki; — коэффициент, от-
ражающий влияние t-ro эвена на /-е и зависящий от
взаимного расположения, излучательной способности и
соотношения уровней температур звеньев печи; {=
— Ро/а/РгЛи—коэффициент передачи печи по темпера-
туре нагревателя, а>— коэффициент теплоотдачи нагре-
вателя; Pi — поверхность нагревателя.
Температура в произвольной точке рабочего про-
странства печи, в которой может находиться термопара
термоэлектрического термометра, определяется влияни-
ем на нее всех звеньев печи:
^4 (Р) —	(р) + /Cain's (Р) +	(Р);	(2-6
Отклонение температуры термопары
От.п(р)-=^(р)И^(р),	(2-7)
где Wt(p')—передаточная функция термопары.
j Исходные данные, необходимые для нахождения
коэффициентов Д’и и f, определяются из статического
расчета (Л. 2-23], который должен предшествовать ди-
намическому исследованию печи.
Решение системы уравнений (2-5) и (2'6) дает пере-
даточные функции печи, которые из-за сложности чаше
всего непригодны для дальнейших расчетов.
С целью облегчения расчета динамических характе-
ристик электропечей сопротивления в [Л. 2-24] приведе-
ны динамические характеристики для упрощенной струк-
туры из двух звеньев для случая, когда постоянной
времени одного из звеньев, например изделия Вз,- мож-
но пренебречь но сравнению с постоянными времени на-
гревателя Bi и стенки Bs (рис. 2-105). --
106
Ня рисунке	™ коэффициент, характеризую-
щий динамические свойства структуры, в котором
в;= Bj/fl-^з/Сз,);	•
В2 == /?,,/( 1 —
Элемент
г _	~ Н КйКзй) (А~м + К-цКзг) (2 9}
-	(1 - К1вК31) (I - W
— коэффициент передачи положительной обратной свя-
зи, которой звено IP;(р) охвачено через И/г(р);
элементы
61 .=/с14 + КЛ;	(2-Ю)
(2-Н)
1 • Л аа Лаа
— коэффициенты, характеризующие влияние соответст-
венно нагревателя и футеровки па термопары.
Коэффициент /* для такой структуры равен;
-----. (2.12}
I —/CwA7« 4 (1 ~/С19 7С31)
В [Я. 2-24] приведены нормированные частотные
характеристики для значений р от.0,2 до 4 и В от 0,1
до 9,9. 1'вя же показано, как могут быть получены ча-
стотные характеристики для случая, когда структурную
схему печи нельзя привести к упрощенному виду и она
представляет собой сложную замкнутую систему с пере-
крестными связями, как на рис. 2-104; ее следует пре-
образовать к виду без перекрестных связей и разбить на
простейшие контуры 4, В, С, D (рис, 2-106), для кото-
рых получены нормированные частотные характеристики..
Описанный -метод даже при использовании готовых
нормированных характеристик достаточно сложен, и
пользование ям оправдано только, если требуется зна-
ние динамических характеристик печей с высокой точ-
ностью, например для прецизионных печей сопротивле-
ния, или необходимо определить температуру отдельных
звеньев печн.
- При выборе регуляторов для большинства печей со-
противления периодического действия достаточно ис-
пользовать упрощенное описание динамических хараы-
зеристик печи [Л. 2-25], найденное при допущении, что
футерованная теплоизоляция представляет собой полу-
ограниченное теплотехнически толстое тело, а. остальные
элементы рабочего пространства являются теплотехни-
ческими тонкими телами; принято также, что эти эле-
менты имеют во всех режимах температуру, одинаковую
с температурой внутренней поверхности футеровки, т. е.
что тепловое сопротивление между ними равно нулю.
Для этого случая передаточная функция печи
ir(s) = X/Ks (Н-К« k (2-13)
где s=pA'w—безразмерный оператор Лапласа; .VB —
= 2 ct Sj) А» са Р2 “- нормирующий коэффициент по
времени, с; я — число теплотехнически тонких тел в ра-
rt ,
бочем пространстве печи; "S с i gt — их суммарная геп-
,=i
левая емкость, приходящаяся на 1 мг поверхности футе-
ровки, Дж/(м5-К); V Х.ас3р2 —коэффициент тепдоусво-
. it?	п
ения футеровки, Дж((м2-с "-К): К S cigi!K р2-
 < = i
К-м3-с/Дж.
Коэффициент Л' характеризует приращение темпера-
туры при единичном гмловом потоке за единицу безраз-
мерного времени.
Рис. 2-1G6. Преобразованная структурная схема без
 перекрестных- связей.
Рис. 2-107 Нормированные частотные характеристики
элеетропечи сопротивления.
Л1{Щ — логарифмическая амплитудно-частотная характеристика;
<р(Й) —- фазо-чаетотная характеристика.
При многослойной футеровке принимаются в расчет
лишь тенлофнзические конставты ее внутреннего слоя.
Для принятого описания печи (2-13) частотная ха-
рактере тика
1Р(/Я) ~М(Й)е,'ч’в,	(2-13а)
где М (Й) = /</|к Q (1 Q + }/ 262 ) — амштитудно-ча-
стотгтая и (p(Sl) =arctg |—(1 -4- 2Й ) | фазо-частот-
ная характеристики; Q = wJVM—-безразмерная круговая
частота.
На рис. 2-107 приведены нормированные логарифми-
ческие частотные характеристики для' Х=1, позволяю-
щие сравнительно просто по исходным данным реаль-
ной печи найти се частотную характеристику, которая
в дальнейшем может быть использована при выборе ре-
гулятора.
Для получения реальной характеристики печн по
нормированной (рис. 2-107), зная К и , необходимо
(шифровать значения нормированной частоты Я по оси
абсцисс реальными значениями (i> = Q/jVo и оцифровать
нормированные значения Л1(П) по оси ординат реальны-
ми значениями Л1 (<г>) -^А1(62)Л?, где
К’ КРаЛ0.
107
Печь непрерывного действия представляет собой
статический объект с коэффициентом передачи Кп, ко-
торый может быть подучен непосредственно из струк-
турной схемы или из системы уравнений (2-5), если при-
нять в них р = 0. При этом в зависимости от соотноше-
ния между потерями теплопроводностью и излучением
коэффициент передачи может принимать значения в
пределах 0,25—1, Если потери определяются только за-
конами излучения, то Ки = 0,25.
Для большинства печей периодического действия из-
менением потерь через теплоизоляцию при регулирова-
нии можно пренебречь. Это означает, что на рис. 2-105
элемент g=l и коэффициент передачи Кп=-1/(1—В) =100.
т. е. печь в процессе регулирования ведет себя, как.
астатический объект.
Динамические свойства печи определяются постоян-
ными времени звеньев, отношением \этих величин р,
степенью связи между звеньями В и местом установки
термопары.
Как следует из структурной схемы печи (см.
рис, 2-104), звенья соединены таким образом, что в на-
чале переходного процесса, т. е. на высоких частотах,
переходная характеристика печи для точки установки
термопары (fti) определяется передаточной функцией
нагревателя 1Р1(д), который, как правило, является
звеном первого порядка. В конце переходного процесса,
т. е. на низких частотах, на характеристик у печи оказы-
вают свое влияние также стенка Fa(p) н изделие W"3(P).
Так, при измерении безынерционным термоэлектри-
ческим термометром температуры на нагревателе пе-
редаточная функция которого Wt(p), независимо от ви-
да передаточных функций других звеньев и коэффи-
циентов Р и g сдвиг по фазе определяется W"i (р) и не
превышает 90°.
Если термометр контролирует температуру поверх-
Тюсти изделия и между изделием и нагревателем нет эк-
рана пли муфеля, то фазовый сдвиг определяется сум-
марным сдвигом звеньев	и Ws{p)t соединенных
последовательно, и не превышает 180°.
Если регулирующий термометр экранирован от на-
гревательных элементов, то в связи с появлением за-
паздывания в системе динамическая характеристика пе-
чи описывается уравнением более высокого порядка и
запас устойчивости при этом значительно снижается.
ДАТЧИКИ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ
а)	Термоэлектрические термометры. В табл. 2-38 при-
ведены основные данные наиболее широко применяе-
мых термоэлектрических термометров.
Поведение системы регулирования температуры во
Многом определяется динамической характеристикой
датчика, которая в ряде случаев может оказаться од-
ним из самых инерционных ее -элементов. Поэтому для
оценки ожидаемой точности регулирования температу-
ры необходимо знать динамическую характеристику дат-
чика.
Передаточная функция термоэлектрического термо-
метра при наличии защитного чехла может быть аппрок-
симирована выражением-
где Кт.и — безразмерный коэффициент передачи; Ят.п—
постоянная времени, с; То — за-паздьша-пис, с.
Термоэлектрический' термометр,, ио имеющий защит-
ного чехла, может быть описан передаточной функцией 
инерционного звена первого порядка:
Постоянная времени такого термометра йг, зави-
сит от его конструктивного исполнения, диаметра тер-
Рис. 2-108. Динамические характеристики термопар.
1— типа TXA-ХШ. диаметр термоэлектродов 3,2 мм. в метал-
лическом чехле диаметром 21/15 мм, с фарфоровым наконечни-
ком на рабочем спае; 2 — то же. диаметр термоэлектродов
0,5 мм; 3~ ТХА-Х1Н, диаметр термо электродов 0,5 мм. в фар.
форовом чехле диаметром 20/10 мм; 4 — ТХА-ХШ, диаметр тер-
иоэлектродов 3,2 мм без чехлов.
моэлектродов и температурного уровня и определяется
по формуле
^т.п =s ОСр,
где с, g, a, F — теплоемкость, масса, коэффициент теп-
лоотдачи и площадь термометра (его рабочего спая).
На рис. 2-108 приведены зависимости Вт.п и То от
его температуры, полущенные экспериментально
[Л. 2-25]. Видно, что промышленные термоэлектриче-
ские термометры (например, типа ТХА-ХШ) обладают
существенными инерцией и запаздыванием.
Для обеспечения высокой точности регулирования
температуры важно правильно выбрать датчик и место
его установки. Датчик должен реагировать как на
управляющее, так и на возмущающие воздействия; уста-
новка его определяется н большой степени характером
возмущающих воздействий, от которых зависят отклоне-
ния регулируемой температуры и их вид.
Возмущения в печах сопротивления можно разде-
лить на внешние (изменения напряжения питающей се-
ти, температуры окружающей среды) и внутренние (из-
менения производительности для печей непрерывного
действия, расхода газа и т. п.).
Если в печи отсутствуют или малы внутренние воз-
мущения, а основными из внешних, как. это чаще всего
бывает, являются колебания и отклонения напряжения
питающей сети, то датчик целесообразно устанавливать
вблизи нагревательных элементов, так как их темпера-
тура в большей мере, чем температура других звеньев
печи, изменяется при изменениях сетевого напряжения.
Если внутренними возмущениями и их влиянием на
температуру изделия пренебречь нельзя, то датчик сле-
дует устанавливать вблизи изделия. Однако при этом
снижается влияние на датчик управляющего воздейст-
вия — подводимой мощности, что затрудняет работу
регулятора. Значительно ухудшается также качество ре-
гулирования, если между нагревательными элементами
й датчиком установлены тепловые экраны, так как за-
паздывание, вводимое ими, увеличивает склонность си-
стемы. регулирования к колебаниям.
Длй того чтобы инерционность датчика как можно
меньше сказывалась на качестве регулирования темпе-
ратуры, необходимо, где это позволяет технологический
процесс, применять термоэлектрические термометры без
чехлов и стремиться к тому, чтобы постоянная времени
термометра была значительно меньше постоянных вре-
мени звеньев печи: нагревателя, стенки, муфеля.
б)	Датчики мощности, используемые для печей соп-
ротивления, выполнены на термопрсобразователях
108
T a ft Л И и, а 2 ЗЯ
Основные данные термоэлектрических термометре» (ГОСТ 6616-74)
Тип	Граду- ировка	Пределы измере- ния, °C	Термо- д. с., мВ	Погрешность измерения		Материал н диаметр электродов, мм	Материал защит- ного кожуха; его наружный диаметр, мм	Среда, в которой может приме- няться термометр	Макенмальяое условное давле- ние, МПа	Тёпловал посто- янная времени, с	j Исполнение	Монтажная длина, .мм
				Измеряемая температу- ра, ₽С	Погреш- ность^ мВ							
ТХК-ХШ	хк	[>-600	0—4S.11	(—50)-!-300 ' 300-J-800	0.15 0,24-6,0-10—* (/-300}	Хромель — ко- пель; 3,2	Х18Н10Т; 21	Жидкая; газооб- разная	0,1	210	о, э	500: 800; 1000: 1250; 1600; 2000; 2500; 3200
ТХ К-0525А	хк	0—600	0—49.11			То же	0X13; 10	То же	6,4	60	отэ, т	120; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; В00; . 1000; 1250; 1000; 2000
ТХК VIH	хк	0— 600	0-49Д1			» >	Х18Н10Т; 21	» У	1,0	210	О. э	160; 200; 320; 400; 800; 1250
ТХК-834 (поверх- ностная)	хк	0—4 ВО	0—31,49			Хром ел ь — ко- пель; 1,2	Нет	Поверхности тел	0,1	Не нор- ЫНрО' вана	О, 3	9000
ТХД-ХП1	ХА	а—800	0—33,32	(—50)-: зоо 300-5-1300	0,16 0,164-2,0-10—4 (/- 300)	Хромель — алю- мель; 3.2	Х18Н10Т; 21	Жидкая, газооб- разная	0,1	210	О. 3	500; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500;. 3150
		0—1000	0-41,32			То же	Х25Т; 21	То же	о.г	210	О, э	500
TXA-1I (коленча-	ХА 	0—800	0—33,32			> »	Х18Н10Т; 21	» >	0,1	210	о, э	.500
тая)		0—1 ОСО	0—41,32			> ♦	Х25Т: 21	> >	0.1	210	о, э	500
TXA-VHI	ХД	о-мо	0—33.32			» • »	Х18Н10Т; 21	э >•	од	210	о, э	160; 200: 320; 400; 800; 1250
		0-1000	0—41,32			> »	Х25; 21	» »	од	210	о. э	160; 200; 320; 400: 800; 1250
ТХА-470	ХА	0—300	Ct—15,51			Хромель — алю- мель; 1,2	Х18Н10Т; 6	Газообразная, при скорости по- тока до 18 м/с	0,1	1й	о	150; 250; 400
ТХА-722	ХА	0—100	0—16Д0			Хромель — алю- мель; 0.7	Х18Н10Т: 3,2	Газообразная	0,1	2	О, т	100; 340; 400; 540
ТХА-0063 {поверх- I] ост на я)	ХА	0—550	0-22,78			То же	X1SH10T; 14	Поверхности тел	0,1	10	О	3S
тпп-п	ПП	1—1300	0—13J29	(—20)^300 3004-1600	0,01 0,014-2,5- 1(Г"* ((-300}	Платинороднй — платина; 0,5	Фарфор; 20	Окислительная,, нейтральная	0,1	210	о, э	500* 800; 1000; 1250г 1600; 2000
ТШ1 571	ПП-30/6	300-1600	0,443— 11,456	300-^-1300	О.ОЦ-З.ЗПО^ (/—300)	Платинородпй — платинородий; Cf5	Окись алюминия; 0,8	То же	0,1	210	О, э	500; 800; 1000* 1250? 1600 : 20 00
ТПР-0Й13	ПР-30/G	300—1600	0,443— 11,456		-	Платинородпй — плэтниородий; 1,2	Окись алюминия; 20	> »	3.5	60	О	400; 500; 630*	800i 1000; 1250; 1600
TBP-55I	ВР-5/20	0—2200	0—31,170		4—	В аль фр а м'ре- ний — вольфрам- рений; 0,34	Окись алюминпя с 1%-ноЙ присад- кой титана и сталь; 8	Азотоводородная	0,1	1	о	686; 1180
Рис. 2-109. Принципиальная схема датчика мощности с
термоэлектрическими преобразователями.
Рис. 2-110. Динамические характеристики датчиков мощ-
ности.
! — с термопреобразователями ТЭМ-1; 2 >— с термопр кобра зова-
тел я ия ТВБ-).
ТВБ-4 и ТЭМ-1. Термопреобразователь состоит из на-
гревателя и одного (ТВБ) или батареи (ТЭМ-1) термо-
элементов — термопар, находящихся в непосредственной
близости от нагревателя.
Принципиальная схема датчика мощности, приме-
нимая и для ТВБ-4 и для ТЭМ-1, представлена на
рис. 2-109. Это одинарный мост, в два плеча которого
включены нагреватели термопреобразоватслей 7?тг и 7?тг,
а в два других нлеча — резисторы с равными сопротив-
лениями Лг—Дэ. К вершинам одной диагонали через
шунт Rtt и добавочный резистор Йц подводится ток I,
а к вершинам другой диагонали через согласующие ре-
зисторы Ri—Кз подводится напряжение U контролиру-
емой цепи.
При идентичности выходных характеристик обоих
термоэлементов, соединенных по дифференциальной схе-
ме, выходной Сигнал датчика
Е ~ Ei — Е2 = №7 cosap	(2- IS)
пропорционален активной мощности контролируемой це-
пи с коэффициентом пропорциональности К.
Термопреобразователи имеют большой разброс по
коэффициентам преобразования и по сопротивлениям
нагревателей, что приводит к существенному разбросу
их выходных характеристик. У термо преобразов а телей
ТВБ-4 разброс сопротивлений нагревателей достигает
50%, а выходных характеристик 200%. У термопреоб-
разователей ТЭМ-1 разброс сопротивлений не превыша-
ет 5%, разброс выходных характеристик не более 10%.
С целые получении идентичных выходных характе-
ристик термопрсобразовэтелей в схеме моста н исключе-
ния необходимости -в специальном их подборе служат
подгоночные резисторы.
Номинальный выходной сигнал датчика с элемента-
ми типа ТЭМ-1 составляет 10 мВ, типа ТВБ-4 5 мВ,
Выходной сигнал 10 мВ более предпочтителен для соеди-
нения с существующими регуляторами ВРТ и др. Вы-
ходной сигнал датчика мощности с ТВБ-4 принят рав-
ным 5 мВ потому, что при этом погрешность преобра-
зования в 2,5 раза меньше, чем при сигнале 10 мВ, из-за
того, что погрешность преобразования датчика мощно-
сти зависит от токовой нагрузки термопрсобразователя.
Рекомендуемый режим работы датчика, при кото-
ром обеспечивается наименьшая его погрешность:
а)	для датчика с элементами ТЭМ-1 соотношение
токов т—Е!1п\ суммарный ток через термоэлемент п—
~ (Л+/«)/7н<>и<0,85±0,95;
б)	для датчика с элементами ТВБ-4 т=2,5;
0,6—0,65.
Диапазоны напряжения контролируемой цепи со-
ставляют 5—25, 20—50 и 220—380 В.
Для первых двух диапазонов питание цепей напря-
жения датчиков мощности производится непосредствен-
но от выводов печи, для третьего диапазона — от транс-
форматора напряжения (220/36 В или 380/36 В). Токо-
вая цепь датчика мощности питается от трансформатора
тока со вторичным током 5 А.
Суммарная среднеквадратичная' погрешность дат-
чика мощности	'______,
6 - У б,ф + 6щ + б* ,	(2-16)
где' 6пр — погрешность преобразования, определяемая
погрешностью вычисления квадрата сигнала термопре-
образователей; б;о — температурная погрешность, опре-
деляемая температурными погрешностями термопреоб-
разователей и резисторов; бт—временная нестабиль-
ность, определяемая временными нестабильностями тер-
моп ре образов а телей и резисторов.	к
Для датчика с элементами ТЭМ-1: впр=0, 6(0=
=0,037%/°С; 6Т =6,001% (за 24 ч) и 0,083% (за 2000 ч).
Для датчика с ТВБ-4: 6пр=4,75% (при широком
диапазоне изменения тока нагрузки печи)- 5<о=
= 0,118%/°С; бт =0.008% '(за 24 ч) и 0,67% (за 2000 ч).
При использовании датчика мощности с ТВБ-4 в си:
Стеме регулирования в режиме стабилизации, когда
важно не абсолютное значение заданного режима, а
лишь относительная его стабильность, погрешность пре-
образования можно не учитывать при оценке точности
регулирования мощности, если. технологический процесс
длится не более 24 ч. При более длительных процессах 1
возможно старение нагревателей печи и соответствую-
щее- изменение тока, и в связи с тем, что при этом бпр 
изменяется, должна быть .скорректирована оценка точ-
ности регулирования.
Суммарная погрешность 1 датчика мощности в си-
стеме регулирования составляет для датчика с ТЭМ-1:
при длительном режиме работы (2000 ч) 6 = ±0,2%;
для датчика с ТВБ-4: при длительном режиме работы
(2000 ч) в=±1%, за 24 ч 6 = ±0,2%.
Экспериментально полученные динамические харак-
теристики датчиков мощности с ТВБ-4 и ТЭМ-1 изобра-
жены на уте. 2-110. Как следует из графиков, датчики
могут быть аппроксимированы инерционными звеньями
первого порядка с передаточной функцией
W. ы (р) = /Сд-М — ,
Д Йд.мР+1
&Е/Е
гДеКдц =	1 — безразмерный коэффициент пе-
редачи, представляющий собой отношение отаоснтель-
1 Суммарная погрешность датчиков мощности указана для
конструкций датчиков, предусматривающих термостатированиа
термопреобразователей (ТВБ-4 и ТЭМ-1} о точностью ±ГС*
по
нйго приращения выходного сигнала Е к относительно-
му приращению входного сигнала Р	мощ-
ности); £д.н—.постоянная времени, с.
Для датчика с ТЭМ-1 Вд.м = 0,15 с, для датчика
сТВД-+Вд.м = 0,9е.
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ
ТЕМПЕРАТУРЫ И МОЩНОСТИ
Используемые в печах сопротивления системы регу-
лирования температуры и мощности можно разделить
на две группы:
1. Системы регулирования температуры (мощности)
для печей сопротивления общего назначения, в том чис-
ле для лабораторных,
2. Системы регулирования температуры (мощности)
для прецизионных печей сопротивления.
В свою очередь первая группа имеет модификации
систем, осуществляющих релейное, непрерывное я им-
пульсное (квазинепрерывное) регулирование.
Прецизионные печи сопротивления, как правило,
оснащаются только непрерывными системами регулиро-
вания, На рис. 2-111 приведены структурные схемы
системы автоматического регулирования температуры и
мощности.
Структурно системы состоят из задатчика сигнала,
пропорционального температуре или мощности, ЗТ, ор-
гана сравнения ОС, устройств: измерительного НУ, ре-
гулирующего РУ, исполнительного Йсп. У, программно-
го ПУ и датчика температуры ДТ или мощности ДМ.
В регуляторах общего назначения функции 37". ОС,
И У и РУ (позиционных, импульсных) совмещены в од?
ном приборе, например в компенсаторах типов КСП1 —
КСП4 или милливольтметре МР64. В непрерывных си-
стемах регулирования в качестве РУ используется бес-
контактное аналоговое регулирующее устройство.
В прецизионных системах для обеспечения высокой
чувствительности измерительные устройства выполняют-
ся узкопредельными на диапазон отклонения температу-
ры в пределах ±(125—500) мкВ. что составляет, напри-
мер, по термометру ТХА ±(3—12,5) °C. В связи с этим
задатчики одновременно являются подавителями тер-
мо-э. д, с. и выполнены в виде отдельных блоков.
Состав регуляторов температуры и мощности для
общепромышленных и прецизионных печей идентичен,
отличие состоит лишь в том, что.регулятор температуры
используется в комплекте с датчиком температуры —
термоэлектрическим термометром (рис 2-111. а, б), а ре-
гулятор мощности — в комплекте с датчиком мощности
(рис, 2-111,е, г).
При программном регулировании общепромышлен-
ных печей сопротивления программное устройство вклю-
чается между измерительным и регулирующим устрой-
ствами; в системах регулирования прецизионных печей
программное устройство, в состав которого входят
программируемый задатчик (подавитель) и блок про-
граммного управления, включается вместо обычного за-
датчика.
Двухпозиционный регулятор имеет существенно не-
линейную связь между входной (температура датчика) <
Рис.'2-112. Характеристики, двух позиционного регуля-
тора. .	'
а — характеристика «выход-вход* {Ро — средняя или потребляв
смая мощность цечн:	— соответственно максимальная н
минимальная подстодимыс мощности; ОуСт — уставка регулято-
ра; 2ф. — гистерезис регулятора): 6 — выходная характеристика
( Тр— период регулировании; Т Е — время нм пульса включеКцЬго
состояния регулятора).
Рис. 2-111. Структурная схема систем автоматического
регулирования температуры и мощности электропечей
сопротивления.
а “ системы регулирования температуры (позиционные, непре-
рывные или импульсные обаделроМыш^енпого яаэнацекия); б —
прецизионные системы регулирования температуры (иенрерын-
иьге); а—системы реагирований: мощности (непрерывные) об-
щепромышленного назначения; г — прецизионные системы регу-
лирования мониста (ншзрерывмы0.
Рис, 2-113. Процесс двух-
позиционного регулиро-
вания температуры с уче-
том динамического за-
иаздЕяванйя.
*- температура нагрева-
телей печи: # т>п — темпера-
тура рабочего спая регу-лн-
рующец термопары; Тс — за-
паздывание термопары.
Рис. 2-114. Переходные процессы регулирования и ка-
чество регулирования.
н выходной (мощность печи) величинами (рис. 2-112, а) .
Выходная величина изменяется скачком от Pi до Рг
или обратно всякий раз. когда входная величина про-
ходит пороговые значения оУсГ±Сы, где 2ег0— так назы-
ваемый гистерезис.
Относительное время включения регулятора или
скважность (рис. 2-112) равно:
_ Т\ _
7 7Р
Качество позиционного регулирования (рис. 2-113)
характеризуется такими параметрами, как амплитуда
колебаний А, частота колебаний гай—2я/Г1, и нестабиль-
ность Н поддержания температурного уровня. Эти па-
раметры зависят от гистерезиса регулятора, избытка
установленной мощности над потребляемой Pi/Pt> и ди-
намических характеристик пени и датчика.
Уменьшение гистерезиса, увеличение избытка мощ-
ности иечй, уменьшение инерции и запаздывания термо-
пары т0 способствуют увеличению соц и соответственному
уменьшению А.
Увеличение инерционности печи при прочих равных
условиях приводит к уменьшению А, несмотря па то,
что при этом также уменьшается <о0. Это объясняется
тем, что в даннсм'случЗе на А решающее влияние ока-
зывает уменьшение скорости изменения температуры,
связанное с увеличением инерционности печи.
Средняя температура, поддерживаемая двухпози-
ционным регулятором, равна уставке регулятора -flyer
только при условии Р1=2Р<>; в остальных случаях про-
исходит смещение значений этой величавы относительно
уставки, т. е. появляется нестабильность Н. При otcvt-
ствии возмущений // остается постоянной н температура
в лечи может быть скорректирована уставкой регу-
лятора.
Для улучшения качества позиционного регулирова-
ния необходимо стремиться к снижению запаздывания, и
инерционности датчика. Если это не удается, то необ-
ходимо уменьшить скорость нарастания температуры
в печи путем уменьшения избытка мощности и утяжеле-
ния самой печи. Однако следует учитывать, что послед-
нее ухудшает управляемость печи.
Регулятор непрерывного действия имеет непрерыв-
ную функциональную связь между выходной п входной
величинами.
Регуляторы непрерывного действия в соответствии
с законами регулирования подразделяются па следую-
щие типы:
1)	регуляторы пропорционального действия (П-ре-
гуляторы);
2)	регуляторы интегрального действия (И-регуля-
торы);
3)	регуляторы пропорционально-интсгралыюго дей-
ствия (ПИ-регуляторы);
4)	регуляторы проиорциона.чьио-интегрально-диф-
ференциального действия (ПИД-регуляторы).
Уравнение ПИД-регуляторов, нашедших наиболь-
шее распространение в системах непрерывного регулиро-
вания электропечей сопротивления, имеет вид:
У ~ К? J х dr + Тяс1х/ dr] ,	(2-17)
где у —.выходная величина (регулирующее воздейст-
вие); х — входная величина (отклонение значений ре-
гулируемой величины от заданного значения); Кр—ко-
эффициент усиления регулятора; Та— время изодрома
или время интегрального воздействия; Гл — время пред-
варения или время дифференциального воздействия.
Диапазоном пропорциональности, %, называют ве-
личину, обратную коэффициенту усиления регулятора:
ДПр - 100/Кр,.
В регуляторах непрерывного действия предусмотре-
на настройка величины др (или ДПр), 7Ф и Тд/Ти.
Динамические характеристики каждого из воздейст-
вий (П, И, Д) в виде переходных и частотных логариф-
мических характеристик приведены в табл. 2-39.
Закон регулирования и настройка регулятора опре-
деляют характер переходного процесса.
Основными показателями качества регулирования
являются (рис. 2-114):
1.	максимальное динамическое отклонение регули-
руемой величины от задания при однократном скач-
кообразном возмущении уЕ;
2.	динамический коэффициент регулирования /?д,
характеризующий степень воздействия регулятора и
представляющий собой отношение
Рд ~ -Ч/х0’
где Хд—КобУв — отклонение регулируемой величины без
регулятора; Коп— коэффициент передачи объекта регу-
лирования  («источник питания — печь — термопара»);
, 3. коэффициент затухания х — отношение второй
противоположно направленной амплитуды колебаний
(перерегулирования) к первой максимальной амплитуде
ж,: х—xi/xt 100%. Величина х характеризует степень
затуханий колебаний переходного процесса. Чем она
больше, тем процесс более колебательный и более про-
должительрый. Для апериодического процесса регулиро-
вания х=0;
4. время регулирования тЕ — продолжительность
переходного процесса от момента отклонения значений
регулируемой величины до возвращения ее регулятором
к заданному значению (с известной с генерью точности,
определяемой зоной -нечувствительности регулятора).
Показатели качества Рл, к и тп зависят от ди-
намических свойств объекта, возмущения, закона регу-
лирования, чувствительности и настроек регулятора.
Кроме указанных показателей качества непрерыв-
ные системы с П-законом регулирования характеризу-
ются статизмом
•61
= <2|8>
где б — остаточное отклонение значений регулируемой
величины от заданного значения,
На рис. 2-114 показаны два характерных переход-
ных процесса при непрерывном регулировании. Процесс
на рис. 2-114, а соответствует П-закону, процесс на
рис. 2-114.6— ПИ- и ПИД-законам регулирования.
Наилучшее качество регулирования в динамике, т. е.
наименьшие значения Xi, и, Тр, могут быть обеспечены
при П-законе регулирования. Это объясняется тем, что
И-воздействие при ПИ- и ПИД-законах, вводимое с
целью ликвидации остаточного отклонения б, характер-
ного для П-закона, одновременно вводит в систему до-
полнительное запаздывание (отставание по фазе).
Дифференциальное воздействие при ПИД-законе
в значительной степени компенсирует нежелательное
отставание по фазе, вводимое И-воздействием, и увсли-
112
Л	- I g.tFд.яаа .S-3? '
Дямяитекипж«и^«|Я^йй»-«р<»вд)тиДимьио1Ч>,- 1-7.'
«жтегральиого идиффереииипльчоге воздействий'
Логарнфмичгская аипли-
тудио-частотная Lm (и)'
д ’фазо».частотная ф (ш)
,а характеристики
Основные определения
д
-!Ц '	'/ '
М^<“1
Уровень, дБ, соответст-
вует коэффициенту уси-
ления регулятора /Ср
И
кзсдромз, с
4. Фмвкр определяется
.суммой : дву* фазовых
характеристик: эвена ! -то
порядка х 4 опережением
и о частотой излома е>>-
и звена 1-го: порядка с
отставанием и с частр-
ТОй иалоиа Фа,
иакс'
ДБ
Рис ,2-115. Ти повы е аптниальюфе процессы регуляррйа-;
НРЯ,	- к
й — апериодический с миаималъянй 1 вр смене и регулирования?
б —процесс с 20%-ныы неререгулировайием и минимальный
Временем первого полупериода; а,—процесс с минимальной :
квадратичной площадью отклонения	.
Частота ' излома <е0.
«ДеляЮТся амплитудой
—+3 дБ,. фСШо)—
“4В’, : численно равна
'Дц- гае 7И—время
!• ^макс я ^макс оп'
ределяетс'и' амплитудой
воздействия оо произвол*,
ной Лд .-
^макс
)5	25,5	 00’
12	21,5 -.	58
9 ИЛ 0	- 53
; 2. Частота первого из-
лома »i (рад(е) числен-
но равна |/Гд,.гда Тд—
время: пре д варения.
3. 4д-<й?Ф|, где о, и
хаа — частоты первого и
второго, да ломов.’
чивает тем самым запас устойчивости системы. На рис.
2-115 приведены типовые оптимальные процессы регУ"
лирбваиня. ..		-
Импульсные (квазинепрерывяые) регуляторы в од-
ной из своих основных модификаций, используемых в
печах сопротивления, представляют собой позиционные
регуляторы, охваченные отрицательной обратной связью
(рис. 2-116). В зависимости от езруктуры обратной евд- :
аи такие регуляторы йогст ро аналогии с непрерывными
обеспечить ПД- ’ и ПИД-законы регулирования; при
этом передаточные функции обратиых связей,имерт вид:
для 11Д-.закона
IW /Л . ^О.е
^О.С (р)	| * ч- 'Т- *
1 "Г Трр
для ПИД-закона '	)
.< ^.с(рг^ \ 17е—-
1 и р
.. '  .... . ?. ...'
Рис. 2-116; Квазияепрерывный -регулятор (позиционный
регулятор, охваченный отрицательной обратной связью),
а — ПД; о— ПИД-закон регулирования.
: характер н по аналогии с позиционными изменение мощ-
ности, подводимой к цепи, прогюрци опалин о скважно-
сти регулирования: Ро—у/1!. В отличие от позиционных,
эти регуляторы, могут обеспечить существенно более вы-
сокую частоту'переключений f (Гц), определяемую па-
раметрами обратной-связи.
Для случая, когда 2<Трч£да,е (см. -рис. 2-116):	-
 г-' ci   ДПР 
. ,	<£>о.е
где Во,с — постоянная времена обратной связи, с;
ДПр=ли,с м«йс — диапазон лропорцйональвости.
Качество регулирования ' при использовании им-
пульсных регуляторов определяется как показателями,
присущими для непрерывных регуляторов, так я таким -
Для .обратно с зн р ,	. 	модуляции мощности и динамической характеристики /
.	К-Ко.с(»5--ев)(ба-!-^();	печи.
(2-19)
Т  • Я J-Яе Т —	х - АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ ТЕМПЕРАТУРЫ'
- rn"tfa	'	И МОЩНОСТИ
где .’Be, Bi> — постоянные времени звеньев. - : ы	Автоматические регуляторы температуры й мощно-
• Уйм пул целых : регулятор ов в отд Инне от непрерыв -	сти о бщепррмыш лен кого' назначен ия в ключают в себя
ных изменение выходного параметра носит импульсный -позиционные регуляторы ва базе автоматических-ком-
S—342	113
Т з б л я п Г 2’40
Автоматические регуляторы температуры и мощности общепромышленного назначения
Характер регули- рования	• Сослав регулятора (cv. 1г:бл.2-41, !?-42, 2-43, 2-31 2-3.:, 2-37J							Тил да 1 ллка	Характеристик 1 регулятора				Рекомендуемые схемы регули- ровании
									Гистерезис (для позици- онного) или нестабиль- ность регули- рования (Для непрерывного и импульсцо- го), % от П1кзлы при- бора			Показание,1 регистрация ре- гулируемого imps метра	
Пози- цмонпый	КСП1	КТ(П), ТП						Термопара с. гра- дуировкой ХК. ХА. ПП, ПР-30/6. В Р-5/20	1,0 .			Показание и ре- гистрация полно- го уровня пара- метра	Рнс. ' 2-117 (для КТ) или 2-118 (для ТП)
	КСЛ2, кспз								0» 5				
	КС) 14								0,25				
	МР64-02								1,0			Показание полно- го уровня пара- метра	
Програм- мный РОЗИ’ цвоиный	. коп, КСП2, кспз, КСГТ4	КПЗЛ-1301; РУМ1М		КТ(П). ТП					Гистерезис определяется по -КСП1, КСП2, кспз пли КСП4			Показание и ре* гнетрадня полно- го уровня пара- метра	
Непре- рывный		Р-111; . Р-12	НПО			рто. У-252» РНТТ		Термопара с гра- дуировкой ХК, ХА, ПП, ПР-30/6, ВР‘5/20	j Для термопары	Для датчи- ков мощ- ности		То же 4	Рис. 2-120. а-е
										Й я ft	па ТВБ-4		
											1,4		
	КСГТ1								г,о	i ,0			
	КСП2, КСШ								0,5	0,5	1,0		
	кеш								0;25	0,3	1,0		
Програм- мный не- ирс'рываыП		№ЛП()|; РУ.5-03М	Р 111; i.p-12		иле		РНТО, У--/.52. РНТТ	Датчик мощности нм ТЭМ-1 или. ТЬБ-1	Для термопары	Для датчи- ков, мощ- ности		То же	Рттс. ' 2-120» а. 6. д, <?	'
										Й SJ ft 331-Н	На ТВБ-4		
	кеш								1,0	1,0	1,4		
	КСП2, кспз								0,5	0,54	!Д		
	КСП4 .								0,25.	0,3	.1,0		
ИмлулЕ,.- гы г	. Л1Н4-С^ИГ1						КТ(Г1)	Термопара с гра- дуировкой : ХК- ХА, ПП, ПР-30/6	1.5			Показание полно- го уровня пара- метра	Рис. 2-117
	I.U4328-3I						ти. кт						
	Г1И,У:4-.>7							Т ермометр сопро- । ивлейи я рлати- ГЮВрцТ, гр. 23	о,7; 1,С			Индикация ^ткда- «еним параметра	Pile. 2-117 (для КТ), или 2.-1 J8 (для ТП с кон- тактным управле- нием), илн 2’П9 (для ТП с бес* контактным управлением)
114
Данные измерительных устройств			'••diL-	•—- •••"•••• -  		-	1	 -•:								Таблица 2-41	
Тип в	модификации устройства			Клдсс точ- ности	Шкала, диапазон измерения, гра- дуировка		Выходное регулирующее устройство пли выходной |	сигнал	Пока и не г реги- страция регули- руемого параметра	Габариты, мм
		КСП1		1,0					160X200X500
	Компен- саторы автома ти-	ксп	2	0,5	Стандартные шкалы для граду- ировок: ХК, ХА, ПП, ПР-30/6; ВР/ 5/20 (только для К.СП4), постоян- ное напряжение		Позиционное контакт- ное устройство; реостат- ный задатчик со Кой зоной пропорцио- нальности; реостатное устройство для про- граммного регулирования	Показание н ре-	240 X 320X 506
	ческие ре- гулирую’ Щие	кспз						гистраимя полно- го УРОВНЯ	320X330X330
Общего назааче-		КСП4		0,2Е					400X400X370
пня	Милли- вольтметр	Л1Р64 -	02	1.5	Ста пдартные Шкалы для rnnnv-		Позиционное контакт- ное устройство	Показание иодно- го уровня	100X200X280
	регули- рующий	МР64-02ИП1			ировок: ХК,' ПП, ПР-30/6	ХА,	Импульсное контактное устройство		
	Измери- тельный блок	И-102* в комп- лекте с задатчи- ком термо-а, д, с,		Коэф- фици- ент не- линей* ности 10%	0—20 мВ, гр. 0—20 мВ, гр. 30/S	ПП; ПР-	(—2,5 В)-0-(+2 ,5В)	Для показания или регистрация требуется допол- нительно вторич- ный прибор	30X160X535
		Состав		1,0	±125 мкВ}		Реостатные задатчики со 100%-ной зоной про-		
			Oil				лсрпиональиостн в обоих каналах		
		Коипеиса- юры авто- матические (узкопре- дельные) КСПП4	012	0,5	±250 мкВ или		Реостатный задатчик со 100%-ной зоной про- порциональности в Г ка- йале в позиционное ре- гулирующее устройство во ] I канале	Показание я ре- гистрацня полно- го уровня (второй канал в КСПП4)	400X400X370
Предв- зионаые		(двух ка- нальные)	013	ч 0,5	±500 мкВ		Реостатные устройства для дистанционной пере- дачи показаний в I и п каналах и позиционное регулирующее устройст- во во II канала		
	Установ- ка гтреци-		901	1,5	±125 мкВ		Позиционное регулиру- ющее устройство		
	знойного, контроля АПР-И		902	1,0	±2&> мкВ или ±500 мкВ		Реостатный задатчик со 100%-ной зоной про- порциональности	Показание и ре- гистрация откло»	160 X 200X500
		КСП1	903	1,0				Кения от заданно- го значения	
			904	1,0			Позиционное регулиру- ющее устройство и рео- статный задатчик со 100%-ной зоной пропор- циональности		
			01		0—50 мВ; гр.	ХА			
		Подави-	02		0—20 мВ; гр. ПП				(20X160X420
		тель тер- МО’Э. д. с, rm	03.		0—20 «В; гр. ПР-30/6				
			04		0—54) мВ; гр(	ХК			
’ Милливольтметр МР64-02ИП обеспечивает ПД-эакоя регулирования; диапазоны настроек: стога импульсов 0,017—0,24 Гц, 5 Измерительный блок И-102 входит в состав прецизионного регулятора ВРТ-2 (BPT-3h								ДПр-1,5=20% длины шкалы, ча-	
в*									115
Таблица 2-42
Данные регулирующих устройств
Тип устройства	Заколы регу- лирования	Диапазон настроек	Выходные параметры или тип датчика	Выходные параметры	Габариты, мм
Непрерывное регулирование					
Р-Ш	П, ПИ, ПИД	А'п=0,254-30; Т д/Т9-0*0,4; Та= =1-4-2000 с (исп. 1); 14-]000 с (исп. 2); 2v:475 с (исп, 31	0,-5 мА, 600 Ом; 0—20 мА, 125 Он; 0-2,5 В, 15 кОм	0—5 мА, нагрузка 0—3 кОм	160X80X535
Р-12	П, ПИ, ПИД	Кп-]<н100 (иск. 1); 0,54-30 (псп, 2 и 3); Гд/^и“04-0,25 (исп. I); 04-0,5 (исп, 2 в 3); Ти-204-2000 с (исп. I); 54-330 с (исп. 2): 0,54-65 с (исп. 3)	0,5 мА, 500 Ом; 0,20 мА, 125 Ом; 0—2,5 В, 100 кОм	0—5 мА, нагрузка 0—3 кОм	160X80X508
Р-132	п. пи, пд	Кп-2т2(Х); Тд/Тн-0-0,25; Тн=194- я-2080 с (исп. 1); 54-630 с (исп, 2); 0,6450 с (йен, 3)	Термопара гр- ХК, ХА, ГШ-1, ПР-30/6, ВР-5/20	0—5 мд, на гоузка о —а'ком	160X80X600
Импульсное регулирование
UI4S24, HJ4525 1П4526. Ш4527 IH4528, Ц14529 Щ4530, Ш4531	ПД ПИД ПД ПИД	ДПр = 14-20 (исп. 24. 26, 28, 30); -14-5 (исп. 25. 27, 29, 31); частота импульсов. Гц; 0.1—10 (исп. 24, 26, 28, 30); 0,02—0,] (исп. 25, 27, 29, 31)	Платиновый термометр со- противления гр* 22 (исп, 24—27}; термопара гр, ХК, ХА, ПП-1 (исп. 28—31}	0,1 А, +12 Б	100X100X264
Таблица 2-43
Данные программных устройств
Тин и модификации.		Основные технические Данные	Сое тав				
			Программируемый задатчик термо-а. д. с,			Блок программного управления	
			Тип	Диапазон подав- ления, градуи- ровка	Габариты,мм	Тип	Габариты* мм
Преци- зионный	БПВ8-01	Число программируе- мых участков: 4, 8, 12; скорость изменения сиг- нала задания; 0J5— 4Б0°С/ч; Диапазон вре- мени выдержки на од- ном участке 0,05—87 а	ПТЗ-01 (грубое и точное регули- рование по Про* грамме, соотно- шение диапазонов гечно/грубо:	1/4 или 1/16}	0—50 мВ, гр. XX 0—20 мВ, гр- ПП 0—20 мВ, гр, ПР-30/6	160X120X420	БПУЗ-01 (на 4 участка) БПУЗ-02 (на 8 участков) БПУЗ-ОЗ (на 12 участ- ков)	420X280X510 420 X 280 X 510 и 420X220X190 420X280X510 и два блока 420Х220Х(90
Обще’ ЯрОМЫШ- ленаого ^значе- ния	РУ 5-01М	Продолжительность Никла программы 500 ч; скорость продвижения Диаграммной ленты: 20. 40, 60. 80, 120. 180 , 240, 360, 480. 720, 960, 1440 мм/ч	Выходное устройство; позицион- ное контактное регулирующее устройство		160X320X330	—	—
	РУ5-О2М		Реостатный задатчик со 100%-ной зоной пропорциональности для не- прерывного регулирования				
	КПЗЛ (модель 1301)	Пр одо л жите льность цикла программы 1—96 ч	Позиционное контактное регули- рующее устройство		320 X 320X 380	—	—
	КПЗЛ (модель 1201)		Реостатный заДатчик со 100%-ной зоной пропорциональности дли не- прерывною регулирования				
пснсаторов КСП4, КСПЗ, КСП2, КСП1, милливольтмет-
ров МР64  и электромагнитных контакторов серии КТ,
пускателей серии ПА к т. п.
До недавнего времени применялись также интеграль-
ные регуляторы, в состав которых входили автоматиче-
ские компенсаторы и импульсное устройство, управляю-
щее включением с заданной частотой двигателя нспол-
116
нительного устройства; автотрансформатора или индук-
ционного регулятора, Однако интегральные регуляторы
не предназначены для управления астатическими объек-
тами, к которым с некоторым допущением можно отне-
сти большинство печев сопротивления периодического
действия, поэтому они не обеспечивают качественного
регулирования и не могут быть рекомендованы для ио-
Рис, 2-117. Электрическая схема двухпозиционного или импульсного регулирования температурь] печей с элект-
ропечным трансформатором и электромагнитным контактором (или пускателем КТ).
ст “ силовая схема однофазной лечи; б— то же трехфазной; в — схема управления при двухпоэиционном регулировании; а — то
же при программном; д —схема управления при импульсном регулировании с использованием МР64-02ИЩИ); « — то же, но с
использованием регулятора типа Ш4524П; Д1—Д5 — диод Д226Д; /7У/ — компенсатор типов К.СГИ—К.СП4 или милливольтметр
МР64-02 с позиционным регулирующим устройством; ИУ2^ компенсатор типов КСП|—КСП4 с реостатным выходом для програм-
много устройства; /7 У,? — милливольтметр импульсно-пропорциональный МР64-02ИП; /7У — программное устройство КПЗ Л (модель
1301) иди РУо-OlM; Р/7/, РШ — промежуточное реле РПУ2; РП2 — роле типа РПГ1 <на герконах); РУ — электронный импульсный
регулятор температуры: Ш4524—Ш4327 (для работы с. термометром сопротивления ТС, гр. 22) или Ш452&—Ц14531 (для работы
с термопарами).	..... 
'чУШ
Рис* 2-118* Электрическая схема двухпозиционного или
импульсного регулирования температуры печей без печ-
ного трансформатора, с тиристорным переключателем
с контактным управлением,
ст — силовая схема однофазной печн; б —то же трехфазной;
« — схема управления двухпозиционного регулирования; г —- то-
же программного; 2770 — однофазный, ТПТ — трехфавный ти-
ристорные переключатели (см. рис. 2-94), Остальные обозначе-
ния те же, что на рис. 2-U7,
Рис, 2-119, Схема импульсного регулирования темпера-
туры печей без электропечного трансформатора, с тири-
сторным переключателем с бесконтактным управлением,
а —силовая схема однофазной печи? б — то же трехфазной;
• • в- — -сх е м а • подключ е ни’И "j > е г у л ятбр а 'РУ: БУ? — б л ок' у пр а н ле н и я
тиристорами (ем, рис* 2-95); остальные обозначения те же, что
на рис. 2-117 и 2-118.
добного применения* Появившиеся за последнее время
аналоговые регулирующие устройства Р-111, Р-12 (си-
стема приборов автоматического регулирования «Кас-
кад») ; импульсный милливольтметр МР64-02ИП, им-
пульсные регуляторы Ш4524-31; тиристорные управляе-
мые источники питания РНТО, РНТТ; тиристорные пе-
реключатели Н датчики мощности) позволяют создать
новые регуляторы об щен ромы тле пн ого назначения, осу-
ществляющие непрерывное регулирование температуры
и мощности и импульсное регулирование температуры;
117
В табл. 2-40 приведены основные данные общепро-
мышленных регуляторов температуры и мощности. Дан-
ные отдельных устройств — измерительных, регулирую-
щих, программных — приведены в табл. 2-41-—2-43.
Позиционные регуляторы предусматривают возмож-
ность использования в комплекте с компенсаторами п
милливольтметрами электромагнитного контактора или
тиристорного переключателя. Последний может иметь
контактное управление (от контакта регулирующего
устройства компенсаторов КСП, милливольтметра МР64)
_и бесконтактное управление (только для импульсных ре-
гуляторов Ш4524-31).
В непрерывных регуляторах температуры (мощно-
сти) в качестве исполнительных устройств используются
управляемые тиристорные источники литания РНТО и
РНТТ (см. табл. 2-34, 2-35).
Программное регулирование в позиционных систе-
мах выполняется с помощью программных устройств
РУ5-01М или КПЗЛ (модель 1301), а в непрерывных
системах регулирования — с помощью РУ5-02М или
КПЗЛ (модель 1201).
При построении системы регулирования мощности и
качестве измерительного устройства используются авто-
матические компенсаторы со шкалой 0—10 мВ.
На рис. 2-117—2-120, а—е приведены рекомендуемые
гхемы систем регулирования температуры и мощности
печей сопротивления общепромышленного назначения с
использованием перечисленных'в табл.,2-40 регуляторов.

*)
к. тп или пцг
г;
Рис. 2-320. Схемы непрерывного регулирования температуры или мощности. 
л — силовая схема однофазна печц; Я-то же трехфазпой; & — схема включения блоков для непрерывного ретуширования общр-
прерыаного регулирования; с — то же для непрерывного,регулирования прецизионных печей; *-схема включения регулятора Р-132
программирования по времени (состоит из блока БИУ программного упр?зиде1>кя тира БПУ-3 и программируемого подавителя
телей (типа	БУГ — блоки управления тирнспорами силовых блоков РНТО, N^-262 или РНТТ; ДМ/, - датчики монии»'
кого устройства; У/УЗ — измерительный блок 1Ы02, входящий в состав высокоточного регулятора температуры ВРТ-2 (ВРТ--3);
щее аналоговое устройство Р-П1-
118
Прецизионные автоматические регуляторы тем пер а-
турц и мощности ВРТ-2 и Р-132 — регуляторы аппарат-
ного типа, предназначенные для непрерывного регулиро-
вания, а в комплекте с программным блоком по времени
ВПВ8-01 —для программного непрерывного регулирова-
ния. Данные регуляторов приведены в табл. 2-44.
Для обеспечения программного регулирования по-
давитель термо-э. д. с. ПТ-3, входящий в состав
БПВ8-01, включается взамен подавителя, встроенного в
регулятор ВРТ-2 (ВРТ-3) или Р-132. При построении
системы регулирования мощности в качестве задатчика
следует использовать подавитель термо-э. д, с., предна-
значенный для гр, ПР-30/6.
Для прецизионного контроля температуры или мощ-
ности следует применить установку прецизионного кон-
троля АПР-11 (см, табл. 2-41).
На'рис. 2-120, (3. е, э и 2-121 приведены рекомендуе-
мые схемы прецизионных систем регулирования и кон-
троля температуры и мощности печей сопротивления
с использованием перечисленных в табл. 2-44 и 2-42 ре-
гуляторов и устройств.
Рекомендации по. применению схем регулирования
(рис. 2-117—2-121) состоят в следующем.
1. При программном двухпозиционпом регулирова-
нии (см. рис. 2-117, а и 2-118,г) следует пользоваться
дополнительно схемой соединения программных уст-
ройств с компенсаторами КСП па рас. 2-122.
2. При непрерывном регулировании (см. рис. 2-120)
в схемах регулирования температуры используются тер-
мопары ТП, в схемах регулирования мощности — датчи-
ки мощности ДМ (см. рис. 2-120, а, б), Для печей с на-'
грёвателями, сопротивление которых в холодном состоя-
К ТП ДМ!,1
промышленных печей; г — схема включения регулирующего устройства P-f2 вместе Р-Ш; с?—-то же для их программного не-
вместо ВРТ-2; з— то же для их программного непрерывного регулирования; БЗ — блок запрета (см, рис, 2-102); 5ПВ8-0Г — блок
ПТ типа ПТ-3}; БУ (типа БУ-12) г* блок управления аналоговым регулирующим устройством РУ2 (типа р-12); В — блок указа-
стн (см, рнс. 2409);	— прибор КСП с реостатным iOQ%~iibiM задатчиком; ЯУ2 — то же с реостатным выходом для программ-
ЯНС — источник питания стабилизированный; ПУ — программное устройство КПЗЛ (модель 120]) иля РУ5-02М’ РУ/ — регулирую-
119
Рис. 2-121. Схема соеди-
нений установки преци-
зионного контроля тем-
пературы АПР-Н.
а —при использовании при-
бора КСПП4-011-КСПП4-
013; б — при использовании
прибора	КСП 1-901—КСП1-
904; 777 — подавитель термо-
а. д. с; типа ПТ1-01—ПТ1-04;
КСП1 — автоматический
компенсатор типа КСП1-901
—КСП1-904; КСПП4 — ав-
томатический компенсатор
типа КСПП4-0П—
КСПП4013.
Рис. 2-122. Схема соединений программных устройств КПЗЛ-1301
торами КСП. при позиционном регулировании.
или РУ50-1М с автоматическими компенса-
Рис. 2-123. Схема соединений регулирующих устройств Р-111
или Р-12 с автоматическими компенсаторами КСП
при непрерывном регулировании.
Рис. 2-124. Схема соединений программного устройства КПЗЛ-1201 или РУ5-02М с автоматическими компенса-
торами КСП лри непрерывном регулировании..
120
Таблица 2-44
Прецизионные автоматические регуляторы мощности г
Характер работы регулятора	Состав регулятора (см. табл. 2-34» 2-35 н 2*41-2-43)	Тип датчика’	Нестабиль* Насть регу- . Лпроваяйя	рекомендуем йая схема включения
Непрерывный	ВРТ-2 (И-10Й и Р-111): Р-132; РНТО или У-252, или РНТТ	Термопара, гр. ХК3, ХА1, ПП, ПР-30/6: ВР-5/203 или датчик мощ- ности на элементах; ТЭМ-1 ТВВ-4	=0,5°С	Рис. 2-120, е,ж
Программный	ВРТ-2 (И-102 и Р-1Н); Р-132; БПВЯ-01-, РЫТО Или РНТТ; ВРТ-3 (И-102, Р-111, У-252)		, ±0,2 %3 ±1,0	Рис.2120- 3, Ж
5 У всех регуляторов есть индикация отклонения параметра.
* Только для Р-132.
1 По мощности.
Рис, 2-125, Принципиальная схема стабилизированного
источника питания (ИГГС).
ВЫБОР СИСТЕМЫ «ДАТЧИК РЕГУЛЯТОР -
ИСПОЛНИТЕЛЬНОЕ устройство»
Выбор регулятора и его настроек для заданного
объекта состоит из следующих этапов:
1,	Выбор закона регулирования,. а следовательно, и
типа регулятора на основании динамических характери-
стик объекта, заданной точности регулирования и харак-
тера возмущающих и управляющих  воздействий,
2.	Определение числовых- значений параметров на-
стройки регулятора, при которых обеспечивается наибо-
лее приемлемый переходный процесс в системе.
3.	Поверочный анализ качества работы системы при
найденных значениях настройки и при входных воздей-
ствиях заранее заданного вида.
Для выбора закона регулирования — позиционного
или непрерывного (в том числе импульсного) — необхо-
димо исследовать частотные характеристики разомкну-
той системы регулирования, под которой понимается си-
стема, состоящая из печи, датчика, регулятора и источ-
ника питания:
6((®)=Ур{/й)Ги.л(/Ш)Гп(/ю)Гп1(М. (2-20)
где 1Рр (/и)—частотная характеристика регулятора,
UVnf»—источника питания, IFnQ'w)—печи и
SMn(/to) — термопары.
Графическим методом [Л.2-27] определяют по ча-
стотным логарифмическим характеристикам разомкнутой
системы , граничные условия устойчивости: предельный
коэффициент усиления регулятора А’р.ир и частоту пре-
' дельных колебаний шВр.
Так как условием предельных колебаний
Коб(»пР)/<р.и{>(<йар) =—1 при фазовом сдвиге
на 180°, то
А"р ,пр (Ыцр) =	1//Соб (шпр),
т. е. значение обратной величины амплитудной
ристики LOf,(и)., соответствующей сдвигу фазовой харак-
теристики на —180°, представляет собой Яр.пр, а соот-
ветствующая частота является Частотой предельных ко-
лебаний (Опр. -
По предельному коэффициенту усиления Ар.пр мож-
нии меньше, чем в горячем, следует применять блох за-
прета S3 для предотвращения подачи большого напря-
жения на нагреватели холодной печи (см; рис, 2-120, в—
э); резистор 2,7 к, входящий в состав.БЗ (см. рис. 2-102),
с трехфазпыми источниками РНТТ не используется.
При применении блока S3 следует пользоваться до-
полнительно схемой подключения S3 к цепям питания
системы регулирования на рис, 2-102; при отсутствии S3
регулирующее устройство РУ1 подключается зажимами
(+7), (—10) к БУТ (см. рис, 2-120, а—з).
В схемах на рис: 2-120, в, д вместо РУ-1 (Р-111) мо-
жет быть использовано РУ-2 (регулирующее устройство
Р-12 в комплекте с блоком управления БУ-12 и блоком
указателей В-12) —см. рис, 2-120,г.
При непрерывном регулировании по рис, 2-120, в
следует пользоваться дополнительно схемой соединения
регулирующего устройства с компенсатором КСП на
рис. 2-123, а при программном непрерывном регулирова-
нии по рис. 2-120, Э —также и схемой на рис. 2-124,
В схемах на рис. 2-120, е, з вместо ВРТ-2 может быть
использован регулятор Р-132 (см. рис. 2-120, ж); при про-
граммном регулйровании с использованием Р-132 вме-
сто ВРТ-2 в комплекте с программным блоком БПВ8-0)
зажим (ЗЛ) программируемого подавителя ПТЗ-01 под-
ключается к зажиму (75) Р-132, а зажим (6Л) ПТЗ-01—
к зажиму (15) Р-132 (рис. 2-120, з),
Л ~	л'5	’ /	-	]]U нрсдельлиму	у V	jyp.llp мыт-
плттгл Хе„а ста®илизиРовандаго ист°ч!1ааа питания’ но оценить статизм 3, которым обладает система регу-
(ИПС), используемого в схемах па рис: 2-120,в и д, при-
ведена на рис. 2-125.
4, Для упрощения схемы тиристорного переключа-
теля для трехфаз пых печей рекомендуется использовать
двухфазный переключатель (рис. 2-118,6), так как печи
сопротивления без электропечных трансформаторов, для
которых возможно применить тиристорный переключа-
тель, не имеют, как правило, схемы соединения нагрева-
телей «звезда с выведенным нулем», для которой двух-
фазный контактор был бы непригоден из-за неполного
отключения нагрузки.
является
объекта
(2-21)
характе-
лироваггия:
.....	S--
1 _|”0,5/Ср(пр Дцб
где 0,5 — запас устойчивости по модулю в настройке ре-
гулятора при П-закопе регулирования.
При этом заданный статизм Sa, характеризующий
желаемую точность регулирования, представляет собой
отношение
(2-22)
S3 _ fat-pj,
(2-22а)
121
Таблица 2-45
Рекомендуемое настройки ПИД-рег-улятора
Закон регулируй вання	Настройки регулятора					
	Коэффициент усиления А!		Постоянная времени интегрирова- ния Ти, с		Постоянная времени дифференциро- вавия Гд, с	
	Лучшая уставка	Диапазон	Лучшая уставка	Диапазон )	Лучшая уставка	Диапазон
П	°’5 «р.пр	(6,55-0.5) ДрПр		—	• -	—
пи	°’25 *Р.ПР	кр>пр	1.4 Г 1,4 'пр	Тпр	—	—
ПИД	'•S S.4P	Кр,пр	Т пр	(0,5-1,0) 7пр	0,135 Тпр	(ОЛ-0,3) гпр
где Д(р — заданное остаточное отклонение в системе с ре-
гулятором; if0 — отклонение регулируемой величины без
регулятора.
Если в результате исследования частотной характе-
ристики разомкнутой системы регулирования окажется
S<S3> то следует проанализировать возможность при-
менения двухпаз ици о ян ого или пропорционального зако-
на регулирования; если	то следует применять
ПИ- или ПИД-закон регулирования.
Качество позиционного регулирования для конкрет-
ной печи может быть определено по инженерной мето-
дике [Л. 2-28], по которой, зная динамическую характе-
ристику печи, избыток установленной мощности печи над
потребляемой, динамическую характеристику датчика и
гистерезис регулятора, можно оценить амплитуду А и
частоту (Bq колебаний и нестабильность Н поддержания
температурного уровня.
Следует отметить, что собственный гистерезис регу-
лятора характеризует возможную точность измерения
регулируемой величины и может соответствовать неста-
бильности регулирования лишь в том случае, если в це-
пи измерения температуры отсутствует запаздывание, а
инерционность регулирующего термометра во много раз
меньше инерционности звеньев печи (нагревателя, стен-
ки, изделия). В лучшем случае удается добиться стабиль-
ности регулирования, не превышающей гистерезис регу-
лятора в 2—3 раза.
Оптимальные настройки непрерывного регулятора
при П-, ПИ- и ПИД-законах можно рассчитать оДним из
частотных методов. В частности, можно использовать
рекомендации по настройкам, полученные эмпирическим
путем и обеспечивающие переходный процесс с 20%-ным
перерегулированием (табл. 2-45).
Проверкой правильности выбранной настройки регу-
лятора является оценка запаса устойчивости по суммар-
ным логарифмическим характеристикам разомкнутой си-
стемы (включая регулятор). Для подтверждения пра-
вильности выбранных настроек при П-, ПИ- и ПИД-за-
коне запас устойчивости системы по фазе должен
составлять 35—40°, а по амплитуде 5—15 дБ.
При использовании импульсных регуляторов, кроме
выбора закона регулирования и расчета пасгроек регу-
лятора, необходимо оцепить колебания температуры, вы-
званные импульсной модуляцией мощности.
Порядок выбора импульсного регулятора для кон-
кретной печи. 1. Определение минимальной' частоты или
диапазона минимальных частот, которые нужно обеспе-
чить при импульсном регулировании с учетом динамиче-
ской характеристики печи и заданной степени сглажива-
ния колебаний для разных скважностей регулирования,
т. е. для разных температурных уровней (методика из-
ложена ниже).
2, Расчет замкнутой- системы па устойчивость, вы-
бор закона регулирования (ПД- или ПИД-) и расчет
настроек ДПр, Тп, Ти для разных температурных уров-
ней печи с учетом заданной точности регулирования по
методике, аналогичной методике для непрерывных регу-
ляторов.
3. Выбор импульсного регулятора, обеспечивающего
необходимый закон регулирования и частоту импульсной
модуляции. При этом -минимальная частота регулятора
(2-19) должна быть существенно больше минимальной
частоты «среза» печи, т. е..
fp.MKH (7,ДПр)»/п ,ынн (?);
Оценка колебаний температуры при нмпульсном ре-
гулировании ведется следующим образом. Используя пе-
редаточную функцию печи (2-13) и представив мощность
на ее входе как пакет импульсов с переменной скваж-
ностью у, температуру на выходе печи можно выразить
как суммарное изменение температуры от всех гармони-
ческих составляющих мощности при разложении кривой
мощности в ряд Фурье.
Мощность на входе печи
Р(т) = 2 cos (rtQr — ялу),
Л=31	*
где
2Р
Сп = —1 sinялу; Я = соЛ’)
ялу	₽
2ft
шр = — =2nfp —круговая частота, задаваемая ям-
ГР 
пульсным регулятором, рад/с.
Характеристика температуры на выходе печи с уче-
том ее передаточной функции (2-13)
;(Т) = 2 СПМ (лЯ)соз[лЯт — япуфф (п&)];
п=1
Так как порядок передаточной функции печи не пре-
вышает единицы, то максимальное и минимальное зна-
чения колебаний температуры t соответствуют моментам
переключения мощности, т. е. интервалам времени уГр
и ТР, и равны:
?макс (?Тр) = у, Сп м («Я) cos [2дау — ллу -ф <₽ (лЯ)];
П=1
i'mkh (Тр) = у Сп М (лЯ) cos [2лл — плуфф (лЯ)].
п-1
Соответственно отклонение температуры печи .
А =	^МйН =; *
(2-23)
П=1
122
Рнс. 2-126. Нормированный график для определения ко-
лебаний температуры при импульсном регулировании в
электрических печах сопротивления периодического дей-
ствия.
Выражение (2-23) позволяет по заданным динами-
ческим параметрам печи /Vw и К, характеристике мощ-
ности (скважности) у и дадашюй частоте импульсного
регулирования wP оцепить колебания температуры в пе-
чи. Можно представить выражение (2-23) в виде
Д Pq Л'^Н ,
где
Ан=/(ЯЛ)	(2-24)
— отклонение температуры-печи, нормированное но А
и Д'.
На рис, 2-126 представлен вычисленный по (2-24)
график, позволяющий по заданным значениям у и Й =
= шрМщ определить Дн и соответственно реальное зна-
чение отклонения температуры для данной печи.
Нормированный график на pkt. 2-126 построен для
диапазона изменения безразмерных частот Я в пределах
1—105 и диапазона изменения скважности у в пределах
0,1— 0,9 и может быть использован для определения ко-
лебания температуры широкого класса футерованных
печей сопротивления.
Если в печи сопротивления кроме футеровки име- ,
ются еще теплотехнически толстые тела, например, му-
фель или изделие, то непосредственно использовать фор-
мулу (2-23) для определения колебания температуры
нельзя.
В связи с тем что анализ отклонения температуры
проводится в разомкнутой системе регулирования и ча-
стотой колебания можно задаться заранее, возможна
замена теплотехнически толстого тела на заданной ча-
стоте эквивалентным теплотехнически тонким телом.
При этом искомая толщина, м, определяется по формуле
Ом.экв— l' Пм/^р ,
где Вм=Лм/смрм — коэффициент температуропроводности
муфеля или изделия.
Проведя замену реальной толщины муфеля (или из-
делия) эквивалентной- толщиной тонкого тела, можно,
воспользовавшись выражением (2-23), получить нпфор-
Рис. 2-127. Нормированный график для определения ко-
лебаний температуры внутри толстого тела. -
чацию о колебаниях температуры на поверхности этого
тела. Чтобы получить информацию о колебаниях внутри
толстого тела (муфель, изделие), необходимо дополни-
тельно определить степень затухания колебаний внутри
тела. Для этой цели на рис. 2-127 приведен график
;WM(QM), характеризующий степень затухания колебаний
температуры внутри толстого тела, т. е.
Л4М (Йм) = Ди/Д,
где	а/ан — нормированная частота толстого
тела.
График на рис. 2-127 Построен для диапазона норми-
рованных частот	= 0,1) 1т 100,0.
Зная параметры муфеля (или изделия) бм, «н, ча-
стоту <Вр и амплитуду колебаний температуры Д на его
поверхности, определяем RM и соответственно Мм (Ли),
откуда колебания температуры внутри тела
Дм - Л1м (Ом) Л ‘
. ' I,
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ
Тип датчика (термометр сопротивления, термопара
или датчик мощности) в основном определяется диапа-
зоном рабочих температур: до 4 О (ГС лучше использо-
вать термометр сопротивления, в диапазоне 400—
1800°С — термопару, свыше 1800°С — датчик мощ-
ности.
В табл. 2-46 даны рекомендуемые системы регули-
рования для общепромышленных, лабораторных и пре-
цизионных печей. Для каждого из этих классов приве-
дены характеристики возможных модификаций печей по
типу нагревателей, по наличию электр опеш го го трансфор-
матора, по диапазону рабочих температур и требуемой
точности регулирования. В таблице не указаны парамет-
ры печей и датчиков, определяющих их динамические ха-
рактеристики, в связи с большим разнообразием этих
параметров.
Из табл. 2-46 следует:
1, В прецизионных печах сопротивления с заданной
точностью регулирования ДГ=±0,5-4- ГС вне зависимо-
сти от характеристик печи, датчика и загрузки рекомен-
дуется использовать непрерывные регуляторы темпера-
туры.
2. В лабораторных печах сопротивления (ДГ=±2ч-
-г-3°С) с нагревательными элементами из сплавов со-
противления или карборунда, при условии питании печи
непосредственно от сети без трансформатора рекоменду-
123
Таблица 2-43
Рекомендация по выбору системы регулирования
Характеристика электропечи сопротивления				Требуемая точность регули- рования f =±	Рекомендуемая система регулирования		
Класс печи	т Тип и харак- • -герметика I Материала нагревателей .1	Наличие поч - Кого транс- форматора	1	— Диапазон ра- бочих темпе- ратур» 6С		Датчик	Регулятор	И с пол Интел ьяое устройство
Лабораторные (сушильные шка- фы!	Закрытые (ТЭН); R = cotisl	Нет	0-400	2-3	Термометр сопротив- ления, гр, 22	Импульсный	ТК — тиристорный контактор; КТ— элек тро м а гнитн ый контактор
				5—10	Термоэлектрический термометр, гр* ХК	ПОЗИЦИОННЫЙ 	
Общепромыш- ленные 	Сплавит сопротив- ления; Я = const	Есть ИЛИ нет	400—1400.	5-10	Термоэлектрический термометр, гр. ХК, ХА, ПР, ПР-ЭО/6	Позиционный, импульсный, не- прерывный	КТ. ТК, ТУИП (для непрерывного регули- рования)
Лабораторные.		Нет		2-3		Импульсный	ТК или КТ
Прецизионные		Есть или нет		0,5—1,0		Непрерывный	ТУИП
Общепромыш- ленные	Карбо- рунд; • Я = var(T)	То же	1200—1 SOT	5—10	Термоэлектрический термометр, гр» ПП, ПР-30/6	Непрерывный или. импульсный	ТУИП
Лабораторные				2—3			
Прецизионные				О.Б-1.0		Непрерывный	
Общепромыш* ные	Дисилн- п«д.мо- либдена: ==var(f)	Есть	1200—1600	5-10	Термоэлектрический термомстрт гр. ПР-ЗО/6	То же	ТУИП
Лабораторные				2-3	.			
Прециэиоянме				0,5—1.0			
Общепромыш- ленные	Графит» молибден» вольфрг! м; Z?^var(£)	То же	1600—Н00 16GG—2500	3—10 . >±1% (по мощ- ности)	То же. но гр. ВР-5/20 Датчики мощности на ТВБ-4	То жо	ТУИП
Лабораторные				±1% (по мощно- сти)			
Прецизионные				±0,2% (по мощно- сти)	То же на ТЭМ-1		
ется использовать импульсные регуляторы (МР64-02ИГ1
или Ш4524-31).  .	- 
Выбор частоты импульсного регулятора для конкрет-
ной печи в целях обеспечения наименьшего влияния па
качество регулирования температуры зависит от дина-
Мйческон характеристики печи и выполняется по мето-
дике, изложенной выше.
В печах сопротивления с нагревательным!! элемен-
тами из дпеилицида молибдена,' графита, молибдена,
вольфра?4а рекомендуется использовать непрерывные-ре-
гуляторы температуры или мощности, при этом в печах
с ДГ = ±2 —3°С— непрерывный высокоточный регулятор
БРТ или Р-132, а в печах с точностью	10”С—
непрерывный регулятор общепромышленного назначения
(в частности, потенциометр серии ДСП в комплекте с
аналоговым.регулирующим устройством P-lli или Р-12).
. -1. Для печей общепромышленного назначения
(ДГ=±5-ь 10°С) с нагревательными элементами из
сплавов сопротивления нлн карборунда однозначного! ре-
шения но выбору регулятора нет.
Выбор регулятора для этих печей зависит главным
образом от тепловой массивности изделия, наличия му-
феля или экрана в печи и or конструкции и места уста-
новки датчика. Тепловая массиимость изделия, кДж/
(м2-сС), характеризуется выражением
124
где As — коэффициент теплопроводности; cj —удельная
теплоемкость; у3— средняя плотность.
Из анализа большого числа общепромышленных пе-
ней с открытыми нагревателями при использовании по-
зиционных регуляторов с гистерезисом ±5°С и наибо-
лее распространенных термопар ТХА-ХШ и ТП-П сле-
дует, что;
в зонах выдержки печей непрерывного действия,
имеющих муфель, при тепловой массивности изделия
)'Ч3г3уг>200 кДж/(мг-°С) колебания температуры на
изделии ДГз составляют не более ±5°С;
в печах периодического действия система двухпози-
ционного регулирования в ее традиционном исполнении
не может обеспечить даже на чрезмерно массивных из-
делиях V Агсзуа>450 кДж/ (м5-°С) колебания темпе-
ратуры меньше чем ±6^-8°С;
в печах периодического действия получить точность
ДГ3=±5°С при прочих равных условиях возможно лишь
при использовании термоэлектрического термометра с
открытым рабочим спаем в сочетании с позиционным ре-
гулятором, обладающим меньшим гистерезисом -±2-еЗ°С.
Последнее означает, что если технологический про-
цесс, проводимый в общепромышленной печи периодиче-
ского действия, позволяет использовать термоэлектриче-
ский термометр с открытым рабочим спаем и установ-
ленный вблизи нагревательных элементов, то при пра-
вильном выборе регулирующего прибора (например, ком-
пенсатора К.СП4 класса 0,25 — с растянутой шкалой,
600—110О°С) на изделии можно получить колебания
температуры не более ±5°С,
Если для конкретной общепромышленной печи даух-
позицнонный регулятор не обеспечивает требуемого ка-
чества регулирования (пр амплитуде колебаний на изде-
лии либо на нагревателях), необходимо применить им-
пульсное или более сложное непрерывное регулирование.
При этом если печь питается непосредственно от сети
без трансформатора, то нет ограничений а применении
импульсного регулятора. При наличии трансформатора в
схеме питания печи импульсный регулятор может быть
использован лишь в комплекте с электромагнитным кон-
тактором при частотах менее 0,08 Гц/с; при больших ча-
стотах (более 0,08 Гн/с) применение электромагнитного
контактора не рекомендуется и целесообразно выбирать
непрерывный регулятор.
Выбор исполнительного устройства: контактора
(электромагнитного или тиристорного) или ТУИП— за-
висит от типа выбранного регулятора, режима работы
печи, характера нагрузки и других факторов. Следует
иметь в виду, что позиционные и импульсные регуляторы
могут работать в комплекте с электромагнитными кон-
такторами или ТП, а непрерывные регуляторы — только
с ТУИП (см, § 2-5),
В печах с карборундовыми нагревателями при им-
пульсном регулирование в качестве исполнительных уст-
ройств рекомендуется использовать ТУИП, позволяю-
щий изменять максимальное напряжение на нагревате-
лях по мере их старения.
ПРИМЕР ВЫБОРА РЕГУЛЯТОРА
Требуется разработать систему регулирования для
электропечи, предназначенной для выращивания моно-
кристаллов арсенида галлия, методом горизонтально на-
правленной кристаллизации [Л. 2-29].
Печь имеет две камеры: высокотемпературную и низ-
котемпературную. Нагреватель каждой камеры выпол-
нен в виде спирали из сплава сопротивления, имеющей
керамическую обмазку, и представляет собой монолит-
ный блок, плотно вставляемый в футеровку электропечи.
Изделие (ампула со слитком) "устанавливается вну-
три цилиндрического алундового -муфеля, образующего
рабочее пространство (рис. 2-128).
Рис. 2-128. Электропечь сопротивления для выращива-
ния монокристаллов арсенида галлия.
/—первая (высокотемпературная) камера: 2—-муфель: 3 —
трехзонный нагреватель в керамической обмазке; 4 — вторая
(низкотемпературная) камера.
Рис. 2-129. Структурная схема печи на рис. 2-128.
Передаточные функции: ((^(р) — нагревателя; ^(р) — стенки;
ЙГа(р) — муфеля; W.j и — термопар 1-й и 2-й камер.
Температура первой камеры 1260’С, второй камеры
6KFC.
Для обеспечения заданного распределения темпера-
туры по длине в каждой нагревательной камере, состоя-
щей из трех независимых электрических зон, регулирую-
щие термометры ПР-30/6 крайних зов соединяются по
дифференциальной схеме с основным (ведущим) термо-
метром, установленным в центре средней зоны. Регули-
рование мощности каждой эоны осуществляется незави-
симо, воздействием на источник питания данной зоны,
В первой камере основным является внешнее возму-
щающее воздействие — колебания напряжения сети.
Поэтому все регулирующие термометры в этой камере
устанавливаются" в непосредственной близости от нагре-
вателя.
Во второй нагревательной камере определяющими
следует считать внутренние возмущения ввиду необхо-
димости поддерживать в течение всего процесса с высо-
кой точностью температуру непосредственно у конца
кварцевой ампулы с мышьяком при перемещении элек-
тропечи. Поэтому основной регулирующий термометр'
средней зоны второй камеры устанавливается внутри
муфеля, а термометры крайних эон располагаются у на-
гревателей.
Аналитическим методом определяем динамические
характеристики рассматриваемой печи, для чего пред-
ставляем ее в виде структурной схемы на рис. 2-129, со-
ставленной при следующих допущениях:
1)	пренебрегаем взаимным влиянием стенки и муфе-
ля, так как в данной печи применяется обмазанный на-
125
греватель и нет видимого просвета между стенкой (фу-
теровкой) и муфелем;
2)	нагреватель с обмазкой рассматривается как од-
но звено;
3)	в структурную схему печи изделие нс включено,
так как оно является теплотехнически тонким телом, по-
стоянной времени которого можно пренебречь по срав-
нению с постоянными времени остальных звеньев, и ко-
эффициент связи между муфелем и изделием равен еди-
нице.
Как следует нз рис. 2-129, печь состоит из трех звень-
ев; нагревателя Wt(p), стенки №?(р) и муфеля W3(p),
который может быть принят за изделие. Нагреватель
связан со стенкой и муфелем положительными обратны-
ми связями.
Пунктирными линиями показано подключение тер-
мометров первой и второй камер печи.
Для первой камеры следует рассматривать схему
без термометра Wtn(p), а Для второй камеры — без
F4J (₽)-
Так как структурная схема печи достаточно проста
и в ней отсутствуют перекрестные связи, динамические
характеристики можно определить непосредственно по
передаточной функции печи без использования норми-
рованных частотных характеристик.
Для получения динамических характеристик первой
камеры печи необходимо определить передаточную функ-
цию в точке С (рис. 2-122), а для второй камеры — в точ-
ке £>, где установлены регулирующие термометра.
Предварительно определяем передаточную функцию
лечи по Д7\ (в точке В), которая представляет собой
выражение
Wf.(p) =-----:— ---------- (2-25)
где
'	F, fp)
F- (О) ==-------------------- 4
A 1 - Ft (p) Fa (p) /cls /c21
После преобразования выражение (2-25) примет вид;
WB(р) ----------------" (2-26)
S 1^г(р)^р)Ыз1~^1(р)^з(Р)Ыз1	’
и передаточная характеристика первой камеры печи бу-
дет равна:
(Р) =	(р)	(р)	(2-27)
где
^(Р)=^В(Р)Ки^з(РЪ	(2-28}
Передаточная функция в точке D соответствует пе-
редаточной функции второй камеры печи.
Коэффициенты К;.,-, входящие в выражения переда-
точных функций печи (2-26)—(2-28), определены из ста-
тического расчета печи [Л. 2-23] и имеют следующие
значения:
для первой камеры; Л'12 = 1,027; Кщ =0,653; К13=1;
Я3|=О,33; Ки=Кз8=0; Км=0.2; К1(=0,8;
для второй камеры: Kit= 1,029; K2i =0,643; /C|S=-1;
Kat =-0.33; /Сгз = Дзг = 0; Ki4 = X3iy=0.
г Передаточные функции звеньев печи F|(p), W-j(p)
п F?(p) определяются исходя из, следующих сообра-
жений.
1.	Так как нагреватель и муфель (толщиной 5 мм)
могут рассматриваться как элементы с сосредоточенны-
ми параметрами, их передаточные функции соответству-
ют передаточным функциям первого порядка (2-1) и
(2-2) с соответствующими выражениями для постоянных
времени.
2.	Учитывая, что стенка печи представляет собой
футерованную теплоизоляцию из ультра легко в ecu ого ша-
мота и коэффициент Био имеет значение Bi>50, переда-
точную функцию стенки можно рассматривать как полу-
инерционное звено (2-4) с соответствующим этому слу-
чаю выражением для постоянной времени стейки.
Расчет дает следующие значения постоянных време-
ни звеньев печи:
Для первой камеры: Bi = 36 с; Bj=0,3 с; Ва = 39 С;
для второй камеры: Bj = 126 с; В2=5,48 с; В3 =
=205,4 с.
После подстановки в (2-27) и (2-28) значений Ktj
и F„(p) и замены р=/со и	j р/*—
получаем численные значения частотных динамических
характеристик печи:
а)	для первой камеры
W =	(2-29)
где у — вещественная и | —мнимая части характери-
стики.
На основании (2-29) определяем амплитудно-частот-
ную характеристику;
«c(a»=yV+F;
логарифмическую амплитудно-частотную характери-
стику:
£c(W)=201g£c(a)	(2-30)
й фазо-частотную характеристику:
фс(ш) = arctg—- ;	(2-31)
б)	для второй камеры определяем частотную харак-
теристику
Fd(M = Q + /X;
амплитудно-частотную характеристику
Rb (®) = ]/£!г+Ха;
логарифмическую амплитудно-частотную характеристику
£D(a)~201g /?B (W)	(2-32)
и фаво-частотную характеристику
Фр (и) = arclg ~~ :	(2-33)
По формулам (2-30) и (2-31) для первой камеры и
(2-32) и (2-33) для второй камеры вычисляем логариф-
мические амплитуд но- й фйзо-частотные характеристики
в диапазоне частот 10-4—1,0 р.зд/с.
Результаты расчетов приведены на рис. 2-130 (для
первой камеры) на рис: 2-131 (для второй камеры).
Как следует из анализа передаточных функций
(2-27) и (2-28) и логарифмических характеристик камер,
печь ведет себя как объект без самовыравнивания и с
некоторым приближением может рассматриваться как
интегрирующее звено, коэффициент передачи которого
характеризует скорость изменения температуры (выход-
ного параметра).
Определим динамические характеристики термомет-
ров и источника питания.
Используемые в печи термометры ПР-30/6 без чех-
лов и тиристорные источники питания РНТО-190/63, как
отмечалось ранее, можно рассматривать как инерцион-
ные звенья первого порядка.
Учитывая, что постоянная времени тиристорного
источника питания РНТО (0я.о«О.25 с) значительно
меньше инерционности печи, можно ввести эквивалент-
ную постоянную времени, представляющую собой сумму
126
постоянных времени термометра и источника питания,
— /?Т]1 ?|- j^h.ex	(5-34)
л отнести ес к термометру.
Соответственно логарифмическая частотная характе-
ристика источника питания будет представлять собой
выражение
-==20 1g Кн.п»
где Ки.п™2, П приведены в виде графиков на вис. 2-130
и 2-131.
Частотная характеристика термометра ii.vicct вид:
1 ~г- Вэ /м
где Xtu = I.
Расчет с использованием выражений (2-14а) и (2-34)
дает следующие значения постоянных времени термона,
ры и Вэ:
для первой камеры: 51П=2,5 с; Вя=2,75 с;
для второй камеры;' Вгт1= 15 С; Вй = 15,25 с.
Логарифмическая частотная характеристика термо-
пары
Ьи И — 20 1g /?тп (и)
также нанесена па графики на рие, 2-130 н 2-131.
Исходными данными для выбора регулятора явля-
ются:
1.	Требуемая точность регулирования: Д/р=М°С.
2.	Характер и значение возмущающих воздействий.
Для первой .камеры основным возмущением является
колебание напряжения сети ±10%, что составляет при-
мерно ±20% по подводимой к печи мощности. Для
второй камеры кроме колебания напряжения сети име-
ет место внутреннее возмущение, которое приводят 'к
изменению потребляемой мощетости примерно на ±10%.
Для упрощения расчетов примем; что суммарное возму-
щающее воздействие приводит к изменению подводимой
к печи мощности примерно на ±30%.
3.	Частотная характеристика объекта регулирования,
представляющая собой суммарную характеристику печи,
термометра и источника питания:
^об (/ы) ™	(/ш)	(/СО) ^и.п (/и);
В связи с тем что используемый вами метод выбора
регулятора основан на логарифмических частотных ха-
рактер истиЕсах, определяем логарифмические амплитуд-
но-частотную и фазо-частотную характеристики объекта
регулирования:
£об (п>) — bi (®) —|- й-тп (w) |  bt.n (ф),	(2- 35)
Фоб (и) — фп (ф) г|-фтп (ш) ~h Фп.п (ш)-	(2-36)
На основании полученных ранее данных Строим по
(2-35) п (2-36) суммарные логарифмические аМплитудно-
й фазо-частотные характеристики объекта регулирования
Доо(<о) и фов(<п) для первой камеры и £о6 (Ф) и(р^6 (ф)
для второй камеры (рис. 2-130 в 2-131).
Произведем выбор регулятора для первой камеры.
.Из совместного рассмотрения логарифмических характе-
ристик камеры Аов(ш) к фов(ш) (рис. 2-130) можно сде-
лать вывод, что данная агстема остается устойчивой при
практически неограниченном коэффициенте усиления,
так как фазо-частотная характеристика объекта . фм(ш),
не проходит через значение—180\
Это означает, что для данной камеры можно рас-
сматривать возможность использовании иоаициопноЕ'о
Или пропорционального непрерывного регулирования
температуры.
 Из соображений унификации для первой камеры по
аналогии со второй камерой предпочтение отдаем непре-
рывному регулированию (см. стр. 128),
Рис. 2-130. Логарифмические частотные характеристики
первой камеры печи по рис. 2-128.
(“1 — логарифмическая амплитудно-частотная харак-
теристика печи;	— то же термопары; Дн п(б))—то же
источника питания;	—то же объекта (печь — термопа-
ра — источЕЕВК ШЕТЯВ1!Я); q>c (ы) =$^{[1)) — фазо-частотнаи ха-
рактеристика печи; фГ1, (®) — то Же термопары; Чоб (L’-3 ““ То
лее объев гп.
Рис. 2-531. Логарифмические частотные характеристики
второй камеры печи по рис, 2-128.
Ад (об — L (о); Ч,д(а))=Фп (га); остальные обозначения гс же,
что и на рис. 2-130.
По'заданной точности регулирования и возмущаю-
щим воздействиям определим необходимую настройку
регулятора в П-режиме.
Решая совместно уравнения (2-22)'и (2-22а) и учи-
тывая, что Д/р" ГС, а Д/о=чДРХой/, где ДР "0,2—
возмущение по мощности в относительных значениях,
/= 1260'С — температура камеры, определяем коэффи-
циент, усиления регулятора, необходимый для обеспече-
ния заданной точности регулирования в первой камере:
Кр =0,5Кр.пр = ДР//Д/р^252;
Для обеспечения заданной точносте! регулирования
следует рекомендовать высокочастотный непрерывный
регулятор температуры ВРТ-2.
Безразмерный коэффициент усиления ВРТ-2 может
быть представлен в виде
Кр = Хй.у Кр.у,	(2-37)
127
второй камеры печи с ПИД-регулятором.
(<о) — амплитудная характеристика объекта; £кр — ампли-
тудная характеристика пропорпнопального воздействия:
£og(<a) — амплитудная характеристика интегрального воздейст-
вия; Lg (ш) — то же дифференциального воздействия; LQ(.t<i>) +
(<о)+£д(<в) — суммарная характеристика объекта. И-иоз-
действия и Д-воздействня; tea) — суммарная амплитудная ха-
рактеристика системы «объект— ПИД-регулятор»; fl’ouf*’)-
фазовая характеристика объекта; Ноб(<1>) +<рр (<о) +<РД (а) — сум-
марная фазовая характеристика объекта, И-поздеЙствия и
Д-воздействня.
и реальный статизм системы
S' = 1/05.9,7Коб.
Так как S'>S', то, как следует из ранее излож
нога, для обеспечения заданной точности требуется П
или ПИД-непрерывное регулирование, для чего моя
быть также рекомендован регулятор ВРТ-2.
Настройка регулятора для ПИ-режима (
табл. 2-45); Кр=0,25 ^.np=2,43; Т\= 1,4 Г;>пр ,
7'р.Пр=2л/ыпр=273- с, =1,4-273=382 с.
Настройка регулятора для , ПИД-режи
К р= (0,7< 1) Кр. пр; 7\=0,5 Гр.пр-ьТр.пр; = (0,
л-0,3) Тр.кр.	*	*
Принимаем настройку: Кр=0,85 Кр пр=8,2; 7'в
""^.пр^З с; Гд=0,2Гпр=55 с.
Зная Кр и используя выражение (2-37), опреде
ем необходимую настройку коэффициента усиления
регулирующем устройстве Р-111;
Кру = 2,43/33,6 = 0,07— для ПИ-режима и
Кру = 8,2/33,6 = 0,25 — для ПИД-режима;
Как известно, минимальный коэффициент усиле
Р-111 равен: КР.7=0Д5,
Последнее означает, что для второй камеры,
регуляторе ВРТ-2, следует рекомендовать ПИД-реж
Как следует из рассмотрения суммарных xapai
рнстик системы с ПИД-регулятором (рис. 2-132),
пас по фазе составляет 35°, а по амплитуде 15 дБ,
вполне удовлетворяет требованиям к устойчивости
стемы регулирования и подтверждает правильность в
ранных настроек.
где Ки.у — коэффициент усиления измерительного уст-
ройства И-102, представляющий собой отношение диа-
пазона измеряемой величины к диапазону измерения
(шкале) измерительного устройства; Лр.у— коэффици-
ент усиления регулирующего устройства Р-111.
Для работы в комплекте с термопарой ПР-30/6 в
регуляторе ВРТ-2 используется задатчик на 20 мВ,
а диапазон линейности И-102 составляет ±600 мкВ.
Поэтому безразмерный коэффициент усиления измери-
тельного устройства может быть принят равным Ки.у =
=20/0,6=33,6.
Зная суммарный коэффициент усиления (2-37), ко-
торый должен быть обеспечен в системе, можно опреде-
лить необходимую настройку коэффициента усиления
устройства Р-Ц1 для П-режнма:
Кр,у = 252/33,6 « 8;
Проверкой правильности выбранной настройки регу-
лятора является оценка запаса устойчивости всей
системы.
Определяем запас устойчивости по суммарным лога-
рифмическим характеристикам разомкнутой системы,
включая регулятор. Как следует из рассмотрения сум-
марных характеристик первой камеры с П-регулятором,
система сохраняет неограниченный запас устойчивости.
Выберем регулятор для второй камеры. Из совме-
стного рассмотрения L'of} (to) и ф'й(со) (рис. 2-131)
определяем Kp.np(®np) =9,7; ш'р =0,23 рад/с.
Если учесть, что ЛД'=и,3 (в относительных значе-
ниях), С=610°С и Д/р=1°С, то ззданныГг статизм си-
стемы для второй камеры
5Э = 1/0,3-бЮйСоб
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2-1. Свен чане кий А. Д. Электрические промыш,
ные цечи. Ч. 1. Электрические печи сопротивления.
«Энергия», 1975. 384 с.
2-2.Правила технической безопасности ц произ;
ственной санитарии при термической обработке ме‘
лов. М., Машгиз, 1961. 51 с.
2-3. Правила устройства л безопасной эксплуата
стационарных компрессорных установок, воздухопр;
дов и газопроводов, М.. «Металлургия», 1973. 32 с.
2-4. Правила устройства и безопасной эксплуата
грузоподъемных кранов. М., «Недра», 1970. 206 с.
2-5. Правила устройства и эксплуатации трубо!
водов горячей воды и пара. М, «Недра», 1973. 6
2-6. Строительные нормы и правила. Ч. Ill, раз/
гл. 9. Технологические трубопроводы. Правила пр
во детва и приемки работ. СНиП III-Г.9-69. М., Ст
издат, 1967. 15 с.
2-7. Строительные нормы и правила. Ч. Ш, раз/
гл. 1. Санитарно-техническое оборудование зданий и
оружений. Правила производства и приемки ра
СНиП Ш-Г.1-62. М„ Стройиздат. 1968. 17 с.
2-8. Лейканд ГА, С. Вакуумные электрические и
А4., «Энергия», 1S70. 328 с.
2-9. Рубинчик Л. Е, Водородные электрические в
М., «Энергия», 1970. 104 с.
2-10. Правила безопасности в газовом хозяйс
М., «Недра», 1971. 160 с.
2-11. Маергойз И. И., Петрук А, П.. Контролируй
атмосферы в электрических печах. М., «Энерг
1971. 112 с.
2-12. Маергойз И. И, Установки для приготовл;
контролируемых атмосфер. М., ВНИИЭМ, 1964. 6
128
2-13. Плл-:н'-»е о планово-предупредительном ре-
зите элек" . .ювавия на предприятиях системы
ипистерстг:  металлургии СССР. М., 1970. 113 с.
2-14. Ед.»-. ."стела планово-предупредительного
1монта 1) :. \<ьной эксплуатации технологическо-
1 оборуд'. :.   машиностроительных предприятий.
... «Машин: :--.	1967. 591 с.
2-15. Си^г-чс планово-предупредительного ремонта
ергетическ: г: . 'орудования на предприятиях авиаци-
шой Прон а _ -м-ности. М.., Оборонгиз, 1956. 150 с.
2-16. О тяг ин Н, Н., Афанасьев Н. А., Нови-
iB С. А. С-: -м:а планово-предупредительного ремонта
ектрообор;. д -;ан11Я промышленных предприятий. №.,
>нергия». I?”", 376 с.
2-1.7, Ооновский А. Г, Столярова Н. И, Измерение
мператур. Изд-во Комитета стандартов, мер и изме-
тельных приборов при Совете Министров СССР,
70. 258 с ’
2-18. Свенчанский А. Д„ Трейзон Э. Л. Автомати-
ция электротермических установок. М., «Энергия»,
68.264 с.	'	-
2-19. Полищук Я. А,, Кол кер М, И., Фотиев ГЛ. М.
|ергетмчест.!1е показатели установок, питающихся от
ристорных блоков. —«Труды ВНИИЭТО», вып. 3. М.,
69, с. 139—154.
2-20. Полищук Я. А., Коакер М. И., Куликов К. Б.
хнико-экономическая целесообразность применения
ристорных источников питания в электропечах’-сопро-
вления. —«Исследования в области промышленного
гктронагрева. Трлды ВНИИЭТО», 1976, вып. 8,
41—45.
2-21. Кол кер ГА. И., Полищук Я. А. Бесконтактные
гуляторы напряжения для электропечей со против.! е-
я. М., «Энергия», 1971. 80 с.
2-22. Фельдман И. А., Рубин Г, К-, Трейзон 3. Л.
Исследование тепловой инерционности электропечей соп-
ротивления.— «Исследования в области промышленного
электрппагрева. Труды ВНИИЭТО», 1965, вып. 1
с. 150—1/4.
2-23. Рубин Г, К., Фельдман И. А. Теплообмен из-
лучением в электропечах скоростного нагрева.—В кп,:
«Вопросы расчета, конструирования и эксплуатации
электротермического оборудования». ЦИНТИЭП
1959. 142 с.	•
2-24. Полищук Я. А, Автоматизация температурно-
го режима в электрических печах сопротивления. Изд,
ОВНИИЭМ, 1966. 103 с.
2-25. Полищук Я. А., Трейзон 3. Л. Метод оценки
колебаний температуры в электропечах сопротивления
при импульсном регулировании. — «Электротермия»
1974, вып. 8, с. 3—6.	’
2-26. Трейзон 3. Л., Тимофеева А. А. Динамические
характеристики датчиков температуры. — «Электротер-
мия». 1964, вып. 36, с. 13—15.
2-27. Ротач В, Я. Расчет настройки промышленных
систем регулирования. М— Л., Го сэн ер го из дат, 1961,
344 с.
2-28, Никулин В, А., Трейзон 3. Л. Расчет парамет-
ров режима двухпозиционного регулирования темпера-
туры в электрических печах сопротивления. — «Электро-
термия», 1973, вып. 6(130), с, 20—23,
2-29. Затуловский Л, М., Хазанов Э. Е„ Поли-
щук Я. А. Электротермические установки для выращи-
вания монокристаллов полупроводниковых материалов.
М., «Энергия», 1973. 128 с.
2-30. Бурцев Ю. И„ Полищук Я. А., Эдемский В. М.
Помехи при измерении температуры в электропечах соп-
ротивления. М., «Энергия», 1969. 56 с.
\ЗДЕЛ ТРЕ.ТИИ
1ЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И АВТОМАТИКА ИНДУКЦИОННЫХ
1ЕКТРОТЕРМИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
. ИНДУКЦИОННЫЕ ПЛАВИЛЬНЫЕ
1ТАНОВКИ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ
ПЦИЕ СВЕДЕНИЯ
Специализированными заводами электротехнической
умышленности серийно выпускаются две группы ин-
кционных печей промышленной частоты: тигельные и
чальные индукционные печи [Л. З-i]. Они предназна-
чь! для плавки черных и цветных металлов и их спла-
з, или для перегрева металла (сплава) перед разлив-
11, выравнивания его химического состава, лебирова-
s и поддержания постоянных температурных условий
и литье (миксеры), или для последовательного вы-
чнения двух указанных функций (плавильного и мик-
>ного режимов).
В максериом режиме печи имеют меньшую мощ-
:ть по сравнению с плавильными печами той же ем-
:тн.
Согласно действующему стандарту1 комплектно с
аукционными плавильными печами должно постав-
гься все оборудование, относящееся к их установкам:
эдное устройство (для установок с первичным на пр я-
нием выше 1000 В — комплектное распределительное
тройство с печным выключателем), электропечной
реформатор или автотрансформатор, конденсаторные
гарен, шкафы, щиты и пульты управления, токопро-
цы — шинопроводы или кабельные линии короткой се-
включая гибкую часть.
1 ГОСТ 11823-70. Электропечи индукционные одаадльяые.
щне технические условия,	...........
-342
Поэтому при конкретном проектировании электри-
ческой части установки определенного типа электропечи
заводского изготовления нет надобности в разработке
схемы и выборе оборудования такой установка и в свя-
занных с этим расчетах,' а необходимость решения во-
просов компоновки оборудования возникает только для
установок, для которых нет типовых проектов.
Институт «Тяжпромэлектропроект» разработал в
1967-—1968 гг. типовые проекты установок индукцион-
ных печей типов: ИЧТ-1, ИЧТ-2,5; ИЧТ-6; ИЧТМ-1;
ИЧТМ-2,5; ИЧТМ-6; ИЧТМ-10; эти проекты в 1979 г.
должны пройти корректировку. В 1974—1976 гг. инсти-
тут разработал типовые проекты установок печей типов
ИАТ-0,4; ИАТ-1; ИАТ-2,5; ИАТ-6.
Если разработка компоновки оборудования включа-
ется в объем конкретного проекта, за ее основу следует
брать рекомендуемую компоновку, которую завод-изго-
товитель печи должен выдавать заказчику.
ИНДУКЦИОННЫЕ ТИГЕЛЬНЫЕ ПЕЧИ
В табл. 3-1—3-4 приведены параметры установок
индукционных тигельных печей промышленной частоты
старых серий и в табл. 3-5 — новых. Переход на изго-
товление и комплектацию печей новых серий должен
быть завершен в 1978—1979 гг.
Приведенные в таблицах расходы воды рассчитаны
для давления воды в ветвях 0,3—0,4 МПа (3—4кгс/см3).
При пользовании таблицами необходимо иметь в
виду, что указанные в лих производительность (в час)
129
Таблица
Установки индукционных тигельных печей для плавки чугуна серии ИЧТ 1 (старая серия)	।	______						
Показатель	ИЧТ-1М1 	H4T-2,5M1	ИЧТ-6МЗ	H4TGM4	ИЧТ-10М2	ЙЧТ-2Б
Номинальная емкость печн» т	1,0 ,	2 з	6,0	6,0	10,0	25,0
Печей (тиглей) в установке, шт. Число комплектов элсктрообору.ю-	2		1			
нания:					о	J .
для режима расплавления	• I	1			1	
для миксерпого режима	1	I				
Электропечные	трансформаторы для режима расплавления: тип	АО-36 ОД 3	ЭОМН-1 500/10	ЭОМН-1500/10	ЭОМН-1БОО/Ю	ЭОМН.3500/10	ЭТМ-Н-70
чнсЛо фаз мощность, кВ А	! 360	1 1300	1300	1 1300	2500	6300
н а о ря жен не. кВ: первичное вторичное	о,за 0,50—0,21	6 или 10 1J6—0,29	6 или 10 1,16—0,29	6 или |0 1,16—0,29	6 или 10 1,20—0,40	6 или 1 2,00—0,
Эл ектропечн ые т р а г г с Ф ор м а тор ы (однофазные) для мн ксери иго ре-	-				•|	
жима: ТИП	От сети 220	ЭПОМ-350/10		AO-360A3	эомнк-юоо/ю	—
мощность, кВ-А	—	. 4Ш'	—	360	400	
напряжение: первичное. кВ вторичное, В		6 иля Ю 416—180	—	0..3S □01—210	6 или 10 518—87	—
Напряжение индуктора. В:				11 <!Я	1074	1710
номинальное	500	1052	'	[143			
в миксерном режиме	220	4)6	500	50о	366	
Коэффициент мощности;				0.17 0,95	0,16 1,00	0,1? 1,00
естественный после компенсации	0,21 1,00	0,18 0,95	0ф17 0,95			
Потребляемая мощность, кВт;				1240	2285	4960 290 j,70
а режиме расплавления !	367	 718	1240			
в миксерном режиме	70	но	, 230	230	260	
Время расплавления и перегрева, ч Производитель]гость по расплавлю нию и перегреву (расчетная);	1,78	2,04	2,65	2,65 Ь.2В	3,40 4,20	
						
						9,20
т/ч	0,56	• 1,23	2,26			
т/сут	8,5	19	35	35	65	143
Удельный расход электроэнергии на	640	535	550	550	542	540
расплавление >1 перегрев. кВт-ч/т			1*		28	
Расход воды на охлаждение псчя, м*/ч	 4,5	8		17		
1 Помимо приведенных имеются	установки в исполнении МЭ		— с Тпемя печами ИЧТ емкостью 2.5: 6 иля 25 т			И ДВУМЯ KOt
тамн электрооборудования (дне печи предназначены для плавки, одна — резервная) н ИЧт-6					в исполнен^ Ml	— две печи
резервная) и один комплект электрооборудования.						
4 1емпература перегрева 14-00 С						. - .— '
						Таблиц
Установки тигельных миксеров для	выдержки в	перегрева чугуна перед разливкой серии ИЧТМ				
(старая серия)						
Показатель	ИЧТМ-|М|	ИЧТМ-2,5М1	ИЧТМ-6М1	ИЧТМ-10М1	ИЧТМ-11
Номинальная емкость миксера, т	1,0	2,5	6,0	10,0	16,0
Электропечной трансформатор пли авто-					
трансформатор (однофазный);					
ТИЛ	А О-200АЗ	ЭПОМ-350/Ю	ЭОМНК-10ОТ/10	ЭОМН-1500/10	ЭОМН-15С
мощность, яВ-А	200	400	400	1300	1300
напряжение;					
первичное, кВ	0,38	6 или 10	6 или 1 0	6 нли ю	6 млн 1
вторичное. В	'	241—108	800—416	518—87	1160—2Э0	1100—21
Потребляемая мощность, кВт;			-		
при перегреве ®	182	260	400	750	800
при выдержке	54	162	173	244	226
Напряжение на индукторе, В:					
номинальное	220	• 377	500	1050	1160
при выдержке	120	296	104	616	616
Коэффициент мощности:					
естественный	0,173	0,194	0,174	0,170	олба
после компенсации	1,0	0.8	1,0	1 ,о	1.0
Производительность при перегреве на					
100*С (расчетная)';					
т/ч	3,0	4.0 '	6,6	15	16
т/сут	47	62	100	240	250
Удельный расход электроэнергии при пе-	61	65	60	50	50
регреве	ЮОеС,, кВт’Ч/т					
Распад веди на Охлаждение индукторов,	4x0	4,0 	6,0	у, 0	
и«/ч	‘					
1 Для миксеров ёмкостью 1—-2.5 т температура .1300—1300еС, емкостью .6- 46 т 1300 Т400 С.„ ,- • -,-.-- -
130
 /srf-т		T а б л и ц a 3-3
тигельных печей для плавхи ялюмииия к его сплавов серии ИАТ (старая серия)
Показатель	ИАТ-О.4С2	ИАТ-1М1	НАТ-2.3М1	ИАТ-6.М1
Емкость печи, т Электропечи ой тр в нс форматор (однофазный):	,04	1,0	2,5	6,0	,
ТйП	А НО. 180 ВЗ	ЭОМНК-1000/10	ЭОМН-1500/10	ЭОМН-1500/10
мощность, кВ‘А напряжение:	.у	180	400	1300	1300
первичное, кВ	0,38	0 нля 10	6 или [0	6 ЕЛИ Ю
вторичное, В	442—110	518-87	1 [60-290	1100—290
Количество печей в установке г, шт. Потребляемая мощность, кВт;		2	1	2
в режиме расплавления	170	345	765 .	цоо
в режиме подогрева	40	70	120	147
Напряжение ня индукторе, В:				
номинальное	356	475	юйо	1052
при подогреве	170	216 •:	400	400
Коэффициент мощности:				
естественный	0,172	0,164	0,115	0.109
после компенсации	~1.0	~1 ,□	—1,0	~1.0
Производительность по расплавлению и перегре- ву * (расчетная):				
т/ч	0,24	0,56	1.32	2,00
т/сут	3,5	9,0	21	21
Удельный расход электроэнергии на респлаиленне	725	610	578	557
н перегрев, кВТ‘Ч/т Время расплавления я перегрева, ч	1,70 3,0	1.77	1,89	3,00
Расход Воды на охлаждение ипдукторов, ма/ч		8,6	12	17
1 При двух печах р установке — одна резервная; установка ИАТ-6 — исполнение М2 с одной Печью.
г Температура перегрева 75С°С,
Установки индукционных тигельных вечей для плавки меди н медных сплавов серии ИЛТ (старая серия)
Таблица 3-4
Показатель	ИЛТ-iMl	ИЛТ-2.6М1	ИЛТ.10М1	ИЛТ-25М1
Емкость печн, т Электропечной трансформатор:	1,0	2,5 .	. 10	25
тип	'	ч	3QMHK-I000/1O	ЭОМН-1600/Ю	ЭОМН-1500/10	ЭТМН-70О0/10
число фаз	I	I	1	3
мощность, кВ'А напряжение:	400	1300	1300	0300
первичное, кВ	6 или 10	6 или 10	G пли 10	б или 10
вторичное, В	518-87	1160—290	1160—290	2000—400
Количество печей в установке г, шт. Потребляемая мощность. кВт:	•. 2	1	1	I
в режиме расплавления	325	’ ’ ' 720	1290	.3150
в режиме подогрева	67	190	• 226	212
Напряжение на индукторе, В:	г			
номинальное	475	1052	1160	1710
при подогреве	216	399	508	412
Коэффициент мощности:	4			
естественный	0.175	0,145	0,100	0,090
' после компенсации	~1,0	Г-1,0	—1,0	~1,0.
Производительность По расплавлению и перегре- ву5 (расчетная):				
т/ч	0.85	2,0	3.5	9,4
т/сут . . ' 	13	31	55	145
Удельный расход электроэнергия на расплавление и перегрев, кВт-ч/т	382	355	374	336
Брейн расплавлений н перегрева, ч	1.17	 1,23	2,90	2,90
Расход поды на охлаждение индукторов, мэ/ч	5,5	9.5	21.	4[
। При двух печах (одна резервная).
! Температура перегрева 1200’ С.
Примечание. Производительность, удельйый расход электроэнергии приведены для латуни; для бронзы удельный расход
электроэнергии больше примерно на 20%, а производительность меньше на 20%.	'
9*
131
Таблица
Установки индукционных тигельных печей серий И ЧТ, ИАТ, ИЛТ (новые серии)
Тип печи	Емкость печи, т	Установленная мощность леч* него трансфер- Матора( кВ <А	Потребляемая мощность лечи. кВт	Производитель- ность, т/ч	Удельный расход электроэнергия кВт ч/т	Расход воды на охлаждение, м3/ч	Естественный коэффициент мощности печи	Номинальное напряжение кон- турной цени, В	Тнп электропечного трансформатора	
									' Однофазный	Трехфазиый
Для плавки, выдержки и перегрева чугуна
ИЧТ-1/0,4 ИЧТ-2.5/1,0 ИЧТ-6/1.6 ИЧТ-КУ2.5 ИЧТ-30/7 * ИЧТ-60/20 *	1.0 2,5 6,0 10,0 30.0 60,0	400 1000 1М<0 2500 7000 SO ООО	370 010 1480 2300 6800 IS 000	0,6 1,7 2,7 4.4 14.0 34,0	630 550 546 530 . 525 675	5.0 9,5 15.2 25,0 120 175	0.213 0,200 0,179 0Д70 0,165 0J56	495 980 1000 2000 2400 2400	ЭОМП-1000/10-72УЗ ЭОМП-2000/Ю-72УЗ ЭОМН-2700/10-73УЗ ЭОМН-4200/10-73УЗ	ЭТИН-2000/10-72 УЗ ЭТДЦН-3200/10-69
				Для работы в миксерном режиме						
ИЧТ-1/0.18	1,0	ISO	170	S.8	60	4,0	0,173	335	АПО-180/420ПК	
И ЧТ-2.5/0.4	2,5	400	230	4,2	55	3,25	0.198	485	ЭОМП-1000/10-72УЗ	
ИЧТ-6/0.4	6,0	400	370	6,0	52	5,3	0,18	500	ЭОМП-ЮОО/Ю-72УЗ	мы
ИЧТ-10/1.0	10,0	1000	840	17,6	48	7,8	0,164	1255	ЭОМП-2000/10-72УЗ	
ИЧТ-16/1,6	16,0	1600	1300	20,0	46 1	9,6	0,168	1050	ЭОМН-2700/10-73УЗ	—
			Для плавки алюминия а алюминиевых сплавов							
ИАТ-0.4/0.13	0,4	180	170	0,28	745	3,0	0.172	340	АПО-180/420ПК	
ИАТ-1/0.4	1.0	400	320	0.55	6[0	8.6	0.164	485	ЭОМП-ЮОО/Ю-72УЗ	
ИАТ-2.5/1.0	2.5	1000	765	1,30	580	12,0	0,115	1000	ЭОМП-2000/Ю-72УЗ	н
И АТ-6/1.6	6,0	1600	1400	2.00	560	17,0	0,109	1050	ЭОМН- 2700/10-7ЭУЗ	
ИАТ-10/2,5	10,0	2500	2500	4,48	655	35,0	0.105	2000	ЭОМ.Н-4200/Ю-73УЗ	ЭТАДН-3200/10-69
Для плавки меди и медных сплавов
ИЛТ-1/0,4	1,0	400	325	1,0	380	5,5	0,175 .	485	ЭОМП-1000/10-72УЗ		
ИЛТ-1/1,0	2,5	1000	720	2,0	355	9,5	0.145	980	ЭОМП-2000/Ю-72УЗ	
ИЛТ-10/1.6	10,0	1600	1290	3,6	350	21,0	0,100	1650	Э ОМ Н-2 700/10-73УЗ	
ИЛТ-26/6,3	25,0	6300	3050	9,3	335	41,0	0,090	2000		ЭТМН-7000/Ю
* Печи находятся в стадии разработки.
Примечания: 1. Номинальная температура печей серии ИЧТ равна 1400°С, печей ЦАТ 750’С и печей ИЛТ 1200’С.
2. Коэффициент мощности acej печей после компенсации составляет 0,96—1,00.
3. Первичное напряжение трансформаторов-печей ИЧТ-1/0.18 и ИАТ-0.4/0.18 равно 380 В, трансформаторов остальных Печей
6 или 10 кВ.
4. При поставке перечисленных в таблице печей к их обозначениям могут быть добавлены индексы, обозначающие модифи-
кацию печи и индекс разработчика.
и удельный расход электроэнергии — ориентировочные
данные, без учета затрат времени и расхода электро-
энергии на технологические операции.
Комплектность поставки оборудования для устано-
вок тигельных индукционных печей возможна в следу-
ющих вариантах; одна печь и один комплект электро-
оборудования; две печи и один комплект электрообору-
дования; .три печи и два комплекта оборудования.
Другие варианты комплектации необходимо согласовы-
вать с заводом-изготовителем.
В комплект электрооборудования входят: электро-
печной трансформатор, шит управления и сигнализации,
в который встроен автоматический регулятор электри-
ческого режима печи типа АРИР; конденсаторная бата-
рея; панели контакторов; маслонапорная установка к
системе гидропривода наклона печи; пульт управления
наклоном; сигнализатор состояния футеровки и изоля-
ции индуктора; нагреватель для сушки индуктора со
щитом управления (для печей, предназначенных для
плавки цветных металлов).
В комплект могут также быть включены два элект-
ропечных трансформатора: основной, предназначенный
для питания одной печи в режиме расплавления и пе-
регрева металла, и вспомогательный, с мощностью око-
ло 25% мощности основного, позволяющий в это вре-
мя поддерживать постоянную температуру литья в дру-
гой печи. Трансформаторы  могут поочередно подклю-
чаться то к одной, то к другой печи. В таких случаях в
комплект поставки входят две конденсаторные батареи.
Для печей мощностью до 2500 кВт включительно
предусматриваются одно- и трехфазиые электропечные
трансформаторы, для печек мощностью свыше
4000 кВт — трехфазные. В случае питания печи с одно-
фазным индуктором от трехфазного электропечного
трансформатора применяют симметрирующее устройст-
во, поставку которого следует оговаривать при заказе.
Типовая принципиальная электрическая схема сило-
вой части установки индукционной тигельной печи про-
мышленной частоты, состоящей из одной печи и одного
комплекта оборудования, при питании от сети 6 или
10 кВ приведена на рис. 3-1.
На рис. 3-2 приведена типовая поясняющая схема
силовой части установки трех индукционных тигельных
печей типа ИЧТ-6 и двух комплектов электрооборудо-
вания. На рис. 3-3 приведено расположение оборудова-
ния такой установки.
Обычно индукционные тигельные лечи размещаются
на первом этаже и рабочая площадка имеет отметку
1,5—3,0 м относительно пола этажа. Конденсаторную
батарею, как правило, размещают в полузаглубленном
(полуподвальном) помещении в непосредственной бли-
зости от печи. Щиты управления и сигнализации встраи-
вают в сквозные стенные проемы щитового помещения
на уровне рабочей площадки. Печной трансформатор
устанавливается в камере, расположенной рядом с кон-
денсаторной батареей, на отметке 0,6—0,8 м от пола
этажа; под трансформатором устраивают приямок на
полный объем масла.
132
•ySusaWKS
►s s
арщ.м-

SHM-IZBKM
IF—------
!33KM~t3ZKM
Г~х—_-| ' ll~~
WI°“T| Г0 WKM-13BKM
13ЭКМ-МК1Л
3TH
3K
3tt
E
t
4»
1
(
Й1
I?»
1-------
z^tteKM-istnw
STH
Wrt
IS1KM-19ZKM
r~dl—
—II—
6TH
l;
тззкм-ггы.м
Рис. 3-2. Поясняющая схема подключения трех индук-
ционных печей ИЧТ-6М2 к двум комплектам электро-
оборудования.
/Я—ЗЯ — индукторы печей; IT И, 2ТП — электропечные "транс-
форматоры: KBI, КБ2 — конденсаторные батареи; КРУ —• рас-
пределительное устройство; 1ПК1 2—ЗЯК[г2 — панели с контак-
торами; ПДУц—2ШУ]<г — щиты управления; fflCJ'-цат
станций ущравления; АР,—APS — автоматические регуляторы ре-
жима; 1РПН, 2РЯЯ — переключателя ступеней напряжения;
1ПН—ЗПН — пульты управления наклоном печей; ПП — панель
с переключателями: УЛ1—маслонапорная установка; ЭД—элект-
родвигатель маслонапорной установки; Б КТ’, ЭКГ; — сигнали-
заторы проедания тигля; lBKi,2~3BKi,2—конечные выключа-
тели.
.дат |J»[
~t*d
225KM-2S6KM
 7TH
3IC
Т^П
dl-BTH
±z3l£
и
Рис. 3-1. Принципиальная электрическая схема установ-
ки индукционной тигельной печи.
И — индуктор; ТП — электропечной трансформатор; ITH—STH—
трансформаторы напряжения; 1F — ваттметр;	— счетчик;
У — вольтметр; /ХМ—256КМ —• конденсаторы; /X—6Х — контак-
торы; В — выключатель типа ВМП-10КУ или ВЗМ-Ю-1250/50.
Комплектное распределительное устройство может
размещаться как на печной подстанции (рис. 3-3), так
и в цеховой (заводской) подстанции или ria распреде-
лительном пункте.
Пульт управления наклоном печи устанавливается
на рабочей площадке рядом с печью с учетом необхо-
димости наблюдения и управления процессом слива ме-
талла из печи. Маслонапорную установку рекомендует-
ся располагать в отдельном помещении (камере) под
рабочей площадкой.
ИНДУКЦИОННЫЕ КАНАЛЬНЫЕ ПЕЧИ
В табл. 3-6—3-9 приведены технические характери-
стики установок индукционных канальных печей про-
мышленной частоты старых серий, в табл. 3-]0 — новых
серий, в табл. 3-11 — размерного ряда серии _ИЧКМ.
Переход на изготовление и комплектацию печей новых
серий должен быть завершен в 1979—1981 гг.
Индукционные миксеры малой и средней емкости
имеют одинарные индукционные единицы (с одним од-
нофазным индуктором и одним плавильным каналом);
более крупные печи снабжаются индукционными едини-
цами с несколькими каналами и индукторами. Индук-
ционные  единицы обычно делают отъемными, чтобы
133
OOSSi-
Рис, 3-3. Расположение электрооборудования установки трех индукционных тигельных печей ИЧТ-6М2 и двух комплектов электрооборудования.
а — план на отметке +1,5 и; б — план на отметках +0J3 и —2*3 м; $ — разрез l-.L J — печь; 2 — трансформатор; <?-—конденсаторная „батарея; +*- комплектное распределитель*
ттпр vrTnnftr.TRA: .5 пичелк г яппяпятугюй: Л. 7 — пяийли-с контзктлпзмя* 8. З—тпнты ^пПлнлр.ния: J/)™— mitr гтаипни угтпйпгтрпис И йптпийтппобстгй ппголятпп пр-ягимя- 19 —
Таблица 3-6
Установки индукционных канальных печей для плавни меди и медных сплавов серии ИЛ К (старая серия)
 Показатели .	Тип печи				
	И ЛК-Ш-1	ИЛК-1.6ЛЫ	ИЛК-2.5М-1	ИЛК-6М-1	ИЛК-16М-1, ИЛК-16М-2
Емкость печн, т:					
полезная	1,0	1,6	2,5 .	.6,0	16.0
полная	1,3	2,5	5,3	10,3	25,0
Электро печной трансформатор:					
тип	ЭПОМ-350	ТМН-1000/10	ТМН-1000/10	ЭОМН К-1000/10	ЭОМНК-ЮОО/Ю
число фаз	1	3	3	1	1 400x6
мощность, кВ< Ах (количество, шт.)	400	1000	1000	400X4	
напряжение:					
первичное, кВ	6 или 1G	6 или 10	6 или Ю	6 нли 10	6 или |0
вторичное. В	414—298	557-458	557—458	518-87	518—87
Вспомогательный трансформатор;					
тин	ОСУ-80	АТС-120/0,5	. АТС-120/0,5	 ч.	. —
число фаз	J	3	3		—м
мощность. кВ ,А	75	200	200	—	
напряжение. В;					
первичное	380	380	390		—
вторичное	179—89.5	228—33	228—38	—	
Трансформатор для нагревателей сливной летки (однофазный);					
тип	_ /		.	__	АОСКТ-25/0,5	АОСКТ-25/0,0
мощность. кВ-А	—	 —	—	25	25
напряжение, В;					
первичное			.		380	380
вторичное	—	—	—	380—0	380—0
Потребляемая мощность, кВт;					
печью 1	250	750	750	3)0X4=1204	274X6^1644
нагревателями сливной летки		i			7	IU
при подогреве	25	55	80	166	226 •
Номинальное напряжение. В:					
на индукторе	350	500	500	475	475
на нагревателе сливной летки						156	208
Напряжение, на индукторе при подогре- ве, В	119	152	153		173
Коэффициент мощность:					
естественный	0,7	0,66	0,66	0,32	0,40
после компенсации	— 1.00	0,94	0,95	— 1,00	-1,00
Производительность по расплавлению к перегреву (расчетная);					
т/ч	1.25	3,85	,	3,75	4.75	5,8
т/сут	21	34	63	80	97
Удельный расход электроэнергия на рас- плавление и перегрев, кВт-чЛ	200	195	200	265	284
Время расплавления и перегрева, ч	0,78	0,43	0,67	1.27	2,76
Расход. воды на охлаждений индукторов,	0г25	0,75	0,75	1,5	3,5
1 Температура 1200°С.
Таблица 3-7
Установки индукционных канальных миксеров для меди и медных сплавов серии ИЛКМ (старая серия)
Показатели	ИЛКМ-2*5М*1	илкм- 2,5М-2	ИЛКМ-6М-1	ИЛКМ-6А	ИЛКМ-6М-Э ’	ИЛКМ 6М-3
Емкость миксера, т: полезная	£.5	2,5	6	6	&	6
полная	4,5	4,5	9	9	9	9
Электро п ечной трансформа- тор (однофазный): тип	ЭОМНК-1000/16	ЭПОМ-350	ЭОМНК-10Ш/10	ЭОМН К-1000/10	ЭОМНК-ЮОО/Ю	ЭОМНК-1000/10
мощность, кВ - АХ (коли- чество, шт,)	400	J 400	400X2	400X2	400	400
напряжение: первичное, кВ	G или 10	6 или 10	6 или 10	8 иди 10	8 или 10	6 иля |0
вторичное, В	5185—87	4.14—298	518—87	 518—87	’ 518—87	618—87
135
Прбдолж&иие табл. 3-7
Показателя	ИЛКМ-2.5М-Г	ИЛКМ- 2,5М-2	ИЛКМ-6М-1	ИЛКМ.-6А	ИЛКМ-6М-2	ИЛКМ.-ОМ-З
Вспомогательный трансфор- матор (однофазный):						
тип	—	ОСУ-80	—			-<	1	——
мощность, кВ*А напряжение, В:	'—	75		—		—
перентное	"—я	[380		-—и	—	
вторичное	—	179—89,5	—		——	—“
Трансформатор к нагревате- лям раздаточной колонки						
(трехфазный):						
тип	—	—.	—		АНТ -35A3	—
мощность, кВ-А напряжение. В:	—	—	—		35	—
первичное	—	—	—		380	
вторичное	—-	—	—	—	238—93,5	
Число фаз индукционной единицы	1	J	2	2	1	2
Потребляемая мощность, кВт:						
миксером 1	144	250	500	500	226	166
нагревателями раздатой*					17,4	
ной колонки при подогреве	56	65	95	95	.	71	93
Номинальное напряжение, В;						
на индукторе	345	350	350	350	432	345 
на нагревателях разда- точной колонки	—-	—	—	—	105	
Напряжение при подогреве на Индукторе, В Коэффициент мощности:	216	17$	151	151	216/105	258
естественный	0,46	0,79	0.70	OJ0	0,46	0,32
после компенсации	-J.00	0.98	0,98	0,98	. -1,00	~1,00
Производительность прв пе- регреве на 1004С (расчетная):						
т/ч	5,5	И	26	26	11,5	5,5
т/сут	105.	210	Б00	500	220	105
Удельный расход электро- энергии при перегреве на 1«ГС, кВт-ч/т	36	22	.19	19	21 ®,60 '	30,5
Расход воды на охлаждение индукторов, м3/ч	0,16	0.25	0,50	0,50		0,40
						
1 Температура 1100— 1200°С»
Таблица 3-8
^таиовкл индукционных плавильно-раздаточных агрегатов для меди и медных сплавов серии ИЛ КА (старая серия)			
Показатели	Тип агрегата1		
	ИЛКА-6М-1	ИЛКА-16М-1	ИЛКА-16М-2
Печи для расплавления металла:			
тип	ИЛК-6М-1	ИЛК-16М-1	ИЛК-16М-2
количество, шт.	1	1	2*
Миксеры (1 шт, на агрегат):			
тип	ИЛКМ-6М-3	ИЛЦМ-2,5М-1	ИЛКМ-6М-2
Производительность? по расплавлению и пе-			
регреву (расчетная!:			
т/ч	4,7	5,3	П,5
т/сут	80	97	103
Обогреваемый желоб:			
число секций		1	3
числе» нагревателей			15	33
с кем а соединения		3 вся да	Треугольник
Потребляемая нагревателями мощность, кВт		43	95
У ае.'.ь-гчй расход электроэнергии желобами.	—*	7,8	7,8
кВ 1’47;			
1 Х&ремсристикя печей, входящих в состав агрегата, приведены в табл. 3-6. 3-7,
* Производительность — по меди.
* Одна печь — левого* вторая — правого исполнения.
136
Таблица 3-$
Уетанойжн индукционных канал ьных печен для плавки цинка серин И ЦК (старая серия)
Показатели	Тип лечи		Показатели	Тип печи	
	ИЦК-25М-1	1 ИЦК-40С-1		Шк-’ЗМ-I	| ИЦК-40С-1
Ёмкость печн, т Электропечной трезсфязвый трансформатор: тип	;	25	40 ТМН-1000/10	Потребляемая мощность, кВт: печью при подогреве2 Напряженке на индукторе, В:	'	540 40	700 80
мощность, кВ-А напряжение: первичное, кВ		1000 б или 10	номинальное пря подогреве Коэффициент мощности!	500 140	500 170
вторичное, В Вспомогательный трсхфааный трансформатор 3: ' тип	АТС-260-КА5М	£57—458 АТС-120/0.5	естественный поске компенсация Производительность по расплав* лению и перегреву (расчетная) г	U, 65 0.95	0,63 -1 
мощность, кВ'А (X количе- ство, шт.) напряжение. В; первичное	260X1 500 '	200X2 за о	т/ч т/сут Удельный расход электроэнер- гии ив расплав дайне и пере- грев г. кВт-ч/т	5.4 100 100	7,8 150 90
вторичное	400—26,3	228—38	Расход воздуха на охлаждение | индукторов. ТЫС'Ма/ч	9	14
1	Питание непосредственно от сети 500 В.
2	Температура перегрева 500*С.
3	Вспомогательные трансформаторы предназначены для сушки и пуска вновь ^футерованных печей.
Индукционные канальные печн серии ИЧКМТ МЧКР, И Л К, ИЛ КМ, ИАК, ИАКР (новая серия)
Таблица 3-10
Тип, назначение печей и номинальная температура	i Емкость (полез- ; пая), т 1	Мощность (пот- ребляемая), кВт	Мощность индук- ционных единиц, кВт, и количество	Производитель- ность, т/ч	Удельный расход &лек троэпергпи, кВт-ч/т	Тип» назначение печей и номинальная температура	Емкость (полез- ная), т	Мощность (пот- ребляемая), кВт	Мощность ИНДуК- ционных едииыц, кВт, и количество	Производитель- ность, т/ч	Удельный расход | электроэнергии, кВт-ч/т
ичкм для выдержки, перегрева ю 1400°С и разливки жид- кого чугуна)	2.5 6.0 10,0 16.0 25,0 40,0 60,0	. 250 500 500 500 2000 2000 4000	250х 1 600X1 боох1 600X1 500X4 1000x2 1000 x4	7 14 12 И 60 55 115	36 36 42 45 33 36 35	ил км [для выдержки, перегрева к разливки жидкой меди и сплавов на медной основе; температура 1200°G)	2.5 6,0 2,5 6.0 6,0	262 213 144 166 226	262Х 3 213Х 1 144Х 1 166X1 226Х 3	! 11.9 U.0 5,5 5,5 11,5	22.0 19.2 25.0 30.5 21.0
						ИАК (для плавки алюминия и его сплавов; температура ТйЕГС) .	0,4 1,0 6,0 Т6.0	125 250 1000 1150	125X1 2?0Х 1 1000X1 1150X1	0.3 0,6 2.5 2,9	425 425 400 400
ИЧКР для перегрева до 1400 Сг юддержа и яя	ставил ь it ой ’емперэтуры жидкого чугу- ia к заливки его в литей- ные формы)	0.61 1,0' 2,5 6,0е	60 60 |50 150	60X1 60X1 150x1 150X1 4	1.35 1.1 4,0 3,6	44.5 54,0 37,0 41,0						
						ИАК (для плавки алюминия и его сплавов: температура 750’0	0,41 1.01 2,51 61 16'	160 320 640 1210 2200	160X1 320X1 320x2 300X4 370X6	0,4 • 0,8 1,6 3,0 5,5	400 400 400 400 400
илк для плавки меди и сплавов ia медной основе; темпера- гура до 1200°С)	0,4 1,0 1,6 2,5 6,0 16,0 16.0 40,0'	60 260 750 700 1400 2300 1800 3450	60X1 260X1 750X1. 350X2 700X2 575x4 300X6 575X6	0,25 1,3 3.8 3.5 5,2 8,5 5,8 12,8	240 200 195 200 270 270 280 270						
						ИАКР (для перегрева, поддержи* ния стабильной температу- ры 750’С жидкого алюми- ния и ззлнвкя его в литей- ные формы)	0.161 0,25 0,6'	18 28 36	1?Х1 28X1 36X1	0,6 1,0 1,2	30 27 30
Типоразмеры печей, подлежащие разработке в 1977—1981 гг.
Таблица 3-11
Размерный ряд установок канальных миксеров серин ИЧКМ для выдержки и перегрева чугуна
Тип ' миксера	Полезная емкость, т	Номинальная мощность, кВт, при исполнении		Число индук- ционных еди- ниц при не- полнении		Производи- тельность при перегреве tea'. 100°С, т/ч, при исполнении		Тип миксера	Полезная емкость, т	Номинальная МОЩНОСТЬ. кВт, при исполнен ни.		Число индук- е[ионных еди- ниц ори ис- полнении		Проиэно ди- тел ь во стъпрй перегреве на 100°С, т/ч, при исполнения	
		' Ml	из	Ml	| М2	Mi	[  М2			Ml	М2	Ml-	М2	Ml	М2
ЧК.М-2.5	2,5	250			1		.	7			ичкм-40	40	2000	1000	9	1	60	30
ЧКМ-4	4	500		1	——	14		ИЧКМ-60	60	4000	2000	4	2	120	60
ЧКМ-6	6	500			1		14		ИЧКМ-100	100	4000	2000	4	2	120	60
Ч КМ-10	10	1000	500	2	1	30	14	ичкм-iao	160	6000	ЗООО	6	3	J80	90 '
ЧКМ-16 Ч^М-25	16 25	1000 2000	500 1000	2 4	1 2	30 60	!4- 30	ичкм-25(7	250	6000	3000 .	6	3	180	90
137
Рис. 3-4, Электрическая принципиальная схема включения и управления индукционного канального миксера
23М1.
а — силовые цепи; б — токовые цепи; а — цепи напряжения; г — включение блока БПН1; Л цепи переключения ступепе!
ження печного трансформатора; е — цепы электромагнитов включения печных выключателей (на рис. 3-4. р показаны цы
ной индукционной единице из четырех; цени управления, контроля и сигнализации не приводятся); В — выключатель:
трансформатор электропечцой ЭОМП-1ЙЮ/10-72УЗ (630 кВ-А, 10000/5)0 — 80 В, с переключателем ступеней напряжения без на
С1—С20 — конденсаторы однофазные КС 3-0.5-36; ТНа, ТНС — трансформаторы напряжения НОМ.-Ю (|0 000/]00 В); tTT, 2ТТ -
форматоры тока ТПЛ-10-0,5/Р(75/5 А); ТТ1— трансформатор тока ТНШЛ-0,66-0.5-1500 (1500/5 А); У — вольтметр Э-37В (0—1
VI — вольтметр Э-378 (0—600 В); А/ —амперметр Э-378 (0—1500 А); <Р — фазометр Д-303 (0.5—1—0,5; Б А, 100 В); ТР — е
Д307 (0—800 кВт); Wk — счетчик активной энергии однофазный СО5 (|27 В. 5 А); РМ! — реле максимального тока PT8S
Pi — реле промежуточные ПЭ-21 (220 В), УПВ — универсальный переключатель; Л К5 — арматура сигнальная; КП — к<
КМВ-521 (220 В); 3BJ, ЭО1— электромагниты включения и отключения;,БПРУ — блок питания БПРУ-66 (380 В. G5 КВт);
блок питания БПН-1002; IAB, ЗАВ, 7)2 — автоматические выключатели АП50-2МТ; ВАЗ, Вб — автоматический выкл
АП50-ЗМТ; Р7 — магнитный пускатель ПМЕ-1П (220 В, 10 А).
можно было заменять их без охлаждения футеровки
ванны- Крупные индукционные канальные печи и мик-
серы обычно снабжаются несколькими отъемными еди-
ницами, что при числе их, кратном трем, создает воз-
можности их питания от трехфазных трансформаторов
без применения симметрирующих устройств (но при та-
кой схеме невозможно индивидуальное' регулирование
мощности индукционных единиц).
Индукторы и кожух индукционной единицы, как
правило, охлаждаются водой. Футеровка плавильного
канала охлаждается принудительной воздушной венти-
ляцией: вентилятор обычно устанавливают непосредст-
венно на индукционной единице.
Одним из главных условий безаварийной работы
канально!) печи является необходимость постоянного
поддержания в печи металла в расплавленном состоя-
нии, потому канальные печи в- .процессе эксплуатации
должны быть постоянно подключены к питающей сети.
Для слива металла ванна печи снабжается м
мом наклона, обеспечивающим как полный слив
ла йри ремонте печи, так и слив порций метал
разливке. В зависимости от конструкции ванны и
жет иметь гидравлический или электройеханичес
ханизм наклона.
Питание индукционных единиц осуществляв
одного или нескольких электропечных трансформ
Для компенсации реактивной мощности ин/
(cos ср = 0,7-4-0,8) параллельно индуктору обычне
чается конденсаторная батарея. Принципиальна:
трическая схема индукционной канальной печи и
на на рис. 3-4. Характерное для канальных пе1
стоя нет в о -электрического режима в процессе
исключает необходимость подстройки кон денег
батареи.
Как правило, число основных трансфор(
равно числу- индукционных единиц. В отд
138
Рис. 3-5. Компоновка установки индукционного канального миксера ИЧКМ-25М.	»	'
J —.миксер; S — печной трансформатор: 3, 4 — блоки конденсаторов; 5—10—щиты управления; // — шкаф с пр ед а хранителями;
14 — па не л р звуковой сигнализации; 13 — пульт управления; .4— распределительный пункт; 15 — механизм вращения; 13 — систе-
ма водоохлаждейня; 17 — маслом а пор на я установка.
случаях печь снабжают дополнительными трансформа-
торами малой мощности для разогрева индукционных
единиц и возможности работы на холостом ходу.
Установки индукционных канальных печей с транс-
форматорами мощностью свыше 360 кВ-А выпускают-
ся для подключения К сети 6 или 10 кВ; установки
меньшей мощности подключаются к сети 380 В.
На рис. 3-5 приведена компоновка установки индук-
ционной канальной печи ИЧКМ-25.
3-2. ИНДУКЦИОННЫЕ ПЛАВИЛЬНЫЕ
УСТАНОВКИ СРЕДНЕЙ (ПОВЫШЕННОЙ)
ЧАСТОТЫ
ОБЩЙЕ СВЕДЁН ИЯ
Установки индукционных плавильных печей сред-
ней частоты по технологическому назначению и кон-
структивному исполнению разделяются на два вида: —
открытые (ОИП) и вакуумные (ВИП). Плавка металла
в ОИП осуществляется на воздухе в тигельной печи,
конструктивно 'подобной индукционным тигельным пе-
чам промышленной частоты. Плавка металла в ВИП
осуществляется в вакууме или другой инертной среде,
окружающей тигель печи.
ОТКРЫТЫЕ ИНДУКЦИОННЫЕ ПЛАВИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
Установки ОИП для плавки стали (серди ИСТ) и
плавки особо чистых алюминиевых силанов (серии ИАТ)
снабжаются печами с емкостью тиглей от 0,06 до 10 г.
работающими на однофазном переменном токе частотой
от .500 до 2400 Гц. Данные этих установок приведены
•в табл. 3-12 и 3-13.
Печи могут питаться от двигатель-генераторного
или тиристорного преобразователя частоты. Со снятием
с производства преобразовательных агрегатов серии
В ГО взамен них поставляются .агрегаты серии ОПЧ (см.
§ 3:5). По мере расширения номенклатуры выпускаемых
серийно тиристорных агрегатов они полностью вытесня-
ют в установках ОИП двигатель-ге пера торные преобра-
зователи частоты.
На рис. 3-6 и 3-7 приведены принципиальная элек-
трическая схема и компоновка установки печи ИСТ-0,16;
на рис. 3-8 й ЗД соответственно установки печи ИСТ-1.0,
а на рис, 3-10 и 3-11 —установки печи ИСТ-2,5,
Выпускаемые электротехнической промышленностью
установки ОИП комп.те к ту юте я обычно двумя печами
и одним комплектом электрооборудования, включая
преобразователь частоты.
Рабочая плошадка для обслуживания печей в за-
висимости от емкости печи имеет отметку 0,40—2,0 м от
отметки пола.
Строительные элементы рабочей площадки выпол-
няются из кирпича и железобетона (сборного или мо-
нолитного). при условии отсутствия в конструкции замк-
нутых контуров металлической арматуры.
Проем па площадке, открывающийся при повороте
печи, перекрывается деревянным щитом, окрашенным
огнезащитной краской.
Преобразовательный агрегат устанавливается в изо-
лированном электромашинкой помещении (ЭМП) печ-
ной подстанции, отметка пола которого обычно та же,
что и отметка, пола первого этажа, и оборудуется подъ-
емпо-трапспортнымп устройствами для проведения ре-
монтных работ на преобразователе.
139
Таблица
Установки индукционных тигельных печей серии ИСТ (старая серия)
Показатели	ИСТ.0,05	ИСТ-0,16	ИСТ-0.25	ИСТ-0,43	ИСТ-1’	ИСТ-2,53	ИСТ-6’	ИСТ-10
Номинальная емкость, т	0,06	0,16	0,25	0,4	1,0	2,5	6,0	10
Печей (тиглей) в установке, шт. Преобразователи частоты: а) Двнгатель-генераторные:	2	а	2	2 или 1’	2 или I1	2 или З2	2	2
тип агрегата	ВПЧ-50	ВПЧ-100	ВГО-250	ВГО-250	ВГО-500	ВГО-1500	—	2 агрегата ЕГО -1500
двигатель: мощность, кВт	77	140	да	350	700	2000	__	f 2X2000
напряженно, В генератор: мощность, кВт	380/220	380/220	6000/3000	6000/3000	6000/3000	6000	——	6000
	50	100	250	250	500	1500		2X1500
напряжение, В	400	Й00	1500	1500	1500	1500.	__ '	1500
частота, Гц 6} Тиристорные:	2400	2400	2575	2575	1090	500		500
тип агрегата (параметры см. табл, 3-23)	—	—	*—	ТПЧ-500/2,4	ТПЧ-1	ЗХТП4-800/0,5	4ХТПЧ-1	—
Мощность конденсаторной бата- реи. квар Мощность, потребляемая печью, кВт:	юоо	1500	44Ш	6500/7800	8640/10 000	18 900/22 500	—/37 060 	40 250
в период расплавления	50	100	220	240/440	470/600	1480/2300	—/1980	2730
для поддержания рабочей температуры расплавленно- го металла	14	25	3Q	40	60	100	160	200
Номинальное напряжение ин* дуктооа (резонансного конту- ра). В Периоды расплавления и пере- грева стали до температуры IGOCTC;	500	1000	1500	1630	2000	1910	1500	1930
длительность, мин	60	75	43	66/35	66/50	60/40	—/108	120
производительность, т/ч	0,06	0,13	0,35	0.4/0,75	0.8/1.1	2Т5/3,8	—/3,5	5,0
Удельнь|й расход электроэнер- гии. К0т-ч/т Расход воды для охлаждения,, и’/ч:	1200	1000	S20	900/700	710/640	660/600	-/620	640
пели	1	9	3	5	3	13	ао	' 25
конденсаторной батареи преобразовательного агрега- та:	1	2	4	6	8	15	30	за
а) двмгатель-генератор- ного	2,4	3,0	25	25	25	60	—	60X2
б) тиристорного.				5		8		
1 Одла печь — в установках, с тиристорными, две лечи — в установка* с двигатель-гегтepatорнышт преобразователями частоты,
= Три печи и два комплекта электрооборудования — в установках с печами ИСТ-2.5М2; две печн и один комплект электрообо-
рудования — а установках с печами ИСТ-2,5М1. Установки с тиристорным преобразователем имеют одну печь ИСТ-2,5/2,4МЗ и
один комплект оборудования.
а Числитель *— данные для установок с двигатель-генераторными, знаменатель — для установок с тиристорными преобразова-
телями частоты. '	4
Таблице 3-13
Установки открытых индукционных плавильных печей средней частоты (новая серия)
Тип, назначение печи и номниальяая температуря	Емкость печи, т	Мощность преобразо- вателя частоты. кВт	Мощность, потребляемая печью, кВт	Частота, Гц	Произво- дитель- ность, т/ч	Удельной расход электро унергни (расчетный), кВт ч/т	Расход воды, и’/ч	Мощность конденса- торной батареи, ' к вар
ИСТ	0,06*	ЛОО	90	2403	0,132	900	7	1500
(для плавки сталей; |600дС)	ОДО'	350-	215	2400	0,35	790	10	4000
	0,25	250	250	240(1	0,35	820.	32	4890 ’
	0,251	320	320	1000	0,4	770	7	5600
	ОЛ	250	250	2400	0,42	710	36	7800
	0,4	500	465	2400	0,78	680	16	8600
	1,0	800	790	1000	1,33	625	16	15 600
	2,5	2400	2350	500	4,0	600	28	22 500
	6,0	240(1	2230	500	3,5	600	50	45 000
	10,0	3200	2730, «	500	5.0	;64О	187	48 000.
ИАТ	0,4	800	610	500	1,0	G05	20	М 000
(для плавки алюминиевых	2.5	1500	1450	500	2,5	590	90	25 900
сплавов; 75OVC)				• '				
’ Типоразмеры печей, находящихся в разработке.
140
рис. 3-6. Электрическая принципиальная схема установки двух тигельных индукционных печей ИСТ-0,16 с двигатель-
генераторным преобразователем частоты.
1И, 2И — индукторы печей Ns 1 и 2; JJ — двигатель: Г —генератор преобразователя частоты; ОВД — обмотка возбуждения генера-
тора; ITH, 3 ГЛ— трансформаторы напряжения; 1КТ~7КТ — Конта в торы повышенной частоты; Т — термоэлектрический преобразо-
ватель; ТР — гудок-ревун; РД — реле давления; PC — струйное деле; БКМВ — вспомогательный контакт автоматического выклю-
чатели; РП — промежуточное реле.
Рис. 3-7. Рекомендуемая пла-
нировка оборудования и строи-
тельное задание установки печи
ИСТ-0,16.
I •" преобразователь частоты; 2**
конденсаторная батарея; 5 —панель
с контакторами; 4 — нацель с аппа- ,
ратурой; 5 — щнт управления; 6
силовой щит; 7 — автотрансформа*
торный пускатель; 3 — манометр;
9 — коллектор; /0 — сливная ворон*
на; а—л — трассы труб-для кабель-
ных лиияй и водорхлаждення*
В ЭМП располагаются также конденсаторные бата-
реи, контакторные панели для регулирования включен-
ной емкости конденсаторной батареи и оборудование
для пуска двигателя преобразователя. Щиты управле-
ния печами и автоматического регулирования электри-
ческого ре ж дм а, имеющие двустороннее обслуживание,
встраиваются в проем в стене ЭМП на уровне рабочей
площадки.
ВАКУУМНЫЕ ИНДУКЦИОННЫЕ ПЛАВИЛЬНЫЕ
УСТАНОВКИ
Установки вакуумных индукционных печей (ВИП)
повышенной частоты значительно сложнее установок
ОИП [Л. 3-1], так как для обеспечения необходимой
степени разрежения (в плавильных ВИП обычно 1.3—
0,13 Па, а в высоко вакуумных печах —до 13—1,3 мПа)
ВИП должны иметь герметичные камеры с вакуумными
затворами и вентилями и комплектоваться механически-
ми вакуумными насосами или блоками соединенных по-
Г42
следовательно механических и па ром ас л иных . (бустер-
ных) насосов.
Различают установки ВИП с периодическим и с по-
лунепрерывным процессами для разливки под вакуумом
в изложницы или формы, в кристаллизаторы или для
центробежного литья.
С целью предотвращения охлаждения разливаемого
металла в ряде печей предусмотрен дополнительный
обогрев сливного носка 'тигля печи, разливочных воро-
нок, изложниц (форм) и других узлов нихромовыми
нагревателями.
В табл. 3-14 приведены данные установок ВИП се-
рии ИСВ. Ввиду снятия с производства преобразова-
тельных агрегатов серии ВГО взамен них поставляются
агрегаты серия ОПЧ. К 1980 г. ВИП должны комплек-
товаться толыео тиристорными преобразователями.
Схемы электрических не пей повышенной частоты
'.ВИП мало отличаются от схем таких же цепей ОИП
равней мощности. Схемы управления ВИП содержат
большое число блокировок для обеспечения соблюдения
необходимой последовательности циклов работы отдель-
\
и


ВАУ
кв
Ркг РАЗ РП1 РЕ
г
мтг
зктг
МО
г
ВАЗ
---и
пм
Реле
блокировки
РП5
—|Г_
ЗКТЗ
ЛЖ5
РЛБ
г
%
S
па
£
~бм
-о о—
Пм
~1Г~
лкг
АЗ 2
Управление
маслена парной
установкой
ЭКТЦ
~1Г"
РПЕ
ЛЖ5
.? S
3-5Г
fab
В
Бкf эн?г-
ЭМ1
3плотник сброса
давления
ввг эмз
O-_Q-----------
РП1
РАЗ
ir лл/		ЛЖ1 *
		РАЗ „
	II Г“ рпг		ажз,
^РС!	Рбг	РАЗ 2.
	11 РЛЗ	|Г" '	лжз f
+f рез	рец	рпб^
	л Мб	И " 1	АЖЦ ,

ПЗ
Гр
АЖ7

Общий
аварийный,
сигнал
Наклон. Ь * s

Й Ч
Возврат
Батарен
№1
батарея
„ №
Ч
Индуктор
Гибкие
кабели
Рис. 3-8. Схемы установки индукционной печи типа ИСТ-
I/0.8-M5 (схема силовых цепей включения электродвигателя
АО2-61-4 привода маслонапорной установки не приводится).
а ~ схема силовых цепей: б — схема цепей управления? © — схема це-
пей управления автоматическим выключателем; ВВ — выключатель
10(6) кВ (ВЭМ-10-1250/20 или ВМПЧОКУ); 777—^трансформатор ТМ-1000,
1000 кВ-A, 10(6}/0,4 кВ; ВЛ/ — автоматический выключатель АМО-25;
Д—двигатель привода ВА1; ТИЧ — тиристорный преобразователь
ТПЧ^001/0,5 (исполнение 1974 г.): В — выпрямитель; БР —* блок реак-
торов; И — инвертор^ ШУ — шкаф управления: К5/, KS2-—конденса-
торные батареи по 24 конденсатора ЭСВ-1-1, 250 кВ Ар, 1 кГцт с реле
давления РД-8Т» 0—€,4 МПа (0—4 кге/см2); /77 — индуктор печи; /7/,
/72— панели С аппаратурой; TH — трансформатор напряжения BOC-L
I кГц. 1000/100 В; ВА2—— выключатели автоматпческпе АП50^
РАЗ
РПЦ
РП5
РПЁ
б)
Диаграммы работы УП
1М '____ ПВ
5	Контакты	Упрабясние наклоном		
		\нонноУ\	8	' Воз- врат
I	f~2			
	Э-Ц			
зп	5-Е			
JY	7-8			
I*.
ч
*
£.
пг
в-
«
S
Ви гнал
л а
г

Б-6
7S
t-г
* имвле зуннпся
П1, П2 — универсальные переключатели; ВС — селеновый выпрямитель; Р/7/—РП7 — пускатели магнитные ПМЕ-П1; ПМ — маг-
нитный пускатель ПА-311; РП5, РП6—рёЛ& промежуточные ПЭ-21: W —реле напряжения РЭВ-220; 7.Э — тормоз 5лектродвига-
теля; ОР — независимый расцепитель: л — блок-контакт. коммутатора;	М3— .электромагниты золОтнаха управления гидр г/-
Црийодом печи; PCJ—PC4 — роле протока, контакты включены при нормальном режиме; ЭАГ7—5КТ4 электро контактные термо-
метры, контакты включаются при перегреве воды; РД.1, РД2 — реле давления; АВ, £К, ВК/, ВК2, КВ/ — кодфжые выключатели
-	143
Рис. 3-9. Компоновка оборудования установки
двух индукционных печей типа ИСТ-1/0,8-М5
(схема на рис. 3-8).
а — план на отч. +2,30; б —план1 на отм. —1,50; в — раз-
рез .4—А; 7 —трансформатор ТМН-Ю(Ю,'6 (наружной уста-
новки); 2 — выключатель автоматический АМ.Р-25; 3 — ти-
ристорный преобразователь ТПЧ-Я00-1/0.5;	4 — шкаф
управления; 5. 6 — щит управления; 7 — панель с аппа-
ратурой; 8—распределительный пункт ПР930О; 9 — бата-
рея конденсаторов; 10— печь; 11— пульт управления
установкой; 12—пульт управления выключателем 1(1(6) кВ.
Таблица 3-14
Установки вакуумных индукционных печей серин И СВ
Показатели	Тилы печей									
	периодического действия				полунепрерывного действия		
	ИСВ-0,01-ПИ, ИСВ-0.016-ПИ,		ИСВ-0.06-ПИ, исполнение МО31	ИСВ'0,16-ПИ, исполнен не МОЗ	ИСВ-0.16-НИ, исполнение МО1	ИСВ-1,С’НИ, исполнение МО!	ИСВ-2,5-НИ, исполнение МО2
	исполнение МО2	исполнение |	МО2					
Номинальная	емкость	0,01	0,016	0,06	оде	0,16	\о	2,5
печи (по стали)» т Установленная мош? несть. кВт Преобразователь новы-	по	95	155	157	435	2640	4200
шейной частоты:					2	9	I
КОЛИЧЕСТВО, шт, тип агрегата	ВП 4-50-2400	ВПЧ-50Т-2400'	ВПЧ-100-2400	ВПЧ-100-2400	ВПЧ-100-2400	В ГО-50.0-1000	ВГВФ-1500- 1000 2000 6000
двигатель: мощность. кВт напряжение, В	77 380	77 380	140 380	140 380	140 380	800 6000	
генератор: МОЩНОСТЬ, кВт напряжение, В частота, Гп	Б0 400 2400	so 40tf 2400	100 400 2400	100 400  2400	100 800 2400	500 750 1000	1500 750 1000
3лек тр оп ечн ой одно фа 3” пый трансформатор УЭМП:							2
количество, пгт. мощность» кВ* А первичное напря- жение, В	111	1 11	—	—	40 380	320 380	560 380
Мощность конденсатор-							
ной батареи, квар по в ышс иной ч астоты	И00	880	1760	4400	4400	8000	20 000 1200
псом ыш л онной	на-		—	—	—	600		
стогна Номинальное наттряже* вне яндчктора (резонанс-	400	' 400	800	800	800	10-00	1000
него контура), В Длительность, мна:	* расплавления рабочего цикла Удельный расход элект-	16 60	22 50	120 150	138 180	60 120	72 180	126 240
ромгергии, кВт-ч/г: па расплавление на рабочий никл Расход воды на охла'Ж* дение, м3/ч	3440 5400 7,0	1930 2850 8,0	2500 3000 6,0	2170 2630 6»5	2100 3000 20	3000 2640 128	2000 2360 130
fidUBAt e иопиратур'о.
—
Citf-tWZ
ct-еш
ВАЗ
ттг
Открыть
Закрыть
8A3
ТЯЧЗ
ЗКТ1
РПЗ
ЭКГ 2
роз вег ft»
О
21
Кабели
выхода
воды
Кибелы
входа,
воды
яр ееван.ия
-о
-о
jJo
I
+-|°
/Г злек/првду
Щит
управления
[т
82МП)
33 л!*"*!? 9X3
----} Т^-
 ! । ! внч эмз
РП1	ЛЖ1
-------------------
pcs peg FC7 вез рдг
-П1—II---1Г“11--------
ряг	лжг
Щит
управления
Pau ем t
ТПЧ7
Щит
управления
JfS2
.
Оз *
У *J
EJ-H
« ts
ШУЭ
пкг
П31
-llti
BAi
।	~22вв
>8А5
К схемам
управления
автоматами
. BAZu. ВАЗ,
аналогичным
схеме управления
SA1
•Г УП „	РП1.
г«Г г +W	т Рпг_^б
‘ Й7
Гтг
К1
I
6
У.
5
лкь
I
I
— Из схемы
[ сигнализатора
проедания
тигля пм
НА К)
(1ЛЗ/ 
%
£
ЗКТЗ
ЭКТ4
РПЗ
РП1
РПЗ
РПЗ
Л?
мл
Кабели
выхода
. воды
’а
ЭМ1
|«5
змг
эмз
I
«§
«3
ПМ
Н ЗУЛ
П1
НС^п^ЛВ
j П. ПЗ \Р
--A 3Z ф~
П
Общая
аварийная
ёигналц,-
зация
Из еже»1й
вигнаяизатврл
проедания
епиып
Рис. 3-10. Электрическая принципиаль-
ная схема включения и управле-
ния индукционной тигельной печи
ИСТ-2.5/2.4МЗ.
ТИЧ!—ТПЧЗ— тиристорные преобразователи частоты ТПЧ-^00-1/0,5 (500 Гц. 800 кВт): ВА1—ВАЗ — автоматические выключатели
(типа АМО-25); Д/ — электрода ага гель привода ВАР, ВА4—ВА6 — автоматы установочные; КВ1, КВ2, ВК1—ВК4 — конечные выклю-
чатели; 77 — тормоз двигателя Д7; 0Р1 — обмотка независимого расцепителя автомата ВА1\ /(/ — вспомогательный коммутатор:
ЭМ1—ЭМ5 — электромагниты золотников управлении; /ТУ —пульт управления; ШУ1—ШУЗ — шкафы управления; PCI—PCS— струй-
ные реле; ЭКТ1—ЭКТ4 — электроконтактные термометры; П1—ПЗ — универсальные переключатели; РШ^-РПЗ — промежуточные
реле; ПМ, РБ — магнитные пускателя; PH — реле напряжения; THlt ТИ2 — трансформаторы напряжения.
10—342
145
•i
Рис. 3-11. Компоновка установки индукционной тигельной печи ИСТ-2,5/2,4МЗ.
с «план па отметке 3,35; 6 — план на отметке «2.00; в •—разрез; /«трансформатор TMlOOO/fOA: 3 « автоматический выкл
тель АМ1ВО-40; 3 — тиристорный преобразователь ТПЧ-300-1/0,5; # — батарея конденсаторов; 5—7 — щиты управления; & « паве
аппаратурой; S —пульт управления; 30 — пульт управления параллельной работой тиристорных преобразователей; 13 — Контам
12 — печь.
ных устройств печей, надежности и безопасности их экс-
плуатаций. На рис. 3-12 и 3-13 приведены принципиаль-
ная электрическая схема и компоновка установки печи
ИСВ-0,06ПИ; на рис. 3-14 и 3-15— соответственно уста-
новки печи ИСВ-2,5НИ.
Для привода механизмов ВИП в зависимости от то-
го. требуется или нет регулирование частоты вращения,
используются асинхронные двигатели с короткозамкну-
тым ротором или двигатели постоянного тока с магнит- .
ными усилителями «ли тиристорными устройствами, а
также гидравлический привод с автономной маслона-
порной установкой.
Установки ВИП оснащаются системами автоматиза-
ции режимов плавки, контроля основных параметров и
дистанционного управления операциями загрузки, рас-
плавления, легирован ня, разливки и т. п., а ВИП боль-
шой емкости — устройствами электромагнитного п<
мешивания металла (УЭМП).
Компоновки оборудования ЭМП и преобразовать
ных печных подстанций установок ВИП. и уста но
ОИП различаются мало.
Число панелей щитов (шкафов) в установках В'
значительно больше, чем в установках ОИП. Щн
относящиеся непосредственно к управлению ВИП, р
полагают на рабочей площадке, а щит (пульт) управ
ния механизмом наклона рядом с печью.
При размещении тиристорных преобразователей
стоты и конденсаторных батарей установок ВИП в <
ном помещении с печами токопроводы и электрообо,
давание, должны иметь ограждения, исключающие В'
можность случайного прикосновения к частям, пахо;
щимся под напряжением.
146
Рис. 3-12. Принципиальная электри-
ческая схема включения индукцион-
ной вакуумной печи ИСВ-0.06ПИ.
Г — генератор: Д. — двигатель преобраЗо-
ад тельного агрегата ВП4-50-2400;, О В Г—
обмотка возбуждения генератора; /К—
iff — контакторы; PH — регулятор напря-
жения! WI — магнитный пускатель; БФ—
конденсатор фильтра; Рм — реле макси-
мального тока; ХЛ — линейный контактор;
7р—разделительный трансформатор; А К—
автоматический компенсатор; Т — термо-
электрический термометр,
Рис. 3-13. Планировка электрообору-
дования индукционной вакуумной
печи ИСВ-0,06ПИ.
/ ~ щит управления двигателем генерато-
ра; 2 — преобразователь частоты г <3 — ба-
тарея конденсаторов; 4 — щит управления
вакуумной системой; 5 — панель с аппара-
турой; 6 —> щит управления генератором?
7*-щит измерения температуры; Я —щит
управления с аппаратурой; 5 — щит
у пр а вл еи ня меха низ м ом наклона г /£? —
лечь.
10*
147
Рис. ЗЛ4. Принципиальная электрическая схема установки печи ИСВ-2,5НИ, исполнение М02.
/7 — секдну индуктора; Г —генератор; Д — двигатель преобразователя частоты: ОВГ — обмотка возбуждения генератора? /ЯСС—
де максимального tosai /’Вареле времени! 1РП~-5РП — магнитные пускатели; Л?ЯК — автоматический регулятор [см, § 3-ioJi
148
378
ззк
91K
2МС
>	SVffC
83KC
3SK
35К !Ы ] 388
К
58
12Ш
1 Ч8К
1S2KC
13488
131 КС
W9HC
152KC
I ЧЗК
lW. I
212 КС
IS3KC
136KC
!97КС 2ИКС
и
tSK
78
йВ-
n5fj"|
—
WK
ГТ
L-P-

S5HC
/29 КС
НОКС
- [ 5SH
52 К
/53КС
fg-
20K
И
.'-•'-J IBK
И’К 23Km
24 К
25К
26К
37K
215KC
214 КС
=р 216КС 2SSKC
3TH
£5S/CC~ конденсаторы повышенной частоты; IK—SOK ~ контакторы; 1KIK—44KM — конденсаторы промышленной частоты; PM — ре-
Тр — трансформатор устройства Электромагнитного перемешивании металла.
149
Рйс. 3-15, Рекомендуемая планировка оборудования ус-
тановки печи ИСВ-2.5НИ, исполнение МО2.
j — щ»т упрцялеиия приводом механизма наклона; 2 — щит из-
мерения вакуума; -щцт управления вакуумной системой; —
щит измерения температуры; 5—щит управления аппаратурой
устройства перемешивания металл в; £ *— щит управления генера-
тором; 7 — щит управления перемещением тележки с вэ дожни-
нами; <3*—щит управления с аппаратурой сигнализатора проеда-
ния тигля; 9» //, 12 — щиты управления; Ю — щит управления
с аппаратурой ПМУ; /5трансформатор устройства перемеши*
нация металла; 14—‘16 — щиты управления вакуумными, насоса-
ми; 17, 18 — батареи конденсаторов; /9—панели с контактора-
ми; 20 *- преобразователь частоты (типа ВГ-50СМ0001; uj?/ — ба-
тарея конденсаторов промышленной частоты; 22 — то же повы-
ценной частоты.
3-3. ИНДУКЦИОННЫЕ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ
УСТАНОВКИ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Индукционные нагревательные установки промыш-
ленной частоты [Л. 3-2 — Л. 3-4], выпускаемые электро-
технической промышленностью, комплектуются; индук-
ционным нагревателем с комплектом сменных иидукто-
т_оа; конденсаторной батареей; механизмами загрузки,
выгрузки и транспортировки заготовок через индуктор;
маслопапорной установкой и гидравлическими панелями
с электромагнитными золотниками (если применен гид-
ропривод); панелями с контакторами и автоматически-
ми выключателями; щитами, и пультами управления с
коммутационной и контрольно-измерительной аппара-
турой.
Установит! мощностью до 3000 кВт, как правило,
питаются сп трансформаторов общего назначения со
вторичным напряжением 380 В, которые -не входят
Рис. 3-16. Типовая схема силовой цепи индукционной
нагревательной установки.
Рис. 3-17. Компоновка индукционной нагревательной ус-
тановки промышленной частоты непрерывного действия.
в комплект поставки. Если прямое подключение одно-
фазной установки к сети невозможно, ее доукомплекто-
вывают симметрирующими устройствами. Для регули-
рования потребляемой установкой мощности в ее комп-
150
Рис. 3-18. Схема силовой цепи индукционной нагрева-
тельной установки промышленной частоты с «контур-
ным» (согласующим) трансформатором.
КЛ — линейный контактор; И — индуктор; Тр — ^контурный»
трансформатор.
лект могут вводиться электропечяые трансформаторы с
переключателями ступеней или тиристорные выключате-
ли (см. § 2-6).
Типовая силовая схема индукционной нагреватель-
ной установки промышленной частоты приведена на
рис. 3-16.
Вольтодобавочный трансформатор ВДТ позволяет
регулировать мощность ни дуктора. Первичные обмотки
ВДТ, переключаемые контакторами 1КЛ—4КЛ, наво-
дят во включенной последовательно в колебательный
контур вторичной обмотке напряжение, которое сумми-
руется или вычитается из напряжения сети. ВДТ выби-
рают исходя из максимального значения тока в его вто-
ричной обмотке; мощность ВДТ обычно составляет
7з мощности, потребляемой индуктором, а глубина ее
регулирования 1:10 — 1 :20.
На рис. 3-17 представлена типовая компоновка и;г-
дукционной нагревательной - установки промышленной
частоты. На уровне пола цеха устанавливают; индукци-
онный нагреватель 1 с загрузочным бункером 9, меха-
низмами загрузки 10 и выгрузки 11, шкафы управления
2, панели с гидроаппаратурой 3. В подвальном помеще-
нии, в непосредственной близости от нагревателя уста-
навливают конденсаторные батареи 4, маслонапорпую
установку 5, вольтодобавочный трансформатор 6, кон-
такторные панели 7, автоматический выключатель 8 и
измерительные трансформаторы.
Компоновка элементов установки может отличаться
от типовой, ио при безусловном соблюдении нормиру-
емых расстояний между ними и обеспечении возможно-
сти транспортировки оборудования при ремонтах. Пере-
крытия подвальных помещений должны иметь монтаж-
ные проемы, закрываемые съемными плитами. Если эти
проемы оказываются вне зон действия мостовых кранов
или тельферов, следует предусмотреть возможность
устанавливать н^Д ними электрические или ручные тали.
Иногда применяются схемы с согласующим (так
называемым «контурным») трансформатором, включа-
емым между индуктором н конденсаторной батареей
(рис. 3-18). Это позволяет выполнять индуктор рассчи-
танным на пониженное напряжение, повысить его стой-
кость.
ИНДУКЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ НЕПРЕРЫВНОГО
ДЕЙСТВИЯ
Индукционные установки промышленной частоты
непрерывного действия для нагрева слитков из цветных
металлов, серийно выпускаемые промышленностью, при-
Т а б л и ц а 3-15 Серия унифицированных инд у анионных установок промышленной частоты для нагрева заготовок на цветных металлов и их сплавов перед прессованием				
Показатель	to X о Щ S ifj S .§	со 5 го ё • £ X X	ИНМ-75П-19/60НБ	91108/61-HSZ-WHH
у Мощность, кВт Число фаз Производитель- ность, т/ч Размеры нагревае- мых заготовок; диаметр, мм длина, мм Мощность конденса- торной батареи, квар Расход охлаждающей роды, м3/ч Площадь. занимае- мая установкой: р цехе, мя	। в подвальном по- мещении» м5	|	500 2 0,9 92—112 150—600 1800 4,0 19 45	500 2 . 1.8 112—145 150-600  1800. 5,0 1Э . 45	750 3 2,5 145-195 200—600 2700 7,1 29 62	750 3 2,5 145—190 300—800 ' 2700 7J 29 62
Продолжение
Показатель	и X о S	X § С 1Л	1 и? ё §	100П-31/100НБ
	i ш X	i S	ё X X	?  X
Мощность. кВт Число фаз Пров з в од нте ль - нОсть. т/ч	3.1	750 3 3,3	wo  3 3,5	!000 3 3,6
Размеры нагревае- мых заготовок: диаметр, мм длина, мм Мощность конденса- торной батареи» крар Расход охлаждающей соды, м5/ч	190—240 300—800 2700 V	275—410 565—1000 2700 12*0	225—350 400—850 4200 16*0	240-305 450—900 4200 20,5
Площадь, занимае- мая установкой: в цехе, мя в подвальном по- мещении, мг	29 62	49 82	49 82	49 82
Примечания: |. Производительность указана для алю- миниевых сплавов. 2. Температура нагрева для алюминия и его сплавов 500° С. 3, Напряжение: силовых цепей 380 В, цепи управления 220 В. на индукторе 660 В-				
' ведены в табл. 3-15. Установки имеют шаговое переме-
щение слитков.
Установки питаются от трехфазной сети; блок ин-
дуктора выполнен из двух или трех однофазных кату-
шек, состыкованных на общей раме. Загрузка заготовок
обычно бункерная, управление работой установок пол-
ностью автоматизировано.
ИНДУКЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ ПЕРИОДИЧЕСКОГО
ДЕЙСТВИЯ
В табд. 3-i6 приведены технические данные индук-
ционных установок промышленной частоты периодиче-
ского действия ОКБ-894А и ОКБ-1080 для иагреэа алю-
151
TH
Рис. 3-19. Схема силовых цепей индукционной установ-
ки промышленной частоты периодического действия ти-
па ОКБ-894 А.
!И, 2И — индукторы, 1АТ, SAT — силовые автотрансформаторы;
1KJ1, 2KJ1, 1КИ—6КИ управляющие контакторы.

Рис. 3-20. Компоновка индукционной' установки про-
мышленной частоты периодического действия для гра-
диентного нагрева алюминиевых слитков к прессам пе-
ред наложением оболочки на кабеля типа ОКБ-894А.
а — компоновка нагревателей на уровне лола цеха: б —план
подвального помещения; } — индуктор; 2 — механизм загрузки;
3 — механизм сбрасывания; 4 -* загрузочной стол: 5;—дроссели;
6 — конденсаторные батарея; 7 — автотрансформаторы; 5, 5 —
панели с коммутационной аппаратурой.
s	Таблица 3-16
Индукционные установки промышленной частоты
периодического действия *' для нагрева алюминиевых слитков
к прессам па лож ей и я оболочки на кабели
Показатель	ОКБ-894 А	ОКБ-1080
Мощность» кВт Число фая	2X300	2X500
	I	2
Напряжение на индукторе, В	440	500
Размеры нагреваемых слитков:		
диаметр, мм	175	245
длина, мм	43&; 450	475
Время нагрева: основного (до 420° С), с	100	212
градиентного (до 520° С), с	20	20
Мощность конденсаторной .батареи,	2Х1350+360=	2X 3200
квар Расход охлаждающей воды, «Уч	2X6,3+1,6=	2X3
1 Напряжение силовых цепей 380 В, цепей управления 220 В,
• Симметрирующее устройство.
миниевых заготовок к прессам для “наложения кабель-
ной оболочки. На рис. 3-19 приведена принципиальная
электрическая схема установки ОКБ-894А.
Температура заготовки измеряется контактными
термоэлектрическими термометрами, установленными по
обоим ее концам; одна из термопар контролирует ос-
новной нагрев, вторая — режим перегрева переднего
торца заготовки.
Гидравлические механизмы подачи и транспорти-
ровки заготовок через индуктор.и их подачи в пресс яв-
ляются частью оборудования пресса и изготавливаются
за вод ом-изготовителем пресса. К ним относятся бункер-
ный загрузчик, толкатели загрузки и выгрузки загото-
вок из пресса, манипулятор для передачи нагретых за-
готовок в пресс.
Установки комплектуются г индукционным нагрева-
телем с индуктором; конденсаторной батареей; контак-
торными панелями; автоматическим выключателем; ав-
тотрансформатором; щитами управления с коммутирую-
щей и контрольно-измерительной аппаратурой (рис.
3-20). На рис. 3-20, б представлена рекомендуемая ком-
поновка оборудования в подвальном помещении под на-
гревателями.
3-4. ИНДУКЦИОННЫЕ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ
УСТАНОВКИ СРЕДНЕЙ (ПОВЫШЕННОЙ)
ЧАСТОТЫ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Для индукционных нагревательных установок сред-
ней (повышенной) частоты характерно разнообразие
исполнений, связанное с различными технологическими
функциями индукционного нагрева. Производитель-
ность, мощность и другие параметры установок, как
правило, должны быть согласованы с соответствующими
параметрами технологического оборудования, в комп-
лексе с которым они используются. Этим технологиче-
ским оборудованием в основном определяется и кон-
струкция индукционного нагревателя [Л. >3 — 3-6].
ТИПОВЫЕ СХЕМЫ
Различают индивидуальное и централизованное пи-
тание установок. При индивидуальном питании каждый
индукционный нагреватель имеет свой автономный ис-
точник тока средней частоты (преобразователь часто-
ты). При такой схеме питания в установках пернодиче-
Ряс. 3-21.. Схема индивидуального питания индукцион-
ной нагревательной или закалочной установки.
ского действия преобразователь частоты не использует-
ся полностью во времени и по мощности.
Силовая схема установки при индивидуальном пи-
лаяни от двигатель-генератор него преобразователя ча-
стоты приведена на рис. 3-21.
Если сопротивление индуктора Й с нагреваемым из-
делием (заготовкой) таково, что для передачи необхо-
димо £ мощности в изделие требуется напряжение, близ-
кое к. номинальному напряжению генератора, то пони-
жающий трансформатор ТрЗ не применяется. Контактор
КН используется только для отключения генератора от
нагрузки во время мелких ремонтов или настройки эле-
ментов схемы. О.перетивное включение и отключение
нагрева целесообразно выполнять не контактором„ а
а снятием напряжения с обмотки возбуждения генера-
тора ОВГ с помощью реле возбуждения РВГ. При не-
обходимости полного снятия напряжения с нагрузки
ирщ/йаератнвном управлении целесообразно использо-
вать контактор КН (закорачивание нагрузки необходи-
мо производить только после отключения ОВГ), имею-
щий небольшую разрывную мощность.
Для предотвращения аварийных перенапряжений в
режиме самовозбуждения на «чистой емкости» (в слу-
чае обрыва цепи индуктора) генератор закорачивается
безынерционным плоским пробивным разрядником Рк
или Рк', в цепь которого включается трансформатор 2ТТ
или 2ТТ'. Ко вторичной обмотке этого трансформатора
через выпрямитель подключается реле ЗРМ, вспомога-
тельный контакт которого отключает реле возбуждения
генератора РВГ.
В случае повышения напряжения при настройке схе-
мы выше допустимого можно использовать реле напря-
жения РН\ вспомогательные контакты PH также вклю-
чены в цепь реле РВГ, При этом реле напряжения PH
настраивается на напряжение меньшее, чем напряже-
ние срабатывания разрядника, и число срабатываний
разрядника сокращается.
На рис. 3-22 представлена в качестве примера схе-
ма централизованного питания нескольких индукцион-
ных нагревателей, питающихся от трех параллельно со-
единенных преобразователей [Л. 3-3]. Такая схема
питания значительно улучшает использование генерато-
ров, но при этом невозможна регулировка режима на-
грева на отдельном индукционном нагревателе без пе-
рестройки других нагревателей. Возбуждение параллель-
но включенных генераторов осуществляется от общего
источника, снабженного системой автоматического регу-
лирования напряжения на генераторах с обратной свя-
зью по напряжению на сборных шинах.
Подготовка к включению генераторов на параллель-
ную работу сводится к подбору разрядных сопротивле-
ний для гашения поля обмотки возбуждения в мо-
мент отключения : и -регулировочных сопротивлений
153
Рис. 3 22. Схема централизованного питания индукционных установок с параллельной работой генераторов на
сборные шины.	.
/Г—ЗГ — генераторы; ‘1ОЗГ—ЗВВГ — обмотки возбуждения генераторов; ДВ — двигатель возбудителя; 1ПМ — магнитный пускатель;
1РТ ~ реле тепловой защиты; ОВВ — обмотка возбуждения возбудителя; 1ВП—ЗВП — пакетные выключатели; РНВ ~ реле напря-
жения возбудителя; iPM—iPM — реле максимального тока; 1ИГ—ЗКГ — главные контакторы; — конденсатор фильтра. 
Рис, 3-23 Изменение параметров индукционной на грев а-
тельной установки непрерывного действия ОКВ-875 при
выходе грубы из индуктора.
/г — ток г;я ера-топа; fB —ток возбуждения генератора; Ор—
напряжение генератора; U — напряжение на индукторе; U —
н	С
напряжений на последовательно включенных в «антур конден*
саторвх.
Рис. 3-24. Векторная диаграмма напряжений генератора
и нагрузки е последовательно включенной емкостью.
бгр— напряжение на генераторе; и н — напряжение на индукто-
ре; г гпс — напряжение на последовательно включенной емкости;
I — ток генератора.
154
для согласования ларактернстик холостого хода генера-
торов: все генераторы при определенном напряжении
общего источника возбуждения при холостом ходе дол-
жны иметь одинаковые напряжения средней частоты.
Регулировочное сопротивление должно быть примерно
в 10 раз меньше, а разрядное сопротивление в 8—10 раз
больше сопротивления обмотки возбуждения
Для защиты источника возбуждения при параллель-
ной включении нескольких обмоток возбуждения уста-
навливаются реле напряжения РНВ и реле максималь-
ного тока 2РМ,
Схемы включения нагревателей при централизован-
ном витании должны выполняться радиальными, т. е. от
сборных шин в электромашиняом помещении или общей
точки (где поддерживается постоянное напряжение
средней частоты) к каждому нагревателю должна быть
своя линия.
Схема радиального питания при автоматическом ре-
гулировании напряжения на сборных шинах обычно
удовлетворяет условиям автоматизации циклон нагрева
н стабильности их режимов на каждом индукционном
нагревателе.
Кроме широко распространенных схем параллельно-
го включения емкости (параллельный колебательный
контур) в отдельных случаях применяют схемы е па-
раллельно-последовательным включением компенсирую-
щей емкости. В этом случае последовательно включен-
ная часть емкости может обеспечить стабильное напря-
жение на индукторе при переменной нагрузке, а также
создает возможность регулирования напряжения и пре-
дотвращения аварийных режимов в случаях резкого из-
менения параметров нагрузки, например при выходе за-
готовки из индуктора. Применение дополнительной по-
следовательной емкости также упрощает схему
управления установок непрерывного действия с секцио-
нированными индукторами.
На рис, 3-23 представлены схема нагревательного
Контура с последовательно-параллельным включением
емкости [Л; 3-5] и графики изменения параметров кон-
тура (напряжений на генераторе и на параллельном
контуре и тока генератора) при полном выходе заго-
товки (трубы) из индуктора (момент времени 0,6 с)
установки с секционированными ' индукторами типа
ОКВ-875, имеющей пять индукторов со своими колеба-
тельными контурами., Коэффициент мощности индукто-
ра, заполненного загрузкой, составляет 0,1—0,3; при пу-
стом индукторе он падает до 0,03, параллельный контур
становится емкостным и для уменьшения перенапряже-
ния на генераторе необходимо уменьшить параллельно
включенную емкость. Однако переключать емкость в хо-
де работы в Данном случае невозможно из-за высоких
скоростей движения труб и стабилизация режима рабо-
ты здесь обеспечивается последовательно включенной
емкостью. Эта емкость является частью емкости, необ-
ходимой для полной компенсации реактивной мощности
индуктора.
На рис. 3-24 представлена векторная диаграмма на-
пряжений генератора и нагрузки с параллельно-после-
довательной емкостью. С помощью этой диаграммы
можно рассчитать по известным формулам
х == 1 !ыС и иа^;1т = х
необходимые значения емкостей, включаемых в парал-
лельный и последовательный контуры нагрузки.
ТИПЫ УСТАНОВОК, ИХ ПАРАМЕТРЫ И КОМПОНОВКИ
б'		.
'Индукционные нагревательные установки средней
частоты, так же как и промышленной частоты, разделя-
ются на установки непрерывного действия и установки
периодического действия.
В состав установок входят:
источник питания: двигатель-генераторньЗй или ти-
ристорный преобразователь частоты - для- установок
индивидуального питания; согласующий трансформатор
(автотрансформатор) средней частоты —дли установок
централизованного питания; индукционный нагреватель
Рис. 3-25. Примеры комплектации индукционных ЭТУ шкафамр серий ШТЕ4500 и ШТЕ9900.
а — Саол ене-ратор — ИЭТУ»; б — параллельная работа двух генераторов; в—-схема централиачванндср актация.
155
Таблица 3-17
Установки кузнечных индукционных нагревателей гола КИН
	1	Тип нагревателя1								
	о	сч	<=		/2,4	о	а	сч	o’
Показатели	о	о	.5?	о	О о	СЭ		о	ю
		СЧ	сч					X X	
	X X	X X	х X		X X	X X	X X		й
					X	г*		К	
Мощность по средней часто- те, кБт	150	250	250	500	500	500	750	750	1500
Мощность конденсаторной	3600	3600	4800	6000	7200	. 9600	9000	10 800	13 500
батареи, квар Частота тока. Гц	10 000	2400	10 000	1000	2400	10000	1000	2400	1000
Длина индуктора, мм Размеры нагреваемых заго- товок, мм:	1000	1000	1000	2000	2000	2000	.3000	3000	5000
длина диаметр	100-500	100-600	100—500	100—600	100-600	100—600	100—600	100—600	100—500
	10—50	30—80	20—45	70—150	30—80	20-45	  7Д-150	30-80	7CM19G
сторона квадрата	_ •	30—70	25—40	60—120	30—70	25—40	60—120	30—70	60—160
Производительность, т/ч	0,5—0,3	0,85—0,6	0,55—0,45	1,7—1,3	1,9—1,3	1.0	2.5-1,5	2.4—13	3,6—3,0
Расход охлаждающей воды. мэ/ч	4,5	4 Л	4,5	8,0	8,0	8,0	11,0	1110	22,5
! Дли всех типов напряжение цепей средней частоты 800 В, цепей управления 220/380 В; давление охлаждающей воды 0,3—
0,4 МПа (М кгс/см2); давление сжатого воздуха 0,1—0,6 МПа (1—6 кгс/сьЦ); максимальная температура нагрева заготовок 1250’С.
с индуктором, конденсаторной батареей и системой во-
доохлаждения; механизмы загрузки, выгрузки и переме-
щения заготовок; щиты и пульты управления; комп-
лектные шкафы управления (при первичном напряже-
нии установка свыше 1000 В —шкафы КРУ).
На рис. 3-25 в качестве примера приведена схема
комплектации преобразовательной подстанции с исполь-

SOOmax
3
3,et)
J'«spijSKi охошмок
разгрома	tlu&A
Z
1300
to
1800
д. 1800
<	11 д— 
ЖМИы
1,756
ZZc
пМыжемой чютоти
45
425
<bi 4SZ?
& '
у 1,00 вли8 ЗоЗы
Рис. 3-25 Общий вид и планировка оборудования куз-
нечного нагревателя в комплексном исполнении.
/ — трансформаторный шкаф; 2 — рама; 3 — блок подачи заго-
товок; 4— шкагб управления; 5—индуктор; 6— батарея кон-
денсаторов; 7 — нагревательный блок.
зованием шкафов серий ШТЕ99ОО и ШТЕ4500 (данные
шкафов приведены в § 3-6).
В практике индукционного нагрева наибольшее
распространение получили следующие установки:
а)	Индукционные установки непрерывного действия
для нагрева заготовок перед обработкой давлением —
так называемые кузнечные нагреватели (табл. 3-17)
Установки индукционного нагрева с кузнечным на-
гревателем комплектуются оборудованием, выполненным
в виде унифицированных блоков: нагревательного блока,
блока подачи заготовок, блока конденсаторной батареи,
трансформаторного шкафа, шкафа управления. В зави-
симости от исполнения он может быть собран в виде
единой конструкции на общей раме — Комплексное ис-
полнение— рис. 3-26 (установки КИИ5-250/2,4К,
КИН6-250/10К,	КИН 1-500/1 К,	КИН2-500/2,4К,
КИН4-500/10К, КИН2-750/1К, К И НЗ-750/2,4К) или в
виде разъемной конструкции с вынесенными трансфор-
маторным шкафом и шкафом управления (установки
КИНЗ-150/10, КИН4-150/10, КЙНЗ-250/1, -КИН4-250/1,
КИН1-250/2,4, КИН2-250/2.4).
В нагревательном блоке находятся индуктор, водо-
распределитель и сливная воронка; на выходе блока
размещены механизм разгрузки и датчик контроля
темпа выдачи заготовок. В блоке подачи заготовок раз-
мещены механизм загрузки, толкатель, его привод и
элементы смазки. Так как нагреватель снабжен согла-
сующим трансформатором, его можно использовать и
при индивидуальном, и при централизованном питании.
Для нагрева длинномерных изделий, например в
трубном производстве, используются установки с сек-
ционным индуктором, каждая секция которого питается
от отдельного преобразователя частоты. Мощность
крупных таких установок достигает 10—15 МВт, Вы-
полняются они по индивидуальным проектам,
б)	Установки для поверхностной закалки деталей
весьма разнообразны по конструктивным исполнениям,
определяемым способом закалки, формой и размерами
закаливаемой поверхности и детали.
Из-за необходимости концентрации большой удель-
ной поверхностной мощности для обеспечения малой глу-
бины прогрева (до 3 кВт/см’), индукторы, как правило,
выполняются на низкое напряжение (15—120 В) и
включаются через специальные понизительные, так на-
зываемые «закалочные» (контурные), трансформаторы
средней частоты [Л. 3-8J,
156
Рис. 3-27, Общий вид в рекомендуемая планировка оборудования индукционной закалочной установки мощ-
ностью 100 кВт.	:
/ — выход закалочной жидкости к спрейеру; 2 — подвод высокочастотного кабеля к и а гр ев а тельном у блоку; 3— выход высоко-
частотного кабеля к нагревательному блоку; 4 —вход высокочастотного кабеля от преобразователя; 5— подвод питания (220/380 В);
6 ~выход силового кабеля к двигателю преобразователя; 7 -*• блок охлаждения; 8 — пусковой шкаф; 9 — контакторный шкаф; 10 —
шкаф управления; и — бак; 12— нагревательный блок; /3 — механизм вращения детали; 14 — г; од вод питания от пускового шкафа
(220/380 В); 15 — выход высокочастотного кабеля к контакторному шкафу; 16 — преобразовательный агрегат ВПЧ-100; /7 —подвод
охлаждающей воды; /в — подвод закалочной жидкости; 19 — подвод воды от преобразователя; 20 — выход води я преобразова-
телю; 21 — штуцеоы для подвода воды к преобразователю от блока охлаждения; 22 — штуцеры для слива воды ив преобразовате-
ля; 23 — подвод воды; 24 — слив воды; 25 — штуцеры для подключения охлаждения индуктора; 26 — слив охлаждающей воды из
индуктора; 27 — слив закалочной жидкости.
Установка для индукционной поверхностной закал-
ки содержит: индуктор; устройство для охлаждения за-
каливаемой поверхности; закалочный трансформатор;
конденсаторную батарею; преобразователь частоты.
Установки обычно имеют индивидуальное питание из-за
больших и быстротечных изменений электрических па-
раметров системы индуктор — загрузка в ходе нагрева
я оснащены механизмами для подачи, установки и
транспортировки деталей через зоны нагрева и охлаж-
дения. При высокой производительности и специализа-
ции на одной детали установка приобретает вид станка.
В табл, 3-18 приведены технические характеристи-
ки индукционных закалочных установок, выпускаемых
электротехнической промышленностью.
Установка ИЗ 1-30/8 состоит из: двухпозиционного
йагревательного блока, шкафа управления, преобразо-
вателя частоты и бака, Установки ИЗЫиО/2,4 и
И32-100/8 (рнс, 3-27) состоят из нагревательного блока,
шкафов управления (контакторного и пускового), бака,
механизма вращения и преобразователя частоты. Уста-
новки И31-200/2.4 и И32-200/8 состоят из нагреватель-
ного блока, шкафов управления — контакторного и
двух пусковых, бака, механизма вращения и двух пре-
образователей частоты.
В нагревательном блоке размещены один или два
закалочных трансформатора, конденсаторная батарея,
системы охлаждения и подачи закалочной жидкости.
в)	Вакуумные индукционные нагревательные уста-
новки предназначены для нагрева различных материа-
лов для химико-технологических и металлургических
операций.
Конструктивно установки подобны вакуумным не-
чам для плавки металлов. Существенным отличием
установок этого типа является косвенный нагрев мате-
риала, для чего используется графитовый муфель, на-
греваемый индукционным способом.
В табл. 3-19 представлены некоторые типы вакуум-
ных индукционных нагревательных нечей серии ИШВ,
выпускаемых предприятиями электротехнической про-
мышленности.
157
Таблице 3-18
Серия универсальных индукционных закалочных установок 1
Показатели	7h/j установки				
	И31-30/8	| ИЗЫ00/2.4	| И32-100/8	И31-200/2.4	И32-200/8
Мощность по средней частоте кВт	30	100	JCC	 200	200
Мощность конденсаторной батареи» квар	1000—1200	1000—1200	1000—1200	1400—1650	1400—1660
Двигателе генераторный преобразователь: тип	впч-зо/н	ВПЧ-100/2,4	ВПЧ-100/8	ВПЧ-Ю0/2,4	ВПЧ-100/8
частота тока, Гц	8000	2400	8000	2400	8000
напряжение генератора, В	400	400	800	800	800
на индукторе (максимальное), В	74	74	246	246	246
Коэффициент трансформации закалочного трансфер.-	5--2I	5-21	3,25—24	3,25—24	3,25—24
матера Максимальная поверхность обрабатываемой детали при одновременной закалке, см* Диаметр нагреваемой детали (минимальный), ми	<50	200	200	400	400
	17	35	19	35	19
Расход охлаждающей воды, л/м ин	43	120	120	170	170
1 Для всех установок напряжение питающей сети 220/380 В.
Таблица 3-19
Установки вакуумных индукционных шахтных пеней серии ИЙ)В
Показатель	Тип печи			
	ИШВ-2,5.6/21- МО2	ИШВ-3,5.6,3/22? МО2	ИШВ-5.5.8/22-К	1ИШ В-7,5.20/12-К
Размеры рабочего пространства, мм; диаметр	250	350	650	, 750
высота	600	660	800	. 2000
Установленная мощность^ кВт	170	400	752	377
Двыгатслъ-генераторный преобразователь (см. табл. Зч2)	ВПЧ-100	ВГО-250	ВГО-500	lf	ВГО-250
Максимальная рабочая температура, *С	2100	,	2200	2200	1200
Давление, Па	2,7 10‘—4>10‘	O.OS	4.10*-—6,7-10=	10,6.10?—13,3 103
Давление защитного газа избыточное, Па	1.3.10?	—		—
При снятии с производства преобразовательных аг-
регатов серии ВГО в комплект поставки включаются
агрегаты серии ОПЧ (см. § 3-5). К 1979—1980 гг. уста-
новки вместо двигатель-геператорлых преобразователей
бу^ут снабжаться тиристорными преобразователями
частоты.
3-5. преобразователи частоты
ДВИГАТЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНЫЕ (МАШИННЫЕ)
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ частоты
Двигатель-генератбрные преобразовательные агре-
гаты серий ПВ1, ВПЧ, ОПЧ, ВГО3 — основной вид пре-
образователей частоты, используемых в течение дли-
тельного времени для питания действующих индукцион-
ных ЭТУв которых применяется переменный ток с
частотой 0,5—10 кГц, т. е. со средней (повышенной)
частотой. Вместо агрегатов серии ВПЧ будут приме-
няться уже разработанные агрегаты серии ВЭП.
Преобразователи перечисленных серий состоят из
трех фазных асинхронных или синхронных (некоторые ти-
пы серии ВГО) двигателей промышленной частоты и
однофазных генераторов средней частоты.
Генераторы являются синхронными генераторами
индуктивного типа с' независимым возбуждением от
источника постоянного (выпрямленного) тока, Обмот-
ки переменного тока средней частоты и возбуждения'
размещены у них'в пазах статора. Изменение магнитно-
го потока, пересекающего обмотки переменного тока, и
требуемая длительность цикла такого изменения дости-
гаются за счет вращения (с определенной частотой)
ферромагнитных масс ротора, имеющего зубчатую фюр-
1	Снять, с производстве в 1S65 г,, по еще используются на
мнрглх предприятиях.
s	Сняты е производства н 1S72—1975 гг.
6	В перспективе двигатель-генератор ные преобразователи бу-
дут вытеснены 1как для комплектации новых, так и модернизи-
руемых установок) тиристорными преобразователями частоты
(рассмотренными ниже).
му наружной поверхности и не несущего на себе обмо-
ток.
Исключение составляет генератор типа
ВГО-1500-500, который представляет собой обычный
синхронный генератор с явно выраженными полюсами
и обмоткой возбуждения на роторе.
Агрегаты серий ПВ, ОПЧ *— однокорпусные, рото-
ры их двигателя и генератора имеют общий аал; серии
ВГО — двухкорпусные. Агрегаты ВЭП — однокорпус-
ные, имеют совмещенный полый ротор двигателя и ге-
нератора.
Исполнение агрегатов ВПЧ, ОПЧ (кроме ОПЧ-2500-1)
и ВЭП — вертикальное, агрегатов ПВ rf ВГО — горизон-
тальное.
Преобразователи, имеющие вертикальное исполне-
ние, опираются на виброизолирующие опоры, прикреп-
ленные к нижнему подшипниковому щиту, в связи с чем
могут устанавливаться на гладкий горизонтальный пол
без крепления к основанию.
Обмотки средней частоты генераторов, разделены на
две, а генераторов некоторых типов серии ВПЧ — иа че-
тыре секции. Это позволяет работать при соединенни
секций в две параллельные ветви при токе 200% и на-
пряженки 50% (а у некоторых типов серин ВПЧ при
соединении секций в четыре параллельные ветви — при
токе 400% и напряжении 25%) соответственно тока
и напряжения при последовательном соединении
секций.
Обмотки средней частоты обладают значительной
индуктивностью, вследствие чего номинальная мощность
генераторов средней частоты может быть получена толь-
ко при емкостной нагрузке или при коэффициенте мощ-
ности, равном единице (у некоторых генераторов
ВГО и ОПЧ). Некоторые типы генераторов рассчитаны
на работу только с последовательно включенной ем-
костью.
1 Кроме разработанных для КамАЗ двухкорпусных горизон-
тальных агрегатов с генератором ОПЧ-2500-).
158
?. 3-28. Преобразовательный агрегат серии ВПЧ (вы-
у и диаметр различных типов агрегата см. табл. 3-20).
Работа однотипных генераторов на общие шины
щно допускается [Л. 3-3, 3-7], но при обязательном
jbhh, чтобы разность аоминальных скольжений не
зышала 0,3%. Социальные синхронизирующие
юйства для включения преобразователей в нарал-
=нук> работу не требуются. Генераторы сами легко
1ят в синхронизм.
Охлаждение агрегатов ВГО и ПВ защищенного
мнения — воздушное, серии ПВ закрытого исполне-
— водяное,, агрегатов ВПЧ, ОПЧ и ВЭП — воздуш-
.одяное, с замкнутым циклом по воздуху и разрик-
Рис. 3-29. Преобразовательный агрегат серии ОПЧ.
7 — коробка выводов электродвигателя; 2 — коробка выводов
генераторов ОПЧ-23В н ОПЧ-320; 3—патрубки системы водяно-
го охлаждения; < — виброкзолнрующие опоры; 5 — коробка
выводов генераторов ОПЧ-500 и ОПЧ-260-Ю; $—выводы электро-
магнита; 7 — выводы, электрвческнх цепей систем контроля тем-
пературы и воздушного зазора генератора. Размеры, мм, для
преобразователей 820 кВт. 1 кГц в 250 кВт, Э.4 кГц: £ — 1870.
0 — 1062; для преобразователя 250 кВт, 4 кГц: £ — 1870. D —1144;
для преобразователей 250 кВт, 10 кГц н 500 кВт. 1 кГц: L = 1980,
0-1144: для преобразователей 500 кВт, 2,4 кГц и 4 кГц; £-2180,
O-II44,
нутым по воде с воздухоохладителями, расположенны-
ми внутри корпусов преобразователей.
Система воздушного охлаждения агрегатов серии
ВГО может быть как с разомкнутым, так и с замкну-
тым циклом по воздуху. При замкнутом цикле исполь-
зуются воздухоохладители, которые в зависимости от
исполнения агрегатов или смонтированы на корпусах
машин, входящих в состав агрегатов, или, устанавлива-
ются в проемах фундаментов под агрегатами.
Дополнительное охлаждение водой отдельных эле-
ментов преобразователей имеют некоторые типы агре-
гатов серин ВГО .(охлаждаются статор, ротор или под-
шипники генератора) и агрегаты серия ВЭП (статор
двигателя охлаждается водой, протекающей внутри не-
подвижного полого вала). Агрегаты (вне зависимости
от их типа), в системах охлаждения которых исполь-
зуется вода, должны снабжаться устройством, отклю-
чающим двигатель преобразователя от электрической
сети при перерыве подачи охлаждающей воды, а так-
же не допускающим включения агрегата при недоста-
точном давлении4 в линии водопровода,
В преобразовательных агрегатах, за исключением
серии ВГО и типа ОПЧ-2500-1,0, применены подшипни-
ки качения с консистентной смазкой (смазка нижнего
подшипника агрегатов серин, ОПЧ — автономная жид-
кая). Двигатели и генераторы агрегатов серии ВГО и
типа ОПЧ-2500-1,0 имеют подшипники скольжения с
кольцевой нли принудительной смазкой.
159
Таблица 3-20
Преобразователи частоты серии ВПЧ						
Показатели	ВПЧЛ2-8000	ВПЧ-20-8000		ВПЧ-20-2400	 ЕПЧ-30-80ОТ	 ВПЧ-30-2400
Генератор						
Мощность кВт	12	‘’0	20		30	30
Напряженкеа, В	200/100	400/200	400/200		400/200	400/200
Ток А	66,7/133,4	55.5/Н1,2	55,6/111,2		83.3/166,6	83,3/166,6
Частота, Гц '	8000	8000	2400 ’		8000	2400
Мощность Возбуждения 5 при номинальном ре-	0.4	0,45	0.45		0,5	0.5 J
жиме, кВт		3,75/7,5				
Ток возбуждения а, А	3,3/6,0		3,75/7,5		4,15/8,3	4,15/8,3
Двигатель (асинхронный) *						
Мощность, кВт	17	30,5	30,5		42	42
Ток 5, А	32/56	57/100	57/100		74/129	74/129
Коэффициент мощности	0,80	0.80	0,80		0,85	0,85
Преобразователь						
К. п. д. (не менее)	0,75	0,70	0,70		0,75	0,75
Масса, кг	650	870	750		1030	800
Расход воды, л/мин	12	*	25	25		30	. 30
Габаритные размеры, мм;						
высота L	960	1090	970		1090	970
ширина В	700	800	800		800	800
диаметр корпуса D	570	660	660		660	660
Продолжение
Показатели	1 ВПЧ-50-80И	ВПЧ. 50- 2406	ВПЧ-100-8600	ВПЧ-100-2400
Генератор Мощность *, кВт	50	50	100	100
Напряжение 2, В	800/400/200	800/400/200	800/400/200	800/400/200
Ток 2, А Частота, Гц	69,5/139/278	69,5/139/278	139/278/556	139/278/556
	8000	2400	8000	2400
Мощность возбуждения 5 при номинальном ре-	0,7	0-7	1,0	1,0
жиме, кВт Ток возбуждения ®, А	5,85/11,7	5,85/11,7	8,35/16,7	8,35/16,7
Двигатель (асинхронный) * Мощность, кВт	77	77	140	140
Ток 5, А	146/254	145/254	234/407	234/407
Коэффициент мощности	0.80	0,80	0,90	0,90
77 рео бразова те л ь К. и. д. (не менее)	0.70	0,70	0,75	0,75
Масса, кг	1870	1660	2610	2240
Расход воды, л/мин	40	40	50	50
Габаритные размеры, мш высота L	1300	1305	1685	1535
ширина В	1015	1015	1015	1015
диаметр корпуса В	866	850	860	860
1 При емкостной нагрузке с коэффициентом мощности 0,9.
1 Первое значение — при последовательном соединении обмотки, второе — при соединении секний в две параллельные ветви,
третье (если оно есть) — в четыре параллельные ветви.
г Напряжение возбуждения при последовательном соединении секций обмотки возбуждения 120 В, при параллельном G0 В.
1 Напряжение 380/220 В, частота вращения (синхронная) 3000 об/мин.
8 В числителе — ток при соединении обмоток треугольником, в знаменателе — звездой.
Технические данные преобразователей частоты се-
рий ПВ и ВГО (снятых с 'производства) приведены в
каталогах и в [Л- 3-3].
Технические данные преобразователей серии ВПЧ
приведены в табл. 3-20, общий вид агрегата — на
рис. 3-28. Исполнение преобразователей закрытое.
Завод-изготовитель разрешает осуществлять пуск
двигателя преобразователя прямым включением в сеть
Напряжением 380 или 220 В. Время разгона 15 с. Одна-
ко, учитывая опыт эксплуатации, рекомендуется при
пуске использовать автотрансформатор. .
Преобразователи допускают при номинальном нап-
ряжении (или токе) и коэффициенте мощности генера-
160
тора перегрузку по мощности 10% в Течение 90 мин и
30% — 2 мин.
Технические данные преобразователей частоты се-
рии ОПЧ вертикального исполнения приведены в
табл. 3-21, общий вид агрегата “ на рис. 3-29. Испол-
нение преобразователей закрытое. Пуск двигателя пре-
образователей — прямой, включением п сеть на номи-
нальное напряжение. Генераторы преобразователей до-
пускают перегрузку по мощности (теку) соответственно
до 150, 140, 130 и 120% поминальной в течение 30, 40,
60 и 120 с и длительную перегрузку на 10%.
Верхний подшипник имеет электрическую изоляцию,
что устраняет опасность появления в aes: тока. Преоб-
Таблица 3*21
Преобразователя частоты серии ОПЧ, выпускаемые заводом «Снбалектротяжмщп»
Показатели	ОПЧ-250- 2,4-6000; ОПЧ “250- 2,4-3000	ОПЧ-250- 2,4-380/660	ОПЧ-250- 4,0-6000: ОП 4-2,50- 4,0-3000	ОПЧ-250’ 4,0-380/660		ОПЧ-250- 10,0-6000; ОПЧ-250- 10,0-3000			ОПЧ-2БО- 10,0-380/060
Преобразователь Мощность, кВт; полезна» потребляемая К. п. д.. % Частота вращений об/мяя Расход охлаждающей воды, л/м ян Масса, кг Генератор Частота тока» Гц Напряжение, В То же на об нотке генератора, В Т<)К, А Коэффициент мощности (нагрузки) Ток возбуждения, А Напряжение возбуждения» В Последовательные конденсаторы; емкость, мкФ напряжение» В Двигатель Напряжение, В Ток, А Коэффициент мощности Пусковой ток при f/H0M т А Время пуска при ^Ном , с	250 291 86 2970 60 4250 2380 .8 Si 3 о, 3,7-4,7 ни—Ж Н 6000/3000 31,2/62,4 0,90 170/340 15	220 291 86 2965 60 4250 2370 оо (Ю 29 95* /7,4—9,4 1/55—70 ет 380/660 486/280 0,91 2460/1420 16	250 294 85 2970 65 4250 3360 8( ю; 31 If 4,2— 5,2/ 100-1^ ас С 6000/3000 31,4/62,8 0,90 х 170/340 15	250 294 85 2965 65 4250 3860 10 0 3 0 8,4—10,4 1/50—62 ,2 30 380/660 491/283 0,91 2460/1420 “ 1		250 305 82 2970 80 4710 10 600 8( К 32 0, 4-—6 102—154 5 9 6000/3000 31,6/63,2 0,90 170/340 18			250 305 82 2965 80 4710 10 000 10 10 9 15* 18—12 /51-77 ,7 15 380/560 509/293 0,91 2460/1420 19
Показателя	ОПЧ-320- 1,0-6000; ОПЧ-320. 1,0.3000	ОПЧ-320- 1.0-380/660	ОПЧ '500- 1,0-6000; СП Ч-500- 1,0-3000		ОПЧ-500 2,4-6000; ОПЧ-500- 2,4-ЗДОО			ОПЧ ОПЧ	500-4,0-6000; -500*4,0-0000
Прёобразоватаяь Мощность, кВт: полезная потребляемая К. а. д., % Частота вращения, об/мив Расход охлаждающей воды, л/мии Масса, кг Генератор 4астота тока, Гц Чапряжекие, В Го же на обмотке генератора, В "ок, А коэффициент мощности (и а грудки! ‘ок возбуждения, А Спряжение возбуждения, В Тоследователькые конденсаторы: емкость, мкФ напряжение, В Гвиаагель	4 1 а пряжение, В ок. А коэффициент мощности [ускоаой tokjhpb l/FJhl , А фемя пуска при Пйом , с	320 364 88 2963 60 4290 108 а 80 8СИ 4СК 11,с 4—5/8 125—160) Не 6000/3000 39/78 0,90 170/340 16	320 364 8S 2960 60 4290 1035 -«10 63—30 т 380/660 608/350 0,91 2460/1420 16	500 556 90 2980 90 5285 1090 800/1600 800/1600 ©5/313 1.0 4,5-5,7/9-11,4 155—195/78—98 Hf 6000/3000 59,5/119 0,90 330/660 10		500 568 88 2980 100 6140 2380 800/1600 800/1600 658/329 0,95* 3,8—4,9/7,в—9,8 155—200/78—100 т 6000/3000 61/122 0.90 330/660 '°			500 575 87 2980 ПО 6100 3870 800/1600 1010/2020 624/312 1,0 4,3—5,3/8,6—10,6 130—162/65—81 41,6/10,4 610/1220 6000/3000 61.5/!23‘ 0,90 330/660 14	
' При опережающем токе.
1—342
161
Таблица 3-22
Преобразователи серии ВЭП
Показателя	нэп- 6П/Ч4И)	(5(1 '8000	ВЭП- ] 00/2400	ВЭ1Т 100/8000
Генерягор Мощность \ кВт	0(J	60	!00	
Напряжение, В	800	too	800/400	
Ток, А	83.4.-	lOH.S	J39	'278
Частота, Гц	1-400	suoo	2400	•8000
Мощность везбужде-	0г15	о, '.‘Б	0,20	0,40
НИЯ кВт Двигатель Мощность \ кВт	80	82		128
Ток, А	135 .	145	210	225
П реобраэователь Масса, кг	J 450	1430	1750	1730
Расход воды, л/мнп	25	25	35	
! Коэффициент мощности 0,9 при опережающем токе.
2 Напряжение возбуждения 60 В.
1 Напряжение двигателя 380 В.
разователь имеет электромагнит постоянного тока, ко-
торый притягивает ротор к верхнему щиту и уменьшает
нагрузку на нижний радиально-у норный подшипник.
Электромагнит включается в трехфазную сеть перемен-
ного тока промышленной частоты через выпрямитель-
ное устройство.
Помимо агрегатов серии ОПЧ вертикального испол-
нения (табл. 3-21) НПО завода «Сибэлектротяжмаш»
разработан упомянутый выше двигатель-генератор-
ный преобразователь ОПЧ-2500-1,0 (ТУ 16. 512. 315-74),
состоящий из двух сочлененных горизонтальных машин:
генератора средней частоты (мощность 2500 кВт, напря-
жение 1000 В, ток 2500 А, частота 1,0 кГц, к. п. д.
94,2% и коэффициент мощности нагрузки 1,0) и при-
водного двигателя типа 2АЗТ 3200/10000 (мощность
3200 кВт, напряжение 10 кВ и к. п. д. 96,5%). Габарит-
ные размеры агрегата 6390X2380X1635 мм, масса 32,5 т.
В табл. 3-22 приведены основные технические дан-
ные преобразователей серии ВЭП.
Агрегаты ВЭП отличаются от других преобразо-
вателей частоты тем, что статоры их генератора и дви-
гателя расположены в кожухе закрытого исполнения ко-
аксиально (соосно).
Неподвижный статор генератора находится снаружи;
внутри его расточки расположен вращающийся сердеч-
ник, охватывающий расположенный внутри него не-
подвижный статор обращенного трехфазного асинхрон-
ного двигателя, Наружная поверхность сердечника
является венцом ротора генератора, а внутренняя—ро-
тора двигателя. Сердечник вращается на двух подшипни-
ках, внутренние кольпа которых закреплены на непо-
движном валу преобразователя.
Габариты преобразователей: диаметр (у всех типов
серии) — 920 мм, высота при мощности генератора
60 кВт— 1070 мм, при мощности генератора 100 кВт —
1170 мм.
Возбуждение генераторов средней частоты, К систе-
мам возбуждения генераторов средней частоты предъяв-
ляются требования обеспечения возможности автомати-
ческого регулирования напряжения.
В качестве источников питания возбуждения приме-
няются электромашииныс и магнитные усилители и вы-
тесняющие их последние годы более совершенные уст-
ройства — тиристорные возбудители.
Тиристорные возбудители типов ВТ-20 и ВТ-80
(«Сибэлсктротяжмаш») предназначены для питания
постоянным (выпрямленным) током цепей возбуждения
в системе автоматического регулирования выходного
162
Рис. 3-30. Поясняющая схема тиристорных возбудителей
типов ВТ-20 и ВТ-80.
Г — генепатор средней (повышенной! частоты; ОВР —
возбуждения'1 генератора; Гр - трансформатор обратной связа
блоки- ВС — силовой, БУ — управления, ЕР — усилителя сиг.,
ла рассогласования. Б/7—питания. ПС — преобразователь с
нала обратной связи: ЗР — задатчик-резистор.
напряжения генераторов средней частоты, работа юши’
как па индивидуальную нагрузку, так и параллели,
на сборные шины; в последнем случае число генератора
определяется выходным током возбудителя.
Регулирование напряжения осуществляется путем
изменения тока возбуждения генераторов при изменение
углов включения тиристоров управляемого выпрямителя,
питающего цепи возбуждения.
Конструктивно возбудители представляют сооов
блоки, встраиваемые в шкафы управления двустороннее.
обслуживания, в частности в шкафы серии Ш1г.-4.>_.
Номинальный выходной ток составляет 20 А у
ВТ-20 и 80 А у ВТ-80. У обоих типов возбудителей по-
минальное выходное напряжение равно 120 В (пределы
регулирования 0—190 В), входное напряжение (напря-
жение обратной связи) 75—100 В. Напряжение
питания блоков— однофазное, 220 В, 50 Гц; точность
стабилизации напряжения средней частоты ±-lo- 1 аоа-
ритные размеры блоков: 590X550X250 мм (ВТ-20) и
590X550X500 мм (ВТ-80), масса блоков: 30 кг (В 1-20}
и 60 кг (ВТ-80).
Структурная схема тиристорных возбудителен
ВТ-20 и ВТ-80 показана на рис. 3-30.
ТИРИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ
Тиристорные преобразователи — новый вид источни-
ков питания индукционных ЭТУ средней (повышенной)
частоты—в перспективе должны заменить двигатель-ге-
вера торные преобразователи, так как обладают перед
последними следующими основными энергетическими и
эксплуатационными преимуществами:
а)	высоким к. п. д. как при номинальной, так и т!ри
неполной (25—50%) нагрузках;
Таблица 3-23
Тиристорные преобразователи частоты
Тип ггрсобразо' вателя	Выходные параметры						К П. д., %	Коэффициент мощности на входе	Расход охлаж- дающей воды, м7ч (ориентиро- вочно)	Преобразовательные блоки		
	Номинальная мощность, кВт	Ном ив аль ei а я частота1. кГц	Ток, А		Напряжение					Количество блоков на агрегат	Общая длина блока1 2 3 4, мм	Общая масса блоков, т
			= я Дч №	Наиболь- ший дли- тельны li	! Номинллъ- ! ное^ В	Пределы иа- менепнн номиналь- ного), %						
СЧИ-100/3	100	3	250	—	400	100—162,5	02	0,92	2,5	1	1695	1,2
СЧИ-250/3	250		625		800	ВО—100			5	1	1695	1,8
ТПЧ-160-2.4	160	2 Л	340	370		50—125	90	0.90	2	1	2000	2т0
ТПЧ-250-2.4	250		530	580					4			
ТПЧ’250-8		8	550	600	500	50—100	85		4,5	I	2800	2,5
ТПЧ-320-1	320	I	650	720	кот	50-125	02		4	1	2000	2,0
ТПЧ-500-2,4	500	2.4	| 1250		1350		50—110	91	0,92	5	1	4000	2.65
ТПЧ-1	630	1 или 0.5	1300	1500		70—100	94			1’	4200	4,0
ТПЧ-300-0,5	300	0,5	1550	1700		50—125			Б	1	4090	2,75
ТПЧ-В00-1		1										
ТПЧ-1000-2.4	1000	2.4	2500	2700		50—ПО	91	0,91	8	2	4000	7,0
ТПЧ-1600-0,5 ТПЧ-1600-1	1600	0,5	3160	3400		50—125	94	0,92	10	п	4000	7,0
		1										
ТПЧ-2400-0,5	2400	0,5	4630	5100					15	3	4000	10,5
ТПЧ-2400-1		1										
ТПЧ-3200-0.5	3200	0,5	6200	6800					20	4	4000	И,0
ТПЧ-3200-4		1										
1 Пределы изменения частоты преобразователей: серия СЧИ — от 67 до ]00%; серии ТПЧ — ст 80 до 100%.
2 Точность стабилизации выходного напряжения преобразователей.' серии СЧИ ±5% (по специальному требованию); серой ТИЧ
±2% (кроме ТПЧ-1) при пределах его регулирования от 0,5 до 0,6; i±l,5% при пределах регулирования от 0,6 до 0.8: ±1% при пре,
делах регулирования от 0,8 до 1; ТПЧ-1 ±2%.
а Глубина и высота лреобразсвательндго блока преобразователей: П20Х1700 мм серии СЧИ, 800x2200 мм сери к ТПЧ (кроме
ТПЧЧ), 900 X 2680 мм типа ТПЧ-1.
4 Охлаждение преобразователя типа ТПЧ-] воздушное принудительное.
* Преобразователь типа ТПЧ-1 имеет вне блока шкаф управления, габариты которого (ширина, глубина, высот;») [010х500Х
X2I55 мм.
б)	возможностью регулирования или стабилизации
выходных параметрон за Счет изменения напряжения или
частоты и исключения режима (и потерь) холостого хо-
да, поскольку допускают многократное включение и
отключение преобразователя;
в)	постоянной готовностью к работе и быстрым
запуском;
г)	отсутствием вращающихся частей и прн водяном
охлаждении бесшумностью работы;
д)	высокой степенью заводской готовности и блоч-
ной структурой, позволяющей унифицировать отдельные
узлы и блоки (в частности, системы управления, защиты
и сигнализации) и размещать их н стандартных шкафах;
е)	высокой надежностью и простотой эксплуатации.
Недостатками таких преобразователей являются на-
грузка питающей сети током несинусоидальной формы
н искажение формы кривой ее напряжения (см. § }-4).
Согласно ГОСТ 13109-67 допустимая нссииусоидальность
формы кривой напряжения питающей сети общего назна-
чения ограничивается условием, чтобы действующее зна-
чение всех высших гармоник не превышало 5% действу-
ющего значения напряжения основной частоты.
Исходя из этого условия, необходимо присоединять
тиристорные преобразователи к сети достаточно большой
мощности (т. е. к «общей точке», имеющей достаточно
большую мощность к. з., см. § 1-4) или применять
фильтрокомпенсирующне устройства. Оптимальный вари-
ант выбирают па основании технико-экономического
расчета.
Электротехнической промышленностью выпускаются
серийно тиристорные (электронные.) Преобразователи
частоты с выходом переменного тока средней частоты,
И*
163
Рис. 3-31. Схема силовой цепи преобразователя серии
СЧИ.
^ф’	— сглаживающий фильтр; Ьк- — колебательная на-
грузка; £н , сн — нагрузка; К — контактор; / — выпрямитель;
2 “ инвертор; 3 — нагрузка»
А’ силввамд
трггне/рорматврд
У шмару управления
Рис. 3-32. Принципиальная схема силовых цепей тиристорных преобразователей частоты типов ТПЧ-800-1,0,
ТПЧ-800-0,5 и ТПЧ-1 (преобразователь типа ТПЧ-1 шкафа ввода питания не имеет).
В А — автоматический выключатель; — сглаживающий реактор; Л У — пусковое устройство, состоящее иэ элементов: БП — бло-
ка пуска, Р1 — контактора; С — батарея конденсаторов.
до 1975 г. было выпущено небольшое число ионных
преобразователей частоты, в частности твпа СЧГ1-2Х
800/1, производство которых прекращено.
Технические данные тиристорных преобразователей
частоты приведены в табл. 3-23. Принципы работы и
особенности схем преобразователей частоты см. [Л. 3-8,
3-9].
Тиристорные преобразователи серий СЧИ и ТПЧ
выполнены по схеме с промежуточным звеном постоян-
ного тока. Схема силовой цепи преобразователя серин
СЧИ приведена на рис. 3-31, схема силовой цепи пре-
образовательного блока агрегата серии ТПЧ с первичным
напряжением 380 В —- на рнс. 3-32.
Звено постоянного тока представляет собой тири-
сторный выпрямитель по схеме трехфазного симметрич-
ного управляемого моста. Выпрямленный ток сглажи-
вается реактором. Инвертор преобразует постоянный ток
в переменный ток средней частоты.
Преобразовательные агрегаты содержат аппаратуру
управления агрегатом, выпрямителем, инвертором, ап-
паратуру защиты и сигнализации.
В агрегате предусмотрены защиты: по току (вклю-
чая к. з.), по напряжению, по опрокидыванию инвер-
тора, по системе водоохлаждения, а у агрегатов ТПЧ —
еще и от работы при выходе из строя одного и более
вентилей н при неисправностях системы управления. При
срабатывании защиты подается световой сигнал.
На преобразовательном блоке установлены приборы,
измеряющие напряжения на входе и выходе выпрямите-
ля, на выходе инвертора, йа входе системы управления,
164
ток на выходе выпрямителя и активную мощность на
выходе инвертора.
Для ограничения пускового тока агрегата рекомен-
дуется при пуске снижать напряжение выпрямителя на
время 3—10 с.
Инверторы тиристорных преобразователей частоты
могут работать от задающих генераторов или в режиме
самовозбуждения; в последнем случае выходная частота
определяется параметрами нагрузки (резонансной часто-
той нагрузочного колебательного контура) и схемой
управления.
Колебательный контур состоит из индуктора нагре-
вателя и включенной параллельно с ним конденсаторной
батареи, необходимой для коммутации тиристоров и
компенсации реактивной мощности индуктора.
При изменении в процессе работы эквивалентного
сопротивления индуктора автоматически изменяется вы-
ходная частота инвертора и переключения конденсаторов
колебательного контура не требуется. Это является
существенным преимуществом статических преобразова-
телей частоты при индивидуальном питании от них на-
грузки.
На рис. 3-33 показан пример поясняющей схемы
при раздельном питании секций индуктора одного нагре-
вателя от двух тиристорных преобразователей.
Согласно техническим условиям на агрегаты серии
ТПЧ агрегат сохраняет работоспособность при изменении
эквивалентного сопротивления индуктора не более чем
в 1,5—2 раза. Работа преобразователя в других режи-
мах должна согласовываться с за во дом-изготовителем.
Рис. 3-33. Поясняющая схема компоновки индукционной
зП’У с двумя тиристорными преобразователями типа
"ПЧ-800-L,
Шкафы: ШУ — управления, В — выпрямителя. БД — блока реак-
торов (дросселей), // — инвертора; ТМ~ силовой тпансформа-
:? типа TM-iOOO (ТМН-1СКЮ); А В~автоматический выключатель
на а АВМ15Н; КБ — конденсаторная батарея; КШ — коаксиала-
-:ь;й шинопровод.
Рис. 3-34. Преобразовательные агрегаты серии СЧИ.
В указанном дпаЕ/азоне эквивалентного сопротивления
индуктора отношение его реактивного сопротивления к
активному может иметь значения в пределах: 4—20
для ТПЧ-160-2,4; 3—10 для ТПЧ-250-2,4 и ТПЧ-250-8;
2—10 для остальных типов. При этом нормируется так-
же индуктивность линии (токопромода) от преобразова-
теля до нагрузки: не более 10 мкГ при мощности пре-
образователя 160—800 кВт и не более 6 мкГ при мощ-
ности 1000 кВт и выше.
Схемы преобразователей ТПЧ (кроме ТПЧ-1) раз-
работаны для двух вариантов питания их выпрямите-
лей; 1-й вариант —от трехфаэной сети общего назначе-
ния 380 В или индивидуальных силовых трансформато-
ров общепромышленного исполнения на высшее
напряжение 6 или 10 кВ; 2-й вариант — при выходной
мощности агрегатов 500 кВт и выше — от преобразова-
тельных трансформаторов на те же высшие напряжения.
В первом варианте силовая цепь агрегата содержит
вводной автоматический выключатель; при питании пре-
образователя от трансформатора мощностью большей,
чем рекомендуемая (для преобразовательных блоков
агрегатов ТПЧ-500-2.4; ТПЧ-800-0,5 и ТПЧ-800-1 — боль-
шей чем 1000 кВ-А), необходима установка токо огра-
ничивающего реактора. Это относится и к агрегатам
большей мощности, имеющим аналогичные блоки, если
эти блоки присоединены к индивидуальным трансформа-
торам мощностью, большей 1000 кВ-А.
Во втором варианте в состав агрегата входят пре-
образовательный трансформатор и вводное устройство
напряжением 6 или 10 кВ; тиристорный выпрямитель
(или выпрямители) присоединяется к преобразователь-
ному агрегату наглухо, без коммутационных устройств.
Этот вариант питания должен впоследствии стать основ-
ным; Преобразователи серии ТПЧ для него должны
поставляться начиная с 1978 г. Тогда же должна начать-
ся поставка агрегатов, предназначенных для централи-
зованного питания индукционных ЭТУ, со стабилиза-
цией выходного напряжения и выходной частоты. Эти
агрегаты будут иметь только один преобразовательный
трансформатор, независимо от числа входящих а агрегат
блоков.
Преобразовательные агрегаты серии СЧИ (рис. 3-34)
выполнены в виде шкафа пылезащищенного испол-
нения с двусторонним обслуживанием.
Преобразовательные агрегаты серии ТПЧ, кроме
типов ТПЧ-1, представляют собой крупноблочные комп-
лектные устройства, состоящие из собранных в преобра-
зовательный блок или блоки (см. табл. 3-29) шкафов
двустороннего обслуживания (рис, 3-35—3-38). При вы-
ходной мощности агрегата 160—250 кВт число шкафов —
три, при мощности 500 кВт и выше —четыре. Обозначе-
ния шкафов: ШВП— шкаф ввода питания, ШВ —шкаф
выпрямителя, ШИ — шкаф инвертора, ШУ — шкаф
управления. Агрегаты ТПЧ с выходной мощностью 160,
250 и 320 кВт отдельного шкафа ШУ не имеют.
Шкафы ШВП имеют исполнения:
[	— подвод питания сверху, реактора нет;
2	— подвод питания сверху, реактор есть;
3	— подвод питания снизу, реактора нет;
4	— подвод питания снизу, реактор есть:
5	— подвод питания сверху, реактора пет (шкафы предназ-
начены для глухого присоединения ошиновки к преобразова-
тельно му тра нсформ атору ) .
Шкафы ШВ имеют исполнения: Г—основное и 2 —
с повышенной индуктивностью реактора.
Шкафы ШИ имеют два исполнения; выводы сверху
или снизу.
Шкафы ШУ имеют одно исполнение.
Состав преобразовательных блоков агрегатов раз-
личных типов должен соответствовать приведенному в
табл. 3-24.	'
При питании преобразовательных блоков агрегатов
ТПЧ-500-2,4, ТПЧ-800-0,5 и ТПЧ-800-1 от силовых транс-
форматоров мощностью свыше 1 000 кВ-A шкафы ШВП
должны быть 2-го или 4-го исполнения.
Для ЭТУ с агрегатами серии ТПЧ должны по-
ставляться шкафы конденсаторов средней частоты для
набора батарей емкости, необходимой для нагрузочного
165
Рис. 3-35. Преобразователи типов ТПЧ-800-1 и ТПЧ- Рис. 3-36. Преобразователь типа ТПЧ-500-
800-0,5,	' ''	2,4 (узел IF, виды А, Б и сверху с открыты-
ми дверями те же, что и на рис. 3-35).
Рис. 3-38. Преобразователи типов ТПЧ-250-2,4 в ТГ1Ч-320
1,0 (узлы 1 и 11 те же, что на рис. 3-35, а узел IV тот
же, что па рис, 3-37).
Рис 3-37. Преобразователь типа ТПЧ-250-8,0 (узлы
I и I! те же, что и на рис. 3-35),
166
Рис, 3-39. Преобразователь типа ТПЧ-1
J — выпрямит Ельней шкаф; 2— шкаф реакторов (дросселей); 3 — шкаф инвертора; 4 — шкаф управлении.
контура любого агрегата, а также шкафы теплообмен-
ников с насосным и другим оборудованием и аппарату-
рой для двухконтурной системы водоохлаждения.
Согласно техническим условиям средний ресурс агре-
гатов равен 40 000 ч, средний срок службы — 10 лет.
Преобразовательный агрегат типа ТПЧ-1 (рис. 3-39)
состоит из шкафа управления и собранных в общий блок
трех шкафов: выпрямителя, инвертора и секции реакто-
ров, огражденной сетками.
Шкаф управления соединяется с выпрямителем и
инвертором кабелем через разъемы.
Агрегат не имеет шкафа ввода; комплектно с ним,
но «россыпью» (если оговорено в заказе) поставляются
трехполюсный автоматический выключатель АЙ150-4П
или АМ15-40П (номинальный ток 1500 А) о электромаг-
нитным или электр о двигательным приводом и трехфаз-
цый токоограничивающий реактор.
В агрегатах предусмотрена возможность присоеди-
нения к шкафу управления пульта для дистанционного
управления преобразователем. Система регулирования
мощности имеет входы для датчиков стандартного сиг-
нала, например датчиков температуры. Частота повтор-
ных включений агрегата не должна превышать четырех
в минуту ирн длительности отключенного состояния не
менее 3 с; большая частота включений должна согла-
совываться с заводом-изготовителем.
При комплектной поставке с агрегатом преобразо-
вательных трансформаторов их первичные обмотки со-
единены в звезду у агрегатов с четным заводским но-
мером и в треугольник — у агрегатов с нечетным.
167
Таблица 3-24
Тиристорные преобразователи частоты сернн ТПЧ
Тип агрегата	Исполнение шкафов		
	швп	ШВ	ши
ТПЧ-160-2,4 ТПЧ-250-8,0 и ТПЧ-250-2,4 ТПЧ-320-1,0	3	1	2
ТПЧ-БОО-2,4 ТПЧ-800-0Т5 и ТПЧ-800-1,0	1; 2; 3: 4 51	1; 2‘	Е; 2
ТПЧ-1000-2.4 ТПЧ-ЮОО-О.5 и ТПЧ-1000-1,0 ТПЧ-2400-0,5 и ТПЧ-2400-1,0 ТПЧ-3200-0.5 И ТПЧ-3200-1,0	2; 4	1; 21	1
1 Серийное производство, начинается с 1978 г.			
При проектировании индукционных ЭТУ с тирис-
торными или иными преобразователями частоты необ-
ходимо стремиться к наименьшей длине токопроводов
между конденсаторной батареей и индуктор Ом. Практи-
куется размещение тиристорных преобразователей: в од-
ном производственном помещении с индукционными на-
гревателями, вблизи от них на той же строительной от-
метке, на площадках (антресолях), обычно в «мертвой
зоне» кранов, а также в подвальном помещении.
В установках индукционных плавильных печей
средней частоты практикуется размещение тиристорных
Шкафы силовые средней (повышенной) частоты серии ШТЕ9900
преобразователей и конденсаторных батарей'в отдель-
ном «электромашинкой» помещении (ЭМП) преобразо-
вательной подстанции, одно- или двухэтажном, примы-
кающем к рабочей площадке печи.
Силовые трансформаторы при индивидуальном пи-
тании агрегатов, не имеющих в своем составе преобра-
зовательных трансформаторов, могут устанавливаться
либо в камерах внутрицеховой трансформаторной под-
станции, либо в ЭМП совместно с преобразовательными
блоками,
3-6. КОМПЛЕКТНЫЕ УСТРОЙСТВА
ИНДУКЦИОННЫХ ЭТУ И ИСПОЛЬЗУЕМОЕ В НИХ
СПЕЦИАЛЬНОЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ i
ТИПОВЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ЩИТЫ
И СТАНЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ИНДУКЦИОННЫХ ЭТУ
СРЕДНЕЙ частоты
Для индукционных ЭТУ средней (повышенной) час-
тоты с двигатель-генераторными преобразователями час-
тоты для управления генераторами и электрическими ре-
жимами установок, а также для распределения элек-
троэнергии при централизованной системе питания на-
грузок выпускаются (Ангарским электромеханическим
заводом) типовые распределительные щиты, собираемые
из силовых шкафов, и щиты (шкафы) станций управ-
ления.
Для'преобразовательных подстанций индукционных
ЭТУ с преобразователями серии ОПЧ выпускаются шка-
фы серии ШТЕ9900-— для управления силовыми цепями
Таблица 3-25
Назначение шкафа	Номинальный ток силовой цели, А	Тип шкафа при частоте силовой цепи, кГц			Параметры шкафа при частоте силовой сети, кГц			
		1.0	2,4	8,0	Ширина (£)*♦ мм		Масса, кг	
					1,0 и 2.4	8,0	1,0 и 2,4	8.0
Обратная связь по в а пр иже-	800	ШТЕ9900-78А1А	ШТЕ9900-78А1Б	ШТЕ99Ш-78А1В		800		350
лию и защита от перенапряасе*	1500	ШТЕ9900-ЯЗА1А	ШТЕ9900-88А1Б	__		—-		—
ния, схема ла рис, 3-40, а	2000	ШТЕ9900-98А1А	ШТЕ9900-93А1Б		800		250	—
	3000	ШТЕ9900-98Б1А		—		—		—
Питание от сборных шин оди-	200	ШТЕ9901-48А2А	ШТЕ9901-48АЯБ	ШТЕ9901-48А2В	1000	1000	400	400
ночной нагрузки, схемы на рис.	300	ШТЕ9901-58 A2A	ШТЕ-9901-58А2Б	ШТЕ9901-58А2В	1000	1000	400	400
3-40, б—а	400	ШТЕ9901-58Б2А	LHTE990] *58Б2Б	ШТЕ9901-58Б2В	1000	1000	400	400
	600	ШТЕ9901-68A2A	ШТЕ9901-68А2Б	ШТЕ9901-6ЯА2В	1000	1000	400	400
	800	ШТЕ 9901-78A2A	ШТЕ9901-78А2Б	ШТЕ9901-78А2В	1000	1000	400	500
	1000	Ш ТЕ 9901-78Б2А	ШТЕ9901-78Б2Б	ШТЕ9901-78Б2В	1000	1300	400	700
	1500	ШТЕ 9Э01-88 A2A	ШТЕ9901 88А2Б		1300	—	700	—
	2000	ШТЕ9901-98A2A	ШТЕ9901-98А2Б		1300	—	700	и. а
	3000	ШТЕ9903-98А2А	ШТЕ9903-98А2Б	—.	1300	—	700	—
Питание от сборных шин на-	200	ШТЕ9902-48А2А	ШТ9902-48А2Б	ШТ9902-48А2В	800	* 800	300	300
грузки (при параллельной рабе-	300	ШТЕ9902-58А2А	ШТ9902-58А2Б	ШТ9902-58А2В	800	800	зео	300
те нескольких нагрузок), схемы	400	ШТЕ9902-58Б2А	ШТ9902’58Б2Б	П1Т9902-58Б2В	800	800	350	350
i:a рис. 3-40, Й—ж	600	ШТЕ0902-68А2А	ШТ9902-68А2Б	ШТ9902-68А2В	800	1000	350	350
1	800	ШТЕУ902-78А2Д	ШТ0ЭО2-78А2Б	ШТ9902-78А2В	300	юао	350	450
	1000	ШТЕ9902-78Б2А	ШТ9902-78Б2Б	ШТ9902-78Б2В	800	1300	350	700
	1500	ШТЕ9902-88А2А	ШТ9902-88А2Б		1300		700	м *
	2000	ШТЕ9902«98Д2А	ШТ9902-98А2Б	.	L	1300	——	700	—
	3000	ШТЕ9904-98А2А	ШТЭ902-98А2Б		1000	— .	460	—
Питыни? от генератора одн-	400	ШТЕ9ЯП-58А2А	ШТ99п-5йА2Б	ШТЕ99Ц-58А2В	1000	1300	400	700
ночнон pr.rovsKu. схемы на рис.	800	ШТЕ9911-78А2А	ШТ99П-78А2Б		1000		400	
3-4С*. Д—г	2400	ШТЕ9911-98А2А	ШТ99Ц-98А2Б	—	J3Q0	—	700	—
Пятпчке о- r-?iгиратора нагруз-	400	ШТЕ9912-Б8А2А	ШТ9912-58Д2Б		1000		.	400	__
км (при гтб,ззл/|е.гьной работе	800	ШТЕ 99 (2-7 8A2A	ШТ9912-78А2Б		[000		400	—
нескольких ц«-грузок), схемы на рис. 3-40, л, .к	2400	ШТЕ9912-98A2A	ШТ9912-98А2Б	—	1300		700	
’ Размер Е («трина шкафа) согласно рис. 3-42, а.
68
С Горные шины
Рис. 3-40. Схемы силовых шкафов серии ШТЕ9900,
а —шкаф обратной связи по напряжению и защиты от перенапряжения (800—3000 А	при 1 кГц, 800—2000 А	при 2,4	кГц,	800 А при
8 кГц); б —шкаф питания от сборных шин одиночной нагрузки (200—1000 А при	( и 2.4 кГц. 200—800 А	при 8 кГп);	в — то же.
что 6. но (500 н 2000 А при 1 и 2,4 кГц, (000 А при 8 кГц; г — то же, что б, ио 3000 А при 1 и 2,4 КГЦ) " — шкаф питания от
сборных шин нагрузки (при параллельной работе нескольких нагрузок): 200—1000	А при 1 и 2,4 кГц,	200—800	А при 8 кГц;
а-то же, что д, но 1500 и 2000 А при 1 и 2,4 кГц, 1000 А при 8 кГц; ж — то же,	что д, но 3000 А при	1 и 2.4	кГц;	з —шкаф
питания от генератора одиночной нагрузки: 400 и 800 А при I и 2.4 кГц: и — то же, что з, но 400 А при 8 кГц; к — то же, что з.
но 2400 А при I и 2,4 кГц; л — шкаф питания от генератора нагрузки (при параллельной работе нескольких нагрузок): 400 и 800 А
при 1 и 2.4 кГц; л—то же. что л. но 2400 А при 1 и 2,4 кГц; В. 31 - разъединители. Рр — разрядник; ТТ, ГТЧ—ГТ,? — транс-
форматоры тока; TH, ТН1—ТНЗ — трансформаторы напряжения; Яр — предохранителе; АЛ, КЛ1, КЛ2, КГ, КГ1, КГ2 — контакторы.
и серии ШТЕ4500 — для управления генераторами при
индивидуальной и централизованной системах питания.
Номенклатура (типоразмеры) шкафов серии
ШТЕ9900, нх назначение, номинальные токи и частоты
их Силовой цепи, их габаритные размеры и масса приве-
дены в табл. 3-25, а их схемы —• на рис. 3-40. Номи-
нальное напряжение силовой цепи шкафов 800 В (долж-
ны быть разработаны шкафы на номинальное напряже-
ние 1600 В); постоянное напряжение цепей управления
220 В, за исключением шкафов обратной связи по на-
пряжению и защиты от перенапряжения, цепи управле-
ния которых питаются переменным напряжением
100 В.
В шкафах серии ШТЕ9900 устанавливаются разъ-
единители серии ВЛДФ2, контакторы серии К1000,
трансформаторы тока типов ТКЧ2 и ТШЧЛ2, транс-
форматоры напряжения типа ВОС и амперметры типа
ЦЗЗО; номинальная частота аппаратов и приборов соот-
ветствует номинальной частоте силовых цепей шкафов.
Шкафы управления серии ШТЕ4500 содержат це-
пи управления, блокировки, защиты, сигнализации и
устройство регулирования возбуждения генераторов,
имеющее 8 своем составе тиристорный возбудитель ти-
па ВТ, Напряжения питания; тиристорного возбудите-
ля 220 В, 50 Гц; цепей управления 220 В постоянное.
Таблица 3-26
Комплектация преобразователей серии ОПЧ
шкафами управления и силовыми шкафами
Преобразователи		Шкафы управлении1		Силовые шкафы1	
Тнд	Число рабо- тающих па- i раллолько	Тип	Количество	Тип	Количество
ОПЧ250-2.4 ОПЧ320-1 ОПЧ500-1 ОП4500- 2,4	1	ШТЕ4510-02А2 ШТЕ45Ю-02Б2 ШТЕ45Ю-02В2 ШТЕ45Ю-ОЗГ2	I	ШТЕ9911 - 58А2Б ШТЕ99П-58А2А ШТЕ99П-78А2А ШТЕ99П-78А2Б.	]!
ОПЧ500-1	2	ШТЕ4511-02А2 ШТЕ4512-02А2	2 [	1ИТЁ9912-78А2А ШТЕ9901-88А2А	2 1
ОП4500-2,4	2	I1ITE45I1-02Е2 ШТЕ4512-02Б2	2 1	ШТЕ9912-78А2Б ШТЕ990Г-88А2Б	2 1
ОПЧ250-2.4	3	ШТЕ451Г-02В 2 ШТЕ4312-02В2	2 1	ШТЕ9912-58А2Б ШТЕ9901-38А2В	3 1
1 Масса шкафа н* более 400 кг.
169
^220В
Рис, 3-41, Схема управления одним
преобразователем серии ОПЧ при часто-
те до 2,4 кГц токе до 800 А с исполь-
зованием шкафа ШТЕ9911 (схема и
обозначения аппаратов по рис. 3-40, з)
и шкафа управления ШТЕ4510. Участки
цепей, изображенные пунктирными лини-
ями, относятся к оборудованию, распо-
ложенному вне шкафа управления
ШТЕ4510.
Bl—В3 — автоматические выключателя АП50-
2Л1; РВГ — контактор МК1-20УЗ: Р1 — магнит-
ный пускатель ПМЕ-111: Й—Р8 — реле РП-41:
РАН — реле РЭВ-312; РМЗ. PMS — реле
РТ40/6С: РВ — реле времени РВ4-Й; РУ1—
РУЗ — сигнальные реле РУ21/220; В 4—В6 —
Универсальные переключатели УП5311 -А 137;
Л1, A3 — амперметры ИЗЗО; Ай, 44—ампер-
метры ИЗЗО; VI — вольтметр МЗЗО; У2—вольт-
метр ЦЗЗО; Р —разъединитель.
83
PZ
1Г
---------------------------------------
Из елгмы защиты преобразователя
ст
РЗГ
К
РУГ--Л РУ2 РУЗ
81 РЛр
рг
SB--_-----тп
У' I у* | *+
3 ‘ I 4 f
~ir7F
88
83
Н ! 5 , I у
кг
КГ
РВГ
КГ
“I!—
РМ2
-WpffT
П| РАН
П1 РМЗ
Ц-----
РУ2
3
Иерешря-
жение на
генераторе
'лснГ'
Перегрузки
генерато-
ра потоку
PS
Р7___
Рв ___
АСИ

ЛС5
ACS
Реле
защиты
РУ РЗ
Отклю-
чение
звонка
Р4
Л /IfJ
1
Рв
1FT
Р2
-И
Диаграмма ‘ универсального
переключателя 84
Номер
книга
ига
л_
1
J
П_
2_
4
Гюложение ру
8°
П
45°
А
л
Л
А_
X
п_
X
Ренам jaftni отктчеяе
X
X
Вмтенр
В
. РУ2а
(|
------и------
85	85
I 11
I 4 *
Р7

Шкафы предназначены для работы совместно со шка-
фам,: серии LUTE9900, выпускаются для управления ге-
нераторами серии ОПЧ и имеют исполнения в соответ-
ствии с табл. 3-26 в зависимости от мощности и часто-
ты генераторов, работающих параллельно, и числа си-
ловых шкафов, т. е. числа отходящих силовых линий,
в установке.
На рис. 3-41 в качестве примера дана схема шкафа
ШТЕ4510 для управления одним генератором. Габарит-
ные размеры шкафов серий ШТЕ990О и ШТЕ4500 при-
ведены на рис. 3-42.
Шкафы серий ШТЕ могут содержать аппараты с
принудительным водяным охлаждением: контакторы и
разъединители (при номинальных токах и частотах,
см. табл. 3-31 и 3-34) и конденсаторы (в шкафах типа
ШТЕ9911-58А2В).
Конструктивно несколько шкафов серий ШТЕ9900 и
ШТЕ4500 комплектуются (если это оговорено при за-
казе) на общем опорном поясе в отдельные секции щита
со сборными шинами, с шириной секции не более 4 м
(рис. 3-42, в). Из секций можно собрать многосекцион-
ные щиты.
Электрические цепи в пределах секции соединяются
на заводе при изготовлении щита, а между секциями —
170
Рис. 3-42. Габаритные и установочные размеры шкафов.
а— силовой серии ШТЕ9900 (размер В — ширина шкафов индивидуального расположения н их масса — приведены в табл, 3-S5);
О — управления серия ШТЕ4500 (для и и а и виду алы toro расположения); в — секпин из шкафов серий ШТЕ9900 и ШТЕ4500 (ширина
средних шкафов секции на 50 мм, крайних — на 25 мм меньше ширины шкафов того же типоразмера, предназначенных для ин-
дивидуального расположения).
па месте монтажа. Для мсжсекционпых соединений
комплектно со шкафами (щитами) поставляются толь-
ко элементы для соединения сборных птиц.
Внешние токопроводы присоединяются непосредст-
венно к контактам аппаратов или к шинам. Для присо-
единения внешних линий цепей управления шкафы име-
ют сборки зажимов,
В табл. 3-27 приведены данные выпускаемых про-
мышленностью станций управления серии ШДА. Стан-
ции предназначены для управления электрическим ре-
жимом индукционных плавильных печей средней часто-
ты путем ступенчатого регулирования тока возбужде-
ния генератора и двух позиционно го переключения схе-
мы питания печи.
Установленные на станциях регуляторы обеспечи-
вают точность стабилизации напряжения ± 1 % и коэф-
фициента мощности ±3% при диапазоне регулирования
напряжения 1—10% и коэффициенте мощности 1,0—0,9
(при опережающем токе). При этом обеспечивается ав-
томатическое поддержание максимальной активной
мощности в любой момент плавки.
Станция управления выполнена на транзисторных
логических элементах, имеющих два устойчивых состоя-
ния, характеризующихся уровнем выходного напряже-
Станции управления серии ШДА 1
Таблица 3-27
Показатель	ШДА4201- 02AIA	ШДА4202- 02А1А	ШДЛ4203- 02А1А	ШДА4203- 02А1Б	ШДЛ4204- 02AJA	ШДД4204- 02А1Б
Генератор: мощность* кВт	50	100	320	320	500	500
частота, кГц	2.4	2.4	2.4	1,0	2,4	!to
Мощность, потребляемая станцией управ-	L0	1,0	Е±5	1,5	1,5	1.5
ления, кВ-А Число ступеней емкости конденсаторной	32	32	48	48	64	64
батареи Число исполнительных реле	5	5	6	6	10	10
Шкалы приборов: амперметра А]» А	0—200	0—200	0—400	0—400	0—400	0—400
амперметра А2, А	0— 20	0—20	0—20	0-20	0—20	0—20
вольтметра, В	[)—600	0—1250	0—1250	0-1250	0—2500	0—2500
ваттметра. кВт	0—100	0—200	0—400	0—400	0—800	0—800
Номинальные данные измерительных гр а ис форм атор ов: тока, А	200/5	200/5	400/5	100/5	400/5	400/5 2000/100
напряжения, В	500/100	1000/100	юоо/юо	JOOO/rOO	2000/100	
или 380, 100. 4[5 п 440 В» 50 или 60 Гц
череч дополнитель-
1 У всех типов станций напряжение питания 220 В» 50 или 60 Гц»
ный трансформатор- У всех типов станций шкала фазометра 0*5— 1—ОД
171
в« 3 снизу
Рнс. 3-43. Шкаф станции управления серии ШДА4200.
кт
BitVKiipiilita.
«яш
КЗ
кз
г,к
сз
п
к i s s 7 s t г №ге> tt, w » sr &, s? ss ww,
Станцияуправления сериа ШДя№01~!13/11, ШАЯ1еЗвЗ~ЗгМК
Рис. 3-44. Индукционная ЭТУ со станцией управления
типа ШДА4201-02А1А (Ш ДА4202-02А1А).
/”т — генератор средней (повышенной) частоты; И — индуктор;
МТУ. К-Л2 — линейные контакторы; К1—К5— контакторы; С —
конденсаторы постоянной части батарея; С!—С5— конденсаторы
регулируемой части батареи; ТН1, ТН2 — трансформаторы на-
пряжения.
Ния. При состоянии, именующемся включсешым, выход-
ное напряжение не меиее 4 В, а при состоянии, име-
нующемся отключенным, — не более 0,5 В. Полярность
сигналов относительно общей нулевой точки — отрица-
тельная.
В станции управления предусмотрена возможность
выполнения операций управления вручную —- операто-
ром и автоматически.
Станция управления состоит из блоков; ВЗУС — за-
щиты, управления отпайкой и сигнализации; БУВ —
управления возбуждения; БРКМ — регулировария ко-
эффициента мощности. Для питания цепей управления
имеется блок питания — стандартный источник питания
логических элементов типа БПС-2 со стабилизирован-
ными выходными напряжениями +6 и —12 В.
Конструктивно устройство представляет собой
шкаф (рис. 3-43), на передней двери которого располо-
жены измерительные приборы, кнопки управления, два
переключателя, потенциометр задания напряжения гене-
ратора, сигнальные лампы и автомат включения ци-
тация.
Выходные и блокировочные реле, а также реле мак-
симального тока устанавливаются на неподвижной па-
нели, расположенной в верхней части шкафа. Остальная
аппаратура размещается на выемных блоках, на перед-
них стенках которых смонтированы резисторы, тумбле-
ры и контрольные гнезда для настройки регулятора.
На рис. 3-44 показана схема присоединения станции
управления типа ШДА4201-02А1А (ШДА4202-02А1А).
Схемы присоединения других станций управления этой
серии отличаются только числом групп конденсаторной
батареи, числом контакторов и их вспомогательных
контактов.
СОГЛАСУЮЩИЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ
Для согласования параметров индуктора и источ-
ника питания в индукционных установках средней час-
тоты применяют специальные трансформаторы.
Различают универсальные трансформаторы, у ко-
торых коэффициент трансформации можно изменять в
широких пределах и которые предназначены для уни-
версальных и опытных индукционных установок,
и трансформаторы с постоянным или изменяемым в уз-
ких пределах коэффициентом трансформации преиму-
щественно со сменными первичными обмотками.
Особенности трансформаторов средней частоты:
1.	Интенсивное водяное охлаждение обмоток и маг-
нитопровода.
2.	Выполнение обмоток из тонких проводников,
а при водяном охлаждении в виде тонкостенных полых
тел — трубок с толщиной стенки, равной 1—3 глубин
проникновения тока.
3.	Применение специальных видов обмоток, рас?
считанных на максимальное использование сечения ме-
ди в условиях сильно выраженных явлений вытеснения
тока за счет поверхностного эффекта и эффекта бли-
зости.
По первичной обмотке течет ток
Лтр =	+	•
где 1Т — ток генератора (источника тока); 1С—ток
конденсаторной батареи.
При нов тор но-кратковременных режимах допуска-
ется более высокая индукция Bi, чем при непрерывной
работе трансформатора В:
Bt = 1ОВ/КПВ%;
Значения В яри ПВ = 100% . принимаются по пас-
портным данным.
Потери в меди зависят от тока А и сопротивления
обмоток.
Предельный вторичный ток одного витка обмотки
можно оценить из выражения
Бамако ^а/^амин;
где S2 и £/амип — номинальная полная мощность и ми-
нимально допустимое вторичное напряжение трансфор-
матора по паспорту.
172
Рис. 3-45. Трансформатор типа Т31-200 (L—500 мм) и
типа Т31-400 (Л=700 мм).
1 — трансформатор! 1 — токонодвод; 3~ крепежный хомут.
Таблица 3-28
Согласующие трансформаторы средней частоты 1
Показатели	Т32-8002	Т31-400!	ТЗ1-2001
Напряжен ня, В:			
первичное	800	800 нли 400	400 или 200
вторичное при холостом ходе и первичном напря- жении, В:			
200	—	—	Ю™40
400	—	20—50	20—50
800	33—266	40—160	—
Коэффициент транеформа-	3,25—24	5—20	5—20
цин при холостом ходе			
Первичный ток при ПВ =	1000	500	500
		400	400
= 100%. А	800		
Вторичный ток (при одно-	24	12	12
	19,2		
BHTKQ3QM включении зторнч-		8	8
ной обмотки), кА	800	400	200
Номинальная мощность при			
ПВ = 100%, кВ’А	640	320	160
Падение напряжения при	15	15	12
			
к. з.. %	20	20	]8
Расход аоды, и’/ч	1.5	0,8	0,4
Габаритные размеры, мм:			
диаметр			265	265
длине	400	700	500
ширина	46Б		—
высота	330	—	—*
Масса, кг	150	70	40
1 Ток холостого хода 10% при частоте 2Л кГц, 7% при
8 кГц, коэффициент полезного действия около 90%.
а При дробных числах: в числителе параметры при частоте
2,4 кГц, в знаменателе — при частоте 8 кГц*
Основные технические данные выпускаемых серий-
но трансформаторов средней частоты (рнс, 3-45 и 3-46)
приведены в табл. 3-28.
КОНТАКТОРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ
Для включения электрических цепей переменного
тока с частотой 500—800 Гц индукционных ЭТУ напря-
жением до Гб00 В выпускаются контакторы серии КW0O
(ранее выпускавшиеся серии КВ сняты с производства).
Контакторы серии К.1000 — водоохлаждаемые, име-
ют одно исполнение по силовой (главной) цепи для
Рис. 3-46. Трансформатор типа Т32-800, виды со сто-
роны выводов обмоток.
а — первичной; б вторичной.
всех типов, могут работать при сниженной нагрузке и
без охлаждения водой. Основные их данные приведены
в Табл. 3-29, общий вид— на рис, 3-47.
Типы контакторов различаются по напряжению втя-
гивающей катушки (возможны 7 исполнений) и по на-
личию или отсутствию на плите контактора блока вы-
прямителей.
Обозначения типов контакторов и напряжения их
катушек приведены в табл. 3-30. Схемы цепей управле-
ния контакторов приведены на рис. 3-48, схемы парал-
лельного соединения контактов силовой цени — на
рнс. 3-49 и 3-50.
Контактная и дугогасительные системы — двухпо-
люсные мостиковые с прямолинейным ходом. Гашение
дуги — в дугогасительных камерах с деионной решеткой.
Контактор снабжается тремя замыкающими н че-
тырьмя размыкающими вспомогательными контактами
также мостикового типа. Один размыкающий вспомога-
тельный контакт используется в цепи втягивающей ка-
тушки.
Допускаются следующие токи через вспомогатель-
ные контакты:
Номинальный продолжительного режима . , ; . . . 10 Л
Включаемый*
переменный 380 В.............................50	А
постоянный 1 [0 и 220 В..............1	. . . 25 А
Отключаемый:
переменный 380 В.......................  ,	. 5 А
постоянный: ПО В................	........2.5 А
то же 220 В.................................  1	А
173
Рис. 3-47. Контактор серии К1000.
/ — основание; 2 — патрубки системы водя кого охлаждения; J —
замыкающие вспомогательные контакты: 4 — выпрямительное
устройство; 5—подвижные главные контакты; б — неподвижные
главные контакты: 7 —выводные зажимы; 8 — замыкающие
вспомогательные контакты; 3 — камера дугогатения; 10— сер-
дечник; И — втягивающая катушка; /2 —якорь магнитной си-
стемы.
3-48 -	3-49.	3’50.
Рис. 3-48. Схемы цепи управления контактором.
а — со встроенным выпрямительным устройством; б — без встро-
енного выпрямительного устройства; / — включающая секпня
катушки: 2 — то же удерживающая; J — размыкающий контакт;
4— выпрямительное устройство»
Рис. 3-49. Схема параллельного соединения контактов
силовой цепи ври однополюсном разрыве (ЦТ — кон-
тактор) .
Рис. 3-50. Схема двухполюсного разрыва (1КТ, 2КТ —
контакторы).
Пусковые и рабочие токи катушек контакторов
приведены в табл. 3-31.
Контакторы без комму* зции допускают работу при
перенапряжениях до 2000 В. Они рассчитаны на продол-
жительный, прерывисто-продолжительный, кратковре-
менный и повторно-кратковременный режимы работы.
При ПВ=40% допускается работа в режимах; до 600
включений в час при токе до 400 А; до 150 включений
в час при токе 400—800 А и не более 30 включений в
час при токе свыше 800 А.
В режимах, требующих водяного охлаждения, рас-
ход воды должен быть не менее 60 л/ч. Механическая
износостойкость контакторов составляет 10е циклов.
Коммутационная износостойкость контактора при ко-
эффициенте мощности от 0,7 (емкостного) до 0,9 (ин-
дуктивного) составляет 100 тыс. циклов при токах до
400 А, 10 тыс. циклов при токах 400—1200 А и 1 тыс,
циклов при токах 1200—2400 А.
Таблица 3-29
Контакторы серии К1000
Напря- жение глав- ной це- игл В	Ток, А					Схема сое- динения контактов главной цепи	Вид охлаж- дения
	Номинальный при частоте, Гц		Предельный включения и отключ ся ЦЯ1 при частоте» Гц.				
	500— 2500	sow	500— 2500	j 8000			
500	500 .	400	2400		800	—	Воздушное, естественное
	500	—	1200					То Же
воо-	800	800	12 002		800	Рис. 3-49 или 3-50	*
£00	1200	800	2400		800		Водяное
р'00	1200			1200			—	То же
ьоо	2400	—	2400		—	Рисй’50	
1	С 1978 1'. предельные токи включения и отключения долж-
ны быть увеличены вдвое.
2	В цепях переменного тока с частотой 2690 Гц в режиме
редких коммутаций допускается отключение тока 2100 А.
Т а б ли ц а 3-30
Данные втягивающих катушек контакторов серки КЧ<НИ)
Обозначе- ние ТИПОВ контак- торов	Напряжение. В		Источник питания кату- шки выпрямленным то- ком *►
	сети перемен- ного тока 50 Гц,к которой подключают- ся выпрямите- ли, питающие катушку	выпрям- ленного Юка лита- пял кату- шки	
К12ИУ4	127	111	Блок выпрямителей.
Ю221У4	220	19S	установленный на плите
К1241У4	230	207	кивтактора
Ц1251У4	240	215	
К1212У4	127	114	Групповое выпрями-
К1222У4	220	193	тельное устройство (иди
К1232У4	380	342	другой источник), не
К1242У4	' 230	207	входящий в комплект по-
К1262У4	240	216	ставки контактора
К1262У4	400	360	
К1272У4	4)5	зм	
К1282У4	440	396	
Таблица 3-31
Пусковые и рабочие токи катушек контакторов серии К1000
Н а пряжение псин управ- ления, В	Ток, А		
	Пусковой при холодной ка- тушке (Ч-20рС)	Рабочий	
		при ХОЛОДНОЙ КЗ- тугпке (4-20° С)	при горячей катушке 1+125’Q
127	10	0,19	0.14
220	9	0,12	0.09
380	6	0,08	0.06
При параллельном соединении контакторов необхо-
димо обеспечивать одинаковую длину шнн в параллель-
ных ветвях для равномерного распределения в них тока.
Шины или наконечники кабеля, присоединяемые к
контактору, не должны выступать за зажимы в сторону
дуто гасительной камеры.
ТИРИСТОРНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Новый вид бесконтактного коммутационного аппа-
рата — тиристорный выключатель типа ВТ-400 — пред-
назначен для оперативного управления и регулирования
174
мощности индукционных ЭТУ промышленной частоты,
Может быть также использован в установках печей со-
противления.
Основные технические давные выключателя:
Напряжение сети промышленной частоты (од-
нофазной), В «у»*»».»...*. ,
То же при последовательном соединении двух
выключателей »	- * » , „ . . . » . „
Проходная мощность выключа телей, кВ-А . «
То же двух, соединенных последовательно,
кВ-А........................................
То же двух, соединенных параллельно, кВ’А
То ж® трех, кВ*А	k	»
То же четырех, соединенных параллельно-По-
следовательно» кВ’А	. -
То же шести, кВ'А
Система регулирования ......................
Диапазоны изменения напряжения на на груз *
ке. % » »  ...................»	, * < » »
Длительность периода ШИР, с . . „ . . .
Точность стабилизации мощности нагруэо, %
(при колебаниях напряжения сети ±10%) - *
Номинальный ток» А . . > „ < . » , , .
Допустимая перегрузка по току в течение
5 мин» А...........♦	» , . ..............
Расход воды вв охлаждение, л/мнн < » . .
Габариты металлического шкафа, в который
встроен выключатель, ми . , , ............
380 или 440
йШ
400
700
«00
1200
1400
2100
Ш мр от I [о - им пулъ-
сная (ШИР) или
фазовая
20—100
1,3
1300
20
800X800X2200
Силовая схема выключателя (рис. 3-51) представ-
ляет собой последовательное соединение реактора и
встречи о-пар а л дельно включенных тиристоров. В вы-
ключателе используется ключевой (импульсный) режим
работы тиристоров, т. е. через них протекает ток в те-
чение нескольких полупериодов напряжения сети. При
этом импульсы управления подаются на соответствую-
щие тиристоры при переходе напряжения на них через
нуль.
Для ограничения броекоз тока при подключении не-
заряженного резонансного контура в течение первых
восьми полупериодов напряжения сети вводится
фазовое управление тиристорами выключателя
(рис. 3-52). При этом амплитуда бросков тока i сни-
жается до полутора-, двукратного значения по срав-
нению с десяти-, пятнадцатяк ратным при включении
контура электромагнитным контактором.
Тиристорный выключатель снабжен защитами, ра-
ботающими па сигнал или отключение в случаях пере-
0
Рнс, 3-51. Схема силовых цепей тиристорного выклю-
чателя типа ВТ-400.
Т,—То — тиристоры; Р,—Р, — реакторы (дроссели > насыщения.
чс,1'
Рис. 3-52 Изменение мгновенного значения тока в цепях
с тиристорным выключателем при фазовом управлении.
напряжение ссТкг f ** Ток,
Рис. 3-53. Шкаф тиристорного
выключателя типа ВТ-400,
Рис. 3-54. Индукционная ЭТУ с тиристорным выключа-
телем типа ВТ-400 с включением резонансного контура.
а — непосредственным; б — до Автотрансформаторной схеме;
ВТ - 400 — тиристорный выключатель с реактором £0; Я—'ИНдук-
тор; ггн— напряжение на нагрузке.
Рис, 355. Изменение питающего напряжения на нагруз-
ке в индукционной ЭТУ с тиристорным выключателем
типа ВТ-400»
un —питающее напряжение;	длительность включения;
1,3 с — длительность периода*
175
грузки по току, коротких замыканий в нагрузке и сети,
прекращении подачи воды или выходе из строя одного
из тиристоров.
Измерительные приборы, кнопки управления и сиг-
нальные лампы установлены на лицевой стороне шкафа
выключателя (рис. 3-53).
Схемы индукционных ЭТУ с' тиристорным выклю-
чателем типа ВТ-400 показана на рис. 3-54.	:'
При широтно-импульсной системе регулирования
(ШИР) на нагрузку поступают пакеты синусоид питаю-
щего напряжения £/ы (рис. 3-55), период которых по-
стоянен и равен 1,3 с, а длительность твм меняется в
зависимости от требуемого напряжения на нагрузке.
Выключатель обеспечивает параметрическую стаби-
лизацию мощности в нагрузке по закону
^твкл = const*
т. е. с изменением напряжения сети Ue время Твкл
включенного состояния выключателя в течение периода
регулирования меняется обратно пропорционально квад-
рату напряжения сети.
Предусмотрена возможность управления мощно-
стью от внешнего контакта или постоянного напряжения
0—10 В.
При питании трех нагрузок от разных фаз сети вы-
ключатели синхронизируются между собой таким обра-
зом, чтобы устранить перерывы тока в трехфазной
линии.
РАЗЪЕДИНИТЕЛИ СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ
Одно- и двухполюсные разъединители средней (по-
вышенной) частоты серий ВЛ ПФ и ВЛДФ на номиналь-
ные напряжения 2000 В и токи 100—3000 А для комму-
тации без нагрузки цепей переменного тока частотой
до 8000 Гц изготовляются заводом «Искра» объедине-
ния «Эл пр ом» (София, Болгария).
Технические данные разъединителей приведены в
табл. 3-32, их общие виды — на рис. 3-56 и 3-57, их
приводы — на рис. 3-58, габаритные размеры — в
табл. 3-33, схема водоохлаждевия контактов — на
рис. 3-59.
Разъединители предназначены для длительного ре-
жима работы, их механическая износостойкость 5000
циклов, токи термической и электродинамической стой-
кости 10 кА.
Разъединители имеют вспомогательные контакты с
одним замыкающим н одним размыкающим контак-
US’
Рис. 3-56. Разъединители серии ВЛПФ с боковым приводом (табл. 3-33).
а — ВЛПФ1-КЮ, ВЛПФЬгвО в ВЛПФ1-40С; б —ВЛПФ2-40Р и ВЛПФ2-630; в — ВЛПФ2-ГООО: г — ВЛПФ2-ЗОТ0.
136
Рис, 3-57. Разъединители серии ВЛДФ с центральной рукояткой (табл. 3-33).
а— ВЛДФ1-100, ВЛДФ 1-250 и ВЛДФ 1-400; б — ВЛДФ2-400 и ВЛДФ2-630; а — ВЛДФ2-1О00; г — ВЛДФ2-3000.
том, с номинальным током 16 4 при переменном на-
пряжении 380 В или постоянном 440 В. Механическая
износостойкость вспомогательных контактов аппарата
10 млн. циклов; их коммутационная способность приве-
дена в табл, 3-34.
К зажимам разъединителей могут присоединяться
кабели, а также токопроводы из алюминиевых или мед-
ных шин следующих сечений: 2(20X6) при номиналь-
ном токе аппарата 100 А; 2(50X6) при токе 250 А,
а также при таке 400 А на частоте 2500 Гц; 2(80X6)
Разъединители повышенной частоты серий ВЛ ПФ и ВЛДФ
Таблица 3-32
Тип разъединителя		Число по- люсов	Номинальный ток. А, при частоте, Гц				Расход воды на охлажде- ние, ма/ч
е боковым приводом1	с центральной руко- яткой		2500	|	8000				
			Охлаждение				
			воздушное	водяное	воздушное	водяное	
ВЛПФ1-100	ВЛДФ1-100	1	250			loo			
ВЛПФ1-250	ВЛДФ 1-230	I	400		250		—
ВЛПФ1-400	ВЛДФ)-400	1	630	—	400	М *	
ВЛПФ2-400	ВЛДФ 2-400	2	630	—	400	—*-	
ВЛПФ2-630	ВЛДФ2-63О	2	U00		630	—	—-
ВЛПФ2-1000	влдфгчооо	2	. ЛОО	1*	630	1000	0,30
ВЛПФ2-3000	ВЛДФ2-3000	2 		3000			<\45
1 Изготовляются в трех исполнениях: с боковой рукояткой (рис. 3-58» б), с рычажным приводом (рис. 3-58, в), с рычагом для
включения и отключения посредством нэоляцновной штанги (рис. 3-58, <?).
12—342
177
Рис» 3-58. Приводы разъединителей.
а — центральная рукоятка: б— боковая рукоятка: я — рычажный боковой привод; <—баковой рычаг для включения и отключения
разъединителя посредством изоляционной штанги; б — рекомендуемое крепление шлангов системы водяного охлаждения разъеди-
нителей (2 —скоба, 2 —стальная полоска, £ — шплинт, 4 —шланг, 5 — патрубок)»
Габаритные размеры разъединителей серин ВЛ ПФ и ВЛДФ (рис. 3-56 и 3-57)
Таблица 3-33
Тип разъеди- нителя	Рвсунок	Размеры, мм													
		А	Б		а	Е	J	1	К		м		О	Р	н
ВЛПФ1-100	3-5В, а	250	25					. .				20	S3	10			. .	
ВЛПФ1-250	3-56. а	310	32	——.		16	26	——	__	4о	98	12	—-	—-	—.
ЕЛ11Ф1-400	3-56» а	340	32		—.	30	зо	1—		60	78	15	—	——	—
ВЛДФ1 -100	3-67, а	250	25	203	220						20	142	10				—
ВЛДФ1-250	3-57, а	310	32	2112	250	16	26	—				40	142	12		—-	—
ВЛДФ1-400	3-57» а	340	• 32	270	28?f	30	30	—.	•••_	60	142	15	-			—
КЛПФ2-4№	3-56, б	340			190	207	30	30	95	№8	(10	78	95	—	.		205
ВЛПФ2-63С	3-56, 5	 430			246	263	50	60	105	мю	100	70	20				—.	230
ВЛПФ2- 10GD	3-5ii» в	506			246	263	50	60	106	М|0	100	70	20		—-	230
влпф2-зооп;	И-56,	506			246	36З	50	60	105	М10	100	70	20			23(1
ВЛДФ2-4О0	3-57, б	340				263	280	30	30 .	05	№8	60	142	15	225	60	.
ВЛДФ2-630	3-5?, б	430		334	з51	50	60	105	ми	100	15а	70	230	86	__
ВЛЛФ2-1000	3-57» fl	506				334	331	50	60	105	№10	100	158	20	230	86		
ВЛДФ2-3000	3-57» д	505		334	351	50	60	105	М10	100	153	20	230	86	—
при токе 400 А и частоте 8000 Гц; 2(100X6) »ри токе
ЬЗО А и 2500 Гц; 2(120X6) при токе 630 А и частоте
8OD0 Гц, а также яри токе КЮ0 А и частоте 2500 Гц;
17«
4(100X6)—при токе 1000 А на частоте 8000 Гц;
7(100X6) и 8(100X6) при токе 3000 А и частотах со-
ответственно 2500 и 8000 Гц,
Рис. 3 59, Схема водяно-
го охлаждения контактов
разъединителей серии
ВЛПФ и ВЛДФ.
а — на 1000 А; б—на 3000 А.
Таблица 3*34
Коммутационная способность вспомогательных ховтактов
разъединителей повышенной частоты серий ВЛ ПФ и ВЛДФ
Род тока	Напряже- нке, В	Ток, А	
		Включе- ние	Отключе- ние
Постоянный	24	18о	30
	S0	90	20
	 по	5,8	2,9
	220	1,5	0,75
Переменный, при cos ф»0,3	220	100	65
	380	87	60
ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ
Переключатели (разъединители) серии ПО7А пред-
назначены для коммутации без нагрузки электрических
цепей переменного тока с частотой 50—10 000 Гц при
напряжении 1600 В. Основные их данные приведены в
табл. 3-35, общие виды — ria рис. 3-60 и З-Gk Переклю-
чатели допускают пристройку вспомогательных контак-
тов в комбинациях 1з-Нр или 2з+2р.
Рис. 3-60. Переключатель
(разъединитель) типа
ПО7А-3,
Переключатели серии ПО7А
Таблица 3'35
Тип переклю- чателя	Номинальный ток, А, на частоте, Гц					Стойкость	
	50	500	1000	240Q	4000— 10 000	Электро ДИиЛМН’ че скид, кА	Терми- ческая (2 с), кА
ПО7А-Э	2500	2QQ0	1600	1250	1000	12	И.4
ПО7А-5	5003	4000	3200	2500	2000	16	12,3
ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ
НА БОЛЬШИЕ ТОКИ
Однополюсные переключатели типа ПСПВ-
3/25000 У 4 (ТУ 16-520. 127-73) предназначены для ком-
мутации без нагрузки электрических цепей мощных ин-
дукционных печей. Их номинальное напряжение равно
3 кВ. Наибольшее рабочее- напряжение 3,6 кВ, номи-
нальный ток при водяном охлаждении равен 25 кА, при
естественном воздушном охлаждении — до 10 кА; рас-
ход охлаждающей воды 6 л/мин; масса (без привода)
225 кг; механическая стойкость 3000 операций.
Рис. 3-62, Переключатель тина ПСПВ-3/25000У4.
12*
179
По согласованию с за в о дом-изготовителем1 допуска-
ется использовать переключатель для коммутация в
электрических цепях средней частоты (со сниженной
токовой нагрузкой).
Общий вид переключателя приведен на рис. 3-62.
Переключатель выполнен с поступательным движе-
нием контактного ножа и управляется электродвига--
тельным приводом типа ПД-12УЗ, общим на два полю-
са, Допускается установка одного привода на один по-
люс переключателя. Комплектно с переключателем и
приводом поставляются вспомогательные контакты ти-
па KQA на 6-—8 цепей.
Переключатель предназначен для установки на кон-
струкции (каркасе или раме) как на горизонтальной,
так и на вертикальной плоскости, при условии горизон-
тального положения оси переключателя. Для той же
цели в индукционных ЭТУ применяют также разъеди-
нители на большие токи промышленной частоты,
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ, трансформаторы тока
И НАПРЯЖЕНИЯ СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ
В индукционных ЭТУ средней (повышенной) часто-
ты для контроля режима работы используются электро-
измерительные приборы, основные технические данвые
которых приведены в табл. 3-36.
Включение измерительных приборов непосредствен-
ное, с добавочным резистором, или через измерительные
трансформаторы, данные которых приведены в
табл. 3-37—3-39.
____________ 1)
1 Великолукский завод высоковольтной аппаратуры.
Рис. 3-63. Трансформаторы тока серии ТКЧ2.
заземления; J** щиток; выводы об иоток: 5— вторнч*
пой, 4, <5 — пер вич пой.
Номинальный вторичный ток трансформаторов тока
5 А, номинальное первичное напряжение 2 кВ, номиналь-
ное вторичное напряжение трансформаторов напряжения
100 В.
Таблица 3-36
Электроизмерительные приборы средней частоты
Прибор	Тип при- бора	Класс точно- сти	Включение	Верхние пределы шкалы прибора	Частота, Гц	Габариты, мм
'Амперметр	Эй 027	1,5	Н еиоср едственн ое Через ТТ	От 0,1 до 50 А От J0 до 5000 А	50, 200, 3005 400± 500, 1000, 1500	80X80X84
	Э8029	1,5	Непосредственное Черев ТТ	От 1 до 60 А От 10 до 2000 А	50. 200. 400, 500, 800. 1000, 1500	80X80X57
	Э8025	2(5	И епосродствен и ос Через ТТ	От 0,1 до 50 А От 10 до 5000 А	50, 200, 400, 500, 800, 1000. 1500, 2400	80X80X84
	ЦЗЗО	2,5	Н епосредствен нов Через ТТ	От 0,25 до 10 А От 10 да 5000 А	50—10 0®	120Х 120X80
Вольтметр	38027	1,5	Непосредственвое С добавочным сопротивлением	От 10 да 250 В 450, 000, 750 В	50 , 200 . 300 , 400, 500, 1000, 1500	80X80X84
	Э8029	1,5	Непосредственное С добавочный сопротивлением	От 7,5 до 250 В 450, бООв 750 В	50. 200, 400, 500, 800, 1000, 1500	80X80X57
	Э8025	2,6 J	Непосредственное С добавочным сопротивлением С TH	От 7,5 до 250 В 450. 600, 750 В 1750, 7500 В	50, 200, 400, 500. 800. 1000. 1500. 2400	80X80X84
	ЦЗЗО	2,5	Н^посредственаое с тн	От 3D до 450 Б 600. 1250, 1750, 2500 В	50—10 000	120X120X88
Ваттметр	ДЗо	2,5	С ТТ и ГН	От 25 до 6000 кВт	50 , 500, 1000, 24®, 8000	120ХI20XI20
Фазометр	Д31	2,5	С ТТ и тн	Нижний предел 0,5 (опережаю- щий); 1—0,5 (отстающий)—верх- ний предел	50, 500, 1000, 2400, 80®	120X120X120
Частотомер	. 38028	4.0		55 (от 45): 220 (от 180); 450 (от 350); 550 (от 450); >100 (от ООО); 1750 (от 1459)	50, 200. 400, 5®, 1М0, 1600	80X84X80
ISO
Ряс. 3-54.	Рис. 3-65.
Рис. 3-64. Трансформаторы тока серии ТШЧЛ2.
Размеры: для тина ТЩЧЛ2-1: 4 = 110, 4,-120 мм. В-150 мм.
0 = 108 мм, В, = 65 мм. Л=200 мм; для типа ТШЧЛ2-Ц; 4 —
-130 мм, Д, = 110 мм. В-140 нм. 0=248 ым, О, = 113 мм. Н-
=254 мм; для типа ТШЧЛ2-1П: 4 = 180 мм, 4, = i35 мм, 0 =
= 160 мм, Z> —318 мм, О, = 143 мм, П=320 мм.
Рис. 3-65. Варианты расположения трансформаторов то-
ка серии ТШЧЛ2 относительно шин первичной цепи (до-
пустимые размеры см. табл. 3-40).
1 — трансформатор тока; 2 — шины первичной цепи.
Таблица 3-37
Катушечные трансформаторы тока средней частоты серии ТКЧ21
Тип трансформатора	Номинальные величины		
	Первичные токи, А, при соединении секций		Частота, Гц
	паралле- льном	последова- тельном	
ТКЧ2-1-100/200 ТКЧ2-1-200/400	100 2С0	200 400	1000, 2400, 8000
1 Для всех типов класс точности 1% при номинальной на-
грузке (50 В А|, 3% при нагрузке 100 В-A; масса трансформа-
торов всех типов 5 кг.
Таблица 3-33
Шинные трансформаторы тока серии ТШЧЛ2
Тип трансформатора	Номинальные	
	первич- ный ток	частот?, Гц
ТШЧЛ2-Ь1-300/5 ТШЧЛ2-1-1-400/5	300 400	400. 1000. 2400, 8000
ТШЧЛ2-Ь1-600/5	600	
ТШЧЛ2Ч-1-600/5	800	50, 400, 1000 2400, 8000
ГШЧЛ2-11-1-1000/5	1000	
ГШЧЛ2 л-1-1500/5 ТШЧЛ2-] 1-1-2000/5	1500 2000	50, 400, Ю00, 2400
ТШЧЛ2-11-1 -3000/5	3000	50
ТШЧЛ2-И1-1-3000/5	3000	400, 1000
ТШЧЛ2-1Н-1-4000/5	4000	50, 400
ТШЧЛ 2-111-1-5000/5	5000	50
ТШЧЛ2-Ш-1 -6000/5	6000	
Т а б л к ц s S-39
Трансформаторы напряжения средней частоты
Тип трансформатора	Первичное напряже- ние секпнА qбиоток при соединении		Частота Гц
	паралле- льном	последо- вательном	
ВОС-1-500/1000 ВОС-1-1000/2000	Б00 (ООО	1000 2000	1000
ВО С-2,5-500/1000 В ОС-2.5-1000/2000	500 1000-	1000 2000	2500
В ОС-8-500/1 000 ВОС-8-1000/2000	500 1000	1000 2000	8000
Таблица 3-40
Нормируемые размеры первичного контура для трансформаторов
серин ТШЧЛй
Номиналь- ная часто- та, Гц	Рабочая частота, Гц	Номинальный лер ончвый 1Х)к, А	Размеры пер- вичного кон- тура (рис. 3-65), не менее А | В	
50	50	600-3000	Не нормируется	
400	350—500	300—3000	То же	
	350—400	4000	180	90
1000	1000—1500	300—1500 2000 н 3000	200 300	100 150
2400	2400—2500	300-^800 1000--2000	200 300	100 150
8000	8000	300—800 1000	200 300	100 150
Таблица 3-41
Масса трапе форматоров тока серии ТШЧЛ2
Типы тран- сформаторов	Для номинальных		Масса, кг1 (il КГ)
	частоты, Гц	тока, А	
ТШЧЛ2-1	Все частоты	Все токи	до
ТШЧЛ2-П	То же	То же	8,0
ТШЧЛ2-Ш	50	4000 5000	13.5
	50		14,0
	50	t000	14.а
	400	3000	14,5
	400	4000	15.0
	1000	3000	14.5
Таблица 3-42
Вторичные нагрузки трансформаторов тока серии ТШЧЛ2
для классов точности 1 и 3
Номниалыше		Вторичное нагрузка, В'А	
частота, Гц	первичный ток, А	Номинальная для класса точности 1	наибольшая для класса точности 3
50 400 400 1000, 2400, 8000	600—6 000 300—400 dOO^OOO Все токи	40 20 50 50	75 60 100 too
181
Вторичные обмотки трансформаторов тока серии
ТКЧ2 и трансформаторов напряжения серии ВОС сек-
ционированы, за счет параллельного соединения секций
их можно применять соответственно на два номиналь-
ных первичных тока или напряжения.
Вторичные обмотки трансформатора напряжения
должны быть защищены плавкими предохранителями и
заземлены. Вторичные обмотки трансформаторов тока
должны быть заземлены и всегда замкнуты на нагрузку
с малым сопротивлением или накоротко перемычкой.
При заказе трансформаторов тока кроме типа сле-
дует указывать частоту.
Габаритные, и установочные размеры трансформа-
торов тока серин ТКЧ2 приведены на рис. 3-63, серин
ТШЧЛ2— на рис. 3-64. Варианты расположения транс-
форматоров тока серии ТШЧЛ2 относительно шин пер-
вичной цени приведены на рнс. 3-65, размеры — в
табл. 3-40, масса--в табл. 3-41, данные но вторичной
нагрузке для класса точности 1 и 3 — в табл. 3-42;
типы трансформаторов напряжения серии ВОС —в
табл. 3-39.
КОНДЕНСАТОРЫ
В индукционных ЭТУ средней (повышенной) часто-
ты применяются конденсаторы с бумажным диэлектри-
ком (конденсаторной бумагой), пропитанным маслом, —
конденсаторы серий ЭМ, ЭМ В и ЭМВП и с пропиткой
негорючей синтетической жидкостью (совол), — конден-
саторы серий ЭС, ЭСВ и ЭСВП*. Для обкладок исполь-
зуется алюминиевая фольга.
* Конденсаторы серий ЭМ. ЭМП, ЭМВП и ЭС (кроме типа
ЭС400-1,5-3 по ТУ 15-527,127-70) к 1076 г. сняты с производства,
но используются в действующих установках.
Пакет конденсаторов состоит из плоскопрессован-
ных секций (каждая из которых представляет собой
единичный конденсатор), собираемых в группы. Секции
в составе группы соединены параллельно.
В перечисленных сериях конденсаторов пакеты раз-
делены на две, четыре или пять секций. По делению на
группы различают два вида конденсаторов. Группы
конденсаторов первого вида имеют одинаковую емкость
и реактивную мощность (в пределах допусков) и могут
соединяться между собой как параллельно, так и по-
следовательно. Группы конденсаторов второго вида
имеют различные емкости и мощности.
Конденсаторы второго вида называются подстроеч-
ными (обозначение их типа содержит букву П), их груп-
пы могут соединяться только параллельно. Такие кон-
денсаторы служат для более точного подбора емкости
при необходимости выдержать заданный коэффициент
мощности при различных режимах работы ЭТУ,
Один из выводов секции — токоведущий стержень
проходного фарфорового изолятора, второй соединен с
общим выводом И корпусом конденсатора. Конденсаторы
всех перечисленных серий, за исключением серий ЭМ и
ЭС, имеют водяное охлаждение. Охлаждение конден-
саторов серий ЭМ и ЭС — воздушное естественное.
Допускается последовательное включение охлажда-
ющих систем конденсаторов с соединением их изоляци-
онными шлангами при условии, что температура воды
на выходе из конденсаторов не будет превышать 4(ГС,
Длину изоляционных шлангов рекомендуется выбирать
из расчета 1 м на 1 кВ напряжения.
Технические данные конденсаторов приведены в
табл. 3-43, схемы соединения их групп (ступеней емко-
сти) — в табл. 3-44. Габаритные и установочные раз-
Конденсаторы серии ЭСВ и ЭСВП (по ГОСТ 18689-73)
Т а б л и ц а 3-43
Тин конденсатора		а*	| Частота, кГц	Мощность, квар	Общая емко- | СТЪ, мкФ 1	Резьба цигн- льки	[ Чксло групп	Номер схемы ио табл. 3-44	Тип конденсатора	Напряжение, нВ	Частота, кГц	Мощность, квар	Общая емко- 1 стъ, мкФ	Резьба шли- льки	1——-— Число трупа	. Помер схемы по табл. 3-44
ЭСВ-0,8 0.5-2УЗ ЭС В-0,8-0,5-4.УЗ		0,8	0,5	200	99 ЛО	Mid	4	5	ЭСВ4,6-2.4-2УЗ ЭСВ- 1,6-2.4-4УЭ	1 Л	2,-1	ООО	7,80	№12	2 4	2 I
ЭСВ4-0.5-2УЗ ЭСВ-Г0.5-4УЗ		1,0			63,60		4	2 1	ЭСВ-2-2,4-2УЭ ЭСВ-2’2,4-4УЗ	2.0			4,97		2 4	1
ЭСВ-1.6-Ц5-2УЗ ЭСВ-1.6-0.5-4УЗ		1,6			24,90		2 4	4 3	ЭСВ-0.5-4-4УЗ	0,5	4,0	350	55,70	MI6	4	I
ЭСВ-2-0.5-2УЗ ЭСВ-2-О,5-4УЗ		2,0			]5,91		2 4	4 3	ЭСВ-0.8-4-2УЗ ЭСВ-0.8-4-4УЗ ЭСВН-0,8-4-УЗ	0.8			21,80		2 4 4	2 1 5
ЭС В-0.8-1-2УЗ ЭС1Г0.8-1ЧУЗ		ол	1,0	250	62,20		2 4	2 1								
									ЭСВ-1-4-2УЗ ЭСВ-1-4-4УЗ ЭСВПЧ-4-УЗ	1.0			1зд)о		4 4	2 1 5
ЭСВ-1-1-ЙУЗ ЭСВ-1-1-4УЗ		1.0			39.80 ]S?55		2 4	1								
									ЭС0-1,б-4'2УЗ ЭСВ-1.6-4-4УЗ	1Л			5,45		2 4	4 3
эсв-Ьб-ьгуз ЭСВ-1.6-1-4УЗ		1,6					2 4	4 I 3 1								
									ЭСВ-2-4-2УЗ	2,0			3.48		2 4	4 3
. -И_ о - 2 - ЭСЪ-2-	1-2УЗ !-4УЗ	2,0			9,95		£3 4	4 i 3								
									ЭСВ-2-43УЗ	2,0						
	3-2.3-4УЗ	0,5	23	300	79,60	М12	4	1 ;								
ЭСВ-0,8-2 4-ЗУЗ ЭСВ-О.8-2.-ЫУЗ ЭСВП-0.8-2,4 УЗ		0,8			31,20		2 4 4	I 5	ЭСВ-0.5-10-4УЗ	0,5	10 г0	400	25.50		4	1
									ЭСВ-0,8’10‘2УЗ ЭСВ-0,8-(0-4УЗ ЭСВ П-0,8-К)-УЗ	0.8			9,96		2 4 4	2 1
ЭСВ-1-2,4-25 ; ЭСВ-1-2.4-4УЗ ЭСВП-1-2.4-УЗ	।		1,0			19,90		2 4 4	2 1 5								
182
Рис. 3-66. Конденсаторы серии ЭСБ
(по ГОСТ 18689-73).
Таблица 3-44
Схемы соединения групп конденсаторов
Л'-? схемы	Схемы включения						Тачка. приложения рядоче&а напряжения	Емкость	
7	<	сгр	^"1 4?	^"1 Огр	( Ср	£	0-1,2,3,4		
									
2		< “			( = с?"		.3	0-1,2	С-2оГр	
									
3		f &rf>	1	 Су	2	Л--< Сгр.	L4 Г	1,2-3,4	ОС гр	
									
‘	77	7	£?							1-2	•ООгр/2	
4		Г	1 4 =		? - Сгр =		Г			
									
Г		f *1 СГр1	7^ Суг	2 ч СГрЗ	>7__ Cpj	4	0-1, 2,3,4 0—1 0-2	n d <i и п i 5.	Л + й ss ^-a *>	” * g	
							0-3 0-4		
меры даны на рис. 3-66 и 3-67. Рекомендуемые замены
конденсаторов старей серии на конденсаторы новой се-
рин приведены в табл, 3-45,
Рис. 3-67. Конденсторы серии ЭСВП
(по ГОСТ 18689-73).
Таблица 3-45
Рекомендуемые замены конденсаторов старой серии
на кснденсаторы новой серии
Конденсаторы серий
Старой (ТУ 16.527.Ql 9.63)		новой (ГОСТ 18GB5-731	
Тип	Мощ- ность, к дар	Тнп’	-^ЧОЩ  • пасть, к1?ар
ЭСВ-75Й-0.5 ЭСВ’ЕООО-0,5 3CB-l5W)-0,5 ' ЭСБ-2000-0,5	70	3GBAS-0 5-УЗ ЭСВ’1-0.5-УЗ ЭСВ-[,Й-0,а-УЗ ЭСВ-2-0.5УЗ	200
ЭСР-5ОГЧ ЭСВП-500-1 ЭСВ-750-1 ЭСВП-750-t ЭСВ-1000-l ЭСВ-б=.00’1 ЭСВ-2000-1	145	ЭСВ-ОЛ-ЬУЗ Исключи г! а ЭСВ-0.*-1-УЗ Исключена ЭСВ Г-1-УЗ ЭСгВ-|,6-1-УЗ ЭСВ-2-1-УЗ	250
ЭС В-373-2,-5 ЭСВП-375-2,5	27(1	ЭСВ-0.5-2.4-УЗ ЭСЦП-0Л-2Д-УЗ	300
3CB-50Q-S,S ЭСВП -500-2.5 ЭС В-75 0-2.5 ЭСвП-750.2.5 ЭСВ-1000-2.5 ЭСВ-1500-2,5	220	Э СВ-0.5-2,4-УЗ ЭСВГ1-0г8-2,4-УЗ ЭСВ-0.8-2,4'УЗ ЭСВП-0.8-2,4-УЗ ЭСВ-1-2>4УЗ ЭСВ-1,6-2,4-УЗ	
ЭС В-500-8 ЭСВ-З'Б-8 ЭСВП-375-8 ЭСВП-300-8 ЭСВ-750-8 ЭСВП-750-8	Ж	ЭСВ-0,540-УЗ ЭСВ-0.5-10-УЗ ЭСВП-0.8-10-УЗ ЭСВП-0,8-10-УЗ ЭСВ-0,8-Ю-УЗ ЭСВП-0,84?*УЗ	1D3
ЭСВ-ЮОО-8		ЭСВ-0.5-Ю-УЗ (по- сле до на тс ль ио)	350
1 В обозначении типа перед буквой У не приведена цифра
2 или 4 {число групп), котируя зависит от схемы, выбираемой
г го табл. 3-44. 
183
Рис. 3'68. Конденсаторы типа КСЭ-1,05-75У4 и КСЭК-
1,2-150УЗ,
В индукционных ЭТУ промышленной частоты, как
правило, используются конденсаторы общего назначе-
ния1 серий КМ, КМ2, КС и КС2, реже—в исполнении
для наружной установки — серий KMA, КМ2А, КСА и
КС2А.
Исключение составляют индукционные ЭТУ с напря-
жением 1,05—3,15 кВ, для которых выпускаются спе-
циальные однофазные конденсаторы: на напряжение
1,05; 2,10 и 3,15 кВ — конденсаторы типа КСЭ-1,05-75У4
и на напряжение 1,2 и 2,4 кВ — конденсаторы типа
КСЭК-1.2-150УЗ (рис, 3-68),
Номинальные технические данные этих конденсато-
ров следующие:
Тип конденсатора . . . . КСЭ-1,08-76У4 КСЭК-I.S- 1ЕСУЗ
Напряжение, кВ........... 1.03	1,3
Мощность, каар . < <	75	150
Частота, Гц	,	50	50
Масса, «г	,	54^5	54=1=5
Уровень изоляции от корпуса 16/45 кВ для обоих
типов, Отклонение емкости (мощности) конденсатора
от номинальной при номинальных напряжении и часто-
те при 20°С не превышает ±10%, Так как при последо-
вательном соединении нескольких конденсаторов долж-
ны использоваться конденсаторы, мало отличающиеся
по емкости (мощности), предусмотрена разбивка кон-
денсаторов на четыре группы в зависимости от откло-
нения емкости от номинальной: первая группа — с от-
клонениями от +5 до + Ю%, вторая —от +5% до
0%, а третья — от —5% до &%, четвертая — от —5
до —10%.
Первые три группы маркируются цифрами на мар-
кировочной табличке и черной нитроэмалью на боковой
стенке конденсатора,
Для равномерного распределения напряжения меж-
ду конденсатора мн, соединяемыми последовательно,
в каждой ветви должны соединяться лишь конденсато-
ры одной группы, причем рекомендуется устанавливать
междурядные выравнивающие перемычки не менее чем
на десяти конденсаторах.
Конденсаторы в ЭТУ используются, как правило,
в комплектных устройствах — в конденсаторных бата-
реях, на металлических каркасах которых они
устанавливаются вертикально, Конденсаторы типов
1 По ГОСТ 1282’72. Конденсаторы для повышения коэффи-
циента мощности электроустановок переменного тока частоты
50 Гц.
КСЭ-1.05-75У4 и КСЭК-1,2-150УЗ можно монтировать
как вертикально, так и горизонтально на узкую сторо-
ну (до четырех ярусов при одно- или двухрядном рас-
положении в ярусе),
К сборным шинам конденсаторных батарей выводы
конденсаторов следует присоединять многожильным или
гибким проводом.
Каркасы конденсаторных батарей, одни из выводов
которых соединен с их корпусом, изолируются от
земли.
Конденсаторы промышленной частоты на напряже-
ние 220—1200 В должны иметь встроенные внутрь их
корпуса плавкие предохранители, по одному на каж-
' дую секцию.
Конденсаторы типов КСЭ-1.05-75У4 и КСЭК-1.2-150УЗ
имеют встроенные разрядные резисторы, кото-
рые снижают после отключения конденсаторов ампли-
тудное значение номинального напряжения до 0,05 кВ
за время не более 5 мин,
Встроенными разрядными резисторами должны
снабжаться также конденсаторы промышленной часто-
ты и других типов, если это оговорено при заказе,
В ЭТУ, в которых конденсаторы не имеют встроен-
ных резисторов и не присоединены наглухо к индукто-
ру или к обмотке трансформатора, должны предусмат-
риваться или внешние разрядные резисторы, или устрой-
ства (например, контакторы), способные обеспечить
разряд конденсаторов при отключении установки.
Вне зависимости от предшествующего автоматиче-
ского разряда перед прикосновением к токоведущим час-
тям конденсатора после его отключения необходимо
производить индивидуальный разряд конденсатора, за-
мыкая его выводы накоротко и на корпус при помощи
заземленной металлической шипы, укрепленной на изо-
ляционной штанге.
ЭЛЕКТРОПЕЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
ИНДУКЦИОННЫХ ЭТУ
В индукционных ЭТУ промышленной частоты в ка-
честве электро печных трансформаторов используют
главным образом специально предназначенные для этой
цели однофазные или трехфазные силовые трансформа-
торы. Технические данные таких трансформаторов, вы-
пускаемых предприятиями электротехнической промыш-
ленности, приведены в табл. 3-4S. Эти трансформаторы
имеют ступенчатое регулирование напряжения за счет
изменения коэффициента трансформации переключени-
ем ответвлений обмотки в. в.
Электропечные трансформаторы, типы которых при-
ведены в табл. 3-46, снабжены устройством дистанцион-
ного переключения ответвлений обмоток; при мощности
400—1000 кВ-.А— без возбуждения, т. е, при отключен-
ном" трансформаторе (устройства ПБВ) при большей
мощности — под нагрузкой (устройство РПН).
Устройства ПБВ электропечных трансформаторов
должны иметь блокировку, запрещающую выполнение
переключений до отключения выключателя ЭТУ.
Переключения устройством РПН ступеней напря-
жения трансформаторов под нагрузкой допускаются
при токе, не превышающем 120% номинального.
В обозначениях типов трансформаторов: Э—элек-
тропечной, О— однофазный, Т — трехфазный, М — ес-
тественное масляное охлаждение, ДЦ — принудитель-
ное охлаждение за счет обдува воздухом, с циркуляци-
ей масла, Ц — масля но-водяное охлаждение, П —уст-
ройство ПБВ, Н — устройство РПН.
Номинальная мощность трансформаторов может
быть использована или только- на первой ступени напря-
жения или на нескольких ступенях (см. табл. 3-46);
на остальных ступенях номинальная мощность снижа-
ется пропорционально уменьшению напряжения.
При включений трансформаторов бросок тока на-
магничивания в 8—10 раз и более может превышать
184
Таблица 3-46
Электропечные трансформаторы индукционных ЭТУ														
	Номинал ь-	Схема	Напряжение к. х»		Ступени напряжения			Потерн на первой ступени напряжения, кВт			!Ц S <S	Масса, т		Габариты, м (длина, ширина,
Тип трансформатора	на я мот/ несть*,	и группа соедяне-				С номинальной мощностью		X»	X.		Напряжеш % номина-г напряжет			
	кВ*А	НПО	ВНТ кВ	нн*. в	Число	Номе- ра	Напряжения, В	Сталь эззо	Сталь ЭЗЗОА	К.-Э-		полная	масла	высота)
				Однофазные трансформаторы										
ЭОМП-1000/Ю-72УЗ	400—76		10 или 6	510-55			510—468—446	2,5	2,1	4,5	5,0	3,5	1т0	1,72X1,65X1,95
эомп-1б0о/ю-72уз	630—по	1/1-0	10 6	510—70 511—81	11	1—3	5)0—471—451 БИ—4В4—457	3,4	2,8	7,6	5,0	4,4	1,4	2,15X1,70X2,10
ЭОМП-2000/10-72УЗ	1000—400		10 или 6	510—92**			510—473—455“	4, В	4,0	11,0	5,0	5,8	£,3	2,20X1,95X2,29
ЭОМН-1500/10 •** 3 ОМ Н-27 00/10-"ЗУ 3 ЭОМН-3500/Ю ЭОМН-4 200/10- 73 УЗ	1300—325 1660—400 2600—833 2500—625	1/1-0	10 6 10 или 6 10 10 или 6	1160—290 1143—285 527—105** 1175—390 1050-211“	9 17 9 17	1 1 1-5 1 1—5	И60 1143 527—500—474— 447—421** 1175 1050—999—947— 894—842**	4,1 5Ф5 6,0 7.3	4,5 6,1	22 13,0 21 16,0	9,2 6,1 7,7 6,3	8,0 11,5 11,0 13,3	2,3 3,0 3,8 3,9	2,68X1,76 X 4,06 2,75X2,00X3,75 2,88X2,62X3,69 2,75X2,45X3,97
30 Ц Н К И-21000/35-77У 3	15 500	1/1-0	35	2400—350	17	1—3	2400—2317—2234	—	35	130	14,0	66,0	26,0	7,50X3,50X6,10
														
Э ОЦН КИ- 26700/35-7 ТУЗ	20 000					1-—3	2400—2317—2234	—	40	160	14,0	78,0	28,0	7,60X3,60X6,20
			-...	Трехфазные трансформаторы										
ЭТМП-1250/10	1000	Д (У)/А	10	510-91“		1-3	510—473—455**	—	2,5	19.5	12,0	7,0	2,9	2,28X1,86X3,20
ЭТМН-2000/10-72УЗ	1600—355	У/Л-Н Д/А-0	ю б	1020-2М 1057— 211		1 1	1020 1087	—	6,0	17,0	6,0	9,5	3,1	3,15Х 2,45X2,80
’ ЭТДЦН-320О/Ю-69УЗ	2500—500	У/Д-1! Д/Д-0	10 6	1957—Ж 2034—405	9	1	1957	—	7,3	28,6	6,8	12,7	4,5	3,66X1,62 X 3,81
ЭТИ Н КИ-10000/10-77 УЗ	560D	Д/авто-|- Д/У’1)	10 6	2400—388	23	1	2400	—	15,0	51,0	11,0	36,7	15,0	4,98X3; 21x3,77
ЭТ МН-7 000/10	6306—1265	У/Д-11 ДМ-0	10 6	1958—394 2045—409	9	1 1	1963 2045		. 12	65	18^0	28,9	10,0	4,37X3,42X4,80
ЭТИ над-12500/10-76УЗ	7100	Д/авто-Ь | Д/Г-11	10 6	2400—385	23		2400		17,5	67.0	12,0	37,7	1М	4,98X3.24X4,20
* Первое число соответствует первой ступени» второе — последней ступени напряжения.
*-*	** Обмотки НН секционированы, напряжение указано при параллельном нх соединении, при поел еде нательном напряжение но ступеням в два раза выше.
С® *** Сняты с производства.
их поминальный ток, что следует учитывать при выбо-
ре и настройке релейной защиты.
Для привода механизма устройств ПЬВ и РПН ис-
пользуется электродвигатель мощностью 0,4 кВт. При
неисправности электропривода устройства можно пере-
ключать вручную.
Электродвигатель вентилятора обдува трансформа-
тора тина ЭТДЦН -3200/10 -69УЗ имеет мощность
0,6 кВт, а циркуляционного маслонасоса 0,8 кВт;
двигатели — трехфазные асинхронные напряжением
220/380 В.
Напряжение цепей управления электроприводами
механизмов переключения ступеней, вентилятора и яа-
Соса 220 В однофазного тока 50 Гц.
Электро печные трансформаторы снабжены катка-
ми (как правило, гладкими), на которых они могут пе-
ремещаться как в продольном, так и в поперечном на-
правлении.
Помимо специальных трансформаторов, аналогич-
ных рассмотренным, в установках индукционных ЭТУ
используются и некоторые типы трансформаторов и ав-
тотрансформаторов, основное назначение которых — пи-
тание печей сопротивления (см. § 2-4, табл. 2-22, 2-23,
2-26) ДСП или. рудногермических печей (см, § 4-3 й
табл. 4-11 и 4-12).
В некоторых однофазных установках индукционных
ЭТУ значительной мощности с напряжением резонанс-
ного контура 380, 500 или 660 В в качестве печных ис-
пользуются трехфазные силовые трансформаторы об-
щего назначения (с в. н. 6 или 10 кВ) с последователь-
ным соединением двух фазных обмоток в. н. и парал-
лельным или последовательным соединением двух фаз-
ных обмоток н. н., расположенных на тех же стержнях
трансформатора, и с замыканием накоротко третьей об-
мотки и. (I,
Такое проектное решение может иногда иметь тех-
нико-экономическое преимущество в сравнении с приме-
нением на стороне н. н. симметрирующего устройства,
3-7. ТОКОПРОВОДЫ СРЕДНЕЙ
(ПОВЫШЕННОЙ) ЧАСТОТЫ
Основное отличие токопроводов средней (повышен-
ной) частоты от токопроводов постоянного тока или
частоты 50 Гд состоит в их повышенном активном и
особенно реактивном сопротивлении. Повышение их ак-
тивного сопротивления г/ обусловлено поверхностным
эффектом и эффектом близости, которые не позволяют,
как правило, использовать полностью все сечение про-
водника; с увеличением частоты тока растет и Г]. Ин-
дуктивное сопротивление проводника X/ также возрас-
тает с повышением частоты тока, причем быстрее,
чем г/.
Токопроводы выполняются плоскими или трубчаты-
ми шинами или же кабелями (см. § 1-4).
При этом необходимо руководствоваться следую-
щими общими правилами;
I)	шины в пакете располагают вертикально, с ших-
товкой, с тем, чтобы по соседним шинам токи протекали
в противоположных направлениях. В этом случае улуч-
шаются условия охлаждения и уменьшаются активное
и индуктивное сопротивления пакета;
2)	увеличение расстояния между шинами больше
чем на 0,25 их ширины не превышает допустимого тока
нагрузки;
3)	для неизолированных шин при частотах до
10 кГц рекомендуются следующие минимальные рас-
стояния между шинами (при непыльной сухой среде):
До 51» в........................................ to—15 мм
До 1600 В.............................  .	. . .	15—20 мм
4)	толщину шины т выбирают, исходя из механи-
ческой прочности; она должна быть не менее 1,2Д; глу-
бина проникновения А при температуре шин 70-—75°С
равна:
Частота тока. Гц , . . 500 1000
А для алюминвеаых
шин, мм	4,2	3,0
Д для медных шин. мм 3,4	2,4
2500	4000	8000	10 000
1,9	1,5	1 Об	0,05
1,5	1,2	0,84	0,75
Как правило, шины токопроводов в цепях повышен-
ной частоты имеют толщину, при которой указанное
выше условие соблюдается.
При другой температуре шин глубина проникнове-
ния определяется по формуле
5)	токопроводы из водоохлаждаемых труб целесо-
образно применять для передачи больших токов на ма-
лые расстояния (подводы к индукторам, ошиновка кон-
денсаторных батарей);
Рис. 3-G9. Графики функ-
ций /(d/й) п liRiJKz) к
табл. 3-47.
Таблица 3-47
Формулы для расчета токопрояода длиной i на средней частоте
		Конструкции токопровода	
Определя- емая величина	Две шины (прямая я обратная} высотой Л, -под, uuhioii т, с анзором d между шинами» установленные ин ребро	Пакет из п шин с. чередова- нием прямых и обратных, ВЫСОТОЙ /?т ТОЛЩИНОЙ е задорамп dt установленных на ребро1	Дне трубы (прямая в обрат- ная) с одинаковыми внешним (Л2) и внутренним </?|) ради- усами на расстоянии d между осями Труб8
'f	2р/_ hi	2р/ (П — 1) ЙЛ	
xf		4-7,9г-- di— Г10"8 Г	(п — 1)11	8n.fl ^In — In
'f/'н	н	Кг г т	„ > "К' 1	1 I ей Ьэ
1 Для крайних шин должно бщь т^1,ЙД, для средних т^2,4Д.
1 Здесь t =	/7=О,5(/7,+«Р.
* Значения / и 1п £— со графикам на рис. 3-69.
"*/],- номинальный достоянный ток.
186
Таблица 3*48
Активнее г и индуктивное а сопротивление токспровода из двух алюминиевых прямоугольных шип*
	Пазор между				Сопротивление токое породу, mOw/m, грн частоте, Гц								
													
Ширина		500		юоо			2500		3000	8000		10 000	
шины, мМ	немцами, мги												
		г	X	Г	А'	1	х	?	*		*	г	X
	10		1,77		3,17		6,52	1	3,34		20,58		25,30
25	20	0,67	2,41	0,96	4,44	1,52	10,22	3,70	12.05	2,88	30.68	3,20	38,00
	30		2,95		5,51		12,		15,35 1		39.28		48,70
	10		1,47		-’,70		6,06		7,11		17,80		21,7?
30	20	0,50	2,09	0,80	5,85	1,26	3.91	1 ,'!!	10,50	2,40	26,80	2.77	33.37
	30		2,5,4		4,75		П,!3		1-.М6		34,00		42,27
	10		1,17		2,11 3,17		4,75		5,62		14,00		17,45
40	20	СЦ42	1,70	0,60		0,95	7,37	1 .06	8.76	1,80	22,30	2,	27,95
	30		2,11		3,98		9,40		11,16		.8,80		36,0.?
	10		0,90		.1,74		3,92		4,65		11.54		14,25
50	20	0,33	1,43	0,48	?,69	0,76	в,29	0,8»	7,50	[ ,44	19,14	1,60	23.70
	зо		1,75		3,3?		7,86		9,39		24.14		30,10
	10		0,84		J ,49		3,43		3,98		9,95		12,44
60	20	0,29	1,24	0,40	2,30	0.63	5,41	0,70	6.40	1,20	16,40	1,34	20.34
	30		1,57		2,97		7,03		8,40		21,70		27,04
	10		0,68		1,14		2,57 4,27		3,05		7.6 2		9,40
80	20	0,31	0,97	0,30	1,82	0,47		0,53	5,09	0,90	1з,10	1,00	16,20
	30		1*24		2,38		5,67		6,73		17,50		2lt/U
	10		0,52		0,95		2.10		2.54		6,42	0,80	7,90
100	20	0,17	0,80	0,24	1,5С	0.38	3,54	0,42	4,22	0.72	10,82		13,45
	30		1,04		2,01		4,83		5,77		14,92		18,5.^
	10		0,44		0,79		F.79		2,13		5.33	0,67	6,57
120	20	0д4	0,69	0,20	1,89	0,31	3,11	0,35	3.71	0,60	9,55		11,79
	30		0,90		1,72		4,It		4,90		12*80		15,87
	ю		0,36		0,64		: ,56		1,78		4,48	0.53	5(53
140	20	0,11	0,56	0,16	1>О6	0,25	2,49	0,28	2,97	0,48	7,63		9,48
	30		0,74		1.42		3,41		4,08		10,58		13,18
	:о		0,27		0,49		1,14		1,34		3.36		4Л5
?оо	20	0,08	0*41	0,12	0.83	0, ]9	1,97	0,21	2.34	0,36	6,06	0,40	7.50
	30		0,57		1,13		2, Ьо		3,16		8,22		10,2;>
1 При толщине шим не уенее 1,2 глубины нроиикновс-нля.
6)	при использовании кабелей промышленной -iac-
тоты на средине частоты следует учесть, что одножиль-
ный кабель можно применять только без брони п ме-
таллической оболочки, не являющейся вторым прово-
дом;
7)	двух-, трех- и четырсхжильпый кабели можно
применять с броней и защитными Металлическими обо-
лочками (при частоте не более 4 кГц), когда прямой
и обратный токи текут по одному кабелю;
8)	при использовании нескольких кабелей в липни
желательно применять коаксиальные кабели.
В табл. 3-47 приведены формулы для расчета па-
раметров токопровода длиной I наиболее характерных
конструкций на средней частоте. В табл. 3-48—3-50 да-
ны сопротивления для различных исполнений токонро-
водон в зависимости от частоты тока. Для пакета из «
плоских шин активное и индуктивное сопротивления то-
копровода снижаются в 1/(1—п) раз но сравнению с
рассчитанными по табл_ 3-48.
Следует по возможности использовать н на сред-
них частотах выпускаемый промышленностью комплект-
ный шинопровод типа ШМА. Параметры шинопровода
IIIMA-59 ч" 1500 А при использовании его в однофаз-
ных цепях токов средней частоты приведены в
табл. 3-51.
При расчете токопроводов средней частоты необхо-
димо учитывать параметры всей линии передачи.
Напряжение в конце линии зависит от тока н ко-
эффициента мощности нагрузки. Поскольку cos фц в
процессе нагрева изменяется, меняется и напряжение в
конце линии даже когда напряженке в начале ли-
нии Ui сохраняется. При емкостном характере нагрузки
и большом индуктивном сопротивлении линии напряже-
ние в конце линии может быть даже больше, чем в ее
начале. Поэтому линию передачи всегда желательно
иметь с малым индуктивным сопротивлением.
Как правило, линию передачи выбирают таким об-
разом, чтобы падение напряжения в ней Г,л = Гяйл не
превышало 50 В, Допустимый ток принимают по
табл. VI1-5 ПУЭ-76 или рассчитывают.
Для расчета установок средней частоты необходи-
мо знание следующих параметров линии передачи:
а)	полное сопротивление линии
г^ = У
187
Таблица 3-49
Активное г и индуктивное х сопротивления коаксиального токопровода из двух концентрических
алЕомпннезых труб с толщиной стенок Ю мм
Наружный диаметр» мм		Сопротивление токопровода» мОм/м, при частоте» Гц											
		500		1000		2500		3000		8000		id ооо	
внешней трубы	внутрен- ней трубы	г	х	г	л	г	х	г	X	Г	ж	Г	X
	по	0,045	Ori26t	0.064	0.522	о. гог	цзо	о.из	1.57	0,192	4,18	0,214	5,22
150	90	0x050	0,385	0.072	0.771	0.114	1,93	0,127	2,31	0,215	6,17	0,49	. 7,71
	70	0,059	0,547	0.084	Г.093	0,133	2,73	0,14g	3.28	0,252	8,74	0,280	10,93
	140	0,036	0.239	0.051	0.478	0,081	1,19	0,090	1,43	0.153	3.82	0.170	4.78
180	120	0.039	0,337	0,056	0,673	0,088	1,68	0,098	2,02 2,71	0,167	5,38	0.186	6,73
	100	0,043	0,452	0.062	0,903	0,098	2,26	0,109		0,186	7,22	0.207	9,03
	160	0.032	0,228	0.045	0.456	0,071	1.14	0,080	1.37	3.135	3,65	0,150	4.56
200	140	0,034	0,312	0.049	0,624	0,077	1.56	0.085	1.87	0.145	4,99	0.162	6,24
	120	0,037	0.4Г2	0.053	0.823	0.084	2,06	0,094	9,47	0,159	6,58	0.177	8.23
220	180	0,028	0,223	0,040	0,443	0.064	Г .11	0,071	1,33	0,121	3.56	0.13*1	4.45
	160	о.озо	0.297	0.043	0,593	0.068	1.48	0,076	1 78	0,129	4.74	0.143	5,93
	140	0,032	0.381	0,046	0,702	0.073	1.90	0,082	2.29	0,139	6,10	0, Г54	7,62
£40	200	0.025	0,217	0,037	0.433	0,058	1,08	0,064	1.30	0.109	3.46	0.121	4,33
	180	0,027	0,282	0.039	0,564	0.061	1.41	0.068	1,69	0,116	4,51	0,129	5,64
	160	0.029	0(359	0.04 Г	0,718	0,065	1,79	0.073	2,15	0,124	5,74	0,137	7,18
260	320	0,023 0.024	0.2Ц	(1,033	0,422	0,053	1,05	0,056	1.27	0,100'	3,38	0,111-	4.22
	200		0.271	0,035	0,542	0,055	1,35	0,062	1,63	0,105	4,34	0,117	5,43
	180	0.026	0,337	0,037	0,673	0,059	1.68	0.065	2,02	0.1Г1	5.38	0.124	6,73
280	240	0,021	0,206	0,031	0,411	0,048	1,03	0,064	1.23	0,092	3,29	0.102	4,11
	220	0.022	0,261	0,032	0,522	0,05г	1,30	0,057	1,57	0.096	4,18	0,107	5,22
	200	0,024	0,322	0,034	0.643	0,053	1,61	0.060	1,93	0,101	5,14	0,113	6(43
б)	коэффициент мощности линии
cos фл = т}1 Zf;
в)	потери мощности в линии
Рис 3-7С. Векторная диаграмма токов и напряжений
(Л,, Е '— токи в индукторе, контурной емкости и
линии; U, и t2—напряжении в начале и в конце ли-
нии), поясняющая падения напряжения в линии AU.
188
г)	потери напряжения в линии, определяемые по
векторной диаграмме на рис. 3-70,
ли - и, - и, _ и,
L s*n (фл + Фа) ,
где ф2—угол между векторами тока индуктора /и и
напряжением £/2 в конце линии,
Фг — Р Ч~ Фн >
а Фи — угол между векторами тока в линии /л и нап-
ряжением У1 на выводах генератора; cos фи должен быть
равным указанному в паспорте генератора:
Фл = arctg (xf/rf); sin р =
д)	коэффициент полезного действия линии, который
должен быть не меньшим 0,95—0,98 (в зависимости от
длины линии).
Пл ~ 1 /д г//Ут cos <ри;
е)	падение напряжения в линии
Дл — Лт гл-
Конденсаторная батарея должна компенсировать
реактивные мощности индуктора и линии передачи.
С учетом линии мощность батареи должна составлять:
Qc ~ .......... —~ [sfn (фи+ Р + фя)Ъ
V ('и 4- Гр’ + (*и + Х()*
Для линий средней (повышенной) частоты выпуска-
ются специальные коаксиальные силовые кабели; мар-
Таблица 3-50
Активное г и индуктивное г сопротивления кабеля с алюминиевыми жилами на средник частотах
Число и сечение жид. ми*		Сопротивление кабеля, мОм/м, пра частоте, Гц											
		500		юоо		2500		3000		8000		10 000	
			*	г	1	Г	1 '	г I X		г	1 к	t	X
					Кабели марки АСГ до			J кВ			-		
3X25		2,000	2,630	2.860	4,140	4.50	7,70	5,05	8,88	8,60	18,80	9,53	22,30
2X35		1,680	2,240	2,400	3,500	3,84	0,69	4,25	7,65	7.20	16,00	8,00	19.00
2X50		1*390	1,880	2,000	2,960	3,15	5.53	3,52	6.38	6,00	13,60	6.67	16*20
2X70		1,170	],550	1,670	2.430	2,63	4,52	2,95	5,22	5,00	н.оо	5.56	13,10
3X95		0,990	1.340	1,410	2,100	2,21	3.95	2,50	4,58	4,23	9,79	4,71	11,70
2X130		0,875	1,230	1,250	1.В50	1,97	3,71	2,21	4,30	3,75	9,32	4 ,Г?	11,00
2X150		0,770	1,000	1, ПО	1.730	1.74	3,29	1,95	3,81	з.зо	8,25	3,57	9,72
3X25		1,720	2,280	2,450	3,579	3.06	6,66	4,33	7,69	7.35	16,30	8,17	19*40
3x35		1,450	1,920	2,070	2,950	3.26	5,62		6., 49	6,20	13,80	6,90	16.40
3X50		1,200	1,610	1,720	2,530	2,70	4,73	3,03	5,48	Б,16	10,70	5,72	13,90
3X70		1,010	1,360	1,450	2.130	2,28	4,05	2.56	4,69	4.34	9,79	4,82	П.90
3X95		0,060	1,170	1,230	1,840	1,93	3,46	2,16	3,99	3,68	8.57	4,08	10,20
3X120		0.750	1,050	1.070	1,670	1,69	3,19	1.89	3,69	3.22	8.02	3.57	9,57
3X150		0,655	0,930	0,940	1,470	1,48	2.81	1,66	3,25	2,81	7.06	3,12	8*44
3X185		0,590	0,860	0,845	1.300	1,33	2.66	1,49	3,09	2,54	6.79	2,82	8,14
3X240		0,545	0,795	0,780	1,270	1,23	2,40	1.38	2,85	2,34	6.24	2,60	7,48
3X50-	F1X25	0,545 0,466	0,750	0,780	1,190	1,23	2,24	1,38	2.61	2.34	5,63	2,60	6,72
3X70-	-1X35		0,630 0,530	0,650	0.990	1.03	1.88	1.15	2.:7	1.96	4,74	2.17	5,59
3X95-	-1X50	0,332		0,550	0,840	0.86	1,59	0,97	1,84	1,64	2,95	1,82	4,72
ЗХ [20-	-1X60	0,340	0,480	0,480	0,770	0,76	1.48	0.86	1,72	1,45	3,75	1,61	4,49
3X150-	ИХ70	0,306	0.440	0,440	0,703	0,69	1,35	0,78	1,57	1.31	3.41	1,46	4,09
3X185-]	1-1X70	0,276	0,407	0,395	0.600	0,62	1,28	0,70	1,49	1,18	3.38	1,32	3,94
		Кабеле	марка ААГ с использованием алюминиевой оболочки в						качестве	второго	кровава		
1X25		1,620	0,370	1,770	0,740	2,18	1.Й5	2,28	2,22	3,13	5,92	3,39	7,40
1X35		1,420 L220	0,346	1,530	0,692	1.87	1,73	1.97	\08	2,66	5,52	2,90	6.92
1X50			0,317	1,300	0,654	1,59	1.58	1,66	1,90	2,24	5,05	2,45	6,33
1X70		1,050	0,293	1 л 30	0,586	1,38	1.46	1,44	1,76	1.93	4,68	2,11	5,86
 1X95		0,918	0.277	0,981 0,820	0,554	1,20	L38	1,26	1,66	1,67	4.42	1,83	5,54
1X120		0,746	0,272		0,544	1,00	1.36	1,04	1,63	1.47	4,33	1.6!	5,44
1X150		0,674	0,261	0,739	0,522	0,906	1,31	0,940	1,57	1,330	4.17	1,450	5,22
1 х J&5		0,550	0,261	0,610	0.522	0,801	1.31	0,829	1Л7	1,180	4,17	1,290	5,22
1X240		0,505	0,251	0.543	0,502	0,710	1,25	0,736	1,51	1,040	4,00	1,150	5,02
1X300		0,431	0.25]	0,479	0,502	0,595	ij25	0,644	1,51	0,923	4,00	1.020	5,02
ГХ400		0,369	0,240	0,421	0,480	0,520	1,20	0,563	1.44	0.808	3.83	0.890	4,00
1X625		0,297	0,234	0,339	0,468	0.410	1,17	0,453	1,40	0,651	3,74	0,714	4,63
1X800		0,259	0,234	0,298	0,460	0,370	1,17	0.399	1,40	0.574	3,74	0.631	4,68
Таблица 3-61
Технические данные шинопровода Ш МА-59 1500 А, 500 В
при его использовании в однофазных цеиях средней частоты
Показатель	Параметры шинопровода при частоте, П1, и соединении					
	2650		8000		10 000	
	6 щ с ё V ед S О_ “ О,Ф Нии	Нстран- спонмрО’ 1 ванное1	° ® И от ед jq ha ё	Нетран- . споннро- ванное1 1 .	2 ® К! от о £ a TS Сч © Н 5 S	Нетрап- слопнро- ванное1
Допустим: 8 я то ко-	1800	1700	1400	1270	1250	1150
вея нагрузка А Падение напря*	1.13	1.37	2,33	2,77	2.57	3,13
жени я, В/м						
Сопротивление, кОм/м:						
полное	0,63	0.80	Г,69	2,18	2,06	2,70
акгбэное	0,20	0.22	0,35	0,39	0,41	0,49
Индуктивное	0,59	0,79	1,66	2,15	2,02	2,66
1 Виды соединений со следующим чередованием прямого
(П) и обратного (О) токов в тести полосах шинопровода (се-
чение алюминиевой полосы 100X8 мм): транспонированное П-О-
П-О-П-О; нетранспонпроваиное П-О-О-П-П-О.
1 Токовая нагрузка указана ирк потере мощности 630 Вт/м
я зазоре между спаренными шинами 2 мм (изоляция— стекло-
эскалоновая лакоткань марки ЛСЭ-1).
ки КВСП— заводом «Севкабель» и марки АВАВГ—
заводов «Камкабель». Их можно применять в цепях с
номинальным напряжением до 2 кВ.
Наружная и внутренняя жилы кабеля КВСП рас-
положены ко аксиально н состоят из медных прямо-
угольных проволок. Кабель имеет полиэтиленовые сер-
дечник, изоляцию и оболочку (относящиеся к материа-
лам, хорошо распространяющим горение). Наружный
диаметр кабеля 43 мм, строительная длина 125 м, мас-
са 1 м длины 6 кг,
Жилы кабеля АВАВГ —две алюминиевые трубки,
расположенные одна в другой, с центральным охлаж-
дающим, каналом, с изоляцией и оболочкой из поливи-
нилхлоридного пластиката. Наружный диаметр кабеля
40 мм, строительная длина — до 300 м, масса i м дли-
ны 1,0 кг.
Радиусы изгиба кабелей КВСП и АВАВГ должны
быть не менее 300 мм.
Допускаемая нагрузка кабелей равна 400 А при ча-
стоте до 2,4 кГц и 300 А при частоте до 10 кГц; при
принудительном водяном охлаждения кабеля АВАВГ
допускается нагрузка 1000 А при частоте до 2,4 кГц и
800 А — при частоте до ] 0 кГц.
При монтаже кабеля КВСП необходимо учитывать
его большую жесткость и малую механическую износо-
стойкость оболочки, в связи с чем рекомендуется про-
кладка его на лотках с дополнительным креплением бан-
дажом даже на прямолинейных трассах.
189
Рис, 3-71. Концевая заделка кабеля марки КВСП с ко-
аксиальным наконечником.
/ — наконечник внутренней жиль’: 2 —наконечник внешней жи-
лы; 3 — шайба внутренней жилы: 4— Шайба внешней жилы;
5—*болт М3 с шайбой ц гайкой (латунь)»
Рис. 3-72, Поперечный разрез двухполюсного коакси*
ильного шинопровода с малым индуктивным сопротив-
лением.
j “-внешняя яолутруба; 2 — внутренняя полутруба; 3**иэолятор:
4 ™ хомут; 5 — уплотнение»
Шинопровод выполнен из открытых профилей ти-
па полутруб, что позволяет изготовлять угловые секции
коаксиального шинопровода, необходимые при проклад-
ке шинопровода по сложной трассе с поворотами в вер-
тикальной и горизонтальной плоскостях. Аналогично
возможно изготовление тройниковых и крестообразных
секций коаксиального шинопровода.
Каждый полюс шинопровода (рис. 3-72) выполнен в
виде трубы, состоящей из двух полутруб. Между полу-
трубами наружного И внутреннего полюсов проложена
изоляция. В шинопроводе с незаземленпой наружной
шиной полутрубы наружного полюса изолируются так-
же я снаружи.
Между двумя парами полутруб для их фиксации и
уплотневия проложены Н-образные эластичные профи-
ли. С помощью скоб полумуфты собраны в многослой-
ную трубу, устанавливаемую на опорную конструкпию.
Выполнение коаксиального шинопровода из откры-
тых профилей позволяет при монтаже соединять свар-
кой секции шинопровода, изготовленные и собранные
на заводе. Концевые секции коаксиального шинопрово-
да обеспечивают возможность присоединения питающих
и отходящих кабелей.
3-8. СИММЕТРИРОВАНИЕ РЕЖИМА
ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ ПРИ ПИТАНИИ ЭТУ
ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ НЕСИММЕТРИЧНО
ЗАГРУЖЕННОЙ СЕТИ
Основными показателями несимметрично загружен-
ной сети являются коэффициенты несимметрии и мощ-
ности; с их помощью оценивают разбаланс токов по фа-
зам и определяют потери активной мощности, вызывае-
мые несимметричностью режима.
Коэффициент несимметрии а равен отношению мо-
дуля составляющей обратной последовательности к мо-
дулю составляющей прямой последовательности,
Для несимметрии токов
а1 ~
У — I a^B-V “S^cP3; Ра +‘q2^b + »/С|/3;
/а, /в, /с —фазные токи; а — оператор,
а =	___— + ;	; а* =	------- -
2 ~ J 2	2
ут
~ J 2 1
Для нескмметрин напряжений
В практических расчетах можно пользоваться отно-
сительным коэффициентом несимметрии
Параметры кабеля КВСП составляют:
яви частоте 2,5 кГц: щ = 0,52 Ом/км, х/ = 0,89 Ом/км,
г. = 1,02 Ом/км, потери 83 Вт/м;
при частоте 10 кГц:г;~0,90 Ом/км,хт=3,13 Ом/км,
z/ = 3.1’6 Ом/км, потери 81 Вт/м,
Разделку кабеля КВСП рекомендуется выполнять,
как псь,:з ::;-о на рис, 3-71.
Для передачи электроэнергии средней частоты раз-
работан также двухполюсный коаксиальный шинопровод
с малым индуктивным сопротивлением (авт. свид.
№ 365762).
19Ю
где (J — номинальное напряжение сети.
Коэффициент мощности Км несимметрично загру-
женной трехфазпой сети равен косинусу угла сдвига
между напряжениями и токами в фазах некоторой сим-
метрично загруженной системы, имеющей те же актив-
ные потери, что и рассматриваемая несимметрично за-
груженная сеть.
Коэффициент К» определяется выражением
Л'ы = cos <рх/ У 1 ф- Ю/,
Та блика 3-52
Значения а . и /< при литании несимметричных нагрузок
f м
/T^fnawcfi?
ежнема X.
Схема включении
пягрузки между
фазами Л,В>С
Коэффициент
несимметрии
токор а
Коэффициент
мощности /<м
1,0	cos Ч'
V 0" - Р 4-1	(0 А. 1 j cos
	
0 -I-1	V X--: fl т-‘2
В =- Р, IP	
к АВ1 ВС	
0,5 (при 0 = 1)	0,895 cos gi (’]рм f?--= I)
Р	(8-1-1) <-os ф
— '	
Р-Н	Г 20- 1- 20 -f 1
Р ~ Влг,;р	
АВ!	
Р—трехфаз пая	(Pl -1- & 4- 1)cos ф
симметричная	
нагрузка	/ (3, + ₽= + т)г +
2	2 31 -	f>3+02	
5, -1- ₽3 4-1	
	
' 2 ВС	
Таблица 3-53
/дрелью*]
ШЩЯ ffp i
‘9
Qdxo-
фазная
ЭТУ
/fafffJMfiOJl
 линия
Трамфернал&р
питающей
/о; X Тр,
Я?р
Рис. 3-73. Схема питания однофазной нагрузки (а) и схе-
мы замещения для расчета токов и напряжений обрат-
ной последовательности (б) и определения активных по-'
терь (в).
Значения аг и Км при питании одинаковых устано-
вок с коэффициентом мощности cos <р приведены в
табл. 3-53.
Активные потери мощности при несимметричном ре-
жиме в сети с активным сопротивлением /? определяют-
ся по формуле
ДР
- З/f/?
1 4-«?
Ла,

Значения а/ и при питаниц т одинаковых установок
и различных К
/с	Коэффициент несим' МСТрИИ ТШШВ	Коэффициент мощности К
0	0 1	COS ф (t 4 3m) cos ф
i	I 4 3m I	Гг + 6m + 9т» (2 4 Эп!) COS ф
	2 4- Зя»	1^5 4 14 9m-
где
1
COS (р! ~ --— -• • ; — _  	—
j / J , (®АВ -I1' QfiC + Qca)2
Г (Рав+ Рж + Рса)*
— коэффициент мощности прямой последовательности;
Рлв, Рве, Рсл, Qab, Qbc, Or-л — активные и реактив-
ные мощности нагрузок, подключенных к соответствую-
щим фазам.
При	«Рав =<рвс = фс л =<р имеем cos <f i =cos <р.
Значения Л'„ и cti для различных вариантов под-
ключения несимметричных- нагрузок приведены в
табл. 3-52.
При подключении к трыфазной сети п однотипных
установок одинаковой мощности и при их равномерном
распределении на три фазы сети несимметрии зависит
от значения целого числа К(К^2) в уравнении
п — Зт -j - К,
где т — целое число. Число К указывает на характер
несимметричной нагрузки (при /!’=]—однофазная на-
грузка при К— 3 — двухфазная).
КРИТЕРИИ НЕОБХОДИМОСТИ И ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ
ПРИМЕНЕНИЯ СИММЕТРИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Устранить или уменьшить несимметрию тока можно
при помощи специальных симметрирующих устройств.
Необходимость в целесообразность применения этих
устройств определяется по приведенным ниже крите-
риям.
На основании схемы питания однофазной установки
мощностью Se (рис. 3-73, а) составляют схему замещения
(рис. 3-73,6) и определяют параметры ее элементов.
Значения сопротивлений и мощностей рассчитывают по
данным энергосистемы н электроснабжения завода. Соп-
ротивление гга трехфазной вращающейся нагрузки
(асинхронные двигатели) токам обратной последова-
тельности принимается равным некоторому среднему
значению. Для нагрузок, присоединенных к сети напря-
жением 6-10 кВ, это значение равно [Л. 3 10];
ZaH = (0,18 4- /0,24) (Л75я,
где U — номинальное напряжение сети, кВ. a S- -мощ-
ность трехфаз ной нагрузки, мВ-А.
Трехфазиую вращающуюся нагрузку надо учиты-
вать из-за ее шунтирующего действия на пжи обратной
последовательности, вызываемые подключением одно-
фазной нагрузки. Модули токов и напряжений обрат-
ной последовательности определяются выражениями
h -S^V^U; Ut -A-S'Z^b'.
где гг — модуль суммарного сопротивления токам обрат-
ной последовательности.
Техническая необходимость применения симметри-
рующего устройства определяется, исходя пз норм на
Качество электроэнергии в соответствии с
ГОСТ 13109-67, Согласно нормам напряжение обратной
последовательности не должно превышать 2% ,-оми-
п ального.
Формулы для оценки возможности подключения од-
нофазных нагрузок приведены в табл. 3-54.
191
Таблица 3-Ы
Коэффициент несимметрнн напряжений к условия возможности подключение однофазных нагрузок к тпехАазиой сети		 			-—				
Характер нагрузки	Коэффициент несимметрии напряжений		Возможность -подключения нагрузки без симметрирующего устройства	
	Общий случай питания ЭТУ8	Питание ЭТУ от трансфор- А матора мощностью 5|[ОЫ	Общий случай питания ЭТУ2	Питание ЭТУ от трансфор- ,.з мдтора мощностью
Однофазная мощ- ностью Sa Две однофазные (иди одна двух- фазная)	мощ- ностью Sgt К Sts	S,,	Та “к	S 4-2,675. 5 < 	50 "	1 + 2.677. «„ ?«<	г—“ Б0«-к
	$кл + 2.67Ss ]/ Sgr — Sw S02 + Sjj2	J + 2,67?3«K		
		1/ 2	2 «К V V01 - V ?ой + V02	V s0i - Se3 + SD2 ,/к.з + 2-675> 50	V *01- ?01 V02 + Т02 < 1+а-^3Ци 50ик
	4кв + 2^1	1 + 2-6^э «к		
1 vo= VSBOM.’ т.з = Ss/SBOtr; ?« “ S0f/SHOM; = SC3/SHOM: «« - относительное напряжение короткого замыкания
трансфер матор а.
! SK э“ ifyx — мощность к. з. в точке подключения нагрузки.
8 При питав ни ЭТУ от трансформатора мощность питающей системы принимается бесконечно большой.
Таблица 3-55
Формулы для коэффициента кеспмметрик напряжений и возможности выполнения
симметрирующего устройства неуправляемым
при переменной мощности однофазной ЭТУ
Коаффапиент несимметрии напряжений <ху		Возможность применения неуправляемого симметрирующего устройства	
Общий случай питания ЭТУ	Питание ЭТУ от трансформатора мощностью	Общий случай питания ЭТУ	Питание ЭТУ от трансформатора ' мощностью Зиом
Шмакер	Рамакср “f)"K	S 4-2,675.	^1+	!+^“к
		" ' ‘ ‘ SOSD - SK 3 - 2,67S8	
Аа + 2-675з	! + 2,67Tg «к		
' ^амакс ~ 5амакс/^яом? ^амнн “ ^омин/^ном» * ~ ’1’омэкс/’'’омин-
Симметрирующие устройства могут быть управля-
емыми или неуправляемыми. Выбор типа устройства оп-
ределяется характером технологического процесса уста-
новки, Необходимая мощность элементов симметрирую-
щего устройства рассчитывается на определенную мощ-
ность однофазной нагрузки, как правило, на максималь-
ную. Поэтому при неизменных параметрах симметриру-
ющих элементов симметрирование обеспечивается толь-
ко при одном значении мощности нагрузка. Если во вре-
мя технологического процесса мощность, потребляемая
ЭТУ, изменится, то возникнет несимметрия токов, а сле-
довательно, н несимметрия напряжений, тем большая,
чем больше глубина изменения активной мощности на-
грузки Л, равная отношению максимальной и минималь-
ной мощности (полной или активной) в процессе нагре-
ва или плавки;
,	Ромаке	5оиаке,
Л = ------= —------ (cos фн = const),
г#мив ‘-’оыгш
Необходимость в симметрирующих устройствах оп-
ределяется по формулам табл. 3-55.
Однако указанных критериев недостаточно для ре-
шения вопроса о применении симметрирующих устройств.
В ряде случаев может оказаться экономически целесо-
образным симметрирование однофазной нагрузки для
уменьшения несимметрии напряжений ниже нормативно-
го значения.
Экономическая целесообразность симметрирования
определяется сравнением первоначальных капитальных
вложений и текущих затрат для однофазного и трехфаз-
ного питания (с симметрирующим устройством), Сим-
метрирование является при этом целесообразным, если
справедливо неравенство
А
(/а
Хп Tg+0,21 (fCc,у-Ктр В)
?3*н
(1 Ч~ fCs уз) Л,
1 + ЛзУз
Tg
 L Лг (ТаЧ-2)
где Лп—коэффициент активных потерь в элементах сим-
метрирующего устройства,
/<п = 0;0ОЗКе+0,017Ки;
при этом Л- и Ка — коэффициенты, равные отношениям
мощности емкостного и индуктивного элементов устрой-
ства к мощности нагрузки; Т — годовой фонд рабочего
времени нагрузки, ч; g— стоимость I кВт-ч электроэнер-
гии; Кс.у — стоимостный коэффициент симметрирующего
устройства, определяемый через удельные стоимости
1 квар емкостного и индуктивного элементов,
Ле.у = Ле Луд.е 4" Ли Луд.и?
Лтр — стоимость 1 кВт установленной мощности на под-
станции; В — коэффициент завышения мощности питаю-
щего трансформатора,
/1 + Ла уа
1 + Л3 у.
1 Л1 + ^2 Уа
V 1-ЬКзТз
Коэффициент Луд.е равен 4 руб/квар для батарей
напряжением свыше 500 В и 7 руб/квар для батарей на-
пряжением меньше 500 В; Луд.и можно принимать рав-
ным 1,5—2,0 руб/каар для масляных реакторов и 3—
192
4 руб/квар для сухих реакторов мощностью до 500 кВ-А,
Для сети напряжением 6 кВ К1 =6; Л'г = 0,42; /<3 = 0,89.
Для сети 10 кВ К,---4,5; Л'^0,53; А'э = 1,06; 7?н и /?с _
активные сопротивления нагрузки и питающей системы
(см. рис. 3-73),
— ^211 “I" Я,Ч.Н Д' ^.T.oi == Ягр “Ь^л Ч" ^?Л,О-
ВЫБОР СХЕМЫ И РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ
СИММЕТРИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Наиболее эффективными схемами симметрирования
однофазных эдектропечных нагрузок являются схема
Штепнметца (рис. 3-74, а) и схема с реактором-делите-
лем (рис, 3-75,а и б). Как следует из векторных диаг-
рамм на рис. 3-74, б и 3-75, в, для установок с коэффици-
ентом мощности, близким к единице (дуговые печн кос-
венного действия-, цени сопротивления), должна приме-
няться схема Штепнметца, а для установок, коэффи-
циент мощности которых ранец или может быть доведен
до 0,866 (индуктивного), рекомендуется схема с реакто-
ром-делителем.
Параметры симметрирующих устройств приведены
в табл. 3-56.
Устройства, рассчитанные по табл. 3-56, обеспечи-
вают полное симметрирование и коэффициент мощности
сети только при одном значении мощности нагрузки.
Если в процессе плавки или нагрева нагрузка или ее
фазовый угол изменится, то возникнет несимметрия, оп-
ределяемая по кривым на рис. 3-76 и 3-77, где Л- — отно-
сительное изменение мощности при (рк = const. На этих
же графиках дано изменение коэффициента мощности
сети f(„ в зависимости от Л и cpu. На рис. 3-78 и 3-79
представлено изменение фазных токов при изменении
параметров нагрузки.
Установки с печами, имеющими относительно пос-
тоянный график нагрузки (индукционные канальные;
индукционные нагревательные методического действия;
дуговые косвенного действия; электрошлакового пере-
плава), следует оборудовать неуправляемыми симмет-
рирующими устройствами. Для установок прямого (кон-
тактного) нагрева сопротивлением также следует приме-
нять неуправляемые устройства, параметры которых
должны выбираться, исходя из обеспечения минималь-
ной несимметрии за цикл нагрева.
Неуправляемые симметрирующие устройства реко-
мендуется устанавливать па стороне высшего напряже-
ния печного трансформатора.
Таблица 3-5о
Параметры симметрирующих устройств
Параметр	Схема устройства	
	Штейц^егца	с реактором-делите- лей
Симметрируемая на- грузка, кВт '	р„	5g
Требуемый коэффици- ент мощности нагрузки	1,0	0*866 (индуктивный)
Мощность, симметриру- ющей батареи кондеЕка- торон, кэар	0,58Рв	0,753,
Мощность реактора, квар 	0.58Р,	0,.5S,
Индуктивное сопротив- ление реактора< Ом	1,73ЕР/Р,	4LP/S,
Исполнение реактора	Воздушный с , МЯГнИтОпро-  ВОДОМ	С маги Итон поводом; обмотка имеет выве- Дешую среднюю точку
Расчетный ток реакто- ра до нагреву, кА	0,58Р,/Е/	0,5St/0/
Рис. 3-74. Схема Штейнметца (а) и векторная диаграм-
ма токов и напряжений для нее (б),
Рис. 3-75. Схема с ре а кто ром-ле л и те л ем (а), ее схема за-
мещения (б) и векторная диаграмма токов и напряже-
ний при <ры=30° (а).
На другой уровень мощности такое устройство мож-
но настроить путем пересоединения конденсаторов по
соотношениям, приведенным в табл. 3-56.
Индукционные плавильные тигельные печи при пита-
нии от трехфазных трансформаторов симметрируют с
установкой управляемых устройств на стороне низшего
напряжения. Аналогичная схема может быть применена
и для некоторых индукционных нагревательных устано-
вок и установок прямого (контактного) нагрева со зна-
чительным изменением потребляемой мощности в про-
цессе нагрева при времени цикла не менее нескольких
минут. Схемы управляемых устройств приведены на
рис. 3-80 (схема Штсйнметца) и 3-81 (схема с реакто-
ром-делителем).
Управление устройством происходит путем переклю-
чения конденсаторов при нерегулируемом реакторе.
193
13—342
Рис, 3-76. Влияние изме-
нения активной мощно-
сти нагрузки на коэффи-
циенты мощности Дм и
несимметрии токов Uj.
Рис. 3-77. Влияние изме-
нения фазового угла на-
грузки фп на коэффшш
енты мощности /См и не-
симметрии токов аг.
Рис. 3-78. Зависимость
фазных токбв от измене-
ния активной мощности
(а) и фазового угла на-
грузки (б) в схеме с ре-
актор ом -де л ите ле м.
Рис. 3-79. Зависимости
фазных токов от измене-
ния активной мощности
(й) и фазового угла на-
грузки (6) в схеме
Штейнметца,
Чтобы обесценить достаточный срок службы контакто-
ров и исключить возможность подключения заряженной
батареи, вводят в схему управления реле времени, кото-
рое обеспечивает некоторую выдержку времени после
отключения емкости перед включением ее в другое пле-
чо. Один, из вариантов такой схемы приведен на
рис. 3-82.
Разряд емкости можно обеспечить с помощью раз-
рядных реакторов или в их качестве использовать пер-
вичные обмотки трансформаторов напряжения НОС
пли НОМ (7\—Тп). Время разряда мощной батареи я
этом случае ле превышает 1,0—1,5 с.
Мощность симметрирующих элементов управляемых
симметрирующих устройств определяется по табл. 3.56,
Сеть будет практически симметрична, если отношение
токов обратной и прямой последовательности не превы-
шает ± 0,05 (5%). Это следует из соотношения между
коэффициентами несимметрии токов и напряжений при
питании однофазной установки от системы с бесконечно
большой мощностью через трансформатор с напряже-
нием короткого замыкания, равным ик:
Таблица 3-57
Расчет симметрирующего устройства дли индукционной
тигельной «аект1юаечн И ЧТ-40
Заданная или определяемая величниа	Формула ил и символ	Числен- ное зна- чение
Мощность трансформато- ра, кВ-А	S 	10 000 2000
Максимальное вторичное напряжение»’ В	^ном	
		8150
Потребляемая активная мощность, кБт	л  ,	
		
Рабочее напряжение» В	и	ГЗЕЮ
Минимальная мощность установки, кВ-А	^МИП	5000 0,866l
Коэффициент мощности	COS фо	
печи		
Мощность реактора, квар	Qll»0,58S	5800
Ток реактора» А	/и =®= Финном	2900
Pe/ктивное солротивлен не	хн = 2УНО1[/<?И	1.38
реактора. Ом		
Индуктивность реактора, Г	L = Хн/ы	4,4-ИГ13
Требуемая мощность с нм-	= 0,87’S	870СГ-
метрирующей батареи кон- денсаторов, квар Рабочее напряжение цепи конденсаторов, В		17301
		
	t/c.p —	
	! 2Ue V	
Фактическая мощность ба-		12800
та реи конденсаторов, квар	Ve.p /	
Число конденсаторов	n =Qe!4	23<h
Реактивное сопротивление	- ' хе0 = и£'? -	44
цепи из. двух конденсаторов, Ом		
Общее число цепей	m == ri/3	128
Реактивное сопротивление	X„	0,344
батареи конденсаторов. Ом		
Ток одно# цепи батареи конденсаторов, А	'eO = ^’e-p/^eQ	40
Полный ток батареи, А	/e ™ ZeOm	 5120
Переменная часть батареи конденсаторов, квар	ДРС = 0,87 (S	X	6400
	X (W^e.p)2	
Минимальная ступень, квар	AQmhb < 0.1Qe	1000
Необходимое число ступе- ней симметрирования Раабивк а сер смен ной ча- сти батареи:	A’>10(S-SMHIJ) /Ь’	8
квар		ЮООу
		2000,
		2000,
		2000
шт.	—	20, 40» 40, 4Q
Уточненная	переменная часть батареыз		
квар	Дре !-.= AQMHK —lj	7000
тит.		140
%		' 55
Линейный вторичный ток, А	'7-р0/ /Тк .	;29(Ю 
Коэффициент мощности трехфазной сети	cos-ф,.	 1,0
Потери активной мощно-	ДРе — 0,003 Qe	ЗВ
сти в конденсаторах, кВт		
Потери активной мощно-	A/3,! •• 0.03 <?и	. 115
стн в реакторе, кВт		
Суммарные потерн в'сим- метрирующем устройстве;		
• кВт %	ДР % -= AP/(Qe + QH)	154 1,9
Число контакторбв для пе- реключения ступеней	—	14-
Максимальный	рабочий ток на один полюс контакто- ра, А	—	20
т Достигается установкой батарей
Сатеры KC2-I.05-S0 (1050 В. 50 квар). 1
[to два последовательно. * Кроме того.
КВМ-400 (400 А, Г, кВ).
конденсаторов. г Конден-
Коиденсаторы соединены
24 [НТ. в резерва. Л Тип
‘194
Рис. 3-80. Симметри-
рующее устройство
по схеме Штейнметца,
управляемое по прин-
ципу, разработанному
ВНИИЭТО.
Рис. 3-81. Управляемое симмет-
рирующее устройство по схеме
с реактором-делителем.
Рис. 3-82. Схема включения (а)' и схема управления (б)
симметрирующим устройством.
При ик, равном 5—15%, и несимметрии токов 5%
несимметрия напряжений не превосходит 6,75%.
При изменении мощности нагрузки более чем на
10% максимальной должно происходить переключение
ступеней симметрирующего устройства. Фазные токи при
этом отличаются друг от друга не более чем на 10% то-
ков, соответствующих максимальной мощности нагрузки.
В схеме с реактором-делителем напряжение на сим-
метрирующей батарее конденсаторов равно 0,87 линей-
ного, что следует- учитывать при выборе и расчете бата-
реи конденсаторов (см. векторную диаграмму на
рис. 3-75,6).	j
Пример расчета симметрирующего устройства
Требуется рассчитать симметрирующее устройство Для ин-
дукционной 40-т тигельной электропечи типа ИЧТ-40. Макси-
мальная потребляемая активная кощвость печи 8lS0 кВт. Вы-
бирается схема с реактором-делителем. Устройство рассчитыва-
ем, исходя из мощности трех фазного печного трансформатора.
Настройка устройства па Фактическую потребляемую мощность
печи производится прн помощи перемен нои части кондеи св тор-
ной батареи. Данные расчета сведены и табл, 3-&7.
Рис. 3-83. Схема питания двухфазной нагрузки от транс-
форматора Скотта (а) и векторная диаграмма токов и
напряжений для нее (б).
Рис, 3-84. Симметрирование двухфазной нагрузки по
принципу настройки контуров.
ные плавильные печи; печи индукционного нагрева с
двумя индукторами в т. д.) также сопровождается прав-
лением неснмметрии токов и напряжений.
Возможность питания таких нагрузок определяется
техническими критериями в соответствии с выражени-
ями, приведенными в предыдущем пункте.
Для питания индукционных двухканалышх пла-
вильных печей, представляющих собой двухфазную рав-
ноплечую нагрузку, может быть применена схема Скот-
та (рис. 3-83), позволяющая равномерно распределять
нагрузку по трем фазам сета. Для электропечных нагру-
зок,' в большинстве своем имеющих индуктивный ха-
рактер, наиболее целесообразным является симметриро-
вание путей настройки контуров. Для двух нагрузок
мощностью Ран в Рдс, включенных на линейные напря-
жения Uав и Use (рис. 3-84), фазовые углы нагрузки
должны удовлетворять выражениям
, 2-₽	, 1-2₽
<РЛЙ = arctg —— ; <рвс = arctg	.
Узр	Уз
где Р~Рлв/РвС'
Зависимость коэффициента мощности трех фа зной
сети от р определяется формулой
СИММЕТРИРОВАНИЕ ДВУХФАЗНОЙ И НЕСИММЕТРИЧНОЙ
ГРЕХФАЗНОН НАГРУЗКИ
Подключение к трехфазной сети двух или несколь-
ких однофазных Электропечных нагрузок или установок
в двухфазном исполнении (индукционные двухканаль-
13*	
Прн равноплечной нагрузке коэффициент мощности
сети равен единице, при этом коэффициенты мощности
нагрузок равны cos флв=0,866 (индукт.) и cosq>BC =
= 0,866 (емк.). Если нагрузки различаются по абсолют-
195
ному значению, то коэффициент мощности снижается.
Для получения емкостного характера коэффициента
мощности следует большую по активной мощности на-
грузку включить на отстающее напряжение по отноше-
нию к меньшей нагрузке. Для обеспечения коэффициен-
та мощности, равного единице при любом р, необходи-
мо в трегье плечо схемы (напряжение Uca) включить
симметрирующий элемент, характер и параметры кото-
рого определяются активной мощностью нагрузок:
(Рпс>Рлв — индуктивный; Рвс<Рлв — емкостный ха-
рактер элемента).
В этом случае требуемые значения фазовых углов
нагрузок равны:
I	р
Тдв = arctg—:— (индД; q>BC = arctg —— (емк,);
Гзр	/з
При симметрировании двух чисто активных нагру-
зок необходима установка соответственно индуктивности
п емкости, выбранных и рассчитанных в соответствии с
изложенным.
Для трехфазных индукционных нагревательных пе-
чен, состоящих из трех однофазных индукторов, вклю-
ченных на разные линейные напряжения и имеющих
индивидуальные конденсаторные батареи, каждый- из
трех колебательных контуров настраивается на опреде-
ленный фазовый угол, что позволяет обеспечить полное
симметрирование трехфазной сети и коэффициент мощ-
ности сети.равный единице.
По заданным значениям активных мощностей нагру-
зок определяют необходимые фазовые углы:
РСА ~~ рвс .
РАВ

РАВ ~~ РСА .
РВС
РВС~РАВ
РСА
Положительные значения полученных углов соот-
ветствуют емкостному углу, отрицательные — индук-
тивному.
При расчете общего симметрирующего устройства
для трехфазной несимметричной нагрузки используется
суперпозиция трех результатов, полученных при раздель-
ном расчете мощности симметрирующих элементов для
нагрузки в каждой фазе.
3-9. ИНДУКЦИОННЫЕ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИЕ
УСТАНОВКИ КАК ОБЪЕКТЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К АВТОМАТИЧЕСКОМУ
РЕГУЛИРОВАНИЮ ИНДУКЦИОННЫХ ЭТУ
Общие требования к системе регулирования в основ-
ном определяются конструктивными и технологически-
ми признаками, по которым индукционные ЭТУ могут
быть разделены, как показано на рис. 3-85.
Задача управления плавильной установкой состоит
в поддержании максимальной Мощности в период рас-
плавления и заданной температуры металла в период
выдержки перед разливкой
Электрический режим канальных плавильных печей
стабилен и практически не изменяется по ходу плавки.
Индукционные тигельные лечи характеризуются измене-
нием активного и индуктивного сопротивлений системы
индуктор — металл по ходу .плавки, что определяет
необходимость постоянной корректировки режима путем
Рис, 3-85. Классификация индукционных ЭТУ по конст-
руктивным и технологическим признакам,
воздействия на источник питания и поддержания на-
стройки колебательного контура близкой к резонансной.
Задача управления плавильных индукционных ЭТУ
специального назначения (рис. 3-85), как правило, сво-
дится к поддержанию постоянного положения в прост-
ранстве границы раздела фаз (фронта кристаллизации)
и во многих случаях может быть решена путем регули-
рования по косвенным параметрам, например по эквива-
лентным параметрам контура.
Задача управления индукционной нагревательной
установкой в общем случае состоит в получении нужно-
го распределения температуры по сечению и длине на-
греваемого изделия за заданное время. При нагреве под
последующую пластическую деформацию существенное
значение, как правило, имеет лишь конечное температур-
ное поле заготовки. При нагреве под термообработку
результат процесса определяется не только результирую-
щим температурным полем, но и временем пребывания
образца в некоторой области температур, где происхо-
дят фазовые и рекристаллизационные превращения, про-
текающие с конечной скоростью. Поэтому в одних слу-
чаях задача САР состоит в обеспечении повторяемости
конечного температурного поля, а в других — в обес-
печении повторяемости динамики роста температуры в
процессе нагрева. Во многих случаях такие задачи мо-
гут быть решены путем стабилизации или программно-
го управления электрическим режимом установки.
При необходимости поддерживать тепловой режим
с высокой точностью, а также при наличии значитель-
ных возмущений случайного характера используют САР
с датчиками температуры (фотоэлектрическими и ради-
ационными пирометрами, реже термоэлектрическими
термометрами—термопарами). Однако температура по-
верхности нагреваемого образца, которая измеряется су-
ществующими датчиками, не всегда является достаточ-
но представительным параметром регулирования. Поэто-
му в ряде случаев для обеспечения нужного конечного
результата процесса целесообразно вести регулиро-
вание непосредственно по технологическим параметрам,
например по усредненным физическим параметрам наг-
реваемого образца.
Таким образом, несмотря на многообразие техноло-
гий с применением индукционных ЭТУ и вытекающих из
них требований, в общем случае задача САР сводится
к стабилизации или управлению по программе или от
внешнего параметра одним или несколькими параметра-
ми, определяющими режим ЭТУ.
196
Общая структура, конструктивные и схемные осо-
бенности САР индукционных' ЭТУ существенно зависят
от типа источника питания. В качестве последних в ЭТУ
повышенной частоты применяют электромашинные и
тиристорные преобразователи частоты. Питание ЭТУ
промышленной частоты, как правило, осуществляется
через регулируемые трансформаторы.
Ниже описаны принципы действия и приведены дан-
ные регуляторов, нашедших наиболее широкое распро-
странение и выпускаемых серийно.
ПАРАМЕТРЫ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ КОНТУРОВ
И ИХ ИЗМЕНЕНИЕ В ПРОЦЕССЕ НАГРЕВА
В индукционных ЭТУ любого типа нагрузкой источ-
ника питания служит колебательный контур, образован-
ный ивдуктором и конденсаторной батареей.
Наиболее широко применяется простейший парал-
лельный колебательный контур. Однако в некоторых
случаях, когда требуемое напряжение на контуре отли-
чается от напряжения источника питания, а также для
улучшения характеристики источник^ питания применя-
ют более сложные схемы.
. В установившемся режиме гармонических колебаний
колебательный контур удобно представить в виде парал-
лельной схемы замещения, содержащей включенные па-
раллельно эквивалентные активное Яэ и реактивное Х3
сопротивления;
где Я и X — активное и реактивное сопротивления па-
раллельной схемы замещения системы «индуктор — за-
грузка», а Ь}к — емкостные проводимости для различ-
ных схем колебательных контуров (табл. 3-53).
Полное сопротивление колебательного контура
гк = ^/Kl + tgSq^
При напряжении на контуре U контур потреб-
ляет ток
I	^/"14- tga фэ
(3-2)
и мощность
— —— =+ tg® фэ};
As
При питании индукционных ЭТУ от преобразова-
телей частоты, когда частота изменяется в процессе на-
грева, необходимо учитывать зависимости эквивалент-
ных параметров колебательных контуров от частоты, ко-
торые определяются формулами
Я=Я0<оп‘;	х=Х0®'12; Hi >	> 0,	(3-3)
где и Яо — параметры системы при некоторой часто-
те ио, принятой за базовую; ш=<в/<0о— относительная
частота. Показатели степени п, и гаг Для немагнитных
/ материалов являются функциями безразмерного крите-
рия, определяемого геометрией системы «индуктор —
загрузка» (Л. 3-12]. Как правило, для плавильных печей
«j—1,1-г-1,4; па=0,84-0,95. Индуктивные нагревательные
установки могут иметь более низкие значения пл. Для
магнитных материалов nr всегда находится в пределах
1 /т > «j > 1/(2 — т),
где т — показатель степенной зависимости магнитной
проницаемости от напряженности магнитного поля.
J?
Схемы и параметры колебательных контуров индукционных ЭТУ
Таблица 3-33
. ...Схема контура	к,	.		Область применений
"’Тс : v -Г 0—1	0--Г	- 	—	—	Индукционные ЭТУ всех типов при сг= ия
0-1|7Г’Ч	аК	йХ	Й («НО	Согласование параметров ипдук^ тора и машинного генератора или тиристорного преобразователя (0,ЗГ7аС ’ .5^и)
а «» ® чн		йД	(Й (Д-ре)	Согласование индуктора и преоб- разователя частоты
к ° .4=^ Ун5 0 1			  « (К+С,)	Согласование нидуктора и преоб- разователи частоты (L/H>]>SLO
. V, к 0-	[р^З-1 LfO	К^К + с,	к, к ш .. ..— A'l -f- к	К (УС4-С,} ДН-/< + с;	Согласование индуктора и препб- разователя частоты, применяемое при повышенных частотах
197
Рис. 3-86. Кривые изменения эквивалентного активного
сопротивления по ходу плавки.
1 — емкость печи 600 кг, мощность 500 кВт, частота 1000 Гц,
плавна жаропрочных сплавов; ^‘“400 кг, 250 кВт. 2500 Гц, плав*
ка стали; 3 — 1000 кг, 500 кВт, 1000 Гц; плавка стали; 4 — [60 kv,
100 кВт, ’2500 Гц. плавка стали;. 5 — 6000 кг, 1000 кйт, 50 Гц.
плавка алюмипн^ь
Обычно т= 0,75=1,0. Поэтому для магнитных материа-
лов /11=0,80=1,30.
Эквивалентные параметры колебательных контуров
индукционных ЭТУ существенно меняются во времени
вследствие изменения физических параметров нагревае-
мого металла, а для тигельных плавильных печей так-
же и геометрии системы «индуктор—загрузка» в резуль-
тате сваривания, осадки и плавления загрузки.
Изменение электрических параметров тигедьных пла-
вильных печей является наиболее общим случаем, так
как в первый период плавки'(до начала оплавления ших-
ты) печь по характеру изменения параметров подобна
нагревательной установке. Поэтому рассмотрим измене-
ние параметров плавильной печи, разделив период плав-
ки па два характерных этапа: нагрев шихты до оплав-
ления и расплавление шихты с образованием ванны жид-
кого металла.
На первом этапе для немагнитных материалов Ха
увеличивается, а До уменьшается в процессе нагрева из-
за увеличения удельного сопротивления, так как актив-
ное сопротивление параллельной схемы замещения ин-
дуктора обратно пропорционально множителю
Для магнитных материалов после кратковременного уве-
личения Ха н уменьшения До происходит значительное
уменьшение и увеличение Ra вследствие изменения
магнитной проницаемости при переходе через точку Кюри.
Диапазоны изменения и До на этом этапе существен-
но зависят от собственного коэффициента мощвости сис-
темы «индуктор—загрузка». Чем он выше, тем меньше
диапазон изменения До-
При cos фвода0,41 (1£фиода2,4) теоретически со-
противление До должно оставаться в процессе нагрева
неизменным.
На втором этапе плавки Ло уменьшается во всех слу-
чаях И для любых материалов из-за уменьшения эквива-
лентного зазора при уплотнении загрузки. Именно этим
объясняется известный из практики факт уменьшения
Хй при плавке как магнитных, так и немагнитных мате-
риалов, в то время, как при нагреве немагнитных мате-
риалов с постоянным зазором Хо растет. Сопротивление
До на втором этапе плавки может как увеличиваться,
так и уменьшаться. Довольно значительное увеличение
Де на этом этапе может иметь место при несвоевремен-
ной подгрузке — за счет осеДания шихты и уменьшения
высоты садки. При нормальном режиме загрузки, когда
тигель nocTOHFiHO полностью загружен шихтой, как пра-
вило, к копну наплавления ванны жидкого металла До
уменьшается, ...
После образования ванны жидкого металла, пол-
ностью заполняющего тигель, изменения До и прекра-
щаются и доводка металла по составу и температуре
происходит при практически неизменных параметрах.
На рис. 3-86 приведены экспериментальные кривые,
полученные обработкой’данных обследования действую-
щих плавильных печей.
Сопротивление Хе, как правило, уменьшается в про-
цессе плавки в 1,3—1,6 раза. Некоторое увеличение Л»
возможно в начале плавки, а также при значительном
уменьшении уровня металла, напрймер при сливе части
металла из печи.
Описанный характер'изменения параметров в про-
цессе нагрева имеет место в установках с параллельным
колебательным контуром.
При других схемах контуров характер и диапазон
изменения эквивалентных параметров могут быть иными
и зависят не только от изменения физических свойств
и геометрии загрузки, но и от параметра 6зг емкостного
четырехполюсника контура.
При неизменном зазоре минимальный диапазон из-
менения параметра обеспечивается при настройке
контура по формуле
баг Хз
!	» tg Фи + 2 ~ etg фн
4 tg2 Фи — 2tg фа — 1
(3-4)
Для схем колебательных контуров с емкостью К,
включенной последовательно с индуктором, условие
(3-4) принимает более простой и наглядный вид;
— 2tgф —1= 0 или tgф = 2,4,	(3-5)
где ф — фазовый угол последовательной цеци контура.
Эксперименты показали, что выбор настройки по ус-
ловиям (3-4) к (3-5) обеспечивает снижение диапазона
изменения Дп при нагреве ферромагнитных материалов
в 2 раза по сравнению с работой на параллельном конту-
ре [Л. 3-13]. [
До сих пор рассматривался характер изменения па-
раметров при неизменной частоте. Если частота, изме-
няясь в процессе плавки, остается близкой к резонанс-
ной частоте контура, то такой характер изменения па-
раметров сохраняется. -
ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ
«ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ— КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР>
По типам статических и динамических, характерис-
тик источники питания индукционных ЭТУ можно раз-
делить на две группы.
К первой относятся источники с гармонической
э. д, с. и фиксированной частотой, ко второй — источни-
ки с бесконтактным преобразованием одной частоты в
другую, у которых частота используется как одно из
управляющих воздействий.
Источники первой группы можно представить в ви-
де источника синусоидальной э. д. с. е= ]/~2£ sin (cof +
4-ф) с внутренним сопротивлением гт, представляющим
собой суммарное сопротивление источника питания и
токе пр о вода. Введем обозначение
где Дд — номинальное сопротивление нагрузки.
Обычно при индивидуальном питании индукцион-
ных ЭТУ от машинных генераторов и*=0,7 =1,3, при
централизованном питании и для ЭТУ промышленной
частоты «1=0,1=0,3. Значение иг обычно не превыша
ет 0,01—0,03, поэтому обычно принимают
198
На рис. 3-87 приведена схема цепи, для которой при
пренебрежении ег но сравнению с cos’ ф
П _ cosy________________
=т
Ф -ф- «2 4* ех sin 2<р
1
и'
Е cos
Мощность, потребляемая контуром,
’ £2
Р ~ Ui cos Ф ~    Р' =;
Я
Е2	COS-ф
R С05®ф + “х +« В1П2ф
На рис. 3-88 приведены построенные по этим фор-
мулам зависимости относительных значений напряже-
ния, тока и мощности от совф при различных «х. Ха-
рактер кривых показывает, что источник чувствителен
к настройке колебательного контура, П.ри неизменной
э. д. с. Е не рекомпенсация колебательного контура мо-
жет вызвать перегрузку источника. Наоборот, при ин-
дуктивной настройке источник может быть существен-
но недогружен. Из кривых следует также, Что настрой-
ку контура можно использовать как одно из управляю-
щих воздействий на электрический режим.
При управлении режимом индукционных установок
приходится включать и отключать от сети силовой ко-
лебательный контур н переключать батареи конденса-
торов.
Коммутационные аппараты, осуществляющие такие
переключения, работают в тяжелых условиях из-за на-
личия параллельной конденсаторной батареи, реактив-
ная мощность которой в 3—10 раз превышает активную
мощность установки.
Особенное значение имеют, коммутационные режи-
мы в индукционных установках промышленной часто-
ты. В установках повышенной частоты переключения
силовых цепей производят, как правило, предваритель-
но отключая питание путем разрыва относительно мало-
мощных цепей возбуждения или управления источника
питания.
При подключении Силового колебательного контура
к питающей сети возможны значительные перегрузки по
току и перенапряжения, которые могут вызвать сраба-
тывание защиты и выход из строя коммутационных ап-
паратов и конденсаторов. Перегрузку по току можно
оценить кратностью тока включения равной отио-
шейню максимального тока в переходном режиме к ам-
плитудном;' значению тока в установившемся режиме..
Рис. 3-87. Схема замещения системы «источник пита-г
ния—колебательный контур».
Рис, 3-88. Зависимости относительных значений нанря- ,
жения (а), тока (б) и мощности (в) индукционной ЭТУ
с фиксированной частотой от cos ф.
В табл. 3-59 приведены формулы, позволяющие оп-
ределить перегрузки по току и напряжению и длитель-
ность переходных процессов при коммутации параллель-
ного колебательного контура индукционной установки;
В формулах таблицы
Й2 = 1 /	*-с
У . rc -ф£т
_ 1 — Д ,5ctg фи
1—с(2фи
и*
-?- ctg фи
—О-
При использовании для регулирования мощности
вольтодобавочного трансформатора для расчета пере-
Таблица 3-59
Переходные режимы индукционных установок
Параметры режима	Данные системы питания	
	u^OJ+0,3	(2 ,. •— 0,4	1.3
Максимальное перенапряжение, на контуре	Е (1+е"Л/ТЛ),	Е	/2Е	< /ГЕ
в Максимальная кратность свойод- 11 ой составляющей тока при	>S	Д' =-Sl г9,5я/:*йк, д Р V	р	/( = J-G +е-°’БЛ/Як\). К < 2,0/и
То же прн tg <pH<5	i	Л = 2 —2 е“л/тк2к X	То же
Длительность переходного про- цессе (число периодов частоты о>)	I — Сф<Ри Л' = Ц,	-X, Л> < 3	4 2л ctg фн	и, Ч- Й„ ctg <г„ N „ _*	2	Lil, ,v<8 ч- J0 2яиг
199
- Т а б л и ц--а 3*60
Числители передаточных функций системы «инвертор тока — параллельный колебательный контур*
Выходная величина	Входное воздействие					
	e=^d!Ed.		c=AC/C	x=AX/X	r = &R/R	
<=ЧЛ	1+ТкР	(2Кй«ф-«1)х / . КЙ К,	\ X 1+ — ф   TKP (	K J		tg Фи(1+0>5ГкР)	X	(ЗХф«ф-1)Х Л
и = &U/U	I	K<P Kq X LA	J	Kc (1 - ги p)	tg Фд (1 “ P)	X		tgv.x 1—fl	'—lr„p
грузок также можно использовать формулы табл. 3-59,
но с заменой в них их на их~ия(1±Кя)+ак.я, где ик.а
и Кя — относительное напряжение короткого замыка-
ния и коэффициент трансформации вольтодобавочного
трансформатора. Ограничение пусковых токов являет-
ся дополнительным преимуществом схемы с вольтодоба-
вочным трансформатором. Однако наиболее надежным
методом борьбы с коммутационными перегрузками яв-
ляется организация плавного включения с помощью до-
полнительных пусковых реакторов или резисторов или
путем постепенного увеличения угла отпирания в тече-
ние нескольких начальных периодов при использовании
тиристорного регулятора мощности.
Время переходного режима в случаях большого
внутреннего сопротивления системы питания может до-
стигать нескольких десятков периодов рабочей частоты,
а в случаях малого внутреннего сопротивления оно не
превышает 2—3 периодов рабочей частоты.
Из табл. 3-59 следует также, что для систем с
большим внутренним сопротивлением источника питания
прн скачкообразных изменениях питающего напряжения
и параметров контура амплитуда напряжения на кон-
туре изменяется по экспоненте. То же самое относится
и к среднему за полупериод значению напряжения, ко-
торое и измеряется обычно в процессе управления. По-
этому можно считать, что при «х«0,4-Н,3 система «ис-
точтшк питания — колебательный контур» описывается
передаточной функцией
- . , W(p)	1
Д[Кг£(р)] - 1+Гир 
где Т„= (2/ю) (tg фи—1).
С учетом постоянной времени цепи управления Ту
(например, цепи возбуждения генератора) получим:
Ку
преобразователя по току. Нормальный режим эксплуа-
тации преобразователя при изменяющихся параметрах
нагрузки обеспечивается системой автоматического ре-
гулирования (см. § 3-10).
Динамика цепи постоянного тока источника описы-
вается известным уравнением [Л. 3-9]:
0,95/
= ' —-J-----------------
. +. ~------------
Динамика цепи нагрузки с учетом (3-6)
ется уравнением
0,9/d Rs
V1 4- tg2 <Рэ
 &L
к dt
(3-6)
	(3-8)
описыва
(3,9)
Схема контура при этом может быть любой, от нее
зависят лишь R3 и tg<р3 согласно (3-1).
Уравнения (3-7) и (3-8) нелинейны, но не имеют
разрывов и дифференцируемы по всем параметрам в
рассматриваемой области их изменения; что позволяет
производить линеаризацию этих уравнений.
Выходными параметрами преобразователя являют-
ся выходное напряжение U и ток Id, которые определя-
ются управляющими воздействиями Ed, ш и С и-вфз-
мущающими воздействиями R и X. Передаточные функ-
ции преобразователя по всем управляющим и возму^
щающим воздействиям Можно получить, линеаризуя в
решая совместно уравнения (3-8) и (3-9) с учетом ли-
нейных приращений tg фо и Ra и частотных зависимо-
стей (3-3). Все передаточные функции имеют общий
знаменатель
е(Р) = 1 + тир+ти ткР\
где
1ГИ (р) =
1	(Г+Тур)(1 Ф-Гкр) ’
где Ку — коэффициент усиления по цепи управления.
При питании ЭТУ от вентидьпого преобразователя
частоты, выполненного по схеме рис. 3-32, действующее
значение выходного напряжения равно [Л, 3-9];

U = 1,11£д /1 + ig2q>a;	(3-7)
Потребляемые от преобразователя ток и мощность
могут быть определены с использованием формул (3-2)
и (3-7).
Режим работы инвертора существенно зависит от
частота и параметров нагрузки. При уменьшении фа
возможен срыв инвертирования. При увеличении ю и
происходит увеличение выходного напряжения. При
увеличении ш и уменьшении 7?а возможна перегрузка
Вид числителя передаточной функции зависит, ат
типа воздействия и от схемы контура. В табл. 3-60 при-
ведены числители передаточных функций для инвертора
тока, нагруженного на параллельный колебательный
контур.
Здесь
= (1 + nJ tg фн - (1 4- nJ tg ф;
. Л’ф = sin<рcosф; ^=-18Фи —tgq>f
Рассмотрим особенности системы «преобразова-
тель — контур», вытекающие из табл. 3-60 и выраже-
ния для Q(p).
200
Дискриминант характеристического уравнения си-
стемы
D = Та (Тк - 4ТК)	Т J—£ (4tgE <ь) - 8 (tg <рэ - 1)1;
Lm Рэ	J
В зависимости от знака D переходные функции
системы будут монотонными или колебательными.
Для рассматриваемой системы в числителе переда-
точных функций табл, 3-60 коэффициент при Тир отри-
цателен. Поэтому, несмотря на то, что характеристиче-
ское уравнение имеет второй порядок, максимальный
фазовый сдвиг составляет 1,5к, а переходная харак-
теристика а начальной стадии отклоняется в сторону,
противоположную по знаку конечному отклонению.
При анализе системы «инвертор ~~ контур» необ-
ходимо учитывать, что статические коэффициенты пере-
дачи существенно зависят от параметров системы и на-
стройки контура и при некоторых сочетаниях парамет-
ров меняют знак.
ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИНДУКЦИОННЫХ ЭТУ
КАК ОБЪЕКТОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО
РЕЖИМА
В индукционных нагревательных установках тепло
выделяется в поверхностных слоях нагреваемого изде-
лия и передается к внутренним слоям теплопроводно-
стью, Поэтому всегда имеет место значительная нерав-
номерность температуры по сечению, а при наличии от-
носительного перемещения индуктора и нагреваемого
тела — и по длине последнего.
В зависимости от технологического назначения
установки задача САР состоит в обеспечении повторяе-
мости конечного температурного поля или термических
кривых процесса нагрева. И в том, и в другом случае
доступными для измерения являются температура по-
верхности нагреваемого образца и электрические пара-
метры системы «индуктор — нагреваемое изделие». Эти
величины и используются в качестве регулируемых па-
раметров.
Динамические свойства индукционных нагреватель-
ных установок садочного типа при использовании в ка-
честве контролируемого параметра температуры 0 по-
верхности нагреваемого образца, а в качестве управ-
ляющего воздействия — удельной поверхностной мощ-
ности Р или связанной с ней плотности w внутренних
источников тепла в общем случае определяются реше-
нием уравнения Фурье
30	w
~- = ар®0+—(340)
dt	су
где а =® А/ус, у, с, X — температуропроводность, плот-
ность, удельная теплоемкость и теплопроводность на-
греваемого материала.
Передаточная функция, представляющая собой от-
ношение изображений 0(р) к Р(р) или w(p), может
быть получена путем решения уравнения операторным
методой при нулевых начальных условиях. Характер и
вид передаточной функции определяются геометрией t
Нагреваемого тела, видом функции распределения источ-
ников w и граничными условиями.
В табл. 3-61 приведены передаточные функции,
соответствующие различным геометриям нагреваемого
тела и функциям распределения источников тепла
[Л. 3-15—3-21].
Для каждого конкретного случая ^следует выбирать
выражение, наиболее близко соответствующее реальным
условиям нагрева.
Формулой, соответствующей распределению псточ -
пиков .тепла по экспоненте, следует пользоваться в слу-
чае нагрева с явно выраженным поверхностным эф-
фектом, когда эквивалентная глубина проникновения
l/а теплового потока много меньше характерного ли-
нейного размера (радиуса, толщины и т. д,), например
при поверхностной закалке. Формулы, содержащие
’F(х), позволяют вычислить коэффициенты передаточ-
ных функций при нагреве плоских и круглых тел с лю-
бым законом распределения источников тепла по сече-
нию. Наконец, при анализе сквозного индукционного
нагрева плоских и круглых тел, когда значение 1/к
соизмеримо с радиусом или толщиной, можно исполь-
зовать формулы, полученные в предположении равно-
мерного распределения источников тепла по сечению
нагреваемого тела.
Анализ частотных характеристик, соответствующих
передаточным функциям табл, 3-61, показывает, что
свойства объекта близки к свойствам инерционного зве-
на первого порядка.
В табл. 3-62 приведены передаточные функции для
случая взаимного перемещения индуктора и нагревае-
мого тела со скоростью V. Анализ передаточных функ-
ций табл. 3-62 показывает, что динамические свойства
объекта существенно зависят от отношения времени
пребывания образца в зоне нагрева tB к эквивалентной
постоянной времени Т (для теплотехнически тонкого те-
ла Т=1/Р). При МГ 1,0 характеристики объекта
незначительно отличаются от характеристик простей-
шего инерционного звена. Более сложный характер име-
ют динамические свойства объекта при (и/Т < 1,0, что
характерно для скоростных процессов непрерывно-по-
следовательного нагрева.
3-10. СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЖИМА
ИНДУКЦИОННЫХ ЭТУ
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЭТ)
Можно сформулировать две основные задачи уп-
равления электрическим режимом индукционных ЭТУ
(см. §3-9):
1. Поддержание максимально возможной мощности
с ограничением параметров, электрического режима об-
ластью допустимых значений.
2. Стабилизация пли изменение электрического ре-
жима по внешнему-параметру или по программе.
При решении этих задач приходится, как правило,
использовать несколько видов управляющих воздей-
ствий.
В процессе нагрева и плавки происходит значитель-
ное изменение эквивалентного реактивного сопротивле-
ния колебательного контура Х3. Для обеспечения воз-
можности полного использования мощности источника
питания и снижения электрических потерь в питающей
сети от реактивных токов необходимо поддерживать
настройку колебательного контура близкой к резонанс-
ной. Эта задача может быть решена путем изменения
емкости контура или частоты, ,
Помимо X.s в процессе нагрева или плавки значи-
тельно изменяется также ра. Для обеспечения работы
источника питания в допустимых режимах при макси-
мальном использовании мощности необходимо осуще-
ствлять граничное регулирование, т. с. стабилизировать
тот из параметров электрического режима, который в
данный момент времени имеет предельно допустимое
значение. Для источников питания с фиксированной ча-
стотой граничное регулирование сводится Тс стабилиза-
ции напряжения на максимальном уровне при cos<pB/?n<
<’/?„ и к стабилизации тока за счет снижения напря-
жения при. сез	> 7?н н может быть реализовано
только с .помощью изменения напряжения, как показа-
но на рис. 3-89, о.
201
Таблица 3-6t
Передаточные функции индукционных нагревателе А галочного типа
Форма ie.'la	Дифференциальное уравнение	Функция распределения источников	Граничные условия	Передаточная функция1
Полу бес конечное тело t .0 < х < со	66	6*6 . — = а —-4		 , 6f	сЛ-*С=	£"V	a? (£b f) = др (f) е~^-х	де (о, о .— Л 	 = pt» (U, tj; . дх де (<*., о = dt	U-1 (р) - —		 	 			. где К = 4 i (i+/рл) G+Урл) 	е :' Г,	, Т, = -^~
Бесконечная пластина; < к < i	де	» . ш .	 Д 	 J. .	. 6t	i-x1 гр	i W{X, t}=< Р (l) ф- (X)	*«_(кЛ. = Ёв (г. 0. 6ж №_(0> f) 0 • . _ д1	УО	> р . 2j	г W (р)= 			!	. где Вь= ~ f V (х) dx-, 03	/с Vo J р	1 + Pri 1 с _ £1 . Cq — — ; . Tt г	да si=l^yvw™ ^dx’ 0 2₽Т( С; = 		 ; Т, - r-fait’e ‘ /X	’
То же	60	«.I ~ -== а	f	 di	<?Х*	су	u, (X, t) = 2Z	— А	= ре а, 0; дх де to. n = 0 _ дх	Р7 (Р>= ....			 Л		~ /рт-Д/рт, +ctg /рт.)
Бесконечный цилиндр	де	/д^е t де \ • ш dt	t ЙХ= г дх ) су	ai (x, t) =- P (0 T (x)	-Л^'(Д' °	(Ц, t); дх де (о, i> = 0 <?х	см -% , у Ai Р 'Zjl+prt	я 	 «	' r*e4j-^j4w: р 4Jr+pTt. 1 ft =^L; r, = —; Л(р;,Я) = 0 e jjj *	* ар{	1V f >
То же 1 В формулах: Д	60	/с^б .1	66 \ . о? — — а	1		 —— 6£	\	г dr J и? nJ; -функдии Бесселя первого pt	.л/?5 >да, соответственно нулевого	„Х^е	(Д, (); 6/ де (0. j) = 0 дх к первого порядков.	w	—r		—F7=TV L	j.CKprjJ
Передаточные функции непрерывно-последовательных индукционных нагрева теней	Таблица 3-62
Форма уела	Дифференциальное уравнение	Функций распределения вс-точвнко»	Граничные условия	Передаточная функция	
Полубесконе'нюе тело, 0 < л- < :. ;	рФ	.	TJ	гТО	и 	h	V	— ~	д —	—	; Jf	_ ду	д*‘	су Й = в «	?)	i.' (я, г) — лр (г! i~~rj-x	- х д® (—-^0 « рВ{0, у, 1) дх && у, о ’ ах е (х. о, о = 0;- t>8 (», у, о = в ду	1 - 1/7?“erf /Х + l-i г~/яР Й/ (р) « К,	i	  к 1 -	с~/нР Л " -’	•	2> - 1	'	 К V 2	Л		 где KU2 = -	—4^-; fluency /„/Tij	
Бесконечная л л ас гм на | G а х < УЛ: У • у < 1 	Л> , ,, i»6	, а> —- + V 		 а — -5- -— ; дР	ду	ох" с'г И™ Я (.v< у, t)	tn (х, !) = аР (t) г-м	X ^.(0, у. 0 _ p.Q (()> д. }) дх аесяь у, t) = 0; дх 0 U. 0» 0 = 0	№ (р)=-^р ——. — V ——- <Г^Р (~f4/Tnt  Zp'+'V'	  i	i 2Л3 [— пр'"аЛ’ + (а -1- В) cos ц 1 ' где К..			—						—		— ; '. ,.	... / 1	sin ц„ \ Хц-1 | ц-1 -Ь а2 fi2l —   -Г - .-2. . '	'' ' "	' '. cos к,,	% / [ г'1==ттг; etggfi“ ZI _	.,	
Бес конечный цилиндр, 0 < г < R; 0 < у < 1	дв ... сЮ	i^6 , 	4- V 	= я	L. с) г	dy	fir । а	_ь к; • х i)x	су 0^ © fxt у, х)	(х.	-] .Л [ К + (— У в 1 \ к ). J .	д® (у, R, 0 дх № [у, 0, 0 ._ 0, дх е (о4 х, о о	Itz (Р, О = Д, „ f 1 jl V - \	t XI/? гдх Kl> = '—  11	I' 'c	1	+l*	I A 4 a = 4 *	-1	+ *1* c	-W« 5 »	• £ 11 B II P a I	я	1
Теплотехнически гонкое тело, 0 < у < 1	St	ё'у	Л, (Л у) = Р,: (У) — р? (/. у)	.	,	,-^<0+р)/н S'.	w' (p. o = л :	  |	3 V p	
То Же	Ж*-;- г*=м/й St	<‘w	РГ: (f, у} = Л, (0 / iyY, f (#) eVSW		11/ {p. 0 = ~L	f f 1(0 ed,i'p dy e'*1^ l~g t7	J	v + p 0	
То же	-| V *>- Р (/. ,J} St	Sy	Р.-. (I, у) =•--= Л. (0	Ч (1. 0) = 0	1 „ е~^ p w (p, о 		 p	
И р D м е ч а и л е. '/— удельное топ лосоне ржац не нагреваемой заготовки.
Для статических преобразователей частоты на ти-
ристорах, граничное регулирование имеет свои особен-
ности. Для обеспечения, нормальной эксплуатации пре-
образователя необходимо, чтобы постоянный ток Л и
выходное напряжение U не превосходили максимально
допустимых для преобразователя значений, а время
запирания (а, обеспечиваемое схемой, превышало время
/в, необходимое для восстановления управляющих
свойств тиристоров.
Поскольку частота в процессе нагрева или плавки
меняется не более чем на 15—25%, то последнее усло-
вие может быть заменено ограничением [Л. 3-19]:
U	-.г-----:—
' -->1,11? l + tgWB.	(3-11)
Ed
При Ла > Ла поддержание резонансной настройки
колебательного контура с помощью изменения частоты
обеспечивает также стабилизацию выходного напряже-
ния U, т, е. алгоритмы резонансного и граничного регу-
лирования при Этом совпадают. При Ла Ли необхо-
димо ограничить ток что может быть достигнуто
путем увеличения угла управления выпрямителя и сниже-
ния за счет этого или же уменьшения частоты. Оче-
видно, что второй способ предпочтительнее, так как
позволяет сохранить потребляемую от преобразователя
мощность, равную /дЕа, и не приводит к уменьшению
коэффициента мощности в питающей сети. При даль-
нейшем уменьшении Ля возникает опасность нарушения
ограничения (3-11) и поэтому с некоторого минималь-
ного значения #8т граничное регулирование может
быть обеспечено только за счет снижения Режим
граничного регулирования преобразователя частоты ил;
люстрируется рис, 3-89, б.
Рассмотренные ограничения обеспечивают нормаль-
ную эксплуатацию установки с простейшим параллель-
ным колебательным контуром. При более сложных схе-
мах контура может возникнуть необходимость допол-
нительных ограничений по предельным значениям
напряжений и токов, например по напряжению на после-
довательной емкости н на индукторе, что несколько ус-
ложняет схему граничного регулирования, но не меняет
его характера по существу.
Одновременная реализация резонансного и гранич-
ного регулирования обеспечивает максимально возмож-
ное использование мощности источника питания и на-
иболее рациональный режим его эксплуатации.
Очевидно, Что режим стабилизации одного из
электрических параметров является чйстпым случаем
граничного регулирования и, как следует из рис. 3-89,
может быть реализован только при условии, что экви-
Рис. 3-89. JL-.мепение электрических параметров индук-
ционной ЭТУ в режимах граничного регулирования.
я -- источник ;• Диксироваиной частотой; S —источник с регу.
лируемоЗ
валентное сопротивление Ли донтура, изменяясь, оста-
ется в некоторой области допустимых значений (Ла <
Лв или Ля Ли).
При стабилизации одного из электрических пара-
метров статического преобразователя частоты наруше-
ние режима установок возможно при колебаниях ‘на-
пряжения сети, вызывающих изменение напряжения
Устранить эти колебания можно путем регулирования
угла управления выпрямителя, однако это нежелатель-
но, так как вызывает снижение мощности и коэффи-
циента мощности в питающей сети. При нулевом угле
управления выходное напряжение выпрямителя будет
меняться пропорционально напряжению сети. В режиме
стабилизации выходного напряжения это вызовет из-
менение частоты и, следовательно, мощности, так как
Р = и^~^/лэ
Аналогичный процесс происходит и при подключе-
нии или отключении индукционных нагревателей, пита-
ющихся от одного преобразователя. В этом случае для'
сохранения режима нагрева вместо стабилизации вы-
ходного напряжения необходимо осуществлять регули-
рование по закону
U2/wnl = const;	(3-12)
Наконец, необходимо также иметь возможность
снижать потребляемую контуром мощность по внешнему
параметру, когда это необходимо по технологии. Эта
функция принципиально может быть выполнена как с
помощью изменения напряжения, так и с помощью из-
менения частоты или настройки контура. Однако ₽ по-
следнем случае возможный диапазон изменения мощно-
сти ограничивается предельным током источника при
изменении настройки и граничными значениями угла
запирания инвертора при изменении частоты. Поэтому
в большинстве случаев регулирование мощности осуще-
ствляется с помощью изменения Читающего напряжения,
Таким образом, при регулировании электрического
режима, как правило, возникает необходимость исполь-
зовать по крайней мере два управляющих воздействия.1
Исключение составляет случай питания индукционной
ЭТУ от источника, обладающего большим запасом; по
мощности, когда задача стабилизации или измененияпо
 внешнему параметру электрического режима может
быть решена использованием любого из названных ви-
дов управления. В то же время в ряде случаев с целью
максимального использования мощности источника; пи-
тания оказывается целесообразным осуществлять согла-
сование, параметров источника' и контура.	.
Действительно, прн поддержании tg <р., = О и обес-
печении граничного регулирования потребляемая мощ-
ность будет меняться по ходу нагрева за счет измене,
ния Ла, как показано на,рис. 3-89. Полное использова-
ние мощности источника можно обеспечить, поддержи,
вая в процессе нагрева равенство Ла = /?« для источ-
ников с фиксированной частотен и условие Л □т Йо -%
Ла для преобразователей частоты,
Такой закон регулирования можно было бы обеспе-
чить за счет изменения Частоты, используя зависимости
(3-3), Однако при этом, как правило, требуется значи-
тельное изменение частоты и еще большее изменение
емкости для сохранения настройки контура близкой к
резонансной. Поэтому на практике согласующее управ-
ление осуществляется только переключением отпаек
индуктора. При этом Л» = гЛ/Ь,,. где b — коэффициент,
принимающий в процессе управления несколько фик-
сированных значений, Для поддержания максимально
возможной мощности переключения с целью изменения
Ъ и Лт> следует осуществлять при следующих относи-
тельных значениях тока и напряжения колебательного
контура [Л. 3-9]:
7/7в	--= b[/b; при bi < bi,...	(3-13)
204
Таблица 3-G3
Способы упрхвлевия электрическим режимом индукционных ЭТУ			
Метод управления	Методы реализации	Возможные законы управления	Схема на рисунке
Изменение пита- ющего напряже- ния	1. Регулируемые трансформаторы 5. Управляемые выпрямители 3. Вентильные регуляторы переменного тока 4. (Управляемое реактивное сопротивление (ре- актор, или конденсаторная батарея}]	1.	Стабилизация пли изменение по заданной программе тока, на- пряжения или мощности 2.	Граничное регулирование 3.	Изменение тока, напряжения или мощности по внешнему пара- метру	3-90, 3-91, 3-93
Изменение часто- ты	L Изменение частоты инвертирования 2. (Изнеяение частоты вращения двигатель-ге- й ер в торных (машинных} преобразователей часто- ты]	'  г	]. Стабилизация фазового угла колебательного контура 2.	Стабилизация напряжения, то- ка ИЛИ МОЩНОСТИ 3.	Граничное регулирование 4-	(Стабилизация эквивалентного сопротивления контура]	3-95, 3-9В
Изменение на- стройки контура	b Ступенчатое переключение групп конденсато- ров контакторами или тиристорны мн переключа- телями 2, регулируемый реактор в контурной цепи]	L Стабнлнзапия фазового угла колебательного контура 2- [Стабилизация напряжения» то- ка или мощности]	3-94 '
Изменение сопро- тивления контура	1. Переключение отпаек индуктора 2. Согласующие трансформаторы	1. Стабилизация эквивалентного сопротивления контура . .	 f-	3-98
где bi и Ь} — значения коэффициента b на соседних
ступенях.
Таким образом, система регулирования электриче-
ского режима индукционной ЭТУ в общем случае долж-
на включать в себя: регулятор, осуществляющий гра-
ничное регулирование, стабилизацию или регулирование
по внешнему параметру путем изменения питающего на-
пряжения; регулятор,: осуществляющий поддержание
резонансной настройки колебательного контура путем
изменения частоты или емкости контура; регулятор на-
грузки,- обеспечивающий согласование параметров ис-
точника питания и контура. Для однофазных установок
промышленной частоты эта система при необходимости
может быть дополнена регулятором симметрии (см,
§ 3-8), Сводка методов реализации различных видов уп-
равления электрическим режимом индукционных ЭТУ,
а также возможных законов управления для каждого
его вида дана в табл, 3-63. Методы и законы, приме-
няемые редко, в таблице заключены в квадратные
скобки.
Конкретная структура системы управления опре-
деляется в основном типом источника питания. Особен-
ности каждого из входящих в систему регуляторов рас-
сматриваются ниже.
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕМ
СТУПЕНЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОПЕЧНЫХ
ТРАНСФОРМАТОРОВ/РПН)
Поддержание заданного режима индукционной ЭТУ
промышленной частоты осуществляется переключением
ступеней напряжения трансформатора или автотранс-
форматора. На рис. 3-90 представлена принципиальная
схема системы автоматического управления переключа-
телем ступеней напряжения электропечи ого трансформа-
тора ПТ.
Управление переключателем осуществляется с по-
мощью привода, содержащего электродвигатель ЭД,
контакторы 1П—2П и командоконтроллер КР. В ре-
жиме дистанционного управления переключение проис-
ходит при повороте в ту или иную сторону переключа-
теля 2УП. В режиме автоматического управления пе-
реключение осуществляется в результате замыкания
контактов реле 1РП или 2РП, которые управляются
логической схемой контроля тока и напряжения. Для
изменения режима управления служит переключа-
тель 1УП-
Измерение тока и напряжения осуществляется с
помощью трансформаторов напряжения TH и тока ТТ
и логической схемы, содержап/ей элементы 1Э—8Э,
усилители 1У—2У и выходные реле 1РП—2РП. Среднее
значение напряжения на сглаживающем конденсаторе
ЗС пропорционально току печн, а среднее значение на-
пряжения на конденсаторах /С, 2С пропорционально
напряжению на печи. При превышении напряжением,
снимаемым с резистора 4R или 6R, верхней границы
зоны нечувствительности включится элемент 1Э, при
выходе за нижнюю границу выключится элемент 2Э.
Временная задержка (элемент 6Э) Е 1—2 с исключает
срабатывание системы при кратковременных отклоне-
ниях тока и напряжения, возникающих, например, при
переключениях конденсаторов.
Границы зоны нечувствительности регулируются
входными резисторами 2R, 3R релейных элементов
1Э,2Э.
Для,предотвращения перегрузок по току и выплес-
ков металла при включении печи в схеме предусмотрен
сброс нескольких ступеней напряжения после отключе-
ния печи, для чего на вход элемента 7Э подается сиг-
нал от элемента 8Э — индикатора наличия напряжения
па печи.
Число сбрасываемых ступеней задается при помо-
щи временной задержки (элемент 73).
После включения элемента 1Э на входах элемента
4Э-1 оказываются сигналы «нуль», что приводит к
срабатыванию усилителя 1У и реле 1РП. Аналогичным
образом после включения элемента 2Э осуществляется
включение усилителя 2У и реле 2РП. Блокировка эле-
мента 43-2 от элемента 8Э предотвращает переключе-
ния на более высокие ступени при отключении транс-
форматора.
Промежуточное реле 1РП включает контактор ТП,
Это приводит к вращению двигателя и переключающе-
го устройства в сторону понижения напряжения
(н->1).
205
Рис, 3-90. Принципиальная схема системы автоматического управления переключателем ступеней напряжения транс-
форматора.
При срабатывании реле 2РП аналогичным образом
обеспечивает повышение напряжения (1 ~>гг).
Запоминание сигнала на время переключения с по-
следующим сбросом памяти и торможение двигателя
осуществляются с помощью контроллера КР, диаграм-
ма работы которого приведена на схеме.
Если в результате одного переключения значение
тока не вернулось в заданную зону и контакты 1РП
или 2РП остаются замкнутыми, то происходит следую-
щее переключение. При таком регулировании зону не-
чувствительности по току (напряжению) следует вы-
бирать в 1,5—2,0 раза большей изменения тока (напря-
жения), вызываемого одним переключением.
При работе, печи 6т трансформатора с падающей
характеристикой по току используется цепь коррекции,
которая включается тумблером Т. В этом случае каж-
дой ступени напряжения соответствует определенное
значение допустимого тока, которое устанавливается в
регуляторе за счет вычитания из токового сигнала, сни-
маемого с резистора 6R, сигнала коррекции, пропорцио-
нального вторичному напряжению трансформатора и
снимаемого е резистора 5Й.
На участке характеристики, где допустимый ток
трансформатора постоянен, цепь коррекции запирается
стабилитроном 4Д,
Ключи 1УП и 2УП располагаются на щите управ-
ления установкой.
Привод, включающий электродвигатель ЭД, кон-
такторы 1П, 2Л и командоконтроллер КР входят в
комплект поставки электро печного трансформатора.
Остальная часть схемы управления, кроме трансформа-
торов TH в ГГ, входит в комплект регулятора типа
АРИР (см. ниже).
РЕГУЛЯТОРЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ МАШИННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
Назначение регулятора состоит в регулировании
тока возбуждения для стабилизации или изменения по 
заданному закону напряжения или тока генератора.
Регулятор, как правило, представляет собой усилитель
постоянного тока, на вход которого подается сигнал
рассогласования, а к выходу подключена обмотка воз-
буждения генератора.
Широко распространенные ранее регуляторы воз-
буждения на электромашинных усилителях [Л. 3-22]
вследствие значительных эксплуатационных недостат-
ков, связанных с обслуживанием вращающихся преоб-
разователей, были заменены регуляторами на магнитных
усилителях [Л, 3-23], Появление тиристоров и успеш-
1гый опыт их применения в различных целях позволили
создать еще более простые.и малогабаритные тиристор-
ные регуляторы возбуждения. На рис. 3-91, а приведена
структурная схема такого регулятора [Л. 3-24].
Регулятор состоит кз блока управления и силового
управляемого выпрямителя на диодах Д/, Д2 и тири-
сторах Г/, Т2. Выпрямитель питается переменным на-
пряжением t/n; к его выходу подключается ’ обмотка
возбуждения ОВ.
Блок. управления состоит из усилителя постоянного
тока У ПТ я двух каналов управления тиристорами 77.
Т2, каждый из которых включает в- себя генератор пи-
лообразного напряжения ГПН, релейный элемент РЭ
и импульсный усилитель НУ. На вход У ПТ подается
сигнал V?, ранный разности между опорным напряже-
нием (7оп и напряжением обратной связи Uo.c.
На рис. 3-91,6 приведена временная диаграмма
работы регулятора. В моменты времени, когда напря-
жения на выходах У ПТ и ГПН оказываются равными,
элементы РЭ и ИУ формируют управляющие импуль-
сы, отпирающие тиристоры. Чем больше напряжение
Иа выходе УПТ, тем меньше угол а включения тири-
сторов и тем больше среднее значение напряжения
возбуждения
Ua=--------(1-J-cosct),
При U„ = 220 В и изменении угла а от 0 до 180я
возбудитель обеспечивает изменение напряжения воз- --
буждения от 190 В до нуля.
206
Рис. 3-91.-Структурная схема (в) и временная диаграм-
ма работы (б) тиристорного регулятора возбуждения.
Предельная токовая нагрузка возбудителя опреде-
ляется типом и способом охлаждения тиристоров Tl, Т2
и диодов Д1, Д2.
Технические данные тиристорных возбудителей типа
ВТ, серийно выпускаемых заводом «Сибэлектротяжмаш»,
приведены в § 3-5 (рис. 3-30). На рис, 3-92 приведена
схема подключения возбудителя ВТ-20.
На выводы 1—2 подается напряжение питания,
к выводам 119, 720 подключается обмотка возбужде-
ния ОВ генератора Г, На выводы 59,60 подается на-
пряжение обратной связи от трансформатора 777, а на
выводы 46, 109 сигнал от датчика или регулятора тем-
пературы РТ.
Ручное изменение задания по напряжению осуще-
ствляется перемещением движка резистора 7? (ППБ-25Г,
22 кОм), который не входит в комплект поставки воз-
будителя, К выводам. 106, 110 подключается контакт
реле включения генератора РВГ,
Возбудитель Вт при подаче на его выводы 46, 109
внешнего сигнала 0 + 12 В может использоваться в ка-
честве исполнительного органа систем регулирования
температуры я других технологических параметров.
Входное сопротивление возбудителя равно 2 кОм.
На рнс, 3-93 приведена принципиальная схема ти-
ристорного возбудителя, блок управления которого вы-
полнен на базе Стандартного магнитного усилителя
ТУМА4-11. Возбудитель отличается простотой и на-
дёжностью.
Напряжение питания подается на выводы 1—2.
К выводам 3—1 подключается обмотка возбуждения
генератора. Напряжение задания снимается с движка
резистора Д. 	\
На выводы 5—6 регулятора подается напряжение
от трансформатора напряжения, пропорциональное на-
пряжению генератора, на выводы 7—8 — ток от транс-
форматора тока, пропорциональный току генератора.
Сопротивление входного резистора этой цепи устанав-
ливается таким, чтобы при 0111^=1 Дп, т. е. при
Д3 cos <рэ=Ян. напряжения на выходах диодных
мостов 2В и ЗВ были равны.
Поскольку мосты 2В и ЗВ включены параллельно,
то на обмотку обратной связи ОС будет поступать то
и.з напряжений, которое в данный 'Момент больше. По-
Рис. 3-9£. Схема подключения тиристорного регулятора '
возбуждения типа ВТ-20.
Рис. 3-93, Принципиальная схема тиристорного регуля-
тора возбуждения с блоком управления на базе маг-
нитного усилителя ТУМА4-11,
этому при 1Ли,Г>1Ця. т. е, когда /?э cos тра >/?„ и
напряжение на выходе моста 2В больше, чем на выходе
моста ЗВ, регулятор осуществляет стабилизацию напря-
жения генератора. При UIU№<.111^, т. е. когда'
До cos фэ < 7?н и напряжение на выходе моста ЗВ
больше, чем на выходе моста 2В, регулятор обеспечи-
вает стабилизацию тока путем снижения напряжения.
Благодаря этому обеспечивается/ граничное регулиро-
вание генератора.	'
При питании напряжением 220 В возбудитель обес-
печивает изменение напряжения возбуждения от 0 до
150 В. Предельный ток возбуждения определяется ти-
пом тиристоров и при 'Использовании, например, тири-
сторов Т50 с естественным ' воздушным охлаждением
составляет 20 А.
Возбудитель (рнс. .3-93) входит в комплект стан-
ций управления ШДА-4200 для индукционных плавиль-
ных печей типа ИСТ (см. § 3-6). Отдельно возбудитель
не выпускается, но легко может быть собран силами
заказчика.
При подключении к выводам 9—11 реостатного за-
датчика электронного потенциометра и установке пе-
реключателя И7 в положение 2, схема па рис. 3-93 мо-
жет быть использована для.автоматпчсского регулиро-
вания температуры.
РЕГУЛЯТОРЫ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ
Конструкции регуляторов коэффициента мощности
отличаются друг от друга применяемыми, средствами
207
ffrtMHMeHuefrunitixfiji
Рис. 3-94. Принципиальная схема регулятора фазового угла, построенного на стандартных транзисторных
логических элементах «Логик а-Т».
автоматизаций и принципом набора, переменной части
емкости, но тождественны по принципу действия.
При простейшем Способе включения групп конден-
саторов группы равновелики по емкости, а число кон-
такторов и групп равно числу необходимых ступеней
переменной части емкости.
Однако при этом необходимо использовать боль-
шое число контакторов, и чаще применяют другие
способы, например включение групп емкости по двоич-
ному коду, при котором каждый последующий контак-
тор включает емкость, в 2 раза большую, чем предыду-
щий, а изменение общей емкости достигается измене-
нием комбинаций включенных групп, что позволяет на
п контакторах получить 2" возможных ступеней ем-
кости.
Если мощности самых крупных групп конденсато-
ров превышают коммутационную способность сущест-
вующих контакторов, эти группы набираются из не-
скольких параллельно включенных подгрупп, каждая
из которых коммутируется собственным контактором и
имеет свой разрядный контур, а код набора несколько
изменяется. Так, вместо двоичного кода 1, 2, 4, 8, 16
могут использоваться коды 1, 2, 4, 8, 8, 8 или' 1, 2, 4, 4,
4, 4, 4, 4, 4.
При автоматическом регулировании отклонение ко-
эффициента мощности от заданного значения фиксиру-
ется датчиком фазы. Сигнал от датчика фазы поступает
на приемное релейное или бесконтактное запоминающее
устройство, которое управляет работой переключающей
схемы, обеспечивающей нужную комбинацию включе-
ния групп емкости. В качестве переключающего устрой-
ства используются силовые ком ан до аппараты, шаговые
искатели и бесконтактные счетные схемы,
Запоминание сигнала на время переключения е
последующим сбросом памяти дает возможность фор-
мировать четкие управляющие импульсы на переключе-
ние, а также осуществлять временною задержку между
двумя соседними переключениями, достаточную для
разряда отключенных групп емкости. Сброс памяти
после одного переключения осуществляется генератором
импульсов или обратной связью с временной задержкой,
Регулятор коэффициента мощности (рис, 3-94) со-
стоит из датчика фазы (элементы 73—53), фазовраща-
208
тощей цепочки (/?,, релейных элементов (элементы
/3, 23), схем «памяти» (элементы 6Э, 7Э), реверсивно-
го двоичного счетчика, выходных усилителей У и ко-
нечных выключателей (элемент /23).
В целом регулятор работает следующим образом.
При отклонении фазового угла за пределы заданной
зоны нечувствительности появляется импульсный сиг-
нал на одном из выходов датчика фазы. Если пет сиг-
нала о полном наборе или сбросе емкости, то срабаты-
вает одна из схем «память», подаются нулевой потен-
циал на одну из шинок знака и сигнал на выключение
силового питания. После уменьшения напряжения на
конденсаторах до безопасного для переключения пода-
ется сигнал на вход счетчика, что вызывает переклю-
чение конденсаторной батареи и изменение ее емкости
на одну ступень в нужную сторону. После этого линия
задержки осуществляет сброс памяти, что вызывает
автоматическое включение силового питания. Если в ре-
зультате одного переключения фазовый угол не вер-
нулся в зону нечувствительности, то аналогичным об-
разом производится следующее переключение.
При отсутствии фазосдвигающей цепочки регулятор
поддерживает значение фазового угла близким к нулю;
Фазосдвигающая цепочка позволяет задавать регуля-
тору любое значение фазового угла в диапазоне ± 30°,
Подробно работа регулятора описана в [Л. 3-9].
Регуляторы коэффициента мощности колебатель-
ного контура типа АРИК серийно выпускаются Кали-
нинским заводом электроаппаратуры, а также входят
в комплект станций управления ШДА-4200.
Регуляторы обеспечивают точность поддержания
заданного значения коэффициента мощности ± 0,03
в диапазоне cos ср от 0,9 (емк.) до 0,85 (инд.) при рас-
четных вероятностях безотказной работы 95% За
1000 ч н 60,5% за 10 000 ч. Остальные их данные при-
ведены в табл, 3-64,
Точность поддержания фазового угла зависит от
чувствительности регулятора и минимальной ступени ре-
активной мощности <7, квар:
q<PMg<$5.v,	.	(3-14)
где Р—потребляемая активная мощность, кВт; Atgq>3.n—
Таблица 3-64
Регуляторы коэффициента мощности АРИК
				о
	ю	Цф	<71	
	г---.	04	С"Х	w«
 Показатели	2	СО - ‘Z	2	§
	т-		S	
	11	&		с?
		<	<	
Число ступеней ем-	16	32	32	<54
костн Число исполнитель-	5	6	9	JD
ных контакторов Потребляемая мощ- ность, В* А ,	85	95	120	130
				
эона нечувствительности регулятора по тангенсу фазо-
вого угла.
Зону Atg<p31B обычно выбирают, исходя из получения
точности стабилизации коэффициента мощности ±0,03,
чему соответствует Afg<pa.H ~0,25. Зная общую пере-
менную часть реактивной мощности Q, которую обычно
принимают равной (0,35—0,45) /Чйфи, и определив ми-
нимальную ступень по формуле (3-14), можно найти не-
обходимое число ступеней регулирования N:
„ Q (0,35 — 0,45) tg(DH
N = — > -	 ’   • Тн ,	(3-15)
Q	A tg фз-я
Эти формулы позволяют по табл. 3-64 выбрать нуж-
ный тип регулятора коэффициента мощности.
р (частоты со). Отсечки — ограничения вначале воздей-
ствуют на угол 0 (частоту со), а при выходе на нижнее
или верхнее ограничения по частоте — па угол а. Это
обеспечивается тем, что опорное напряжение Ещ не-
сколько превышает напряжение £ot.
Ла рис.' 3-96 представлена принципиальная схема
универсального регулятора электрического режима пре-
образователя частоты ТПЧ.
Сигнал, пропорциональный выходному напряжению
преобразователя, поступает на цепь, состоящую из ре-
зисторов R3 и конденсатора С2. Переменное напряжение
на конденсаторе С2 выпрямляется диодами Д5—Д8 и
прикладывается к последовательно соединенным рези-
сторам Д5. Сигнал с.движка резистора В5 и опор-
ное напряжение, формируемое стабилитроном Ст, срав-
ниваются на составном транзисторе Tl, Т2. Усиленный
сигнал подается через резистор R7 в БУИ. При увеличе-
нии выходного напряжения преобразователя увеличива-
ется сигнал на движке, резистора R5 и увеличивается
ток через эмиттер— коллектор транзисторов Tl, Т2, что
вызывает уменьшение угла 0 и, следовательно, снижение
выходного напряжения.
Резистор ЯЗ и конденсатор С2 выбирают таким об-
разом, чтобы стабилизируемое выходное . напряжение
преобразователя менялось в зависимости от частоты по
закону (3-12).
Конденсатор СЗ сглаживает пульсации выпрямлен-
ного напряжения и обеспечивает динамическую устойчи-
вость контура регулирования выходного напряжения
преобразователя.
Сигнал, пропорциональный току преобразователя, че-
рез согласующий трансформатор Тр1 поступает на вы-
РЕГУЛЯТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЖИМА
ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ
Система управления преобразователем состоит из
блока управления инвертором (БУИ), блока управления
выпрямителем (БУВ) и автоматического регулятора.
БУЙ обеспечивает режим самовозбуждения инвертора,
поддерживая заданное значение угла 0 между выход-
ным током и напряжением в широком диапазоне изме-
нения параметров нагрузки и частоты. Выходными сиг-’
налами БУИ являются кривая выходного напряжения
а(е>() в кривая и(со/—л/2). Выходная система БУИ пу-
тем фиксации прохождения выходных сигналов через
нуль и логической функции совпадения формирует уп-
равляющие импульсы, существующие в интервалах вре-
мени от (2л.-р1)л/4 до ил. Эти импульсы управляют ра-
ботой двух генераторов пилообразного напряжения,
блокируя один из них и запуская второй передним
фронтом и сбрасывая второй и запуская первый задним
фронтом. Пилообразные напряжения сравниваются, и в
момент их равенства формируется импульс открывания
тиристоров инвертора,
Автоматический регулятор электрического режима
преобразователя частоты должен обеспечить резонанс-
ное и граничное регулирование с помощью изменения
частоты и напряжения. На рис. 3-95 приведена структур-
ная схема регулятора. Выходные величины U и I, а
также дополнительные ограничения (например, напряже-
ния на элементах схемы колебательного контура) пода-
ются на блоки выбора наибольшего значения сигналов,
с выхода которых на блоки сравнения с опорными на-
пряжениями £(, и ЕОг поступает тот из сигналов, кото-
рый больше. Это позволяет путем выбора уровня обрат-
ных связей осуществлять регулирование по любому из
параметров с отсечкой — ограничением по остальным.
С выхода блоков сравнения управляющий сигнал посту-
пает на блоки управления БУВ и БУИ, обеспечивающие
нужный угол управления а выпрямителя В и угол 0
(частоту (о) инвертора И: Характеристики блоков уп-
равления обеспечивают ограничения по нижнему зна-
чению угла а и по нижнему в верхнему значениям угла
Рис. 3-95. Структурная схема регулирования электричес-
кого режима тиристорного преобразователя частоты.
Рис, 3-96. Принципиальная электрическая схема универ-
сального регулятора электрического режима тиристорно-
го преобразователя частоты.
14—342
209
прямите ль В2 и затем на делитель на резисторах R1,
R2. Конденсатор CI обеспечивает сглаживание пульса-
ций.
С движка резистора 7?2 сигнал через диод 1Д по-
ступает на вход составного транзистора Tlr Т2. Диоды
1Д, 2Д развязывают цепи обратной связи по аыходномс
напряжению и току выпрямителя и обеспечивают пода-
чу на вход Т1 того сигнала, который в данный момент
больше.
При превышении сигналом на движке резистора R2
сигнала на движке резистора /?5 диод 1Д открывается
и регулятор поддерживает постоянный ток выпрямителя.
В противном случае осуществляется регулирование по
закону (3-12),
При достижении углом Р минимального значения
вступает в действие регулирование угла а. При этом
'' составной транзистор Tl. Т2 переходит в состояние на-
сыщения, а.транзистор ТЗ начинает открываться. Благо-
даря диоду ЗД транзистор’ ТЗ открывается позже со-
ставного транзистора Tl, Т2. Напряжение на резисторе
В13 является выходным сигналом усилителя на транзи-
сторах ТЗ, Т4 и подается в блок регулирования напря-
жения выпрямителя (БУВ).
КОМПЛЕКСНЫЕ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ
ИНДУКЦИОННЫХ ПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕН
На базе описанных выше локальных регуляторов
созданы и серийно выпускаются комплексные системы
регулирования индукционных тигельных плавильных пе-
 чей,
Для автоматического управления электрическим ре-
жимом индукционных плавильных печей, питающихся от
машинных генераторов повышенной частоты, предназна-
чены станции ШДА-4200 (см. табл. 3-27), включающие
локальные автоматические регуляторы, аппаратуру за-
щиты, сигнализации, ручного ^управления и измеритель-
ные приборы,	.
Рис. 3-97. Структурная схема системы автоматического
управления режимом плавки в индукционной печн.
На рис. 3-97 приведена схема системы автоматичес-
кого управления электрическим, режимом плавки, состо-
ящая из автоматического регулятора возбуждения
(рис. 3-93), автоматического регулятора коэффициента
мощности (рнс. 3-94) и двухпоэииконного регулятора
нагрузки,
Система регулирования обеспечивает:
1)	поддержание с точностью ±1 %.заданных значе-
ний напряжения генератора при Яэ/Рп>1 и тока гене-'
ратора ври/?эД?н<1;
2)	поддержание с точностью ±3% заданного значе-
ния коэффициента мощности контура путем ступенчато-
го переключения переменной части конденсаторной ба-
тареи при отключенном возбуждении;
3)	переключение схемы питания индуктора контак-
торами 1JI и 2Л в моменты, когда такие переключения
обеспечивают увеличение потребляемой мощности.
Серийные печи типа ИСТ обычно имеют одну от-
Рнс. 3-98. Принципиальная электрическая схема двухпозицнонното регулятора нагрузки на
элементах «Логика-Т».
210
пайку индуктора. Поэтому в состав комплектных уст-
ройств входит двухпозиционный регулятор нагрузки,
схема которого приведена на рис. 3-98.
Измерительная часть регулятора включает согла-
сующие: трансформаторы Тр1, Тр2, выпрямительные ди-
оды, сглаживающие конденсаторы и релейные элементы
13—43. Напряжение на конденсаторе С, пропорциональ-
но напряжению, а на конденсаторе С%—току генератора.
Элементы 13 и 33 настраиваются на срабатывание
при номинальных значениях тока и напряжения гене-
ратора, элементы 23 и О — при значениях, соответст-
вующих выполнению условий (3-13).	'
Команда на переключение с полного индуктора на
отпайку подается, когда реле 13 включено, а 43 выклю-
чено, Команда на обратное переключение подается, ко-
гда реле 33 включено, а 23 выключено. Элемент времени
73 предотвращает переключения при кратковременных
изменениях тока. Элемент 83 выполняет функцию И,
формируя сигналы на переключения при указанных вы-
ше сочетаниях срабатывания входных реле. Эти сигна-
лы осуществляют переключение памяти, собранной на
элементе 93, состояние которой в каждый момент вре-
мени определяет оптимальную схему включения индук-
тора. Это состояние передается управляющей памяти,
собранной на элементе 103, через элемент 113, Послед-
ний блокируется сигналом элемента 123, выполняющим
Функцию индикатора врличия напряжения генератора,
бэтому управляющая память и силовая схема питания
переключаются только при отключении печи от генера-
тора. При этом реле /23 выключается, с элемента 113
снимается блокирующий сигнал, и память на элементе
103 копирует состояние памяти на элементе 93.
Переключение памяти на элементе 103 через усили-
тели 1У, 2У и реле IP, 2Р вызывает переключение схе-
мы питания: реле 2Р включает полный индуктор, а реле
1Р — отпайку.
Рисунок 3-99 иллюстрирует работу регуляторов воз-
буждения и нагрузки станции ШДА. Работа регулятора
возбуждения без регулятора нагрузки показана на
рие. 3-99, а. Верхняя кривая показывает изменение эк-
вивалентного сопротивления контура в процессе плавки;
ниже приведены кривые изменения тока, напряжения и
мощности, В промежутке времени от 0 до h и от G до f3t
когда /?в/йи < 1,0, регулятор возбуждения обеспечивает
стабилизацию тока генератора. В период От /, до fj и
после когда Яа/Pai» 1,0, регулятор поддерживает ста-
бильным напряжение на контуре. Таким образом обес-
печиваются защита генератора от перегрузок и макси-
мально возможное использование его мощности, т. е,
граничное регулирование.
На рис. 3-99, б показаны кривые изменения пара-
метров в процессе плавки при. совместной работе регу-
ляторов возбуждения и нагрузки. Последний в момент
времени f4 осуществляет переключение схемы с полного
индуктора на отпайку, а в момент t7 снова переключает
печь на полный индуктор. Регулятор возбуждения, как
я раньше, обеспечивает граничное регулирование, осу-
ществляя стабилизацию тока в периоды от 0 до ib от
ti до ts, от Л до tj и стабилизацию напряжения в перио-
ды от i, до 6, от (s до /в, от /т до t2 и после f3. Заштри-
хованная на рис. 3-99, б площадь пропорциональна до-
полнительной энергии, полученной за счет работы регу.
лятора нагрузки.
На рис. 3-43 показан общий .вид станции ШДА-4200,
а в табл, 3-27 приведены их технические характеристики.
Станции ШДА-4200 выпускаются серийно Александ-
рийским электромеханическим заводом и входят в ком-
плект поставки печей типа ИС Т-0,06; ЙСТ-0,16; ИСТ-0,25;
ИСТ-0,4. Они могут быть также применены для ав-
томатизации действующих печей типа ИСТ, МГП и др.
Система автоматического регулирования печей про-
мышленной частоты подобна системе на рис. 3-97, но
имеет некоторые особенности.
Для питания индукционных печей промышленной
частоты применяются электропечные трансформаторы с
14*
Рис. 3-99, Изменения относительных эквивалентного со-
противления контура, тока, напряжения и мощности по
ходу плавки при работе регуляторов возбуждения и на-
грузки станции управления типа ШДА без регулятора
нагрузки (а) и с регулятором нагрузки (б).
Рис. 3-100. Структурная схема системы автоматического
регулирования индукционной плавильной печи промыш-
ленной частоты.
переключателями ступеней напряжения, позволяющие
осуществлять ступенчатое регулирование напряжения
под нагрузкой с дискретностью (со ступенями) 8—12%-
Индукциониые печи промышленной частоты имеют,
как правило, значительно большие мощность и емкость
и выпускаются в меньших количествах, чем печи повы-
шенной частоты.
В отличие от комплектных устройств для печей по-
вышенной частоты, представляющих собой автоматизи-
рованные щиты управления, регуляторы для печей про-
мышленной частоты конструктивно выполнены \ в виде
отдельных блоков, подключаемых к щиту управления
печью. Это позволяет обеспечить комплектацию широ-
кой номенклатуры печей сравнительно небольшим на-
бором типоразмером блоков.
Схема системы регулирования печи промышленной
частоты приведена ла рис. 3-100. Печь питается от элект-
ропечного трансформатора ПТ через симметрирующее
устройство [Л.3-26], состоящее из реактора Р, постоян-
но включенной батареи Св и переключаемых батарей
/Се, 2Сс, Электропечной трансформатор оборудован пе-
реключателем ступеней напряжения под нагрузкой РПН.
211
Система регулирования включает регулятор АРИР, со-
стоящий из блока управления РПН трансформатора
(рис. 3-90) и регулятора коэффициента мощности
(рис. 3-94), и регулятор АРИС, воздействующий на кон-
такторы 1КС, ЗКС симметрирующего устройства. Систе-
ма обеспечивает:
1.	ведение плавки на ступени напряжения, соот-
ветствующей максимальной загрузке трансформатора по
току;
2.	поддержание с точностью ±3% -коэффициента
мощности колебательного контура путем ступенчатого
переключения конденсаторов 1С—АТС под нагрузкой;
3.	поддержание симметричной загрузки трехфазной 
питающей сети с точностью ±5% по току путем пере-
ключения конденсаторов 1Са, 2Са под нагрузкой.
Если питающий трансформатор не имеет переклю-
чателя ступеней напряжения под нагрузкой, вместо ре-
гулятора АРИР используют регулятор коэффициента
мощности АРИК, не имеющий блока управления на-
пряжением (табл. 3-64).
Регуляторы АРИР (табл. 3-65) выпускаются серий-
но Калининским заводом электроаппаратуры. Аппарату-
' ра зашиты, сигнализации и ручного управления, а так-
же измерительные приборы в комплект АРИР не входят
и устанавливаются дополнительно на щитах управления
печной установкой.
Регуляторы АРИР поставляются комплектно с пе-
чами типа ИЧТ, ИЛТ, ИЛТ и др.
Регуляторы обеспечивают точность поддержания
тока ±6% в диапазонах изменения заданий по току
, 25, 50, 75 и 100% и cos ф от 0,9 (емк.) до 0,8 (инд.),
Если в комплект АРИР входит регулятоп симмет-
рии, к обозначению регулятора добавляется буква С с ’
цифрой, указывающей число ступеней симметрирования.
Буква Д в конце обозначения регуляторов АРИР обо-
значает наличие дозатора энергии (см. § 3-11),
Описанные системы позволяют полностью автомати-
зировать управление электрическим режимом индукци-
онных плавильных печей любого типа, включая вакуум-
ные.
При анализе же качества Переходных процессов необ-
ходимо учитывать нелинейность исходных уравнений.
В дальнейшем ограничимся вопросами анализа динами-
ческой устойчивости.
2.	Все виды управлений в рассматриваемой системе
носят явно выраженный дискретный характер, При от-
носительно низких частотах возмущений, характерных
для большинства индукционных ЭТУ, дискретность при
анализе динамики следует учитывать в тех случаях, ко-
гда частота <о0 квантования управляющего сигнала ниже
частоты сое среза линейной части системы. Для рассмат-
риваемых систей это условие может быть представле- <
но в виде
<°о 2п 6	’
где (ви — основная рабочая частота ЭТУ; —суммар-
ный коэффициент усиления системы.
Эта зависимость показывает, что при применении
управляемых выпрямителей (<в0== 100—300 Гц) дискрет-
ность управления необходимо учитывать прн A's ==
= 104-100, При частотном управлении (<в0=2юи) необ-
ходимость учета дискретности возникает только при
«10е или при искусственном ограничении соо, что
на практике не применяется.
3.	В ряде случаев управляющее воздействие не толь-
ко дискретно, но и ступенчато, т. е. квантовано не только
по времени, но-и по уровню (управление путем пере-
ключения групп емкости; управление с помощью ступен-
чато регулируемых трансформаторов; регулирование эк-
вивалентного сопротивления путем переключения отпа-
ек индуктора и т. д,). При этом необходимо учитывать
дополнительное условие устойчивости положения рав-
новесия, состоящее в том, что изменение регулируемого
параметра, вызываемое изменением на одну ступень уп-
равляющего воздействия, должно быть меньше зоны не-
чувствительноств регулятора.
С учетом изложенного на рис. 3-101 представлены
динамические структурные схемы, соответствующие трем
характерным для регулирования электрического режима
индукционных ЭТУ случаям. Схема рис. 101, а харак-
терна для систем регулирования напряжения индукци-
онных ЭТУ и содержит помимо звена с передаточной
функцией объекта W0(p), подобной выражению (3-6),
звено с передаточной функцией регулятора WP(p), иде-
альный импульсный элемент ИЗ и звено с изображением
единичного импульса. Анализ устойчивости такой схемы
может быть выполнен с использованием г-преобразова-
ния. При простейшем пропорпиональном регуляторе
(Pp(p)=/Cp и при 71<0,1Тг, что, например, имеет место
ДИНАМИКА СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЖИМА ИНДУКЦИОННОЙ ЭТУ
И ВЫБОР НАСТРОЙКИ РЕГУЛЯТОРОВ
Анализ динамики систем автоматического регули-
рования может быть выполнен с использованием приве-
денных в § 3-9 передаточных функций. При этом -нужно
учитывать следующее.
1. Передаточные функции получены путем линеари-
зации нелинейных уравнений системы «источник пита-
ния — контур», Анализ описывающих систему уравне-
ний с учетом основных существенных нелинейностей,
выполненный методом фазовой плоскости, показал, что
асимптотическая абсолютная устойчивость системы мо-
жет быть оценена по уравнениям первого приближения.
')
Рис. 3-101, Типовые динамические структурные схемы
САР электрического режима,
212
при регулировании по цепи возбуждения, условие устой-
чивости, как известно [Л.3-27], имеет вид;
1 e-ss
КРКО <---------г
• . •	'	1 — У'
гдё 6==То/Т2, Т0=2л/<ла.
По мере увеличения fj произведение,/Сr7G снижает-
ся, стремясь к единице. При малых р получим;
Если Т, и Т2 соизмеримы, но значительно превыша-
ют 2л/соо, то
(Tl + TWo; ’
- Как видно из приведенных выражений, квантование
управляющего сигнала по времени значительно снижает
предельный коэффициент усиления системы.
Одним из путей повышения коэффициента усиления
и, следовательно, точности' системы является упеличе--
ние Шо, что может быть обеспечено за счет применения
Многофазных схем выпрямления.
На рис. 3-101, б изображена динамическая схема
системы регулирования частоты. Для анализа схемы
можно использовать линейную теорию. При простейшем
пропорциональном регуляторе условие устойчивости име-
ет вид;
КрКоа<1; '
что при а>0 выполняется только при очень низких
значениях усиления /Ср. Увеличения предельного усиле-
ния можно достичь, вводя в регулятор: инерционное зве-
но с постоянной времени ТР. В этом случае
ЛрКоа < 7;./7-2.
, Из последнего выражения следует, что соответст-
вующим выбором 7р .можно обеспечить любое требуемое
усиление и, следовательно, точность регулирования;
На ряс. 3-101, в приведена структурная схема си-
стемы ступенчатого регулирования, состоящая из чувст-
вительного релейного элемента с зоной нечувствитель-
ности 26, интегратора, задающего частоту переключений
too, блока ступенчатого переключения управляющего воз-
действия и объекта регулирования,
Для анализа такой системы целесообразно исполь-
зовать метод фазовой плоскости. Движение системы при
Т|<0,1Т2 описывается уравнениями
и(f) = х0 — sign xKtf 2 {1 “	rpl };
* m
*(/) = - sign	,
Ц-^I
где T=f/7S;	q— ступень регулирования; m—
число переключений после очередного включения релей-
ного элемента; и(t) —регулируемый параметр.
Отсюда уравнение фазовых траекторий будет иметь
вид:
z-г'к — к., — sign иКортг.
При достаточно большом m начальные и конечные
значения я на интервалах регулирования стремятся к
предельному значению
	.		2ж“тР
«пр = Игл и (m) = — sign иЛ’п ,---.
1 е тр
При 72^2л/ш0
«пр = — si gn х2К„?7 Jn,
где/п== i/7oчастота переключений.
Рис. ЗИ02. Фазовая траектория системы ступенчатого
регулирования электрического режима : индукционной
ЭТУ.
С учетом изложенного на рис. 3-102 приведена одна
из возможных фазовых траекторий, соответствующая
начальному отклонению х0. Система регулирования со-
вершает тринадцать переключений, в результате которых
регулируемая величина х дважды пересекает зону не-
чувствительности и оказывается равной хя. Так как
Хк<Хо, траектория устойчива, по процесс регулирования
носит колебательный -характер. Для сокращения чйсла
переключений целесообразно выбирать параметры; си-
стемы из условия апериодичности процесса регулирова-
ния. Из рис. 3-102 следует, что для этого необходимо ус-
ловие
ипр 4- Kt>q ~ (272/п	1)-/Си<7 < 26;	(3-16)
Условие устойчивости положения равновесия, выте-
кающее из ступенчатого характера управляющего воз-
действия, можно записать в виде	' . ’ ~
26 > /ftf,
(3-17)
Таким образом, нужные динамические свойства си-
стем ступенчатого . регулирования индукционной ЭТУ
могут, быть обеспечены выбором зоны нечувствительно-
сти по условию (3-17) п частоты переключений ро. усло-
вию (3-1G).
З-П. СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ
ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА
ИНДУКЦИОННЫХ ЭТУ
МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ РЕЖИМА И ПРИНЦИПЫ
ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ
.Методы регулирования теплового режима индукци-
онных ЭТУ делятся на косвенные и прямые. При кос-
венных методах’нужный тепловой режим’обеспечивает-
ся без непосредственного измерения температуры на-
греваемого тела. Простейшим и наиболее распростра-
ненным косвенным методом обеспечения повторяемости
процессов нагрева является стабилизация одного из па-
раметров электрического режима. Задача получения
нужного характера динамики роста температуры может
быть успешно решена путем программного регулирова-
ния электрического режима [7L 3-28]. При этом нужный
213-
Таблицу Мб '
Л урометры излучения
Тип пирометра	Предела! намерения, °C (в зависимости От моди- фикация)	Основная погреш* НОСТЬф % к верх- нему пределу	Коэффициент визирования	Рабочее расстоя- ние, и .	Быстро- дейст- вие, с	Изготовитель
ФЭП-4	500—900 или 300—1500 900-1000 илн 1100—1800 850—1400 илн 1200—2000	±1Ш .	1/22; 1/28: i/36; 1/50	0,2— 1J	1,00	Опытный завод треста «Урялиоя- та ж автоматика», г, Свердловск
РАПИР	400—1500 или 900—2000 1200—2500		1/20’	0,-1—i, 5	4,00	Приборостроительный завод, г. Ка- менец-Подольск
<Спектгюпир-2»	1300—1700		1/100	—	0,0Р 1,00е	Опытный завод средств контроля и автоматики, г. Ленинград
РЭД-018	1400—1700 или 1600—2’00 2100—2800	±0.3	1/25; 1/50; 1/100; 1/200; 1/400	ту	0,50	Научно-производственное объединен нив «Термоприбор», г, Львов
1 При измерении.
3 При регулировании.
режим подбирают предварительно, при нагреве первых
образцов партии.
Стабилизацию и программное регулирование элект-
рического режима обычно осуществляют, воздействуя
на управляемый выпрямитель источника питания ЭТУ
повышенной и высокой частоты в на регулируемый
трансформатор или тиристорный регулятор переменного
тока ЭТУ промышленной частоты и ЭТУ с централизо-
ванным питанием. При этом можно использовать регу-
ляторы, описанные в § 3-10.
При регулировании процессов зонного и капельного
переплава, а также процессов нагрева материалов, об-
ладающих значительной зависимостью физических пара-
метров от температуры, в качестве косвенного парамет-
ра регулирования теплового режцмй можно использо-
вать эквивалентные параметры индуктора /?, X, соафи.
Например, при салопном нагреве ферромагнитных мате-
риалов измерение одного из этих параметров позволяет
фиксировать момент достижения температуры потери
магнитных свойств, а при непрерывно-последовательном
нагреве ферромагнитных материалов п переплавных про-
цессах— следить за координатой точки потери магнит-
ных свойств или плавления.
Другим косвенным методом контроля теплового ре-
жима является учет израсходованной на нагрев энер-
гии — дозирование энергии. Такой метод дает приемле-
мую точность только при низкотемпературном нагреве,
когда тепловые потери незначительны. В общем, же
случае необходимо контролировать не только получен-
ную, но п потерянную энергию, вычисляя среднее коли-
чество теплоты по ходу нагрева по формуле
? = <?о + -7^ i (Р — Ра — Р*) dt,
U
О
где qs начальное удельное количество теплоты: G —
масса нагреваемой заготовки; — мощность электриче-
ских потерь п Рв — мощность тепловых потерь
Поскольку мощность тепловых потерь не может
быть непосредственно измерена, ее следует задавать
в виде постоянной усредненной величины или в виде
функциональной зависимости от текущего количества
теплоты. Погрешность At? такого метода контроля мо-
214
жег, быть оценена по формуле
1 Л	р — ПтАРп\а '7_AG\2
Ц V к Дг Р / ’ к "От рп / к О J ’
(3-18)
где Пт -- тепловой к. п. д. установки.
Анализ (3-18) показывает, что при измерении по-
требляемой мощности Р я массы G с точностью не хуже
1%, при не ниже 90% и оценке тепловых потерь
с точностью 10% ошибка определения теплового режима
не превысит 2%, что в ряде случаев может быть прием-
лемым.
При необходимости более точного поддержания за-
данного теплового режима, а также при наличии значи-
тельных возмущений, имеющих случайный характер, ис-
пользуют прямые методы регулирования ^ применением
датчика температуры. В отличие от печей сопротивления
термопары в качестве датчиков температуры индукцион-
ных ЭТУ применяют сравнительно редко, так как непо-
средственный контакт с, объектом затруднен или невоз-
можен. Здесь более широко применяют для систем пря-
мого регулирования теплового режима бесконтактные
пирометры трех типов: радиационные, илн пирометры
суммарного излучения; яркостные, или пирометры ча-
стичного излучения, и цветовые, или пирометры спект-
рального отношения.
Типы пирометров отличаются различными быстро-
действием н методической ошибкой измерения темпе-
ратуры.	-
Количественную оценку последнего свойства прибо-
ра дает так называемая степень независимости пиромет-
ра от излучательной способности объекта, показываю-
щая, во сколько раз относительное изменение показания
пирометра меньше относительного изменения коэффици-
ента черноты объекта [Л. 3-25],
Радиационные пирометры с приемниками излучения
в виде термобатареи просты по конструкции и надежны,
по обладают значительной инерционностью. Степень не-
зависимости радиационного пирометра равна четырем
и принципиально не Может быть повышена. Поэтому
радиационные пирометры применяют л ля контроля и ре-
гулирования относительно медленных процессов нагрева
при небольших изменениях коэффициента черноты объ-
екта. Наибольшее распространение получил радиацион-
ный пирометр РАПИР, в комплект которого входят те-
лескоп ТЭРА-50 с термобатареей из десяти хромель-
копелевых термопар и вторичный прибор — автомати-
ческий компенсатор КСП4,
Наиболее широкое применение в схемах контроля
и регулирования теплового режима индукционных ЭТУ
нашли яркостные фотоэлектрические пирометры. Быст-
родействие яркостного пирометра определяется в основ-
ном параметрами схемы преобразования сигнала и мо-
жет быть достаточно высоким. Степень независимости
яркостного пирометра тем выше, чем дальше в области
коротких волн лежит рабочий спектральный участок, и
значительно превышает степень независимости радиа-
ционного пирометра. Наибольшее распространение полу-
чили общепромышленный фотоэлектрический пирометр
ФЭП-4 и пирометр-регулятор АРТ-2М, разработанный
специально для регулирования процессов индукционно-
го нагрева {Л. 3-29].
Цветовые пирометры имеют минимальную методи-
ческую ошибку измерения и достаточно высокое быстро-
действие. Однако в индукционных ЭТУ они практически
не применяются изтэа сложности и относительно невы-
сокой надежности. В табл. 3-66 приведены данные оте-
чественных пирометров, в том числе цветовых («Спект-
ропир-2», РЭД-018).
Иногда для контроля режима индукционных ЭТУ
можно использовать технологические параметры. Так,
потеря нагреваемыми заготовками магнитных свойств
может использоваться для организации непрерывного
движения заготовок' в зоне нагрева с помощью допол-
нительного втягивающего магнитного поля [Л. 3-30].
При этом обеспечивается Параметрическая стабилиза-
ция процесса нагрева.
После выбора метода контроля теплового режима
и соответствующего датчика САР теплового режима мо-
жет быть построена с использованием стандартных об-
щепромышленных или специализированных регуляторов
температуры и регуляторов электрического режима
(§ 3-10). В качестве управляющего воздействия исполь-
зуют напряжение (мощность) источника питания или
время нагрева (скорость подачи заготовок), В первом
случае обеспечивается ритмичность работы установки,
во втором — максимальное использование мощности
источника питания и, следовательно, максимальная про-
изводительность, .
СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА
ПО КОСВЕННЫМ ПАРАМЕТРАМ
В некоторых случаях (низкотемпературный нагрев,
нагрев алюминия и т.п.) тепловой режим можно с до-
статочной точностью регулировать, дозируя энергию,
расходуемую на нагрев. Такой метод применяют и
в случаях, когда осуществить стабилизацию режима и
дозирование нагрева во времени технически сложно,
например при питании индукционных нагревательных
установок от сети промышленной частоты.
В дозаторах энергии в качестве датчика мощности
ч обычно используют стандартные счетчики активной
энергии с датчиками импульсов, выдающими п импуль-
сов на оборот диска счетчика, В качестве реле счета
импульсов можно применить счетные реле, например ти-
па Е-531, или бесконтактные счетные схемы, подобные
счетчику регулятора типа АРИК (см. § 3-10),
Точность дозирования энергии зависит от числа а
п постоянной счетчика Кс, об/(кВт-ч),
где Ki и Ku — коэффициенты трансформации трансфор-
маторов тока и напряжения.
Точность дозирования (цена импульса), кВт-ч/имп.,
Aw ~ WlnKzW ~ 1/лКс:	(3-19)
Необходимая емкость (число импульсов) счетчика
при диапазоне изменения заданного количества энер-
гии Два составит:
М — w/Aw ~ nKizWi	(3-20)
Формулы (3-19) и (3-20) позволяют выбрать тип
счетчика и счетного реле, если известны количество энер-
гии н точность дозирования.
Для более точного дозирования необходимо учиты-
вать не только израсходованную энергию, но и ее поте-
ри, что достигается использованием счетного устройства
с двумя входами: накапливающим и сбрасывающим — и
подачей на сбрасывающий вход импульсов от посторон-
него источника с частотой, пропорциональной потерям
энергии. При переменной массе загрузки, что имеет ме-
сто, например, в плавильных печах, регулировать тепло-
вой режим следует, задавая дозу, пропорциональную
массе загрузки. Такой дозатор входит в комплект регу-
ляторов АРИР-Д, выпускаемых Калининским заводом
электроаппаратуры (см. § 3-10).
Как упоминалось, эквивалентные параметры колеба-
тельного контура ft, X, <р могут быть использованы в ка-
честве косвенного параметра регулирования теплового
режима некоторых индукционных ЭТУ. Наиболее целе-
сообразно выбрать измеряемым параметром эквивалент-
ное активное сопротивление контура, что позволяет ве-
сти измерение в цепи скомпенсированного тока п исклю-
чить влияние настройки контура и уровня питающего
напряжения.	г
Принцип построения такой системы можно пояснить
иа примере установки индукционного бестигельного пе-
реплава. Ее упрошенная схема с регулятором дана на
рис, 3-103. Установка состоит из машинного 'генератора
Г повышенной частоты, батареи конденсаторов С, ин-
дуктора Д и заготовки, перемещаемой в индукторе с по-
мощью двигателя Д. В процессе переплава заготовка
непрерывно подается вниз по мере оплавления. Автома-
тическая стабилизация процесса обеспечивается путем
поддержания постоянными во время переплава напря-
жения на индукторе и уровня заглубления заготовки.
При этом обеспечивается также постоянство мощности
переплава, так как при прочих равных условиях уровень
заглубления заготовки определяет эквивалентное сопро-
тивление контура R:,. Это обстоятельство используется
для косвенного контроля уровня заглубления заготовки.
Напряжение на индукторе можно стабилизировать 
с помощью одного, из описанных в § 3-10 регуляторов
возбуждения (РВ на.рис. 3-103).
Контроль и поддержание заданного значения
осуществляется следящей дифференциальной системой,
обеспечивающей перемещение заготовки по параметру:
(7У = к,и — kti cos ф,
где U — напряжение па индукторе; I — ток генератора
и cos (р — коэффициент мощности контура.
Рис. 3-103. Схема регулятора подачи заготовки по экви-
валентному сопротивлению колебательного контура.
215
Заготовка перемещается до тех пор, пока параметр
Uv не станет равным нулю. При этом
“ U/l cos в k^/ki = const;	(3-21)
Система поддержания заданного заглубления заго-
товки состоит из трансформаторов напряжения TH и
тока ТТ, датчиков величин ktrJ u k2! cos гр, блока срав-
нения, предварительного магнитного усилителя ПМУ,
силового магнитного усилителя С МУ и двигателя пере-
мещения заготовки Д. На обмотках управления ОУ1
и ОУ2 сравниваются, сигналы fell/ n W cos <р. Изменяя
коэффициенты ft; и k2, можно изменять задание по экви-
валентному сопротивлению и, следовательно, по уровню
заглубления заготовки.
Для устойчивости регулирования с выхода блока
СМУ на обмотку обратной связи ООС заведена гибкая
отрицательная связь.	’
Система настраивается следующим образом. При
ручном управлении опускают заготовку до требуемого
уровня и включают установку на пониженную мощность
(20—30% номинальной). Коэффициенты передачи fei
и k2 изменяют так, чтобы на выходе ПМУ сигнал был
равен нулю, а на входе двигателя устанавливают на-
пряжение трогания. Затем переключают схему на авто-
матическое управление н включают установку на полную
мощность. По мере плавки конца заготовки сопротивле-
ние /?а увеличивается, что при неизменном напряжении
U приводит к уменьшению /созср и появлению сигнала
на выходе ПМУ. Этот сигнал усиливается и подается
на двигатель Д, который опускает заготовку до тех пор,
пока сигнал на выходе ПМУ не Станет равным нулю.
В дальнейшем система осуществляет плавную подачу
заготовки, поддерживая равенство (3-21).
Описанную систему можно использовать и в других
установках , индукционного нагрева и плавки в тех слу-
чаях, где необходимо фиксировать форму расплава или
координату точки-потери магнитных свойств стали. Си-
стема серийно не выпускается..
ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ И НАСТРОИКИ САР
ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ИНДУКЦИОННЫХ ЭТУ
При анализе динамики САР теплового режима ин-
дукционной ЭТУ можно использовать передаточные
функции, приведенные в табл. 3-63 и 3-6.4,
Из таблиц видно, что в общем случае САР состоит
из набора либо иррациональных звеньев с. оператором
под корнем, либо инерционных и интегрирующих звень-
ев. Во втором случае анализ можно вести обычными ме-
тодами анализа линейных САР [Л. 3-27]. Исследование
же Динамики САР, содержащей звенья с иррациональ-
ной передаточной функцией, имеет свои особенности.
Суждение об устойчивости такой системы можно сде-
лать на основании следующего общего положения.
Замкнутая система с иррациональной передаточной
функцией №3\Ур ) ^р(Ур ) !н(У р ) устойчива, если-
корни zt (i— 1, 2, „„ 5) фиктивного характеристического
уравнения И (а) = 0, г — У р , степени 3 будут удовлет-
ворять условию ]arg£(| >л/4. Графически эго означа.-
ет, что корни устойчивой системы должны находиться
вне сектора, образованного на комплексной плоскости
сторонами углов ±л/4.
Устойчивость системы можно определить также по
частотному критерию Найквиста, который для систем
С иррациональной передаточной функцией имеет следую-
щую формулировку. Замкнутая система устойчива, если
амплитудно-фазовая характеристика IFp I.V'"jto ) разомк-
нутой системы при изменении и от. О.до ею охватывает
на комплексной плоскости точку (—1;уО) т/4, раз, где
m — число корней фиктивного характеристического урав-
216
Рис. 3-104. Динамическая структурная схема (а) и об-
ласти устойчивости (б)' системы регулирования непре-
рывно -последовательвогб нагрева.
/-7д-В; л— 0.1; 3 — 0,24; 4 — 0,5; 5— 1,0.,
нения разомкнутой системы, аргументы которых не
удовлетворяют условию ]arg Zi| >л/4;
Суждение о динамике переходных процессов можно
вынести, анализируя отдельные составляющие общей
реакции системы на единичный скачок управляющего
или возмущающего воздействия по методике, изложен-
ной в [Л. 3-32]^
Системы с иррациональными передаточными функ-
циями имеют самый быстрый переходный процесс, если
корни уравнения £f(z)=O находятся на оси л/2 или
вблизи нее, и самый медленный переходный процесс,
если все корни действительны (при одинаковом значе-
нии модулей корней). И в том и другом случае система
обладает наименьшей колебательностью. Это обстоя-
тельство можно использовать при выборе настройки
регуляторов.
При анализе установок, передаточная функция ко-
торых является бесконечной суммой интегрирующих и
инерционных звеньев, возникает вопрос о разумном вы-
боре числа членов ряда, которое следует использовать
при практических расчетах. Суждение об этом можно
сделать, рассматривая переходную характеристику объ-
екта, представляющую собой, как правило, равномерно
сходящийся ряд. Обычно ограничиваются рассмотрением
первых двух-трех членов ряда, пренебрегая остальными
[Л. 3-20, 3-33].
Большинство общепромышленных индукционных
установок садочного тина имеют эквивалентную посто-
янную времени Т ие ниже нескольких секунд. Для регу-
лирования таких установок можно использовать простей-
шие пропорциональные регуляторы с большим суммар-
ным коэффициентом усиления Д^. Предельно допусти-
мое значение последнего может быть оценено по форму-
ле [Л. 3-19]:
/р
где Гр —постоянная времени регулятора.
Установки непрерывно-последовательного нагрева
при7в/Г<1,0 являются более сложными в динамическом
отношении. Анализ динамики таких обьектов показал.
что наиболее тяжел в динамическом отношении случай
непрерывно-последовательного нагрева теплотехнически
тонкого тела при равномерном распределении мощности
вдоль зоны нагрева (рис, 3-104,а). На рис. 3-104,6 при-
ведена зависимость предельного суммарного коэффици-
ента усиления /<2=Лр/Со от отношения постоянной вре-
мени регулятора ГР ко времени нагрева ts (Л. 3-21].
Как видно из рис, 3-104, б, введение в закон регулиро-
вания предварения, т. е, производной отклонения регу-
лируемого параметра, позволяет значительно увеличить
усиление и, следовательно, точность работы системы.
Динамические качества системы регулирования процесса
непрерывно-последовательного нагрева можно также
улучшить путем создания возрастающего по ходу на-
грева графика распределения мощности [Л. 3-34].
Примеры анализа динамики системы регулирования
процесса непрерывно-последовательного нагрева приве-
дены в [Л. 3-33, 3-35].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3-1. Вайнберг А, М. Индукционные плавильные пе-
чи. Изд. 2-е. М., «Энергия», 1967. 416 с,
3-2. Нагрев в кузнечно-штамповочном производстве.
Материалы конференции «Новое в технологии нагрева
и нагревательных устройствах в кузнечно-щтампоВочпом
производстве». МДНТП имени Ф. Э. Дзержинского,
1967. 198 с.
3-3. Шамов А. Н., Бодажков В. А. Проектирование
и эксплуатация высокочастотных установок. Изд. 2-е.
Л., «МЬши ноет роение», 1974.280 с.
3-4. Простяков А; А. Индукционные нагревательные
установки. М., «Энергия», 1970. 120 с.
3-5. Жуковский В. Е. Использование индукционного
нагрева в трубном производстве. М., Инфор.мстаидарт-
электро, 1967. 91 с.
3-6. Промышленное применение токов высокой ча-
стоты. Труды ВНИИТВЧ, вып. 13; Л., «Машинострое-
ние», 1973. 272 с.
3-7. Заруди М. Е. Совместная работа индукторных
генераторов повышенной частоты. М.— Л., ГосэнерГоиз-
даг, 1962. 96 с.
. 3-8. Тиристорные преобразователи высокой частоты.
Л,, «Энергия», 1973. 200 с. Авт.: Е. И. Беркович,
Г. В. Ивенский, Ю. С. Иоффе и др.
3-9. Гитгарц Д. А., Иоффе Ю. С. Новые источники
питания и автоматика индукционных установок для на-
грева и плавки. М., «Энергия», 1972. 104 с.
3-10. Тир Л. Л. Трансформаторы для установок ин-
дукционного нагрева повышенной частоты. М. — Л,, Гос-
эиергоиздат, 1961.236 с.
3-11, Тетеркина Е. Р., Рохлин С. Л. Токопроводы
повышенной частоты. — «Новое в проектировании про-
мышленных электроустановок. Труды института Тяж-
промэлектропроект», 1975, вып. 2, с. 269—273.
3-12. Иоффе Ю. С., Гитгарц Д. А. Энергетические
частотные характеристики индукционных установок. —
«Электротермия», 1966, вып, 52, с. 33—35.
3-13. Простяков А. А., Гитгарц Д. А. Выбор-схемы
и настройки колебательных контуров индукционных
установок. — «Электротермия», 1970, вып. 97, е. 6—8.
3-14. Гитгарц Д. А. Особенности анализа переход-
ных процессов в электрических цепях индукционных
установок. — «Электротехническая промышленность.
Электротермия», 1973, вып. 8 (132), с 3—5.
3-15. Нетушил А. В. Объект индукционного или ра-
диационного нагрева как звено системы автоматического
регулирования. — «Изв, АН СССР, ОТН. Энергетика и
автоматика», 1962, № 2,
3-16. Коломейцева М. Б. Комбинированный програм-,
ный регулятор индукционного нагрева. — «Изв. АН
СССР. ОТН. Техническая кибернетика», 1963, № 1,
с. 144—154.
3-17. Коломейцева М. Б., Лычкица Г. П’., По-
пов В, А. Исследование систем автоматики с тепловым
объектом. — «Труды МЭИ», 1963, вып. IV, с. 17—28.
3-18. Коломейцева М. Б., Панасенко С. А. Цилинд-
рический слиток, нагреваемый в индукторе на промыш-
ленной частоте, как объект регулирования. Доклады
конференции' МЭИ по итогам научно-исследовательских
работ, секция СКВ, Изд-но МЭИ, 1969, с. 111—119,
3-19. Гитгарц Д. А. Динамические характеристики
и принципы построения систем регулирования темпера-
туры индукционных нагревательных установок, — «Тру-
ды ВНИИЭТО», 1970, вып. 4, с. 206—213.
3-20. Раппопорт Э. Я„ Удлейн А. Я. К оценке Дина-
мических свойств индукционных нагревательных уста-
новок, — «Электротехническая промышленность, Элект-
ротермия», 1972, вып. 3 (117), с. 21—23.
3-21. Разоренов Н. Е. Регулирование температуры
при скоростном индукционном не прерывно-последова-
тельном нагреве. — «Электротермия», 1969, вып. 80,
с. 16—19.
3-22.  Бамунэр А. В. Автоматическое регулирование
процессов высокочастотного нагрева. М. — Л., «Машино-
строение», 1965. 60 с.
3-23. Гитгарц Д. А„ Полншук Я. А. Автоматическое
регулирование индукционных плавильных установок. М.,
«Энергия», 1965. 80 с.
3-24. Бамунэр А. В., Гитгарц Д. А., Фнляпон-
ский И. М., Яковлев Л. А. Тиристорный регулятор воз-
буждения для высокочастотных машинных генерато-
ров,—«Труды ВНИИТВЧ», 1969, вып. 10, с. 256—263.
, 3-25. Разоренов Н. Е., Куприна Л. В., Голов-
ня Н, Ю. Быстродействующий автоматический регуля-
тор температуры АРТ-2М. — «Приборы и системы уп-
равления», 1969, № 12, с. 47—48.
3-26. Гитгарц Д. А., Мнухин Л. А. Симметрирующие
устройства для однофазных электротермических устано-
вок. М;, «Энергия», 1974. 117 с.
3-27. Фельдбаум А. А., Бутковский А. Г. Методы
теории автоматического регулирования. М., «Наука»,
1971.744 с.
3-28. Коломейцева М. Б., Кулаков Л. Н., Пушка-
рев С. АЕ Программные регуляторы индукционного на-
грева. М„ «Энергия», 1972. 56 с.
3-29. Разоренов Н. Е. Автоматический регулятор
температуры типа АРТ-2М с блоком- управления элект-
рическими режимами индукционных генераторов.—
В кн,- Термообработка при индукционном нагреве.
МДНТП нм. Дзержинского, 1968, с. 253—262.
3-30: Максимов С. И, Конструкция системы автома-
тического регулирования сквозного нагрева деталей
под ' закалку. — «Электротермия», 1971, вып. 105,
с. 9—11.
3-31, Вычислительная техника для управления про-
изводстве ины ми процессами. Справочник,- М., «Энергия»,
1971,480 с.
3-32. Коломейцева М. Б., Нетушил А. В. Переход-
ные процессы в САР с пропорциональной передаточной
функцией; — «Автоматика и телемеханика», 1965, № 2,
с. 359—364.
3-33. Коломейцева М. Б., Тарасова Г. И. О динами-
ке систем регулирования с движущимся объектом на-
грева.— «Труды МЭИ. Электроника и автоматика»,
1972, вып. 140, с. 5—12.
3-34, Максимов С. И., Гитгарц Д. А. Влияние рас-
пределения мощности на динамику процессов непрерыв- -
Но-последовательного нагрева. — ^Электротермия»,' 1972,
вып. 123—124, с. 7—10.
3-35. Раппопорт Э. Я., Уклейн А. Я- Алгоритм функ-
ционирования процесса индукционного нагрева кузнеч-
ных заготовок в проходной. — В кн.: Алгоритмизация и
автоматизация процессов и установок. Труды республи-
канской научной конференции но автоматическому уп-
равлению технологическими процессами в. различных
отраслях народного хозяйства, вып. 3. Куйбышев, 1970,
с. 62—67.
217
РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И АВТОМАТИКА ДУГОВЫХ
ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
4-1. УСТАНОВКИ ДУГОВЫХ
СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕН (ДСП)
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Принципы работы ДСП, области их применения, ос-
новные элементы их конструкции, электрические, меха-
нические н тепловые расчеты, их энергетический баланс
рассмотрены [Л. 1-2], а также, например; в [Л, 4-1—’
4L5].	'
Основные технические данные установок ДСП е пе-
чами, выпускавшимися до 1970—1972 гг. (и эксплуати-
рующихся на многих промышленных предприятиях),
приведены в табл. 4-1, установок ДСП с печами новой
серии — в табл.4-2.
Установки ДСП с печами новой серии имеют более
совершенные (по сравнению с выпускавшимися ранее)
приводы перемещения электродов и автоматические ре-
гуляторы мощности, комплектуются электр опечны ми
трансформаторами новой серий (см. табл, 4-11) с боль-
шей удельной Мощностью.
 Тенденция повышения мощности электро печных
трансформаторов в установках ДСП с целью повыше-
ния их производительности имеет место как при ком-
плектации новых печей, так и при модернизации дей-
ствующих установок ДСП с печами различной емкости.
СОСТАВ ОБОРУДОВАНИЯ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
УСТАНОВОК ДСП
Выпускаемые электротехнической промышленностью
ДСП должны иметь высокую степень комплектности и
заводской готовности.
В комплекте с ДСП емкостью 6—200 т согласно
ГОСТ 7206-73 должно поставляться следующее оборудо-
вание (комплектные устройства) и узлы;
а) электропечнсй трансформатор; б) регулятор
мощности; в) щиты и пульты управления и контроля;
г) токопровод короткой сети, включающий шинопроводы ‘
низшего напряжения в собранном, врде н гибкие кабели
в готовом виде с наконечниками; д) программирующее
устройство для управления электрическим^ режимом;
е)" устройство"' ДЙТ электромагнитного перемешивания
металла для ДСП емкостью 25—200 т, поставляемое
комплектно с источником питания, станциями управле- -
ния а гибким токопроводом; ж) комплектное распреде-
лительное устройство (КРУ) напряжением до 35 кВ
с печными выключателями; з) источники питания og.ep.a-
тявного постоянного тока.	—"	'
Оборудование, перечисленное в пунктах «д»— «з»,
в ключ ается в Дюмплект по заказу п ото е5ителя1	‘
Объект и обта в к и заводами-изготовителями ДСП ем-
костью менее 6 т определяется конкретными технически-
ми условиями (ТУ), как правило, предусматривающими
поставку оборудования и узлов, указанных в пунктах
«а»—«г» По некоторые ТУ допускают поставку для
токопроводов ДСП шин и гибкого кабеля не в виде
готовых блоков (узлов), а общей массой (длиной), без
элементов крепления и изоляции шин и без оконцевания
жил кабеля.
Электрическая часть значительного числа действую-
щих установок ДСП с печами емкостью 0,5—50 т пол-
ностью или частично выполнена по типовым проектам
института «Тяжпромэлектропроект», разработанным в
1966—1967 гг. для установок с печами типов: ДС-0,5-
ДСП-1,5; ДСП-3; ДС-5МТ; ДСП-12; ДСП-25; ДСП-50.
В 1974—1975 гг. эти типовые проекты были кереработа-
218
ны, кроме типового проекта установки ДС-5МТ (печь
после модернизации получила обозначение ДС-6. Вновь
разработан типовой проект установки ДСП-6.
При переработке типовых проектов помимо ком-
плектации установок электропечнымя трансформаторами
большей мощности предусмотрено при напряжениях се-
ти 6 или 10 кВ использование шкафов КРУ2-10Э/Э
с электромагнитным выключателем типа ВЭМ-10-1000/20,
а при. напряжении 35 кВ — воздушных выключателей
типа ВВП-35 с нелинейными шунтирующими рези-
сторами, 
Типовой проект установки ДСП-25 разработан для
исполие[1ия с электропечныи трансформатором с в. н.
35 кВ старой серии мощностью 15 МВ-А; предназначен-
ный для установок ДСП-25 печной трансформатор но-
вой серии мощностью 12,5 МВ*А+20% с в. н. 35 кВ
будет выпускаться ..с 1978 щ, а с в, н. 10 кВ — начиная
с 197ЕГ г.
При проектировании цехов с ДСП в технологиче-
ской части проекта должны выбираться: емкость и чис-
ло. печей; мощности электропечяых трансформаторов;
число печей правого и левого исполнения; варианты рас-
положения нечей в цехе с наклоном при сливе металла
вдоль или поперек пролета; расстояния между осями
печей, высота рабочей площадки и т. п.
Объем электрической части конкретного проекта
установок ДСП зависит от наличия или отсутствия для
выбранного типа и исполнения ДСП типового проекта
установки, а при его наличии — от соответствия ком-
плекта заводской поставки оборудования и узлов токо-
проводов комплекту, предусмотренному в типовом
проекте.
Если типовой проект электрической части установки
ДСП может быть использован без какой-либо корректи-
ровки, то до привязки этого проекта должно быть вы-
брано (и оговорено в заказе на ДСП) первичное на-
пряжение установки — в. и. электропечи ого трансформа-
тора — и решен вопрос о месте установки печных вы-
ключателей: на печной подстанции (что, как правило,
наиболее целесообразно) или в цеховом (заводском)
распределительном устройстве — вне печной подстанции.
В других случаях объем конкретного проекта определя-
ется необходимостью внесения требующихся изменений
в типовой проект или выполнения индивидуального про-
екта для установок ДСП, по которым типовые проекты
не выполнялись.
При индивидуальном проектировании электрической
части новых установок ДСП (например, При проектиро-
вании установок ДСП-100 и ДСП-200), как'правило, не
возникает надобности в разработке'принципиальной схе-
мы и выборе оборудования, за исключением схемы и
оборудования распределительных устройств напряжени-
ем 35 кВ (РУ-35) ’, поскольку эти вопросы < решаются
организацией, разрабатывающей новый тип ДСП или
модернизацию выпускающегося типа ДСП, и соответ-
ствующие чертежи и спецификации включаются в состав
технической документации, высылаемой завод а ми-изго-
товителями ДСП по запросам заказчиков оборудования:
В индивидуальном проекте электрической части
установки ДСП должна быть выполнена компоновка
печной подстанции, определены виды и трассы внешних
соединений (силовых цепей и цепей вторичной комму-
тации установки).
Кабели, провода и шины внешних соединений, не
относящиеся к короткой сети, не входят в комплект,
• * Это исключение будет Действовать до начала выпуска
КРУ 35 кВ с печными выключателями,
Таблкй <!
Установки дуговых сталеплавильных печей старой серии с электропечными трансформаторными агрегатами по ГОСТ 7207-54
Показатели	Установка с печам» тнпоэ	' <				
	ДС-0,5	ДСП-1,5	1	ДСП-3	|	ДС-5МТ	ДСП-6
Номинальная емкость пе- чи, т	0,5	L5	3	5	6
Номер типового проекта электрической части уста-	403 аЫ2	403-1-13	403-1-М 	403-1-15	—’
'новки Шифр типового проекта	М3553	М3550	М3551	М3552	—
Электрон стой т р ансфор м э < торный агрегат;					
тип	ЭТМПК-650/10	этмпк-иоо/ю	ЭТМНК-2700/1(1	ЭТМПКл 4200/10	ЭТМIIК -4200/10
номинальна я мощность, МВ А.	ол	1,0		1,8	2,8	2,8
напряжение на стороне в» им кВ	S пли 10	6 или Ю	4 6 или 10	6 или 10	0 или 10
напряжение на стороне и* н.ь В	213—123	225—130	245—НО	257—114	257—1Н 
номинальный ток на сто-* роие в. а.„ А?					
при В. И. 6 кВ	38,6	96,4	173,5	270,0	270,0
при в. н. 19 кВ	23.1	<.7,8	104,0	161,7	101,7
при в. в. 35 кВ	—	—	-—	—	
Номинальный ток электрода,	1.1	2,6	4.3	Gk3"	в,з
Удельный расход электро- энергии на расплавление	'660	560 -	530	510	510
твердой аайалкн. кВт-ч/т					
Расход еоды, ма/ч. не охлаждение:					
леча (включая гибкие	3	5	7	10	20
кабели) статора электромагнит- ного перемешивания	—	—	—		—«
трансфер из торного агре-	•—« 1	—	—i		-
гага					
Продолжение гаВл, 1-t
Показатели	Установка с печами типов				
	ДСП-12	| ДСП-25	j	ДСП-60	ДСП-100	[	ДСП-200
Номинальная емкость пе- ня. т	12	25	50	100	j	200
Номер: типового проекта электрической части уста- новки '	403*1-16	403-1-22	403-1-23		
Шифр типового проекта Электропечной । траноформи-	Л 2367	Л2388	Л 2380		
торный агрегат:					
тип	ЗОДИ К-7500/10	ЭТЦПК-13500/10	ЭТЦНК-г«00/;)5	ЭТЦНК- 40000/35	АТЦН -46000/35; ЭТЦ-45ОО0/35
комин а лья вя мощность. , МВ'А	5ф0	9,0	15,0	25Фе	45,0
напряженке на стороне	а или ю	6 кли 10	35	35	35	*
в. н., кВ					
напряжение на стороне и. в.; В		278-116	318—117	368—126	417—131	591—164
номинальный ток на сто-					
Роне в. в., А:					
при в. н. в кВ	4S2	. 370					
при в. и. 10 кВ	289	520		—		
при в. и. 35 кВ		— -	248 	413	744
Номинальный тол электрода кА	10.4	J6.4	 23.5	34.6	44,0 '
Удельный расход электро-	480	W	448	420	400
энергии на расплавление твердой завалки, кВт-ч/т Расход воды. и’)ч, да					
охлаждение:					
печн (включая гнбкне кабели)	30	35		40	00	120
статора электромагнит- ного^ перемешивания	. Ы-	 И	15	13.	гр
трансформаторного агре- гата	18	24	69	120 .	200
219
Таблица 4-2
Установок дуговых сталеплавильных печей новой серии с влектропечнымя трансферматорныни агрегатами по ГОСТ 7207-70*
Установки с печами типов
Псы аа тел и	ДС-0.5А	1 | дсп-ежг	ДСГТ-ЗМ2	ДС-6	ДСП-6Н2	ДСП-12Н2
Номинальная емкость пе- чи, т	0.5	1,5	3	6	ь	12
Номер типового проекта электрической части уста* НОНКИ	—	. 403-1-35	403-1-34	/ 		—	—
Шифр'типового проекта	А-114	 A-S6 .)	А-97	—*	A-J15	A-I16
Электропечной траисформа- торный агрегат						
тяп*к номинальный ток элект- рода. кА	этмпк- 1000/10 1,7	ЭТМПК-2000/J 0- 71 УЗ 3,2	ЭТМПК-3200/10- 72УЗ 4.75	ЭТЦПК-63О0/Ю- 74УЗ - 8,3+20%	ЭТЦЛК-6300/10- 74УЗ ' 8.3+20%	ЭТЦПК-12500/W 74УЗ - • 14,5+20%
удельный расход элект* роэнергия на расплавле- ние твердой завалки, кВтья/т	630	535	510	500	Б00	470 .
расход воды, м*/чк на охлаждение: - печи (включая гиб- кие кабеля)	\ 3 	10	12	10	20	30
статора электромаг* ниткого перемешива- ния		—		—	—	—
трансформаторного агрегата	-*	—	*—	12	12	18
Продолжение т а б л* 4-2
	-	Установки с речами типов		
Показатели	ДСП-25	ДСП -50	ДСП-100	ДСП- 200
Номинальная емкость пе- чи, т Номер типового проекта электрической части уста* ловки Шифр типового проекта Электропечной трансформа' торный агрегат ТИП'. номинальный ток элект- рода. кА удельный расход элект* роэнергни на расплавлен ние твердой завалки, кВт'ч/т расход ноды, ма/ч„ па охлаждение; .Печи (включая гиб- кие кабели) статора электромаг- нитного перемешива* ния трансформаторного агрегата	..	’ 25 ' — 	Л2605’ ЭТЦНК-20000/10- ЭТЦНК-2С000/35; 75УЗ-	76УЗ ,	 19,6+20%	19,6+20% 450 35 14 24	50 Л2606’ ЭТЦН-32000/35-	ЭТЦН-52000/35- 71УЗ	71УЗ 28,4+20% ..	.39,8+20% 430	420 40 15 30	[  	72	400 %ТЦН -63000/35*76УЗ; ЭТЦ-63000/35-76УЗ 02 Л-20% 400 . 60 18 144	*	200 Р* 87,7 380 120 20  300 ..
* Типовые проекты: шифры Л2605 и Л2гЖт предусматривают использование • электроне ч ных трансформаторов старой серия со*
ответственно типа ЭТЦ НК *24000/3 5, 15 МЕД, 35 кВ и ЭТЦНК*40000/3 5, 25 МВ-А. 35 i,B (проекты будут корректироваться в 1979--
19&0 гг }<	/
’-Номинальная мощность, и. я.Ф я, я и другие параметры электро печных трансформаторных агрегатов приведены в табл. -1-Ц.
В установках с печами 6 т могут также применяться агрегаты • Э'ГДЦНК*6300/10-74УЗ. с печами 25 т —- агрегаты ЭТД1.УНУ-20000/10-
75УЗ.
* Для установки ДСП-200 разрабатывается новый тип трансформаторного .агрегата мощностью 125 МВ-А.
220

Рис. 4-1. Однолинейная схема пита-
ния печи ДСП-ЗМ2 (вариант КРУ на
печной подстанции).
В — выключатель ВЭМ-10-1000/12,5 иле
ВЭМ-'Ю-ЩООДОУЗ; ITT. ITT — трансформа-
торы тока ТПЛ-10; ТНа. ТНе — Трчвсфор-
и а тары напряжения НОМ-10 (6); Тр —
электропечи ой трансформаторный агрегат:
ЗТТ—5ТТ >— трансформаторы тока ТНШЛ-
0,66: 1РТ—ЗРТ — реле максимального тока
с ограниченно зависимой характеристикой.
Рис. 4-2. Однолинейная схема-пита-
ния электропечи ДСП-25Н2 (вариант
РУ 35 кВ на печной подстанции).
IB, IB — выключателя ВВП-35; ТН~транс-
форматор напряжения; Тр — элетстропечной
трансформатор; Р — термоситиализатор;
г — газовое реле; электродвигатели: )М —•
переключателя ступеней напряжения. 2JH—
маслдиасоса охлаждения трансформатора.
ЗМ — привода генераторов низкой Частоты
/Г и 2г питания статора устройства элект-
ромагнитного перемешивания металла.
4М— привода возбудительного агрегата
(электро машинных усилителей IBM У,
23 МУ); SM — привода подвоз бу дательного
агрегата (реостатного преобразователя РП
с тахогенератором ГГ); ВД — возбудитель
3JM; ГПН ~ генератор постоянного напря-
жения (в составе прербразовательвого аг-
регата ДА).
поставляемый* с ДСП, поэтому в индивидуальном про-
екте на основе расчетов должны быть выбраны их мар-
ки (материал) и сечения (размеры).
Помимо упомянутого оборудования РУ-35 (если ре-
шено такое РУ соорудить на печной подстанции) в ин-
дивидуальном проекте может возникнуть необходимость
выбора щита (щитов) станций управления для питания
электродвигателей вспомогательных механизмов ДСП,
масляных насосов системы охлаждения электроиечных
трансформаторов, систем вентиляции печной подстанции
и т. п., а также распределительного устройства (КРУ)
для питания электродвигателя или трансформатора пре-
образователя частоты системы электромагнитного пере-
мешивания металла. Такая необходимость возникает,
если в технических условиях на изготовление ДСП не
оговорено включение в комплект поставки указанных
щитов и КРУ.	.
Требования к содержанию индивидуального проекта
ЭТУ см. § 1-2.
В качестве примера на рис, 4-1, 4-2, 4-4 и 4-5 при-
ведены однолинейные схемы питания ДСП емкостью 3,
25, 100 и 200 т, а на рис. 4-3 — принципиальная схема
включения установки ДСП-50.
Схемы на рис. 4-1—4-3 выполнены для расположе-
ния печных выключателей на печной подстанции; регу-
лятор мощности у ДСП-3 —тиристорный, у ДСП-25 и
ДСП-50 — электрогид равлический.
В установках по схемам на рис. 4-4 и 4-5 'печные
выключатели расположены в закрытом РУ 35 кВ вне
печных подстанций; привод электродов — электромеха-
нический, регуляторы мощности —на магнитных усили-
телях.
В установках ДСП емкостью 25—200 т с в. я. 35 кВ
и выше должна предусматриваться защита разрядника-
221
Цели пика

Ша-
zrfe
Uarh
Цепи управления и защити
чщу	- ту
~srra
3TTt
рмм!л ?ммга
Ртн 3
};| ;
 ) i .I I
ЗТТс	------l^l-oU
' FW-t Рммге 11 * '
m
ьтта
1B1
STTp
131
BIS в
varh
Ир схемы АЯДГ-З-НВ
Г”да~““?Г‘Т"“п
'веж. . iвял ЛнкМ^^д sff
6Я
*fW
E
Цепи напряжения
*«' 1 «fe
^Kt Зк!
i	Лг6
™ д*» *

РМ/^ f$

цепь включения
СызокоСелыпнега
еынлтча.'теля ,
Защита
от перегрузки.
г 81
5t<
гу&
i1  I ~	g;*
Ffjis отключения. :
.4/ 3iiHHHi4a.ir,e-in
Сигнализация	ГазеСая . защита.
ОтмюЧЫие	
Сигнализация	матова
Оптлючзние	
Сигнализация	Наклон ПЗЧИ
Отключение	
Заключение аёйршЬюе
из цела,
ЬТТС
set
~ды
ffltlK. бил
ЛЖ1
'ЛК1
ГПЗ
“1РГ
Р31
рпг
ж
ТНа
?
?яз
at гп(гкв>
тв 1 ~7Ш
Сигнализация	ПаЗгем
	еЗоЗц
Сийналилццня	Лреёнше- ни$
Вгпнлн/яение	ратуры ёаёнпечи

ws-
uarh
w}>
Park
Darh
К
'. т
H— ~ !ч-
E L-Д
w
, ш , 1
I М;
-W*-H---1 С
ПГ~		гг-
32	4F&K3)
Кл№ ч плавильщика.
Отклячен	* S № g S *ч у > S НИ
.^ёарайкз	
Внятней	
Отялтчен	Цели реле палежения бь/секввельтнеге Зыилючателя
 В к л/онер	
Централь напряжения
цепей управления
и защите/
P.Oi
В схему управления
механизмами печи
fWt
PCS
8 схему теплокентреля. _
печи
Рнс. 4-3. Принципиальная схема вторичных цепей установки ДСП-50 (структура силовой цепи установки такая же,
л — цепи изменения тока и напряжения, цепи управления н аащкты установки: б —цепи управления выключателем /В; /30 к
й их вспомогательные контакты; ЗБ/—5Б4 и ЗБ/Я1 .—354з8 алектроблок^фовочные замки; ЛА, AZ7, &ПВ> К универсальные пе-
рёле;	—реле максимального тока; — ^к? —сигнальное реле; /ДУ — ключ опробования выключателя,
222	-


,-fl/y
1Й

Ч-f 4F
331
-< >
1P3-Z №3-21
Из Схемы управления приВоЗа.-1
ыа. разъеЗанатляби. -А
P53Z
ЗБ2
38
1Г
№3-1 1P3-1
ЗРЗ-2 2РЗ-1 I
~4f
------1
353
-i>----
'2ж*"!
ЗБ*
I
I
ЗЯ
361
		'# 	 "' '			—	
IP	353}!
и	
ЧР(№3) “	"!_Г-		 '					3BZ}2 		 •<>	
ZP(2M)
+шУ? W “	''~1уу
Цёш упршанця Зиклмчцтелеи 13
Ъ	2Ш	\
1Р	1* а tl I's Б tj
2Р	
ЗР	
№	
1РЗ-1	
ЗРЗ-1	
2P3-Z	
№3-2	
х«!»г	
-jji	» f>81	
“~ 1Г-	*”	
~1Г»	
П	►	
ц хЯЬ?	
—]|— РПЦ	
1 Рим 2	£
]( РИПИЗь	
	11	’ РММ2г	
IBM
IBM
“ТГ
. еп	?р(гх&)
Откяп i Л
/яз-2
/‘7
wff
--------------------|Г-
____ 1РМГ
18М 18 IB l^L
2РЗ-1
Д7Ц
1ВЭВ
M4
Реле ВлвкиряЗки. от много-
кратных Включений.
Счетчик числа срабатыва.
ния Выключа.теля
Дистанц ипннае
Включение ________'
Местное
Зля опроВдва.ниЯ
РП1
РП1
. /ад
IBM______________
0П ZP(2KD)

;pj-z 2РЗ-1
“If------!f~
1M3
1ЭП'
1БМ
13b
18
- 1С
J КД
Рвле гтломения
„отключена*'
Дилтянцитмде
отиарчениа
Местное
Зля опраЗаВашсн
Реле положения
„Включено ’*
MS-
vnu, zpns
г
6)


зкд
ЧГ~
S адхм
......Л -О О.......
(Цепа упрп.Вленн.я Выключателем 28
цепям 18)
Ш
Контроль 8аВлени.я
Воздуха.
схему си.2на.лизациа.
«a
как для установки ДСП-25 на рис. 4-2).
J ЭВ — электрона шиты отключения и выключения выключлтелк /5; tP3t-~4P3t-$ — заэем.’.якипие яожи разъединителей JP-1P
реключ а тел и; /7K1„W — переключат ели мгновенного действия; РП1—РП4, ВП, Off, 1КД, 1РЙО, !FfIB, IBM — промежуточные
223
Рнс. 4-4. Однолинейная схема питания электропечи
ДСП-100 (вариант цехового 3РУ 35 кВ).
JP—11P — разъединители PB3-33/&0Q с приводом ПР-3; /ЙВ-*
— высокоиольткые выключатели ВВП-35 (1000 Ah /ТГ—
б7— трансформаторы тока ТФН-35-0,5/3 (600/5 А); 7ТТ, 8ТТ—
то же, ТПОЛ-35ДД),5 (500/5 А); 5ГГ, 10ТТ — то Же встроенные,
600—400/5 А; TH— трансформатор напряжения 3X3HOM-35;
РВ — магнитпо-вектильный разрядник РВМГ-35: Тр — трансфор-
маторный агрегат ЭТЦНК-40000/35 (25 МВ-А. 35 000, 417—131 В);
УЭМП — устройство электромагнитного, перемешивания металла,
состоящее из статора С и преобразовательного агрегата 77.4;
электродвигатели: /м—ЗМ—перемещения электродов (по 6 кВт)
4М — подъема дверцы (5 кВт), 5М — поворота свода (35 кВтК
ff.M—— вращения ванны и подъема свода (по 7,5 кВт), РМ—
/2.-М — наклона печи и охлаждения статора С (пр 10 к В г),
/ЗМ — наклона кечи (28 кВт).	— привода ЭМУ-110 (па
14 кВт), JSA4, /РМ — насосов охлаждения трансформатора (по
15 кВт): /,ЭЛ4<У—^5Л4У — электромашннные усилители ЭМУ-ПО
(11 кВт) автоматического регулятора мощности.
Л ГТ
7ТГ
* Пт ЗРУ 35*8
От РУ Ш
Рис. 4-5. Однолинейная схема питания электропечи
ДСП-200 (вариант цехового ЗРУ 35 кВ).
ITT, ITT — трансформаторы тока ТПОЛ-ЗаДД>,5 (1000/5 А); ЗТТ,
4ТТ— то же встроенные. 800/5 А; TH — трансформатор напряже-
нии 3X3HOM.-35; РВМ — магнитно-вентильный разрядник
РВМГ-Иб; АТ — автотрансформатор АТЦИ-45000/35 (45 МВ-А;
35 000/35 000-9305	В),’ Тр — трансформатор ЭТЦ-45000/За
(45 000 кВА: 35 000/ (594—164 В): УЗМТТ — устройство элект-
ромагнитного перемешивания металла, состоящее из статора С
и преобразовательного агрегата (7<4:, электродвигатели: М!—
3/И — насосов охлаждения автотрансформатора АТ н трансфор-
матора ТМ (ho 15 кВт), 4М, 5М — подъема свода (по 22 кВт),
6Л1, 7Л) — заслонки Ч1ечи (по 14 кВт). #.М, 9М — наклона лечи
(по 45 кВт). ЮМ. ИМ — водоохлаждения 'статора (по 10 кВт),
I2M—14M— перемещения электродов (по 12 кВт), /5Л4 — вра-
щения ванны (аа кВт), 16 М — поворота свода (7,5 кВт).
СХЕМЫ ВТОРИЧНОЙ КОММУТАЦИИ УСТАНОВОК ДСП
ми обмоток в. и. электропечвых трансформаторов от
коммутационных, перенапряжений, возникающих при
отключениях их воздушными выключателями. При про-
ектировании установок ДСП ёмкостью 25—200 т, содер-
жащих статор электромагнитного перемешивающего
устройства, следует учитывать, что КРУ для включения
двигателя, вращающего преобразовательный агрегат, или
твансформатора преобразователя, питающего'это устрой -
ство током понйжёшщи частоты, в комплект поставЙй
ЖTie" Включается.	~	~
На примере принципиальной схемы включения печи
ДСП-50 (рис. 4 3) представлены основные элементы и
специфические особенности цепей вторичной коммутации,
присущие установкам ДСП средней и большой емкости.
Управление высоковольтным выключателем В —ди-
станционное, ключом управления УПВ с пульта (щита)
управления печной подстанции. Должна предусматри-
ваться возможность аварийного отключения выключате-
ля— дистанционно, кнопкой управления Кн1 у печи, на
рабочей площадке, а также местное опробование (только
для выключателя 35 кВ и выше) выключателя В ключом
224
управления КУ (при отключенных, шинном и линейном
разъединителях),
Для выключателей 6(10) кВ в КРУ опробование
производится вручную.
Цепь включения выключателя В сблокирована с
«ключом' плав[мыд1тка» КП (на установках с ДСП ем-
костью менее 6т — с «вилкой сталевара»), разрыва-
ющим пспь включения В, Эта блокировка необходима
по условиям безопасности при чистках и ревизиях корот-
кой сети или ремонтах на, печи.
Отключение высоковольтного выключателя В преду-
сматривается в следующих случаях;
а)	при срабатывании технологических блокировок:
при наклоне печи на слив или скачивание шлака, при
подъеме и отвороте свода — во избежание возможных
коротких замыканий; при длительном (несколько десят-
ков секунд) превышении температуры выходящей воды
в водоохлаждаемых элементах печи во избежание ава-
рийного выхода их из строя от перегрева;
б)	при срабатывании защиты при ненормальных ре-
жимах работы: максимальной токовой защиты (только
для защитно-оперативных) выключателей, газовой защи-
ты электропечного трансформатора и защиты от пере-
грузки (только для печей емкостью 12 т и выше).
Электрические измерения выполняются следующими
приборами;
а) первичного и вторичного тока (в каждом из элек-
тродов) — амперметрами А, /А, 2Л, ЗА;
б)-мощности (из питающей сети) — ваттметром IP
и самопишущим ваттметром Wp (для печей емкостью
25 т и выше)
в) коэффициента мощности — фазометром ф;
f г) расхода электроэнергии (активной и реактив-
ной) счетчиками Wh л varh (для контрольного учета
и дозирования энергии);
Д) напряжении: питающей сети (линейного) и на
дугах трех фаз (фазного)—вольтметрами kV и IV,
2V, 3V.
Предусматривается общая аварийно-предупреждаю-
щая сигнализация при ненормальных режимах в элемен-
тах установки: электропечном трансформаторе, устрой-
стве электромагнитного перемешивания металла, печи и
т. д. Сигнализация — звуковая и световая; наиболее
распространенный парна пт—е помощью реле импульс-
ной сигнализации ИС, звонка Зв' н ряда табло 1ТС—
20 ТС.
Предусматривается сигнализация безопасности,
предупреждающая персонал в районе печи о наклоне
печи, отвороте свода или подаче питания на печь — свето-
фором СВП и звонком.
Токовые цепи регулятора мощности, амперметров
1А—ЗА, реле защиты от перегрузки электропечного
трансформатора и реле блокировки по току переключате-
ля ступеней пап ряжения (для переключателей, работаю-
щих под нагрузкой) подключаются к трансформаторам
тока, установленным на стороне в. н. печного трансфор-
матора и измеряющим ток, пропорциональный току в
электродах (ДСП емкостью 25—200 т), или к трансфор-
маторам тока, установленным на стороне н, и. электро-
печного трансформатора, измеряющим ток. соответствую-
щий току в электродах (ДСП емкостью 0,5—12 т),
Токовые цепи могут также подключаться и к транс-
форматорам тока на стороне в. н. электропечного транс-
форматора регулированием напряжения, но через согла-
сующий трансформатор, обеспечивающий неизменность
заданного тока во вторичных цепях независимо от изме-
нения первичного тока при регулировании мощности
ДСП переключателем ступеней, напряжения трансфор-
матора,	11
Регулирование вторичного напряжения и мощнос-
ти электропечного трансформатора обеспечивается пере-
ключением ступеней напряжения: под нагрузкой с бло-
кировкой при токе свыше |20% номинального (для печей
емкостью 25 т и выше) или без нагрузки (для печей
емкостью 0,5—12 т).	,
Температурный контроль выходящей воды, охлаж-
дающей элементы печи для всех печей емкостью 6—200 т,
осуществляется с помощью термометров сопротивления
ТТС—3! ТС, логометра ЛГ и электронного моста ЭМР.
Перегрев воды в ответственных элементах работаю-
щей печи должен приводить (с выдержкой времени) к
отключению печи выключателем.
Для печей емкостью 25 т и выше предусматривается
контроль температуры пода печи; для статоров электро-
магнитного перемешивания металла — контроль темпе-
ратуры стали магнитопровода и обмотки Статоров, для
трансформаторов с системой водомасляного охлажде-
ния—контроль температуры масла п воды,
Для электропечпых трансформаторов новой серии
установок ДСП-25 — ДСП-200 контроль температу-
ры масла выполняется двухступенчатым: сигнализация,
затем при дальнейшем повышении температуры масла —
отключение трансформатора от питающей сети.
РЕЛЕЙНАЯ защита УСТАНОВОК дсп
Установки ДСП оснащаются релейной защитой от
ненормальных или аварийных условий работы. Основные
виды защит, регламентируемые ПУЭ для всех (независи-
мо от мощности) установок ДСП, описаны ниже.
1.	Защита от токов к. з. на стороне высшего напряже-
ния печного трасформатора (трансформаторного агрега-
та), охватывающая питающую линию, а также электро-
печной трансформаторный агрегат, полностью или
частично в зависимости от типа трансформатора, его
схемы соединений, ступеней напряжения и т. д. Защита
осуществляет отключение установки ДСП, воздействуя
на защитный (или защитно-оперативный) выключатель,
и выполняется мгновенной, с помощью реле максималь-
ного тока прямого или косвенного действия (РТ-40), с
установкой трех реле в двух фазах.
Ток срабатывания реле
Л-.р = ^к з.з^т.т -	(4-1)
где £в~1,2ч-1,5 — коэффициент надежности; пт.т — ко-
эффициент трансформации трансформатора тока;
—эксплуатационный ток трехфазного к. з., А, за-
висящий от полного сопротивления короткой сети, ван-
ны печи (включая электроды), а также ночного транс-
форматорпого агрегата и системы питания,
/(Д) _ ь>
'к.з.э	Kt 211 >
где k — коэффициент кратности тока эксплуатационно-
го к. з. э по отношению к номинальному вторичному
току /2Н в электроде. Ориентировочные данные предель-
ного значения k для печей (па высшей ступени вторично-
го напряжения электропечного трансформатора при
включенном реакторе, встроенном в печцоп трансформа-
торный агрегат);
ДС-0,5;
ДСП-С;
ДСП-12
ДСП-1.5; ДСП-3
ДС-6............
ДСП-25
ДСП-50
ДСП-100
ДСП-200
3,4-3.«
3,2-3,5
2,В—3.3
2.3-2,8
2.3—2.0
1,3-2.2
1,4—1,6
Следует отметить невозможность использования
здесь дифференциальной токовой защиты для электропеч-
ного трансформатора ввиду, во-первых, трудности (прак-
тически—невозможности) установки трансформаторов
тока на шихтованном то коп ров оде короткой сети и, во-
вторых, необходимости перехода на другую уставку реле
при переключении диапазона регулирования С изменени-
ем схемы соединения первичной обмотКп электропечного
трансформатора с треугольнику на звезду или наоборот.
2,	Защита от перегрузки, могущей иметь место в про-
цессе работы печи. Защита воздействует с выдержкой
времени на сигнал; для крупных или важных по назна-
чению печных установок предусматривается их отклю-
15-342
225
чение воздействием на оперативный или зашитно-опсра-
тивйый выключатель с дополнительной выдержкой
времени (10—12 с), необходимой для ликвидации пере-
грузки автоматическим регулятором или вручную.
Эта защита выполняется в трехфазном, трехрелей-
ном исполнении с помощью реле тока косвенного дейст-
вия, с ограниченно зависимой от тока выдержкой време-
ни (РТ-80), Уставка реле по времени выбирается, исхо-
дя из принятой максимальной длительности ликвидации
перегрузки регулятором мощности, составляющей 3--5 с.
Уставка реле по току определяется, как
^Ср ж	2Н ' ^В^Т-Т ,
где йв = 1,2-г-1,25 — коэффициент надежности; — ко-
эффициент возврата реле (0,85 для реле РТ-80); пт.т —
коэффициент трансформации трансформатора тока;
Ли — номинальный ток электрода, А.
Выдержку времени 10—12 с обеспечивает дополни-
тельное реле времени, воздействующее на отключение
установки,
3.	Газовая защита как основная защита,электропеч-
кого трансформатора воздействует на сип'гал (первая
Ступень) и на отключение установки (вторая ступень)
оперативным (или защитно-оперативным) выключателем.
Число газовых реле должно соответствовать числу замк-
нутых объемов с маслом в электропечной трансформа-
торе (трансформаторном агрегате).
4.	Сигнализация при повышении температуры масла
в баке трансформатора осуществляется с помощью элек-
трод онтактных термометров,
5.	Сигнализация при прекращении протока масла и
воды или при недопустимом снижении давления в систе-
ме масло водоохлажден ня Электр о печного трансформа-
тора осуществляется с помощью электрокоитактных ма-
нометров или дифманометров, сигнализация при пониже-
нии уровни масла в расширителе бака трансформатора —
с помощью реле уровня на расширителе.
6.	Дополнительная защита при напряжении 35 кВ и
выше. Защита обмоток электро печного трансформатора
от коммутационных перенапряжений на стороне питания
при напряжении 35 кВ или выше, возникающих при ра-
боте печных воздушных выключателей, обеспечивается
с помощью магнитно-вентильных разрядников (с маг-
нитным .гашением), подключаемых к выводам в. н.
электро печного трансформатора.
КОМПОНОВКА УСТАНОВОК ДСП и ПЕЧНЫЕ
ПОДСТАНЦИИ
Компоновка установок ДСП в значительной степени
зависит от принятой технологами планировки литейного
или сталеплавильного цеха.
Действующими «Нормами технологического проекти-
рования сталелитейных цехов»' предусмотрены две схе-
мы планировки таких цехов: первая —с совмещенным
плавильно-заливочным пролетом (рис, 4-6), вторая —с
раздельными плавильным и заливочным пролетами
(рнс. 4-7).
При первой схеме планировки продольная ось
ДСП располагается вдоль (рис. 4-8), при второй —
поперек пролета (рис. 4-9). Первая схема планировки
применяется для установок ДСП емкостью 0,5—12 т,
вторая —для установок ДСП емкостью 1Й т и более
(табл. 4-3).
Пульты управления печами должны размещаться
с: учетом удобного и безопасного обзора со стороны
пульта рабочих окон ДСП. Для ДСП, располагаемых
по второй схеме, допускается размещать пульты уп-
равления в отдельном помещении у ряда колонн против
рабочих окон печей.
В упомянутых нормах указана необходимость ис-
пользования типовых проектов института «Тяжпромэлек-
тропроект» и уточнения планировок при рабочем проек-
тирования с учетом данных о поставляемом оборудова-
нии согласно паспортам заводов-изготовителей.
Принятые в типовых проектах (см. табл. 4-1) ком-
поновки оборудования установок ДСП-50 приведены на
рис. 4-10, а ДСП-3 — на рис. 4-11.
Печные подстанции располагают в непосредственной
близости от печей. Этим достигается наименьшая длина
короткой сети, а значит, и снижение потерь электро-
энергии в токопроводе короткой сети и перемешивающего
устройства, при этом удается также уменьшить длину
трубопроводов систем водоохлаждения и гидравлическо-
го привода (в установках, где такой привей применя-
ется) .
Размеры привязки оси печи к стенам подстанции
(камеры трансформатора) указываются в технической
1 Разработаны в Щ72 г. институтом «Гипростанок» и утвер-
ждены Госстроем СССР.
Таблица 4-3
Рекомендуемые расстояния в литейных цехах между ДСП и привязка их к строительным элементам здания и к печным подстанциям
Тип уста- новки	Мощность электропеч* кого тралс- форматора» MBA	Расстояния, м							Размеры помещений на одну печь, м	
		. Я	Е			АГ;,	/f.i	Л	Трансформаторная камера	Эл ектро щитовое*
									А	S |		A,	6,
По рис. 4-в. 4-8
ДС-0,5	0,63	2 5		.	V					94	0	4,2	3,3	4	4
ДСП-1,3	]1,25 •	4*0		15	'J.5	14,5 '	10	0	4.5	;i,5	(3,1	5
ДСП-3		5,7	:		14	9,5	14,3	ю -	U	4,5	3,5	6,1	5
ДС-6'	Л	м		15		13-^21	15	С	и 11	5,0	(М	
ДСП-б	*	5,5		.	15	12	£4	1о	г,	5 „6	5	6,1	
ДСП-12	а	6,5	—	20 •	• Т4—IS	1В-22.	[8-	г(	5	Э, f	п,2	5,7
Пи рнс. 4-7. 4-9
ДСП-12	5	6,8	2Т9	15	2635	1(1,4	20,3	г.	6	0,7	5,2	'	3,/	3.4
ДСП-25	12,5	7,5	3,0	16	34	12	2.3	5,5	l(J,5	"г ’•'л	;j.Л	!	(if	1	5,;s
ДСП-60	-О	9,5'	3.9	19	ЗУ	14	25		12		; I 12	1 9
‘ Минимальные размеры высоты трансформаторной камеры.
- В цехах с раздельными плавильным и разливочным пролетами в помещении управления высота (минимальная) Эм.
Примечание. Отметка пола 2-го этажа (размер h на рис. 4-6, в) определяется при проектировании строительной частя цеха
в соответствии с технологическими требованиями. Размеры электрощптоного помещения даны, исходя из размещения щитов авто-
матизации технологических процессов и КИП вне этих помещений.
226
Рнс. 4-6. Расположение ДСП в литейных цехах в совме-
щенном плавильно-заливсчном пролете (разрезы) на от-
метках пола !-го этажа (я);'рабочей площадки (б); по-
ла 2-го этажа (о) (см. табл. 4-3).
Рис. 4-7. Расположение ДСП в литейных цехах с раз?
дельными плавильным и заливочным пролетами (разрез)
с рабочей площадкой (ем. табл. 4-3).
Рис. 4-9. Взаимное расположение ДСП и печных подстанций в
цехах с раздельными плавильным И заливочным пролетами.
Размеры см. в табл. 4-3.
Рис. 4-8. Взаимное расположение ДСП и печ-
ных подстанций ^ри совмещенном плавилыю-
заливочном пролете, Размеры см. в табл. 4-3.
документации (чертеже) завода изготовителя печи и
определяются конструкцией короткой сети, углом отво-
рота свода и требованиями нормальной эксплуатации
печи.
Компоновки печных подстанций установок ДСП
имеют следующие характерные особенности: прибли-
жение электро печного трансформатора к печи; уста-
новка электропечяого трансформатора, как правило, на
отметке выше отметки рабочей площадки, что сокраща-
ет длину короткой сети, уменьшает реактивное сопро-
тивление и потери энергии в установке, дает экономию
цветных металлов; приближение насосно-аккумулятор-
ной станции к гидроприводам электродов (в системах
с гидравлическим регулятором) для улучшения работы
системы регулирования мощности, уменьшения ее инер-
ционности и сокращения времени отработки регулятора.
В типовых компоновках печных подстанции воз-
можны два варианта размещения щитов п пультов уп-
15’
р а в лен ня: либо в пределах печной подстанции, либо вне
пределов печной подстанции, в отдельном помещении,
в районе загрузочных бункеров печного пролета.
Для установок ДСП емкостью 25--200 т применя-
ются оба варианта и предусматривается онератор-пуль-
товщик с постоянным пребыванием (в течение смены)
в помещении щитов управления.
Для установок ДСП емкостью 0,5—12 т примевя-Д
ется первый вариант с обслуживанием щитов управле-
ния и. сигнализации из цеха (из печного пролета с ра- ;
бочей площадки). При этом пультовщик-оператор ис-
ключается, его функпии совмещает сталевар.
Для установок ДСП емкостью 25 т и выше возра-
стает их насыщенность элементами КИП, автоматики,
поэтому пультовые помещения здесь необходимы.
Печная подстанция располагается во встроенном
в здание цеха двух-трехэтажном помещении («этажер-
ке») с кирпичными стенами, Размещение оборудования
227
*
5000
зон
11
№
Осо
12
&
ось У
Л
8000
л
(нц отм. + 3,00,
ки тио
0,00
+Я50
Зв 52
33
Помещение
3100
5250
0000
'56
,55
Оимвщснис
маслеиххаво-
тедыюйдеяю-
нивки
23
13' 37. S 51

% 1
у Камера траноферматдра.
+10,008
2300
цеха.
1300-


Ммашюьш ,?ал
23-
53
55
'Ломеце-^!
S,,№5 gj
— .управ- §
<ы 1 хения -
800^5=8000
.50

700,700, . 2850
8V 53'
800
PS 35*8
._	3100
И
300
21

2000
Рис. .4-10. Расположение оборудования уста-
новки пени ДСП-50.
1 — печь; 2 — гибкая и 3 — жесткая части короткой
сети; 4— статор устройства электромагнитного пере-
мешивания металла (УЭМП); 5 — гибкая и 6 — жест- (pa + ЗуО)
кая части токопровода статора; 7 — транс форматор -
нь|Д агрегат; 8 — светофор работы (включенbjO печи;
у — светофор наклона печи; 10 — звонок грецкого боя: 1! — кнопка аварийного отключения; 12 — станция управления персмещени-
раэъедвнвтеля 35 кВ; 17 — шкаф вентильных разрядников; 18 — шкаф траисфоряаторов напряжения; 19 — выключатель ВВП-35;
щит (пульт} регулятора мощности; 24 — гидропанель регулятора мощности; 25 — гидропанель насоено-аккумуляторное станции
бак; 31 — баллоны: 32 — шкаф управления и защиты; 33 — шкаф сигнализации; 34— панель Постоянного тока; Лэ — шкаф тепло-
его’возбудительный и 40 — подвозбудвтельный агрегаты; 4! — щит управления двигателем преобразовательного агрегата; 42 — щит
де кия трансформатора; 47 — кнопка управления двигателем насоса 461 43 —Щат станций управления; 43 —переключательный
ем дверцы: /cf — пульт управления механизмами; 14^ пульт управлении л а клон от печи; /5 — трансформатор тока; /5 —шкаф
20 * Распределительный шкаф к ВВП-ЗБ; 21—шкаф лилейного разъединителя 35 кВ; 23 — пост управления выключателем; 23—
ui.-i.CE - 1хньаф золотников; 27 — щит управления НАС; 25 — шестеренчатый насос; 29— блок двух насосов; 30 — питательный
контроля охлаждения ДСП; 35 —шкаф реле; 37 — щиток измерения и сигнализации; 35™ преобразовательны?, агрегат УЭМП: 39—
управления генераторами; 43 — щит управления перемешивателец; 44 — маслоохладитель; 45 — адсорбер; 45 — насос маслоохлаж’
пункт; <50 *— шкафы КИП; 51 — пульт КИП; 52 — щит газооздеткщ 53 «стол связи; 54 — коллектор системы водоохлажден ля.
Рис. 4-11. Расположение оборудования установки двух печей ДСП-ЗМ2.
/ — печь левого, 2— правого исполнения* 3 — электропечной трансформатор; 4 — шкафы КРУ2-10Э/Э: 5 — щит станций управления;
i — щит управления; 7—5— пульты управления; 10— выпрямительное устройство; // — распределительный пункт ПР9322-341; t!~
ивтс.мегнчсский выключатель ЛПЕО-ЗМТ; 13 — гидропанель; 14 — гудок -ревун; 15 — ящик сборки зажимов; 15 — маслопапориая
усгачоска УМ-100; 17 — короткая сеть.
:<; -тзжам определяется требованиями максимального
сокращения' всех коммуникаций, снижения затрат на
яровидиановые материалы — провода, кабели н шипы,
удобства обслуживания и ремонта.
Для установок печей с рабочей площадкой на от-
метке -г 5.00 м и выше на первом этаже подстанций
на отметке 0,09 м размещаются питающие вводы 6(10),
35 кВ н.п; выше, помещение ' и асосно-аккумуляторной
станции, машинный зал с преобразователем частоты
0,5—1 Гц для питания статора электромагнитного пере-
мешивания со своими щитами управления.
Для установок ДСП емкоствю 100 и 200 т С элект-
ромеханическим приводом механизмов (в том числе
механизмов перемещения электродов) вместо элементов
230
насосно-аккумуляторной станции на отметке 0,00 уста-
навливается" щит станций управления 380/220 В для
питания и управления этими электроприводами.
В печной подстанции на отметке 0,00 может быть
выделено также помещение Для элементов системы "йо-
доохлаждения установки ДСП по замкнутому, циклу,
в том числе охлаждения статора устройства элсктромаг-.
питного перемешивания металла,	*
На отметке рабочей площадки в подстанции разме-
щаются щиты управления, сигнализации, теплоконтроля
й т.п., включая щиты и пулвты регулятора мощности.
На третьем этаже — помещения камеры электропечи ого
трансформатора и распределительного устройства, в ко-
тором могут устанавливаться шкафы КРУ 6 или 10-кВ
с трансформаторами напряжения и выключателями, ли-
бо шкафы с оборудованием 35 кВ или выше, но без
выключателей,
В камеру электропечного трансформатора может
быть внесена система масловодоохдаждеция трРефор-
матора— насосы, теплообменники. Эта система должна
быть по. возможности приближена к трансформатору
(у крупных трансформаторов новой серин опа навеши-
вается непосредственно на их бак), но может также
устанавливаться на разных отметках (этажах) в под-
станции,
"При необходимости размещения воздушных печных
выключателей 35 кВ на подстанции у печи они могут
быть установлены в камерах, на отметке рабочей пло-
щадки или на отметке +3,0 м в помещении машинно-
го зала.
Выкатка электропечи ого трансформатора из камеры
предусматривается в печной или в разливочный пролет
с помощью лебедки па переносную металлическую кон-
струкцию, с последующей транспортировкой трансфор-
матора краном пролета.
При разработке компоновки помимо размещения
оборудования учитывают необходимость прокладки в
помещениях подстанции всех коммуникаций — трубопро-
водов производственного водоснабжения и канализации,,
воздуховодов вентиляции н отопления, маслопроводов,
а также кабельных и шинных линий системы электропи-
тания и КИП.
При проектировании строительной и сантехнической
частей печных установок необходимо выполнить следу-
ющие условия;
а.	Под электр о печным трансформатором при уста-
новке его выше отметки U,(JO м независимо от мощности
устайаВЯйвается маслоприёмный металлический бак (с
покрытием, обеспечивающим предел огнестойкости не
ТйёКёеГЕ/5 ч), р’ассчйтавныи на 20% объема всего масла
'“Трансформатора" с отводом масла в резервуар вне цеха'
по условиям пожарной безопасности. '
б.	Строительные металЛоконструкции, поддержива-
ющие токо пр оводы короткой сети с током свыше )0 кА
либо находящиеся jra расстоянии менее 1,5—2 м от то-
копровода, следует выполнять из немагнитной стали
или экранировать для уменьшения их нагрева индукти-
рованными токами от внешнего магнитного поля токо-
провода.
в.	Вентиляционные системы камеры трансформатора
и помещения насосно-аккумуляторной станции должны
быть снабжены заслонками для прекращения подачи
воздуха в случае пожара.
Канализация электроэнергии в пределах подстанции
должна осуществляться кабелями с оболочкой из не
распространяющего горение материала, с алюминиевы-
ми жилами. Токоподвод к статору перемешивающего
устройства, от преобразователя выполняется алюминие-
выми шинами.
В местах переходов проводников к подвижным ча-
стям печи прокладываются гибкие кабели и провода
с медной жилбй, а в местах с повышенной температурой
с нагревостойкой оболочкой и изоляцией (табл. 1-15).
4-2, УСТАНОВКИ РУДНОТЕРМИЧЕСКИХ
ПЕЧЕЙ (РТП)
Области применения и технические характеристики
РТП различных типов, принципы их работы, основные
элементы конструкций и нх схемы, электрические и теп-
ловые расчеты, энергетический баланс рассмотрены
в [Л. 1-2, 4-2, 4-5, 4-7].
Так же как и рассмотренные выше установки ДСП,
установки РТП—мощные электропри'емники. Число дей-
ствующих установок РТП намного меньше, чем число
установок ДСП, но типоразмеров РТП в несколько раз
больше, чем типоразмеров ДСП, Производство РТП
относится к категории индивидуального.
В связи с этим типовые проекты установок РТП не
разрабатываются и установки сооружают по индиви-
дуальным проектам, выполняемым специализированны-
ми организациями на основе технической документации
зав од а-изготовителя и разработчика конструкции печи.
Такая документация, как правило, включает рекоменду-
емую планировку основного оборудования установки.
Объем поставки заводами-изготовителями оборудо-
вания комплектно с РТП определяется конкретными
техническими условиями, согласованными с заказчиком.
Комплектность поставки РТП — меньшая, чем ука-
занная в § 4-1 для ДСП емкостью 6—200 т. В комплект
поставки всегда включаются электропечной трансфор-
матор (или трансформаторы), регулятор мощности, щи-
ты и пульты управления н контроля печи. Шины, гиб-
кие провода, соединительные провода, трубы если и по-
ставляются, то в неразрезанном и несогнутом виде
(общей длиной).
Электрическую часть установки РТП характеризу-
ют в основном следующие данные:
а)	мощность печи, которая, как правило, принима-
ется равной номинальной мощности питающего ее элек-
тропечного трансформатора или группы трансформа-
торов;
б)	число электродов печи;
в)	число фаз печи;
г)	число электропечиых (и регулировочных иди
вольтодобавочных, если они в отдельных баках) транс-
форматоров, число фаз нх обмоток, нх высшее напря-
жение и пределы регулирования низшего напряжения;
д)	коэффициент мощности установки;
е)	коэффициент загрузки электроде иного трансфор-
матора (или трансформаторов);
ж)	характер работы печи — непрерывный или пе-
риодический;
з)	график изменения электрической нагрузки н ко-
эффициента мощности установки во времени.
Современные действующие РТП — трехфазные, с
тремя или шестью электродами; имеется и небольшое
число однофазных — с двумя или с одним электродом,
преимущественно устаревших конструкций.
Мощности действующих РТП лежат в пределах
1—80 МВ-А. Редко встречаются (например, в производ-
ств ах сероуглерода, муллитовых огнеупоров и специаль-
ных флюсов) РТП с меньшей мощностью (0,4—
0;8МВ-А).
Вновь разрабатываемые и изготовляемые РТП дол-
жны иметь следующие мощности согласно утвержден-
ному размерному ряду [Л.4-7]:
Трехэлектродные печи с круглой ванной:
ферросплавные1; 12,5; 24; 33; 50; 63; 80 МВ-А;
карбидные: 30; 63; 80; 100 МВ-А;
фосфорные; 80, 100; 150 МВ-А.
То же с прямоугольной ванной:
карбидные: 80; 100 МВ-А,
Шестиэлектродныё печи с круглой или прямо-
угольной ванной:
ферросплавные: 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250
МВ-А;
фосфорные: 150; 250 МВ-А.
Естественный коэффициент мощности установок
РТП находится в пределах 0,72—0,97 и зависит от кон-
струкции короткой сети, мощности и рабочего напряже-
ния печи. Коэффициент мощности установок РТП при-
веден в табл. 1-20. Как правило, этот коэффициент
меньше у установок РТП с большей номинальной (пол-
ной рабочей) мощностью и с более низким рабочим
напряжением.
Периодический (циклический) характер работы
преимущественно имеют РТП, на которых проводятся
рафинировочные процессы, например получение мало-
углеродистых и без углеродистых ферромарганца и фер-
рохрома, анодного никеля. Эти процессы проводятся в
1 Здесь н доже уя. азаке основное гшэвачевде печей.
231
Рис. 4-12* Руднотермическяя печь РПЗ-16т5Ц-Н01 с прямоугольной ванной и тремя электропечныдем трансфор-
маторами, расположенными в линию.
1 “ электрододержатель; уплотнение; 3 — гидроподъемник; 4 — конечные выключатели; 5 — короткая сеть; 6 — кожух печи;
7 — футеровка; 3 — система, водоохдажденкя; $ — электропечи ой трансформатор,
Рис, 4-13. Руднотермическая печь РКЗ-16,5Н08 с круглой ванной и тремя электропечными трансфор’
маторами, расположенными в линию,
2 “= механизм вращения печн; - — плита; 3 — кожух печи; 4 -футеровка; <2— система водоохлаждення; б — короткая сеть; 7 —
устройство для перепуска электродов; 3 — система маслоподвода; 9 — гидроподъемник; /0 — электрододержатель; 2/ — свод; 22**
аппарат для прожига леток; 23** электропечи ой трансформатор; 24*— отверстие для свечи загрязненного газа; /5 — отверстие для
газеотвода-
232
значительной мере с открытой дугой, вследствие чего
рафинировочные РТП имеют много общего с ДСП.
Технические данные некоторых выполненных уста-
новок РТП приведены а табл. 4:4. В обозначении печи
(кроме типов СКВ): К —круглая, П — прямоугольная
ванна, О — открытая, 3 — закрытая.
Рафинировочные РТП обычно располагают по
фронту, а их электропечные трансформаторы — па
уровне рабочей площадки, аналогично планировке ус-
тановок ДСП,
В производствах ферросплавов, карбида кальция и'
фосфора РТП обычно располагают по фронту, печные
подстанции — в специальной пристрочке; иногда элек-
тропечные трансформаторы устанавливают открыто —
снаружи на площадке.
В производстве зеленого и черного карборунда при
использовании самоходных РТП (например, типа
СКБ-6002, см. табл. 4-4) печные подстанции распола-
гаются в отдельном пролете,
В установках РТП применяются трехфазные и од-
нофазные электропечные трансформаторы (их выбира-
ет организация, разрабатывающая печь). Однофазные
трансформаторы в установках РТП с круглой ванной
располагаются в линию или вокруг печи.
Примеры взаимного расположения РТП с круглой
и прямоугольной ванной и электропечных трансформа-
торов приведены на рис. 4-12—4-14,
На предприятиях с производством ферросплавов,
фосфора и карбида кальция установки РТП —основная
электрическая нагрузка; для них весьма актуально
обеспечение нормированного коэффициента мощности
Рис. 4-14. Руднотермическая печь РКЗ-ЗЗН-Ф с круглой
ванной и тремя трансформаторами, расположенными
треугольником.
/ — ванна печи: 2 — электроды! 5— короткая сеть; — электро-
печной трансформатор-


ЗТр
1Тр
Рис. 4-15. Схема установки руднотермической печи с устройством продоль-
ной компенсации и применением дополнительных трансформаторов.
1Тр—ЗТр— однофазные электропечи не трансформаторы lTpt—ЗТр,, 1Трт~ЗТрг допол-
нительные трансформаторы устройства продольной компенсации реактивной мощно-
сти (УПК).
*ТРг К УПК
UJ Ш —
к УПК
}ТР2	_
— 37Рг к упк
 ЗТр
2Тр1
1Tpt
233'
Таблица 4-4
Установхн рудя&термяческях печей
Электропечь
Тип	Основной получаемый продукт	Номинальная мощность, МВ- А	Число фаз
СКВ-6085	Терновая сурьма	1,5	3
РКО-2.5Н2	Различные ферросплавы	2,5	3
6РКЗ-2.5ФС	Синтетические шлаки	2, Ь	3
РКО-3.5Н03	Безуглероднстый феррохром	-j, Ь	3
СК В-0002А1	Карбид кремния	3,6	1
РТТЗ- 10.5Ц-Н02	Цинк	1 и, ь	3
РКЗ-16.5М05	различные ферросплавы	16,5	•3
РПЗ-16,5Ц-Н01	Цинк	16,5	3
РКЗ-16.4Н08	Силикохром	16,5	3
РКЗ-16,6К-Н01	Электрокорунд	16,5	3
РПЗ-ЗЗШ-Н02	Медный штейн	33, и	
РПЗ-485	Силикомарганец	63,0	3
РКЗ-4ВФ-М1	Фосфор	48,0	3
РКЗ-72Ф-М1	Фосфор	72,0	3
1 Передвижная печь, смонтирована на платформе, которая
а Электропечь РПЗ-48 — шестнэлектродпая. остальные трехфаэные
		Электропечной трасформатор				
Максималь- ный ток ЭлектроДи, кА	Расход ох- лаждающей воды, м^/ч	Число, шт,	Мощность, кВА	Число фаз .	Напряжение	
					первич- ное, кВ	вторич- ное, В
5,7 13 8,1 7,1 18 "0.6 60 34 G0 48 25,8 112 70 96	55 20 1S0 25 150 170 265 150 200 200 900 550 820	1 1 1 1 1 3 3 3 3 3 3 3 3 3	2500 2500 2500 3500 3600 3500 5500 5500 5500 5500 11 000 21 000 16 ооо 24 000	3 3 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1	6 или 10 6 иля 10 6 или 10 6 или 10 10 6 нли 10 6 или 10 6 нли 10 6 нли 10 6 нли 10 35 154/КЗ 35 35	306—162 173—89 308—154 371—260 421—193 255—162 204—130 360—190 204—130 255—162 800—475 238—137 500—300 649—М9
шириной колея 2400 мм.
может перемещаться по рельсовому пути с
— трехэлсктродные.
типа ВЭМ-ЮК (ВЭМ-103-1000/12,5’, ВЭМ-10Э-1000/20).
Рис. 4-16. Электромагнитный выключатель
1 — лупогасительная ка мера; 2 — магнитная система; 3 — изолятор; 4 — тоководвод с катушкой: 5 — неподвижный контакт; 6 изо-
ляцпо^шый экран; 7 - элистромагнитный привод: Л-рама; » - контактор; 10 - отключающая пружина: П-рукоятка ручного
отключения; 12 — изоляционная тяга; 13 — шипа; 14 — подвижный контакт; Ь — пластина, 16 - изоляционный кожух.
234
по предприятию в делом. Для этой цели на подобных
предприятиях используются конденсаторы, главным об-
разом по схеме УПК (см. § 1-4), на некоторых — син-
хронные компенсаторы.
Пример схемы установки РТП с УПК приведен на
рис. 4-15.
4-3, КОМПЛЕКТУЮЩЕЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ
УСТАНОВОК ДСП И РТП
ПЕЧНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Общие требования к печным выключателям (опе-
ративным и оперативно-защитным) и к их резервиро-
ванию рассмотрены в § 1^.
Технические данные используемых в установках
ДСП и РТП выключателей переменного тока напряже-
нием 6—10 кВ приведены в табл, 4-5. напряжением
35—154 кВ —в табл 4-6; общие виды и узлы некото-
рых типов выключателей 6—10 кВ и схемы цепей управ-
ления — на рис. 4-16—4-23,
В действующих установках помимо выключателей,
специально предназначенных для ЭТУ, использовано
значительное количество выключателей общего назначе-
ния, изготовленных согласно требованиям ГОСТ
687-70.
Из приведенных в табл. 4-5 и 4-6 типов выключа-
телей полностью требованиям ГОСТ 18397-73* 1 отвеча-
ют электромагнитные выключатели серий ВЭМ и ВЭ я
воздушные — серий ВВП. В указанном стандарте тре-
бования дифференцированы для двух групп выключа-
телей, предназначенных для частых коммутационных
операций: первой — сетевых выключателей, второй —
выключателей для ЭТУ. Выключатели серий ВЭМ н
ВВП полностью отвечают требованиям, предъявляемым
стандартом к выключателям второй группы, серии
ВЭ — к первой (г. е. к сетевым).
Вакуумные выключатели имеют показатели, соот-
ветствующие требованиям этого стандарта 3 для выклю-
чателей второй группы только по механической и ком-
мутационной (электрической) износостойкости, а ма-
ломасляные выключатели типов ВМП-10У и ВМП-10КУ,
имеющие усиленную кинематическую часть, — лишь по
механической износостойкости.
При выборе типа печных выключателей для уста-
новок ДСП и РТП следует исходить из условий работы
выключателей и помимо их параметров и стоимости
учитывать также ремонтоспособность аппаратов и объ-
1 ГОСТ 18397-73. Выключателя переменного тока на номи-
нальные напряжения 6—220 кВ для частых ко и мутационных
операций. Общие технические условны.
1 ГОСТ 18397-73 на вакуумные я маломаслякЫе выключате-
ли не распространяется.
Рис. 4-17. Схемы цепей управления выключателем серии ВЭМ-10Э (ВЭМ-6КТ).
а ~ монтажная; б — переключения обмоток 30 к Л; в — принципиальная; &К — штепсельный разъем; 313 ~ наборные клеммники
(зажимы); КВВ—блокировочный контакт включения; КБО— блокировочный контакт отключения; КСБ— сигнальные блокиро-
вочные контакты; А&Я—блокировочный контакт протия самопроизвольного повторного включения на к. з.; 30 —- отключающий
электромагнит; К — контактор; сигнальные лампы: ЛО — отключения. ЛВ— включения, ЛАО — автоматического отключения; K.V—
ключ управления типа УП5314 (Д301), /1 — на ключ управления Л’8; 5 — па шинки 1ЛВ; В —к реле защиты; Тга АПВ.
235
ем работ (трудозатраты) при ремонтах и межремонт-
ном обслуживании.
В установках ДСП и РТП с периодическим режи-
мом работы печные выключатели с оперативными н
оперативно-защитными функциями  выполняют час-
тые коммутационные операции. В установках руднотср-
мпческих печей с непрерывным режимом печные выклю-
чатели работают в более легких условиях, но все же,
как правило, в более тяжелых, чем выключатели обще-
го назначения на подстанциях промышленных пред-
приятий.
Наименьшие трудовые затраты требуются на
ремонт и межремонтное обслуживание вакуумных и элск-
Рис. 4-18, Выключатель серии ВЭ-10.
а —вид спереди; б — вид сбоку выключателей на 1250, 1600,
2500 А; е — то же на 3200 А.
HP
Р5М
38
38
130
г
з
4
5
В
„ з
~~У
“т
5
ту
8
10
13
23
30
в
7в
77
7Г
32
ВНП
и.
* ь *

О
1	1ШР
	
' г	
	г-.
'3	
	-Те
4	
	 •
5	
	
в	....
	е'>
8	
	
	
	 Д-1
W	>
	
12	.... л
	
29		->
	
	f3
	
30	
	Лк
•31		 -и*
	
д’?	
	
	15
	
М	
	-
	
88
33
48
41
42
^4
45
4f
47
4В
4S
за
51
52
53
54
55
2WP
1» БКП
о
ЗВ
PSM [го в № БНЯгг г~1	г
ВНП
I
I РБМ
4—II—
гг
PSM
о-


3 ВНП
О-  ц—О-
И БНП 4
130
8 S7 в F.S гт
-	за
8 SS 2 27 I—Г
6КП 23
------- о)
ff
о
fu
Рис.
aJ
S
Ролож:енае Выклю-
чателя привада
Выключатель отключен.
Привад не заведен
выключатель отключен.
Привод заведен
выключатель включен.
Привад не заведен
Выключатель включен.
Привод заведен
м
5НП
к	- *ъ с	а к ъ ‘о Сча		g	1	5			*с>	ft	Й	ig			5	Sts
	в	гя
	3₽	
ЗВ	II	3?
fto	“ДУ	4г
О1	1Г"	
	W	4У
	~1Г“	4т
	-УГ~	Ьв
	1г“	
-н-		
-----°
И да
4-19. Схемы электрических соединений привода выключателя серии ВЭ-10.
а - монтажная: Й - пришшниальяая; 1U1P. 2ШР - штепсельные разъемы; HP — клеммный ряд (сборка
положения; ВКП — привода, В — выключателя; М — электродвигатель завода пружинного привода; РВЫ- реле блокировки про-
тив повторного включения; электромагниты: ЭВ — включения, 30 — отключения. 1ЭО — дополнительный отключения (по заказу),
Положенно элементов схемы соответствует незаведенному приводу и отключенному выключателю.
236
Таблица 4-5
Выключатели переменного тока напряжением 6—10 кВ
Выключатель		Номинальные данные		Предельный сквозной ток, кА		Ток термической устойчивости, кА, за время, с			Ток/мощйость отключения, кА/МВ -А, при напряжении, кВ		Масса, кг	
Тип	Вид	"5 га 5 X £	Ток, А	Дейст- вующее ' значение	Ударный						1 выклю- чателя без 1 масла	65 5
						I	5	10	6	10		
ВМБ-Ю*	Масляный бако- вый	10	400; 000	15	25	—		10	0,7/100	5,8/100	125	50
ВМ-22аЛ	То же	10	400 600 1000	30 30 44	49 49 72	—	14 19 39	10 13,5 28	14,5/150	7,2/150	410 415 435	180
		6	1500	44	72	—	44	31	14,5/150	—	450	180
ВГ-10М1	Автор аз овый	10	400	30	52	—	12	10	19/200	19/300	300	
ВМГ-133-ГР	Маломасляный горшковый	10	600? 1000	30	52	30	20	14	20/200	20/350	190	10
ВМП-11Р; ВМП-10К ’	Малоыасдяный подвесной	10	600 1000 1500	30	52	30	20	14	20/200	20/350	150 155 170	4,5
ВМП-10У1’3; ВМП-ЮКУ*	То же с усилен- ной механической частью	ю	600 1000	30	52	30	20	14	20/200	20/350	155 170	4.5
BB-10/1000-250V; ВВ-10П1,9: вв-юк*	Воздушный '	10	1000	20	52		—	14	15/150	15/250	500	—
вам-юк'	Электромагнит- ный	10	ЮОО; 1250	20	52 .		20	—	20(6,9 кВ)	12,5	670	—
ВЭМ-ЮЭ-1000/12,5* ВЭМ-1ЙЭ-1250/12,б1’9	То же То же	10 10	1000 1250	20	52	—	20		20(7,2 кВ)	12,5	610 605	>
ВЭГЛ-10Э-1000/20УЗ* ВЭМ-10Э- i 250/2 0У З1,3	То же То же	10 10	1000 1250	20	52	—	20	—	20(7,2 кВ)	20	600 500	
ВЭМ-6КТ-52*	Го же	6,6	1000	20	52		20	—	20		630	—
ВЭМЮКТ-70*	То же	6,6	1000	27т5	70	—	27.5	—	27,5		630 •	—
ВЭ-10-1250-20УЗ* ВЭ-Ю-1600-20УЗ' ВЭ-Ю-2Е00-2ОУ31 ВЭ-10-3600-20У31	То же	10	1250 1600 2500 3600	20	51	—	20(4с)	—	20	20	522 529 533 об5	—
ВЭ-!0-12о0-31,5У31 ВЭ-10-1600-31,5УЗ* ВЭ-10-2500-31,5 УЗ' ВЭ-10-3600-31,5 УЗ'	То же	10	1250 1600 2500 3600	31.5	80	—	31,5(4 с)	—	31,5	31, о	363 563 571 606	—
РМВак-101’5 ВНВ-10/3201.9 ВНВП-10/320*	Вакуумный	10 11 11	320	4,7 7.8 7,8	12 20 29	5 12 12	—		—	2.0	200 170 1й0	—
* Специально для ЭТУ (рассчитаны на частые коммутационные операции),
г Снятьр с производства.
=> Предназначены для установки вне Шкафов КРУ.
4 Номинальное давление поступающего а выключатель воздуха 0,6±0, I МПа (6± 1 кге/си2); воздух не Должен содержать влаги.
237
Рис. 4-20. Вакуумный выключатель тапа ВНВ-10/320 (задняя крышка снята).
/—вакуумная камера КДВ-Sl; 3~ изолятор тяги; ? —динамический виток; 4 — изоляционные перй-ородкн; 5-» сварной каркас
{рама); 6— контактные губки; 7 — опорные изоляторы.
Рис, 4-21. Вакуумный выключатель (подвесного испол-
нения) типа ВНВП-10/320 (выключатель включен,
крышка снята).
/ — каркас (рама); 2 — штепсельный разъем; 3 — контактные
губки: 4 — токоподвод; 5 — опорные изовяторы; S — электромаг-
нит включения; 7 —, изолятор тяги; 8 •— динамический виток;
В — пружина отключения; 30 — вакуумная камера КДВ-Sl; 1J- —
электромагнит отключения; 32-,-г^ рычаги блокировки.
fftnut. fua.
Кситакты peogZP/l Зля сч-гналазиции.
Рис 4-22. Электрическая схема цепей управления вы-
ключателя типа ВНВ-10/320 (выключатель включен).
Электромагниты: А1Й — включения. МО- отключения. 1РЛ,
2РЛ— промежуточные реле; Б, 5г —контакты концевого вы-
ключателя.
Рис. 4-23. Электрическая схема цепей управления вы-
ключателем типа ВНВП -30/32U (выключатель включен).
Электромагниты: ЭА1/ — отключения. ЭМ2 — включения; PI —
магнитный пускатель. При работе выключателя на контакты Я
и Р штепсельного разъема должно быть подано постоянное или
переменное напряжение 220 В; для отключения необходимо по-
дать то же напряжение на контакты 2 к 4, для включения — на
контакты 2 и
Рис. 4-24. Выключатель типа ВВП-35 и распределительный шкаф ШРПФ-3.
/ : - дугогасягельная камера; 2—рал; 3 — привод отделителя; 4—* резервуар для сжатого ноздуха; .5— катки: б — опорный изоля-
тор; 7—нелинейное еппротивление; 3—контактный вывод; 5 — пгт а ига; ч Ю — нож отделителя; // — изоляционная перегородка; /2 —
контакт отделителя; /5 — контактный вывод: /4--изолятор контакта отделителя; /5 — распределительный шкаф; /6—электропнев-
магическое устройство.
Рис, 4-25. Электропневматическзя схема управления выключателем типа ВВП-35.
7. 4, 5, б, /3, 25, 33— трубки; 2, 3 — пусковые клапаны; 7 — клапан отсечки; 3 — штуцер с шариком; 70—* nopahifi; /Л
I*, 27 — клапаны; 12 — поршень для клапана; 15 — резервуар; /6 — опорный изолятор; /7 — неподвижный контакт; /3 — подвиж-
ный контакт; 19 — контактный вывод; 20 •—ду го га сите льна я камера; 21 --контр электрид; 22 — охладитель; 23 — нож отделителя;
24“ штанга; 26 — вад; 28 — поршень привода; 29 — привод; . 30— контакт отделителя; 3/— дроссельная шайба; 32 — тяга: 33 — вспо-
могательные контакты выключателя; 34 — дроссельная шайба; 36 — электромагнит включения; 37 — электромагнит отключения;
33 — ра сп р еде л итсльный Шкаф; 39 — ред у к торн ыД к л а п ан; 40 — кно поч ное уст р о йство; 4 7 —- эле к троконта ктяый м а пом ст р; 42 —
блок пневматических клапанов с фильтром для очистки сжатого воздуха.
239
Реяв блоки-
ровки от мна-
Автомат
Рис. 4-26. Дуге гасительная
камера выключателя типа
ВВП-35.
I — изолятор; 2 — неподвижный
контакт; 3 — подвижный кон-
такт; 4 — скользящий контакт*.
5 — поршень; 6 — пружина; 7—
коитрэлектрод; 8 — глушитель.
гократных
включений
Счетчик число.
Срабатываний,
выключателя
Дистанцион-
ное включения %
1
i
Местное
для опро-
бования
---—------|<g
Реле
полвоюеная^
„ отключено"
3$
Дистан-
цивнное
отключение
Местнввдля
опробования
Рёля
положения
„включено1'
Контроль
давления
воздуха.
блокировка
„ вилкой,
сталевара
Рис. 4-27. Схема цепей управления выключателем типа ВВП-35.
//(У — ключи управлений; 13Bt 1ЭО — электромагниты включения и отключения
пневматического привода выключателя; /В, /БЭВ, JB30 — блок-контакты выклю-
чателя; IP, ЗР — вспомогательные контакты разъединителей: //>И — 1те.те блоки-
ровки, J/7O, /ЛВ — промежуточное реле положения выключателя; III 8 — «ни л к а
сталевара*; 0/7<—контакт выходного промежуточного реле отключения от защиты,
блокировок и дистанционного ключом; {СС — счетчнк числа срабатываний выклю-
чателя; ВЛ— промежуточное реле включения; /А'Д—промежуточное реле; /ЗдА1—
манометр электрокодтактный,
I/ |г|
2
J да
Рис 4-28, Монтажная электрическая схема выключателя типа ВВП-35.
35—электромагнит включения; ЭО — электромагнит отключения; БК — вспомога-*
.тельные контакты; <ЭК— контактные зажимы.
240
Таблица 4-6
Выключателя переменного тока напряжением ЗБ—1В4 кВ
Тип выключателя6	Впд выклю- чателя	Номиналь- ные		Предельный СКВОЗНОЙ ток, кА		Ток термической устойчивости, кД, за время, с			Ток,'мощность отклю- чения, кА/MB А, при номинальном напряжении	Расход воздуха1 (приведенный к атмосферному давлению) на;			Масса		
		щ S си СХХ С X са ф	Ток. А	Дейст- вующий	Ударный	3	4	10		отключе* ние, л 1	вентиля- цию, л/ч	угечки, л/ч	ныключа- теля< без	масла, т	масла, | кг
ВВН-35	Воздуш- ный	35	600; 1000	24	42		—	12	16,5/1000	900	500	—	1т2		—
ВВН-35-2		35	2000	42	82	——*	—•	—*	33/2000	!800	1000	—	2.5		--
ВВ-35П*<2	»	35	600; 1000	24	42		—♦	12	16,5/1000	900	500	—	1 Л		—
ВВП-35'	>	35	1250	15	4!	—	16	—	16	900	500	—	1x2		—
ВВП-35К1,6	>	35	1250	20	52	—	20	—	20	900.	500	тт-	1.6 т, з		—
ВВ’35	у	35	1250	16	41	 1 	16	—	16	900	500	—			
ВМП-35П	Маломцс- ляный подвесной	35	1000	12	27	—	13(5 с)	9	8,3/500		—		ол		13
ВВН-ПО-6	Воздуш - иый	110	2000	31,5	80	31,5	—“	—	31,5/6000	1100	1350	350	8 Л		—*
ВВП-110Б-16/630У11		110	630	£6	67	26	——.		16	4500	1000	450	7 Л		—-
ВВП. 1ЮБ-16/1250УП ВВП-154-8		но 154	12оО 2000	26 зол	67 78	26 30,8	—	—	16 30,8/6000	4500 17 000	юоо 2700	450 350	7(5 12,0		—
1 Специально для ЭТУ (рассчитаны на частые коммутационные операции).
1 Сняты с производства.
3 Вез массы распределительных шкафов.	р
* Номинальное давление воздуха в резервуарах 2+®^МПа (2о+1 кгс/см5); расход воздуха па включение практически отсут-
ствует.
5 Номинальное постоянное напряжение электромагнитов всех типов воздушных выключателей 220 В.
6 Предназначены для встраивания в шкафы КРУ; находятся в Стадии разработки.
тромагнитных выключателей. Кинематическая часть ва-
куумных выключателей отличается высокой надеж-
ностью, их контакты находятся в запаянной дугогаси-
тельиой камере и никакого ремонта не требуют. При
отработке ресурса камеры заменяются. Наибольшие
трудовые затраты приходятся на ремонт и обслужива-
ние масляных баковых выключателей.
Объем работ при ремонте и обслуживании воздуш-
ных выключателей на напряжение 35 кВ серий ВВП
меньший, чем выключателей типов ВВ-35П и ВВН, ко-
Рис. 4-29. Выключатель серии ВВП-ИОВ.
1 — делительный конденсатор; 2— указатель продувки; 2 — выхлопной козырек; 4 — дутотаснтельяая камера: 5 — опорный изолятор;
б — цоколь; 7— указатель положения (световой); в~-рама; S — распределительный шкаф типа ШРНФ-2М (расположение пока-
зано условно), 10 — смотровой люк.
>6—342
241
торые имеют аналогичные конструкции (буква П в
обозначении типа ВВ-35П означает «для печных уста-
новок», эти выключатели имеют повышенную механи-
ческую прочность некоторых узлов). Выключатели ти-
пов В В Г1-35 и ВВ-35П состоят из смонтированного
на тележке шкафа управления, на верхней крышке ко-
торого укреплены три одинаковых полюса.
В комплект выключателей типов ВВН-35 и ВВ-35П
входят распределительные шкафы типов ШРНФ-2 (на-
польный) и ШРПФ-3 (подвесной). Выключатели типа
ВВН-35 (буква Н означает «для наружной установки»)
и шкаф ШРНФ-2 предпазиичены для работы на откры-
том воздухе и имеют дополнительный обогрев электро-
нагревателями шкафа управления и редукторного кла-
пана в распределительном шкафу.
Выключатель типа ВВП-35 в отличие от выключа-
телей типов ВВ-35П ii ВВН-35 не имеет шкафа управ-
ления. Аппаратура управления, пневматический привод
и полюсы выключателя смонтированы на резервуаре
сжатого воздуха, снабженном катками. Общий вид вы-
ключателя типа ВВН-35, его дугогаси тельных камер и
схемы управления приведены на рис, 4-24—4-28.
Печные выключатели серии ВВП-ИОВ (рис. 4-29)
разработаны па базе унифицированных узлов выклю-
чателей серии ВВБ-110 общего назначения. Дугогаси-
тельные камеры выключателей имеют два главных раз-
рыва. Параллельно каждому из них в выключателе
типа ВВП-110Б-16/630У1 внутри камер присоединены
линейные шунтирующие резисторы со вспомогательны-
ми контакторами, прерывающими ток через эти рези-
сторы. В выключателе типа ВВП-I 10Б-16/1250У1 шун-
тирующих резисторов нет.
При применении воздушных выключателей в цепях
35 кВ в выше в качестве оперативно-защитных следу-
ет проверять, способны ли выключатели отключать то-
ки к. з. при расчетной частоте восстанавливающегося
напряжения. Если выключатель такой способностью не
обладает, То следует ограничивать ого назначение опе-
ративными функциями.
При отключениях цепей ЭТУ воздушными и ваку-
умными выключателями из-за среза тока могут возни-
кать существенные коммутационные перенапряжения,
поэтому необходимо устанавливать за выключателем
(по направлению потока энергии) разрядники для за-
щиты обмотки в. н. электропечного трансформатора и
на шинах, к которым присоединен вакуумный выклю-
чатель, — для защиты от перенапряжения других элек-
троприемни.ков,
КОМПЛЕКТНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
6—35 кВ
Новые установки ДСП и РТП с в. н. 6 и 10 кВ, как
правило, содержат шкафы комплектных распредели-
тельных устройств (КРУ) с печными выключателями в
выкатном исполнении, В таких шкафах используют
электромагнитные, воздушные, вакуумные и маломасля-
ные выключатели, преимущественно специально пред-
назначенные для ЭТУ. Шкафы КРУ с выключателями
общего назначения (обычно маломасляными) применя-
ют, когда выключатели выполняют только защитные
или оперативно-защитные функция, но с легкими усло-
виями эксплуатации, как, например, в установках РТП
с непрерывным режимом работы.
Шкафы КРУ рассчитаны на двустороннее обслу-
живание, за исключением шкафов серии КЭ, которые
можно обслуживать только с лицевой стороны (при от-
крытых дверях).
До освоения серийного выпуска шкафов КРУ для
ЭТУ в установках дуговых сталеплавильных и рудно-
Рис. 4-30 Камера КСО (рекон-
струированная)) с электромагнит-
ным выключателем типа ВЭМ-10К.
/ — выключатель;	2— Сварная рама
(подставил); 3 —трансформаторы тока;
4— здовмляюцнй разъединитель; 5 —
шинный разъединитель.
Рис. 4-31. Шкаф КРУ2-10ЭП с маломасляным выключателем ти-
па БМП-1 ОКУ.
/отсек сборных Н1ии; 2 —релейный отсек: 3—блок выключателя к его электро-
магнитного tip я но да Г1Э-11У. смонтированный на выкатнетй тележке; .4 — отсек аыкат-
Hoft чдети: о--нижний штепсельный разъем', б'—трансформаторы тока; 7отсек
трансформаторов тока н кабельных разделок ;<3 аерхний Штепсельный разъем,
243
Рис. 4‘32. Шкаф КРУ2’10В с воздушным выключателем
типа ВВ-10К.
J — отсек сборных шин: 2 — камера выхлопа: 5 — релейный от-
сек; 4 — блок выключателя со встроенным пневматическим при-
кодом, с монтированный на выкатной тележке; 5 — воздуховол-
ный шланг; £— отсек выкатиой части; 7 — блок питания сжа-
тым воздухом; Я —- трансформатор тока нулевой последователь-
ности; 5 — нижний штепсельный разъем: /0— трансформаторы
гока; •// — отсек трансформаторов тука и кабельных разделок;
12— верхний штепсельный разъем.
Рис. 4-34. Шкаф КРУ2-10 с трансформатором напря-
жения,
2 “ отсек сборных шип; 2 — отсек приборов; .7 — отсек выкаткой
Части; 4— блок предохранителей и трансформаторов напряже-
ния, с монтированный па выкатпой тележке; 5 — отсек кабельных
разделок; 6 — штепсельный разъем^
Рис. 4-33. Шкаф КРУ2-10Э/Э с электромагнитным вы-
ключателем типа ВЭМ-10К (ВЭМ-10-1000Л 2,5-УЗ или
ВЭМ-КМ000/20УЗ).
/_ОтСек сборных шин; 2 — релейный отсек; 3 — выключатель
со встроенным электро магнитным приводом, смонтированный па
выкаткой тележке; 4 —отсек выкатной части; 5— упорная план*
Кэ механизма доводки; 5—заземляющий разъединит ель г 7 —
трл'нсформатор тока нулевой последовательности; 8 —ккжкий
штепсельный * разъем: 9— трансформаторы тока; /О — отсек
трансформаторов тока и кабельных разделок; 2J — верхний
Штепсельный разъем.
Рис. 4-35. Шкаф КР-6/20ОТ с электромагнитным выклю-
чателем типа ВЭМ-бКТ.
7 — отсек сборных шин; 2 — релейный отсек; 5 — выключатель
тина ВЭМ-6КТ-52 (ВЭМ-6КТ-70) со встроенным электромагнит-
ным приводом, смонтированный на выкаткой тележке; 4 — от-
сек выкатИой чястн; 5 — упорная планка механизма доводки;
6—заземляющий разъединитель; 7 — трансформатор тока нуле-
вой последовательности; 8 — пнжкий штспсслъпый разъев; S —
трансформаторы тока; 10 отсек трансформаторов тока и ка-
бел-ыгых разделок; Ц — верхний .штепсельный разъем. Размер
12880 мм— при насыщенной схеме вторичной коммутации.
16*
243
Рис. 4-36. Шкаф КР-6/200Т с трансформатором напря-
жения.
7 — заземляющий разъединитель; остальные обозпаяення те же,
что на рис, 4-34.
Рис. 4-38. Шкаф K-XII с вакуумным выключателем ти-
па ВНВП-Ю/320.
3 — вакуумный выключатель; остальные обозначения те же, что
на рис. 4-35.

Рис. 4-37. Шкаф К-Э-ТП с электромагнитным выключате-
лем серии ЗЭ-10.
/ — отсек сборных шин; 2 — релейный отсек; 3 — выключатель
со встроенным пружинным приводом, смонтированный на выкат-
ной тележке; 4 — отсек выкаткой части; 5 — отсек трансформа-
торов тока и кабельных разделок- Размер 2385 мм — при на*
сыщенпой схеме вторичной коммутация*
•' 
' S
10
11
12
13
14
15
16

Рис. 4-39. Рекомендуемые размеры распределительных
устройств.
а — однорядное расположение КРУ; б — двух рядил е. Размер Z
(глубину шкафа) см. табл. 4-8. Размер 100 мм — при установке
шкафов одностороннего обслуживания (серии К.Э),-
244
Таблица 4-7
Камеры КРУ со стационарной установкой выключателя, применяемые в ЭТУ
Тип камеры	Выключатель			Привод		Габариты камеры1, мм		
	Номинальные параметры		Тип3	Вид	Тип	Ш PipHtfa	И о рч	Высота (включая ишшЮвку)
	Напряже- ние» кВ	Ток, А						
КСО-272 (КСО-2УМЗ)	е или ю	630 1000 600: 1000 600 1000 1000	ВМГ-10-630-20 ВМГ-10-1000-20 ВМП-101 ВМП-10У3 ВЭМ-10-1000/12,53 вам- ю- юоо/2	Электромагнитный Пружинный Электромагнитный »	Пэ-11 ПП-61 ПЭ-ПУ3 ПЭГ-7s, встроенный То же	1000 (12001	1200	3085 (3200)
КОД КРУ-351	6 или 10 35	1000 1250	ВВ-10» BB-10IT ВВП-35К®’4	Пневматический »	Встроенный* >	1400 3200	i960 3600	3200 3700
г В скобках — габариты камеры КСО-2УМз.
* Выключатели типов ВМП-10, ВхМП-ЮУ и ВЭМ-10 только в камерах КС0-2УМэ,
3 Рассчитаны на частое срабатывание (камеры комплектуются этими выключателями по отдельным заказам)»
4. В стадии разработки.
Шяафы КРУ с выхатным исполнением выключателя, применяемые в ЭТУ
Таблица 4-8
Тип шкафа	Выключатель			Привод		Габариты шкафа» мм		
	Номинальные величины		Тип	Вид	Тип	Ши- рина	Глу- бина	Высо- та
	Напряже- ние» иВ	Ток, А						
КРУ2-10П	6 или 10	600; frtnfi- 1 eon	ВМП-10К	Пружинный	ПП-61	900	1660	2400
КРУ2-10Э	6 или 10	1UIJU, JOUU 600;	ВМП-10К	Электромагнитный	ПЭ-11	900	1660	2400
		1000; 1600						
КРУ2-ЮЭП	6 или Ю	600; 1006	ВМП-ЮКУ 1	»	ПУ-ПУ1	900	1660	2400
КРУ2-10В	6 или 10	1000	вв-юк'	Пневматический	Встроенный1	900	1660	2400
КРУ2-10Э/Э	6 пли 10	1000	вэм-ioK	Электрой агнитный	ПЭГ-71	900	1660	2400
		1000	ВЭМ-103-1000/12,5 1	То же	То же	900	1660	2400
		1000	ВЭМ-10Э-1000/20УЗ 1	»	Встроенный1	900	1660	2400
KP-S/2O0T	6	1000	ВЭМ-6КТ-52 1;			900	1665	2650
		1000	ВЭМ-6КТ-70 1			900	1665	2650
КЭ-Ш/20У31	10	1000	ВЭ-10-1250-20 1	Пружинный	»	750	1850	2400
		1600	В Э-11М 600-20 1			750	1850	2400
		2000	ВЭ-10-2000-20 ।		»	750	1850	2400
		3200	В Э-10-3600-20 1	»		750	1850	2400
КЭ-10/31,5УЗ;	id	1000	ВЭ-Ю-1250-31,5 1		э	750	1850	2400
		1600	ВЭ-Ю-1600-31,5 1	ъ	9	750	1850	2400
		2000	В Э-10-2500-31.5 1		».	750	1850	2400
		3200	ВЭ-10-3600 .5 1	>	j>	750	1850	2400
К-ХН	ю	320	ВНВП-10/320 ।	Электромагнит ний	»	900	1600	2400
1 Рассчитаны на частое срабатывание,
а КРУ серии КЭ имеют также шкафы с Номинальным током Первичных цепей 630 А; помимо указанного в таблице исполнения
для районов с умеренным климатом (исполнение У категории 3) КРУ серин КЭ имеют также исполнение для районов с тропиче-
ским, климатом (исполнение Т категории. 3)
термических печей находили применение камеры (шка-
фы) со стационарной установкой печных выключателей,
изготовлявшиеся на специализированных предприятиях
и на монтажно-заготовительных участках электромон-
тажных трестов. Камеры эти — одностороннего обслу-
живания (КСО), за исключением ограниченного числа
камер с воздушными выключателями (серии ВВ-10),
обслуживание которых двустороннее (КСД).
Камеры с односторонним обслуживанием имеют не-
большую глубину и поэтому их применяли и до послед-
него времени при реконструкции установок, габариты
печных подстанций которых не позволяли разместить
шкафы КРУ с достаточными размерами проходов спе-
реди и позади шкафов, '
Шкафы и камеры КРУ с печными выключателями
напряжением 6 и 10 кВ помимо установок ДСП и РТП
применяют и в ЭТУ других видов, например в индук-
ционных ЭТУ, установках вакуумных дуговых печей,
печей электрошл а нового переплава.
Типы КРУ для таких установок нужно также вы-
бирать с учетом условий работы в них печных выклю-
чателей.
Технические данные применяемых в ЭТУ шкафов и
камер КРУ гфиведены в табл. 4-7 и 4-8; их общий вид
и габаритные размеры — на рис. 4-30—4-38; рекоменду-
емые размеры при расположении шкафов КРУ в по-
мещении распределительных устройств 6—10 кВ — на
рис. 4-39.
245
Таблица 4’9
246
Схемы соединения силоной цени КРУ
Шкаф КРУ	Номинальный ток шкафа» А	Номенклатурное обозначение шкафов К.РУ по схеме соединения силовой цепи													
Схема		1		Т ф		1 t		1	1		I	«оа* — 1 ।	1	1 г	Г	I 4г
						Hi		гН	tttft		ftt		tl		
Описание		IIрнсосдпЕ|ение до 3 кабелей				Присоединение до 5 кабелей 1					Присоединение до 3 кабелей J: вывод шин влево		Присоединение до 3 кабелей1, вывод шин вправо		
КРУ2-10ЭП	600 1000	КВЭПЮ-05-000		КВЭП 10 02-600		КВЭП 10-03-1000			КВЭП 10-04-1000		КВЭП 10-05-600 КВЭП10-05-ЮОО	КВЭП 10-05-000 КВЭП 10-06-1000	КВЭПЮ-07-600 КВЭП 10-07-1000		КВЭП 10-08-600 КВЭП10-08-1000
КРУ2.ЮЭ/Э	1000	—		—		КВЭЭ 10-03-1000			КВЭЭ10-04-1000		КВЭЭ10-05-1000	КВЭЭ 10-06-1000	КВЭЭ 10-07-1000		КВЭЭ 10-08-1000
К Э- 10/2 ОУ 3	630 1000  16(Й	/ 1J1 J		1 111 1 L		ШВЭ10/20-35-12 ШВЭ 10/20-35-22 ШВЭ 10/20-35-33			ШВЭ 10/20-36-12 ШВЭ 10/20-36-22 ШВЭ10/20-36-33		ШВЭКУ20-32-12 ШВЭ 10120-37-22 ШВЭ 10/20-37-33	ШВЭ1О/2Й-38-12 ШВЭ 10/20-38-22 ШВЭ 10/20-33-33	ШВЭ10/20-30-12 ШВЭ 10/2(1-39-22 ШВЭ 10/20-30-33		ШВЭ10/20-40-12 ШВЭЮ/20-40-22 ШВЭ10/20-40-33
C.XQMH											АВС		*до*	1 1—~«-съ»4 | *•-	1  				
		i	t				3-—«—»*		•Щ			~г ф	ое-		- ф
									q	t					
		i5	г f	пт г											
										4?					
Опз.санис		Присоединение до 3 кабелей1, вы под шин влево и вправо		Присоединение до 4 кабелей		Присоединение до 4 кабелей, вывод шин влево			Вывод шин впра- во с изменением фазировка		Вывод гимн вправо		1	Вывод шин влево		
К!’У2-юэп	600 1000	КВЭП 10-09-600 КВЭП 10-09-IODO		КВЭП10-10-600		КВЭП НМ 1-600			КВЭП 10-12-600 КВЭП 10-12-1000						
КРУ2-10Э/Э	юоо	К ВЭЭ10-09-1000		—		—			—		—				—
КЭ10/20УЗ	630 1000 1600 2000 3200	ШВЭ10/20-41-12 ШВЭЮ/20-41-22 [ПВЭ1 0/20-41 -33		1 1 1 I 1 1 i 1		—			ШВЭ 10/20-18-12 ШВЭЮ/20-18-22 ШВЭ 10/20-18-33 ШВЭ 1 (У 20-18-44 ШВЭ 10/20-18-55		ШВЭ 10/30-01-12 ШВЭЮ/20-01-22 ШВЭ 10/20-01 -33 ШВЭ 10/20-01-44 ШВЭ 10/20-01-55	ШВЭ10/20-02-12 ШВЭ10/20-02-22 ШВЭ10/20-02-33 ШВЭ10/20-02-44 ШВЭ 10/20-02 55	ШВЭЮ/20-03-12 1ПВЭ10/20-03-22 ШВЭ 10/20-03-33 ШВЭ10/20-03-44 ШВЭ 10,'20-03-55		ШВЭ 10/20-04-12 ШВЭ 10/20-04-22 ШВЭ 10/20-04-33 ШВЭ10/20-04-44 ШВЭ 10/20-04-55
1 В шкафах серии КЗ 1Й/20УЗ — до 4 кабелей’, шинная сборка снабжена заземляющим разъединителем.
Схемы силовых цепей (табл. 4-9) и цепей вторич-
ной коммутации шкафов КРУ можно выбирать из сеток
унифицированных схем*, насчитывающих большое число
исполнений и практически полностью отвечающих всем
возможным вариантам схем, которые могут встретить-
ся в ЭТУ. Технические условия на шкафы КРУ допу-
скают заказы ограниченного числа шкафов со схемами
вторичной коммутации, отличающимися от схем, пре-
дусмотренных сеткой.
В КРУ, используемых в ЭТУ, в которых печные
выключатели должны выполнять частые коммутацион-
ные операции, до последнего времени можно было при-
менять выключатели лишь е электромагнитным приво-
дом (воздушные выключателис пневматическим при-
водом) из-за отсутствия пружинных приводов, имеющих
повышенную механическую износостойкость в сравне-
нии с приводами в исполнении общего назначения,
В настоящее время освоены шкафы КРУ серии КЭ
с электромагнитными выключателями серии ВЭ, снаб-
женными встроенным пружинным приводом, рассчитан-
ным на тяжелый режим работы.
Основные данные электродвигателя для завода ра-
бочих пружин привода выключателя серии ВЭ;
Номинальное напряжение:
двигателя переменного тока .  , . .	. 127; 220 В
двигателя постоянного тока	НО; 220 В
Пределы напряжения на выводах, % от номинального	80—но
Потребляемая мощность при номинальной нагрузке
(не более):
ДЛЯ двигателя переменного тока .......	900 В-А
для двигателя постоянного тока............... 900 Вт
Время завода рабочих пружин прн минимальном на-
пряжении (не более) ........................   .	15 с
Основные данные электромагнитов управления (30,
ЭВ, 1ЭО на рис. 4-19):
Номинальное напряжение:
переменное................................ 100,127,220,	380 В
постоянное'........................  ,	. 24. 48, 110. 220 В
1 Схемы вторичной коммутации шкафов КРУ приведены в
каталоге ЦП НТИ Электр пн ром .V» 02.12.02-66 и п работах Рос-
товского отделения и нети гута «Тиж пр ом электр о проекта (шифры
Р-2179 и Р-2180).
Пределы напряжения на выводах, номи-
нального:
ЭВ , ........................  80—110
30 и 1ЭО .............	65-120
Потребляемая мощность' при втянутом сердеч-
нике (не более):
переменного тока ... .... ....	600 В-А
постоянного тока........ , , . ,	400 Вт
В ЭТУ помимо шкафов КРУ с выключателями при-
меняют также шкафы КРУ с трансформаторами на-
пряжения и разрядниками, со штепсельными разъе-
динителями, с глухим вводом и с кабельными
сборниками.
Шкафы с кабельными сборками используют, когда
число кабелей, которые надо ввести (вывести) в шкаф
КРУ с выключателем, превышает допускаемое (напри-
мер, в шкаф серии КЭ — более четырех кабелей напря-
жением 6 или 10 кВ сечением 3X240 мм!).
В табл. 4-9 приведены схемы соединения силовых
цепей и соответствующие им номенклатурные обозна-
чения шкафов КРУ, наиболее часто применяемые для
электротермических установок (полная сетка схем си-
ловых' цепей КРУ серий КЭ-10/20-УЗ, К-ХП и КР-6/200
приводится в заводской информации). В обозначениях
шкафов «10» означает номинальное напряжение шкафа
10 кВ; шкафы серий КРУ2-10ЭП и КРУ2-10Э/Э вы-
пускаются также в исполнениях на 6 кВ; тогда в обо-
значениях шкафов вместо «10» указывают «6». Цифры
после первого тире означают номер схемы, после вто-
рого тире: у шкафов серий КРУ2-10ЭП и КРУ2-10Э/Э —
номинальный ток шкафа. А; у шкафов серии КЭ-10/20-
УЗ первая цифра — номинальный ток выключателя,
вторая — ток сборных шин; «1» — 630;	«2» — 1000;
«3> — 1600; «4» — 2000 и «5» — 3200 А.
ОПОРНЫЕ ШИННЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА
Для измерения тока в пределах 0,5—25 кА в то-
копроводах установок дуговых печей промышленной
частоты, а также в некоторых других ЭТУ (например,
Трансформаторы тока серий ТНШЛ-0, 66УЗ, ТНШ-0,65 и ТШЛ-О.ОвУЗ
Таблица 4-10
Тип	Вторичные нагрузки г при которых обеспечивается класс точности						Номинальная предельная кратность	Односеку^А’ на я терми- ческая стой- кость (крат- ность)	Масса, кг (ориенти- ровочно)
	0,5		1,0		3				
	Ом	В’А	ОМ	В-А	сж	 В-А			
ТНШЛ-0,66-0,8-800/8 ТНШЛ-0,66-0.5-1000/5 ТНШЛ-0.66-0,5-1500/5 ТНШ Л-0.60-0,5-2000/5	0,8	20	1.6	40	3.£|	75	7 10 14 14	50	' 5.5
ТНШ Л-0.66-0.5-3000/5 ТНШЛ-0.66-0.5-4000/5 ТНШЛ-0,66-0,5-5000/5			 2,0	50	4.0	100	11 1'2 12	50 75 кА (4 С) 75 кА (4 с)	11.5
ТНШЛ-0,66-3-8000/5 ТНШ Л-0,66-3-10000/5	—	-	-	—	0.8	Й0	2	75 кА (4 ci	20
ТН Ш Л т0.66-3-16000/5 ТНШЛ-0,66-3*25000/5	—	—	—	—	. 2.0	50	1,5	2 Щ с)	ПО 220
ТНШ-0,66-3-15000/5 ТНШ-0,66-3-25000/5		—	—	—	2,0	50	—	2,2 (4 С)	62 15В
ТШЛ-0,66-0.5-2000/5 ТШ Л -0,6 6-0,6-3000/5 Т1П Л-0.66 -0.5-4000/5 ТШЛ-0,05-0,5-5000/5		15	1,2	30	2,4	60	S	35 25 20	10 10 15 15
247
Рис, 4-40, Трансформаторы то-
ка серии ТНШЛ-0.66УЗ на.то-
ки: 0,8—2 кА (а); 3—5 кА (б);
8—10 кА (а);	16 кА (г);
25 кА (б).
Рис. 4-41. Трансформаторы тока серии ТНШ-0,66 на то-
ки 16 а 25 кА.
Размеры: для типа ТЯШ-0,66-16000/5: А—320, Я—360. С=480,
D = 160, £-202, £=870, G=120 мм; для типа ТНШ-0,65-25000/5:
А-380, £=494. С—770. D = 180. £-232, £-615, 0=170 мм,
Рис. 4-42. Трансформаторы тока серии ТШЛ-0,'66
Размеры: для трансформаторов на токи 2 в 3 кА: А —142. В—70,
£j=78. £=70, £=40, Л-50, 1 = 180, /7-275 мм, масса 9 кг; для
трансформаторов на токи 4 и 5 кА: А—200, В—80, В,=88, £—85,
£=80, Л—45, £=250, 77—300 мм. масса 14 кг.
248
в индукционных и установках печей сопротивления пря-
мого нагрева) используют опорные шинные трансфор-
маторы тока серий ТНШЛ-0,66УЗ, ТНШ-0,66 и ТШЛ-
0.66УЗ, параметры которых приведены в табл. 4-10, а
габаритные и установочные размеры — на рис. 4-40—
4-42.
Роль первичной обмотки в них выполняет шина
(пакет шин), проходящая через окно трансформатора
тока.
При установке трансформаторов тока серии
ТНШЛ-0,66 нужно соблюдать следующие условия:
1)	сечение шины (или шин в пакете), на которой
устанавливается трансформатор тока, должно быть та-
ким, чтобы нагрев ее при номинальном токе не пре-
вышал 40 градусов сверх температуры окружающего
воздуха, равной или меньшей +35°С;
2)	шину (пакет шин) располагают в центре окна
так, чтобы она не касалась изоляционного корпуса;
3)	расстояние между осями соседней и обратной
шин для трансформаторов тока на номинальные пер-
вичные токи до 2, 3—5, 8—10, 16—25 кА должно быть
соответственно не менее 310, 530, 820, 1000 мм;
4)	опорную плиту, на которой устанавливают тран-
сформаторы тока на 8—25 кА, и болты крепления де-
лают из немагнитного материала (например, из немаг-
нитной стали);
5)	расстояние от ближайшей детали из магнитного
материала до трансформаторов тока на 8—10 кА дол-
жно быть не менее 200 мм.
Способность трансформаторов тока серий ТНШ-0,5
и ТНШЛ-0,66 к перегрузкам по току определяется ши-
ной, выполняющей роль первичной обмотки. Длитель-
ная перегрузка вторичной обмотки допускается в пре-
делах 10% номинального тока при темНературе окру-
жающего воздуха не выше +35°С.
Приведенное требование к выбору сечения шины
относится и к шинам (пакетам шин), на которых уста-
навливаются трансформаторы тока серии ТНШ-0,5.
ЭЛЕКТРОПЕЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ АГРЕГАТЫ
УСТАНОВОК ДСП И РТП
В установках ДСП и РТП в качестве электропеч-
ных используют специально предназначенные для этой
цели трехфазные и однофазные (только в установках
РТП) масленые трансформаторы н автотрансформато-
ры (табл. 4-11, 4-12), Все эти электропечные трансфор-
маторные агрегаты (трансформаторы) имекэт ступен-
чатое регулирование напряжения по одной из следую-
щих систем:
1)	с переключением ответвлений (отпаек) обмоток
в. н.;
2)	с использованием вольтодобавочпого трансфор-
матора и дополнительной обмотки главного трансфор-
матора, снабженной устройством переключения ответ-
влений;
3)	с использованием блока «автотрансформатор
или трансформатор — понижающий трансформатор» и
устройством переключения ответвлений обмотки авто-
трансформатора.
Трансформаторные агрегаты с номинальной мощ-
ностью до 10 МВ’А снабжены переключающим устрой-
ством ПЕВ — «переключение без возбуждения» (на-
грузки), выше 10 МВ-А — переключающим устройством
РПН — «регулирование под нагрузкой».
Трансформаторные агрегаты с номинальной мощ-
ностью 0,4—9 МВ -А установок ДСП имеют включае-
мые последовательно с обмоткой в. н. токоограничива-
ющие реакторы. Обмотки токоограничнвающих реакто-
ров выполнены ступенчатыми, т,  е. имеют ответвления.
При помощи переключающего устройства трехфаз-
ных трасформаторных агрегатов помимо изменения их
коэффициента трансформации (за счет переключения
ступеней-ответвлений обмоток в. н.), включения обмо-
Рис, 4-43. Принципиальная схема водомасляной системы
охлаждения трансформаторного агрегата с одним охла-
дителем,
/ — Вак трансформатора; 2 — масляный насос; 3 — адсорбцион-
ный фильтр; 4 “ термометр; 5 — манометр; 5 — маслоохладй* *
те„ть: 7 — запорное устройство; Яводомер; 0 -—дифманометр;
10 — сетчатый фильтр.
ток в, п. с треугольника на звезду и наоборот, можно
изменять индуктивное сопротивление предвключенного
реактора (в агрегатах, содержащих реактор) путем из-
менения числа его рабочих витков. Вне зависимости от
вида переключающего устройства (ПЕВ или РПН), ко-
торым снабжен трансформаторный агрегат (трансфор-
матор), переключение соединения его обмоток в. и, с
треугольника на звезду и наоборот можно производить
только при отключенном агрегате.
Все трансформаторные агрегаты установок ДСП1
и большая часть трансформаторных агрегатов устано-
вок руднотермических печей предназначены для внут-
ренней установки,
Электропечные трансформаторы имеют три вида
охлаждения (указываемые в обозначении типа): естест-
венное масляное, принудительное масляно-водяное и
принудительное воздушное с циркуляцией масла.
Принципиальная схема системы принудительного
мае ля но-водяного охлаждения с одним охладителем
приведена па рис, 4-43.
СТАТОРЫ УСТАНОВОК ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО
ПЕРЕМЕШИВАНИЯ МЕТАЛЛА
Статоры установок электромагнитного перемешива-
ния металла серии СЭП (табл. 4-13) служат для созда-
ния бегущепо магнитного поля в зоне расплавленного
металла в ДСП, Они монтируются под днищем печи,
выполненным из немагнитного металла. Статор питает-!
ся от поставляемого в комплекте с печью двигатель-
генераторного преобразователя пониженной частоты,
0,5—2 Гц* (табл 4-14), Для управления статором и ,
устройством перемешивания поставляются станции уп-
равления. С гатор,,.охлаждается водой, как правило, по
замкнутой с хе ме во доохлаждения.
1 Исключение составляют трансформаторные агрегаты уста-
Ефвок ДСП мощностью 325 МВ .А (находящиеся в разработке),
исполн ен и е регул ировочи ы х i р а н с фор м а торо в котор ых — для
наружной установки (ГОСТ 7207-70 такие агрегаты не пр еду*
смотрены),
• С 1979—1980 гг- комплектно со статорами должны постав-
ляться тиристорные преобразователи частоты, находящиеся я
разработке.
249


Ln	Ф > Я? ср в 0 В i	ш (и д п Л X s Й Д S © со и* ся ч . со Ср 1	ЭТИН К-20000/10 ’7йУ& ЭТД Ц Н К- 20000/10- 76У 3 ЭТЦН к-20000/35-76УЗ; ЭТДЦН К?20СадЗЗ’76УЗ	о? ’ -□ , о о ср	, ' ЭТЦП к-К500/10-74У 3; ЭТД Ц П К-G300/10-74 У 3	а? X 1 о	сз н □ го | <э 3	5 1 ©	’ ч Е£ Ф1 vj 2 ^'3 с £ §	
	Q;' СЛ ° Р О Р . "кЭ ГО S ?-	о^-	Ср цГО Го- |ф о *© + 4- Io ГО S S (S'"	ГО	iP bl. ; ел 4“	“г М	ГО S	'З <?''	oS	j W '© £ го з ф'-’	+ го о о'-	го . о	го сл	© ъ	sf S и= « :7 О » >2 * ^3 г У « И а	
			• £> tr *л Ф /	> 3 > 	<	> >	*? х	0>	t> с					О £ Of а се 9	
	-8 W сы -г -	Ед	' СП!	О	5	СО	ос	© |Э>	ОСЯ	й * • Cd и	ЕР & •с £ Ф Е ф
	СЛ СЛ х ° £ ° со Ср СП го S	!! сп	Си	СР г	г 03	£3 О	Ср № £ ГО ©	GC т «	го СР £ О	го £ С СР	го о> 1 00	в Cd	
Tl 2	*15 1 ~	45 f □ X Ж	55 XI 2 ' 2	□ СТ •. й	V Я ' 51 W	□  51 W	51 со	я trf to	Вид регуля- тора н. л.	
т1	1 г	QP СР	го	го	го				Число сту- пеней н„ н.	
т	Ql СЯ О О + < ©	СП	© ©	о _j_	-1. I-J	ГО о	о -ч«	<5	ГО	-J о	го ®	го +	+ ГО	ip О	О -?	-? S'-	О”	ет го"го ©Ф5 -Чр-ч?	ЧЯ ++ ©© ЧО'.С 0х 6>	. »го	Ч го го © гоТ^	S8 сл©	E|g§ »£« = - = я с= СР !* > & ST S Г ? 9	
-о	w ё О О	Со © © о	о? Ъ1	09 ъ	О	о	го	го 1»	м и	о л Т7 =5 Я W rJ
45,	го ш р р О О	« S СЛ о о	ел о	S?  ь	©	05 О	го СР	Сп Ф	я ш	
'С •	м ся	1 1	1	1	1	Сл	о СП		3! п н ? О	к г ' Д !“з bl i"'M iM S -з Ф о (P
XI	; 1 1	©	00	СП	ъ	го о	' ел	tn	fp	i-s СР <Р ха о h 3 Ср ia	
	Г» “ГО Chi о о о	<1 • о> М йЛ © сл	ет <Л ©	го <л о	СП о	го	фо ©			£Г №
-	— ГО <0 Сл	го го Го о СЛ *М	о	р	о	о	ГО	ГО	г С5 г=г W	
' Т?	Хл tJCl Ъ 8 X X £Л © -J О X X <Л О е> g	о W <Л ел <з> о X X СР СО го ** О СР X X © • Со	Р СЛ  X	КЭ X о X СР GQ	ел X го го X	Ср ГО ГО ел с*	го X СР СП	го Qt> Ср £ X СЛ	м Ср Тэ тг 13 а « d tB LL §г  S Н	
*5	§ £' о о	го © о о	Ср Оэ г-	S®	 "ч	1	1	!	Расход воды на ох лаж де- ниеь мэ/«*	
Новая серия трансформаторных агрегатов установок ДСП
Таблица 412
Электропечные трансформаторы и автотрансформаторы установок РТП
• Тип трансформатора (а этотра и с форы ат ора 11	Номинальная мощность; кВ А	Схема я группа соедине- ний	Напряжение х, хт		Вид регуля- тора н, н«	Число сту- пеней н» н.	Тек на сто роие в. н. (номиналы пый), А4	Потери, кВт		Напряже- ние к. а., % о т но* миналыюго на пряже* ни я агре- гата*	Масса, т		Габариты, м (длина, ширина, вы еота)	Расход воды на охлажде- ние4, м*/ч
			в. IL, кВ	и. н„ В				к. э.	X. X1		полаая	масла		
Однофазные трансформаторы														
ЭО И К-390/10	250	1/1-0	5 или 10	117—95	ПВВ	3	24(14) ,	□,2	1,8	30,2(5.2)	2,6	'J;9	1.Z4X 1,14X2,70	
ЭОМК-600/Ю	400		6 млн Ю	131—102			39(23)	9 J	2,3	25,4(5,4)	33	М	1,85X1,2а X 2,96	—
ЭОМЙ.,2000/10	1000 —585		6 или 10	93,7— 41,7; 187 Л-83.4; 374,8—166,8	РПН	17	157(100}— 97(59)	18,0	6,1	4,5	9Д	3,.i	2,95X2.dX3(?8	—
ЭОЦН-8200/10-69	4000 5500—1500		10	408—206 204—130 «	РПН	17	400 550—450	32,0 55,0	15,0	3,2 4,8.	19,0	5,2	2,30X2,37X4.7 2,35X2 Л2X4,6	12.0
ЭОЦН-14000/35	h аооо-ьзоо		35	120—63,3 240—127 360—190,5		23	229—180	155 86,0 79,0	28,0	6,2 4,9 о |3	27.4 27,5 27.5	8,7 8,л	2,80X2,80X5.4 2,80X2,45X5,4 3,0X2,55X5,4	м.о 12;0
Э о ЦН к-2 7000/110 - 75У1 Д ЦН К-27000/110 -75У1	1.3 333—934]	1/1-0 л(\)/д. 0(11)	U0	267—147	РПН	23	121—85	16.0	100,0	10,5	67,0 71,7	18,1	5,98X3,10X5,33	70,0
ЭОЦН-25000/35 ЭОЦН-30‘Ш35 Э OU Н К- 33300/3 5  72УЗ ЭОЦН К- 4 0000/ 1S0 Й ОЦ Н К -54000/1Ю-72У 3 Э'ЩХ-3000/10	16 667—12 300 16 700—4080 16 700—Б099 21 000—15 320 26700-7971 2500—2000		35 35 35 т~ 154//э ПО 6 или 10,5	4 800—475 500-1 ОС 500—176 238—137 649—149 Трехфа, 178—89	РПН РПН РПН РПН РПН зные т ПБВ	23 23 19 23 40 рансфо 5	477—351 477—116 477—146 237—173 242—71 рматоры 242(138)- 193(110)	12,5 76,0 85,0 250,0 225,0 27,0 (26,0)	46,5 32,5 30,0 40,0 40,0 13,5 (13)	5,3 4,6 8,9 11,9 7,4 4,8(4,5)	38,4 42,3 48,4 82,3 80,3 18,1	11.1 11,3 13,2 24,5 23,0 №,2	3,54X2,65X5,05 4,7X2.4X4,17 5,10X2,77X5,39 6,0X3,93X7, 63 7.12X3, 18X6.34 3,48X2,6X4,22	36.0 36.0 35.0 72,0 70,0 12)0
	3500—3150’	Д/V-ll	Щ5 10	371—260 309—215			193-174 202—182	39,0 43,0	16,0 15,0	6,5 6,4			3,48X2.6X4,15 3,48X2,6X4,22	
	3506—2450		6 (10,6)	159—112			335—237	.31,0	13,5	8Д			3,48X2,6X4,22	
ЭТЦХ-7500/10 ЭГЦХИСОД/10	1Ю00—3300 4500—3600	Д/Д-0 или Y/Д-Н	6 или 10т5	133—89 178—89			480—320 435(248)— 347(198)	86,0 48,0	12,Б 17,5	4,8 4,9	21,2 22,8	7,0 6,7	3,67X2,55X4.37 3.91X2.55X1,38	24,U 12, 0
ЭТЦХИОООО/ЗЛ	10 500—7020 1J1 500—7020	Д/Д-0	10 35 35	CJ — —  1 1 1 1^0 0 —о<г> 1		8	605—405 174—115 174—116	165.0 160,0 135,0	21,0	9,6 9,6 9,6	43,0 40,8 40,8	14.6 13,7 13,7	4.(55X2,17X0,34 4,65X2.18X3,34 4,65X2,85X5,27	24т0
ЭТЦХ-16000/10	10 500—9600	Д/Д-0	10.5	288—152		5	575-528	| 92,0	| 23^1	6,8	10.9	| И.5	4,68X2,18X5,34	20,0
* Значение буке в обоз 11 а челгии типа трансформа тор ЕЮга агрегата указано в тю ясней пи 1с табл. 3-46 и 4-1]; «X» означает, что магниюнровод трансформатора выполнен из
холоднокатаной стали.
* В скобках указаны параметры агрегатов при в, нт 10 илд 10,5 кВ.
° Ориентировочные данные.
251
Таблица 4-13
Статоры электромагнитного перемешивания металла серии СЭП
Тип статора	Емкость печи, т i		Номинальные данные статора						
		| Частота» Гц	• Мощность, ; кВ'А	фазный ток, кА	ф S х с к С I»	| к sb -©•О eg. м	Общая мас- са, т	Расход воды в а охлажде- ние, ма/ч
СЭП 1-25	25	0,9	575	с, я	115	0,50 0,59	15,5	14
СЭП1-50	50	0,65	55D	2,4	115		20,0	15
СЭГН -100	too	0,5	860	2,4	180	0,58	40,0	17,5
СЭП1-200	200	0,4	525	2,0	130	0,66	32,0	16
Таблица 4-14
Главные преобразовательные агрегаты питании статоров
серии СЭП
Электрические машины - агрегатов (УМ)1 4	Номинальные данные машин агрегата, питающего статоры типов			
	СЭП1-25; СЭП1-50; СЭП1-200			
	Мощность		Напря- жеиие, нне, В	Частота враще- ния, Об/мий
	кВт	кВА		
Генератор пониженной ча- стоты (/Г, ЗГ) Синхронный двигатель (Л1) Возбудитель синхронного двигателя (ВЛ) Генератор постоянного тока	1 i S ®	। । а £ Сл о	130 3000 или 6000 40 230	1000 1000 1000 1000
Продолжение табл, 4-14
Электрические машины агрегатов (ПА)1	Номинальные данные машин агрегата, питающего статоры типов			
	СЭШ-100			
	Мощность		Напря- жение, В	Частота враще- ния, об/мин
	кВт	кВ'А		
Генератор пониженной ча- стоты (7Г, 2Г) Синхронный двигатель (JH) Возбудитель синхронного двигателя (ВД) £™?Р,ат°Р постоянного тока (ГПН]	’	19 0,9	430 1176	240/180 6000 59 230	750 750 750 750
' В скобках дано буквенное обозначение агрегатов и ма-
шин, приведенных на схемах рис. 4-2 и 4-4.
4-4. АВТОМАТИЗАЦИЯ УСТАНОВОК ДУГОВЫХ
СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ
АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ МОЩНОСТИ ДСП
Первыми отечественными конструкциями были ре-
гуляторы типа «реле — контактор ~~ двигатель», с появ-
лением электром ашинных усилителей им на смену при-
шли регуляторы типа «генератор — двигатель» (АР,
РИД) £Л.4-Зб—4-40], Силовые и управляющие магнит-
252
ные усилители вызвали к жизни надежные и неври^фв
лявые в обслуживании регуляторы АЕРДМ-М, поогучнвг
шие распространение на ДСП емкостью до 6 т [Л.4-4Ц4
Значительное улучшение показателей ДСП было дости-
гнуто благодаря переходу на гидропривод перемещения
электродов (серия печей емкостью 6, 12; 25, 50 и 100 т)
с регуляторами АРДГ [Л.4-42]. Наиболее совершенным
регулятором, удовлетворяющим современным требова-
ниям, является тиристорный регулятор АРДМТ, приме-
няющийся на всех ДСП с электромеханическим приво-
дом электродов [Л.4-49, 4-50].
Дальнейшее совершенствование регуляторов мощ-
ности ДСП ведется по пути увеличения эксплуатацион-
ной надежности и реализации заложенных в тиристор-
ном и электрогидравлнческом регуляторах резервов
быстродействия, точности за счет введения корректиру-
ющих связей, применения принципов адаптивного уп-
равления, создания принципиально новых схем привода
перемещения электродов. Значительный эффект, как
показал опыт, дает применение новых мало инерционных
двигателей [Л.4-61].
В качестве критерия сравнительной оценки каче-
ства регулирования мощности успешно используется
дисперсия тока, тесно связанная с основными технико-
экономическими показателями работы ДСП [Л .4-62].
Вопросам экономической эффективности совершен-
ствования регуляторов мощности ДСП посвящены ра-
боты [Л.4-63—4-65]. Расчеты и результаты опросов
специалистов показывают, что главными источниками
эффекта от применения новых регуляторов являются;
сокращение численности персонала; уменьшение экс-
плуатационных расходов, связанных с ремонтом й на-
ладкой; повышение скорости перемещения электродов
и чувствительности регулятора.
В промышленных регуляторах мощности ДСП, опи-
санных ниже (РМД, АРДМ-М, АРДМТ, АРДГ) ис-
пользован опыт создания ряда других разработанных
ранее регуляторов (АР, ЭММ, ЭМТ, РБС, ЭГР, АРАД
и Др).
Регуляторы РМД и АРДМ-М-2,2 изготавливаются
харвковским предприятием «Укрэлектроремонт», регу-
лятор АРДМТ — Чебоксарским электр о аппаратным за-
водом и регулятор АРДГ — Новосибирским заводом
электротермического оборудования.
ДСП КАК ОБЪЕКТ АВТОМАТИЧЕСКОГО
РЕГУЛИРОВАН ИЯ-ЭЛ ЕКТРИЧЕСКОГО РЕЖИМА
В задачу автоматического регулятора электриче-
ского режима входят поддержание с максимально воз-
можной точностью заданного значения вводимой в печь
активной мощности. Эта мощность выделяется в элек-
трических дугах и регулируется путем изменения длины
дугового промежутка и переключения ступеней напря-
жения печного трансформатора. Регулируемой величи-
ной в ДСП является полезная активная мощность дуг;
контролируются напряжения и токи фаз.
Возмущения электрического режима являются слу-
чайными, новое возмущение часто приходит на вход ре-
гулятора раньше, чем заканчивается отработка преды-
дущего возмущения. Поэтому целесообразно рассматри-
вать коэффициент усиления ДСП в окрестности рабоче-
го режима как статистическую величину (данные для
трех фаз усредняются; производится также усреднение
по времени на рассматриваемом интервале).
ДСП как объект регулирования электрического ре-
жима является нелинейным звеном с переменными па-
раметрами и случайными возмущениями. Чтобы обес-
печить регулирование такого объекта, необходимо при-
менять быстродействующие адаптивные высокочувстви-
тельные регуляторы, способные отстраиваться от
возмущений, приходящих из других фаз печи, и ком-
пенсировать вредное влияние нелинейностей и упругих
звеньев.
Коэффициент усиления по току может быть выра-
жен через параметры схемы замещения электропечной
установки:
12 JxsL
: Например, при 0=0,45, т. е. при Рд=шах и 0; =
==4 В/мм, получим:
Кт =—4,16/хэ£1
' Здесь принято:
£/д = су + Р;£д;
Коэффициент усиления печи по напряжению
Кк = Pt.
Здесь а* — сумма анодного и катодного падения
напряжения, В; 0<— градиент напряжения в столбе ду-
ги,- В/мм; /ц —длина дугового промежутка, мм; Оя —
напряжение дуги, В (действующее значение); 0 =
— uJU-m—относительное напряжение на дуге,'
Все параметры — средние за интервал (3—5 мин),
в- течение которого процесс считается стационарным и
нормальным (вводится также допущение об эргодич-
ности) [Л,4-52, 4-56, 4-62, 4-36].
Значение градиента напряжения столба дуги 0( из-
меняется в ходе плавки и даже при отработке отдель-
ного возмущения. Среднее значение 0; монотонно убы-
вает от начала к концу плавки. Для расчетов прини-
мают 0t=4 В/мм (период расплавлений) и 1 В/мм
(период рафинирования); сумму анодного и катодного
падения напряжения а* принимают равной в среднем
20 В [Л.4-58; 4-67, 4-47].
Активные, реактивные сопротивления и сопротивле-
ния дугового промежутка должны учитывать искаже-
ние форм кривых тока и напряжения через значения
соответствующих мощностей; для номинального ре-
жима
' = Л//ф.к!
, __ р //2
'д д.н'ф.н»
где Рв, Рд.н — активная мощность, потребляемая печью,
дугой в среднем за рассматриваемый интервал плавки,
Вт; Sn—полная мощность за тот же интервал, В-А.
Длину межэлектродного промежутка 1Д,Н оценива-
ют (для целей расчетов системы автоматического регу-
лирования в окрестности точки заданного режима) вы-
ражением
,	_У ^ф.н —	— ^Ф.вг н~ at
1д.Н — .-----„Ui---——-------------- (
Р/
Очевидно, что 7Д.Н —эго среднее за рассматривае-
мый интервал плавки значение при номинальном токе.
В период расплавления всякий другой подход
непродуктивен, так как (ДгЯ — величина сугубо случай-
ная и не доступная непосредственному измерению.
Динамические характеристики ДСП для инженер-
ных расчетов могут быть представлены в линейном при-
ближении передаточными функциями разомкнутой сис-
темы. В объект в данном случае включаются исполни-
тельный механизм перемещения электрода и электри-
ческий контур ДСП. Трехмерная задача идентификации
ДСП как объекта регулирования пока не решена, по-
этому рассматривается одна фаза ДСП, усредненная по
трем фазам.
В связи с тем что динамика систем регулирования
мощности ДСП определяется главным образом свойст-
вами исполнительного механизма, целесообразно ис-
пользовать две передаточные функции [Л. 4-70]:
для реечного механизма
+1>-------:----;
(7y+2r^p4-lJ
для гидравлического механизма
___________________А(тэ.гР+ 0____________ .
р(Т>2+2Т^р+ 1) (Г-У+ 27^2рф- 1)
где К — коэффициент усиления исполнительного меха-
низма перемещения электрода, с-1; Тя — постоянная
времени электромагнитного контура печи, с; Та —
эквивалентная постоянная времени механизма пе-
ремещения электрода, с; 1/7’к,’ 1/7„ 1/Тв — собст-
венные частоты недемпфированных колебаний ис-
полнительных механизмов, с-г; тэ.я, та.г — постоянные
затухания, с (Та,и=й/с3, где Ъ — демпфирующая сила,
сэ — обобщенная жестность несущей части механизма);
Вк, Si, 5г — относительные коэффициенты затухания ко-
лебаний.
Все параметры получают или расчетным, или экс-
периментальным путем [Л, 4-43, 4-69].
Для отыскания передаточной функции разомкну-
той системы регулирования необходимо определить пе-
редаточные функции объекта, обратных связей и пере-
множить передаточные функции всех звеньев [Л. 4-59]
Й7С = IF, (р) WP (р).
Примеры расчетов [Л.4-54, 4-70-—4-72]. Для опи-
сания ДСП как объекта регулирования мощности не-
обходимо знать статистические характеристики процес-
са изменения тока. Как показывают исследования, для
всех ДСП автокорреляционные функции тока можно
апроксимкровать выражением [Л .4-56]
ру/(т) == е““<т) cos 0[Т;
где рщ(т) —нормированная корреляционная функция
с аргументом т — промежутком времени между рас-
сматриваемыми значениями процесса, с; а, 01 — изме-
няющиеся в ходе плавки параметры, различные для пе-
чей различных типов.
Нормированная спектральная плотность функции
тока имеет вид;
m -f- /со2
ё + Асо“ -ф- w4 ’
Здесь а — круговая частота, рад/с; m, f, g, й — пе-
ременные в ходе плавки параметры. Так же как а и 0,
в (4-23), их значения ла всех ДСП изменяются законо-
мерным образом. Для, оценки этих изменений при рас-
четах можно использовать зависимости, полученные
на печи 5 т (характер их по данным исследований для
разных печей существенно не различается, для более
253
точных расчетов необходимо экспериментально опреде-
лять их для каждого типа печн отдельно) [Л.4-73]:
~4~+0,7
а~е
₽i =-1.6“ +1,88;
т- = ал р?;
/ а;
g=(	'
Здесь 7— время от начала плавки; Т — длитель-
ность периодов плавления и окисления, мин.
ДСП является нелинейным объектом регулирования,
поэтому для точных расчетов использует методы моде-
лирования на АВМ [Л.4-72].
В качестве показателя качества регулирования
электрического режима наиболее приемлемым оказался
минимум дисперсии тока [Л.4-54].
Модель системы регулирования должна учитывать
случайные возмущения. В [Л .4-74] приведена структур-
ная схема системы регулирования электрического режи-
ма печи ДСП-200, в которой учтены не только основные
нелинейности, но и статистический характер действую-
щих в печи возмущений электрического режима.
В период расплавления требуется обеспечивать ми-
нимум дисперсии тока и быструю ликвидацию эксплуа-
тационных коротких замыканий.
В технологические периоды плавки (окисление, вос-
становление) важно иметь высокую точность регулиро-
вания, максимально возможную чувствительность, что-
бы избегать соприкосновений электродов с жидким рас-
плавом и науглероживания ванны.
Дисперсия тока связана с значениями инерционно-
сти и коэффициента усиления системы автоматическо-
го регулирования; чем больше инерционность, тем боль-
ше днсперсия тока. При определенном значении коэф-
фициента усиления дисперсия тока минимальна, при его
уменьшении или увеличении дисперсия растет [Л.4-54].
Таким образом, на каждой печи путем настройки
коэффициента усиления САР можно добиться минималь-
ной дисперсии тока в период расплавления.
Значения дисперсии тока существенно влияют на
удельный расход электроэнергии" время расплавления,
коэффициент мощности.
Зону нечувствительности современных регуляторов
оператор может изменять в пределах ±5—±2%. В окис-
лительный и восстановительный периоды плавки уста-
навливают ее минимальные значения.
Возмущения электрического режима в фазе ДСП
вызываются в основном;
а)	изменениями длины межэлектрод во го промежут-
ка из-за движений шихты и конца электрода (в том
числе и в горизонтальной плоскости);
б)	отклонениями напряжения питающей сети уста-
новки от номинального значения;
в)	изменениями напряжений на дугах и токов двух
других фаз;
г)	изменениями физико-химических условий зажи-
гания и горения дуги и соответственно спектрального
состава кривых токов и напряжений фаз;
д)	изменениями сопротивлений токоподвода;
е)	изменениями уставки по току;
ж)	переключениями ступеней напряжения под на-
грузкой;
з)	обвалами шихты в период расплавления;
и)	взаимодействием дуговых разрядов и окружаю-
щих электромагнитных полей;
к)	движением газов в зонах горения дуг;
л)	вмешательствами сталевара.
Из-за большого числа возмущений разного знака их
доля в общем влиянии на режим обычно невеликд (кро-
ме крупных возмущений) и приходится идентифициро-
вать объект статистическими методами.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
САР МОЩНОСТИ ДСП
Задачи регулятора состоит в поддержании на за-
данном уровне вводимой в печь активной мощности ну-'
тем перемещения электродов. В качестве косвенного па-
раметра регулирования используется разность сигналов,
пропорциональных току дуги и напряжению фазы.
На рис. 4-44 приведена функциональная схема, об-
щая для всех промышленных регуляторов (для одной
фазы).
Сигналы от датчиков тока ДТ и напряжения ДН по-
ступают па блок сравнения БСР, куда подается также
сигнал от блока задания БЗ. Сигнал рассогласования с
выхода БСР поступает на вход блока регулирования БР,
в котором производится предварительное усиление сиг-
нала, формируется статическая характеристика (зона не-
чувствительности, зола пропорциональности, коэффи-
циент усиления). На вход БР поступает также сигнал
от блока обратной связи БОС, обеспечивающий форми-
рование заданного переходного процесса, стабилизацию
системы автоматического регулирования. Сигнал с вы-
хода БР усиливается силовым усилителем БСУ и пода-
ется на исполнительный механизм ИМ перемещения
электрода. При отклонении электрического режима ДСП
от заданного электрод перемещается в направлении, со-
ответствующем ликвидации рассогласования.
Регуляторы мощности ДСП различаются в первую
очередь примененными в них средствами автоматизации
и типом привода перемещения электродов.
В табл, 4-15 дана сводка применения действующих,
в том числе новых (обозначены прямым крестом) и про-
ектируемых (обозначены косым крестом) промышлен-
ных регуляторов мощности ДСП,
Регуляторы РМД (на электромашиниых усилите-
лях) заменяются другими регуляторами. Их основные
недостатки; шум, превышающий санитарные нормы;
быстрый износ вращающихся машин; высокие расходы
на ремонт и текущее обслуживание; низкая чувствитель-
ность и нестабильность настроек. Регуляторы АРДМ-М
(на магнитных усилителях) надежны, удобны в работе,
просты в наладке, бесшумны и хорошо работают в ус-
ловиях высокой запыленности и перемен температуры в
литейных цехах. Их недостатками являются большие га-
бариты и масса, низкие электрические к. п. д и быстро-
действие, не позволяющее существенно увеличить скоро-
сти перемещения электродов. Регуляторы рекомендуются
для модернизации печей литерных цехов.
Рис. 4-44. Поясняющая схема САР мощности дуговой
сталеплавильной печи (на одну фазу).
254
Таблица 4-15
Области применения регуляторов ДСП								
Тил печи	РИД		ДРДМ-М		АРДМТ		АРДГ’	
		Новые	Дейет- 1 сующие	Новые	1 к о Е? 2 Гч а	Новое	Дей ст’ вующие	| Новые
ДС-0.5 *	ДСП-1,5 ДСП-3 ДС-5МТ ДСП-6' ДСП-6- Д СП-12 ДСП25 ДСП'50 ДСП-1001 ДСП-1О0! ДСП-2001 ДСП-20№	j + -1- + ?!;; 1 I > ; I *1	+ . । । i ; । । и  !	-н г +	.. -	1 ; ; | н-	+ 1 1 1 * -7 '  1	-1- + 4- 4- + 1-	1 1 1 :  -- 4- + + ! + 1 1	-I-
’ Печь с электромеханическим нриводом.
? Печь с электрогндравлическЕтм приводам.
няются и будут применяться на всех печах с гидропри-
водом электродов.
В табл. 4-16 приведены сравнительные динамичес-
кие характеристики рассматриваемых регуляторов, рас-
считанные но методике в [Л.4-7],
автоматический регулятор мощности
НА ЭЛЕКТРОМАШН ННЫХ УСИЛИТЕЛЯХ
На рис. 4-45 приведена принципиальная схема ре-
гулятора РМД-М (регулятор мощности дуги модерни-
зированный; после букв в -названии регулятора ставят
цифры — мощность в киловаттах).
Сигнал тока от трансформатора тока 1 через датчик
2 (автотрансформатор) и выпрямитель 3 поступает па
резисторный мост сравнения 4. Туда же с противопо-
ложным знаком подается сигнал напряжения фазы че-
рез предохранитель 5, согласующий резистор 6, разде-
лительный трансформатор 7 и выпрямитель Сигнал
разности а7д—бы* поступает на обмотки управления 9
ЭМУ 10, который питает якорь двигателя 7/. Перемеще-
ние электрода осуществляется двигателем 11 через рееч-
ную передачу 72.
Обмотки 13 и 14 стабилизирующего трансформатора
реализуют гибкую отрицательную обратную связь по на-
пряжению ЭМУ. Срезающие вентили 77 уменьшают ко-
эффициент усиления системы при больших рассогласо-
Таблица 4-16
Основные параметры регуляторов мощности ДСП
(применительно к печн емкостью Б—6 т)
Тик регулятора	Минин саль- ная зона нечувст- витель- ности, %	Эквива  рентная постоян- ная времен» с	Эквива- лентное запаздыва- ние	с	Максимально'. Допустимая скорость подъема электродов ^эл-макс* м/мин.
РМД	7	0,20	0,20	L5
АРДМ’М	5	0,25	0,]5	2,5
АРДМТ		0,15	0,12	3,5
АРДГ	3	0,08	0,035	5,0
Регуляторы АРДМТ (на тиристорах) надежны,
удобны в настройке, имеют малые габариты и массу, по-
зволяют значительно увеличить скорости перемещения
электродов. Но. данным ряда заводов, регуляторы
АРДМТ позволили (по сравнению с регуляторами РМД)
снизить эксплуатационные расходы, уменьшить удель-
ный расход электроэнергии и увеличить производитель-
ность ДСП, Регуляторы применяются на ДСП емкостью
от 1,5 до 200 т и являются наиболее перспективными
средн промышленных регуляторов ДСП,
Применение малоинерцяонных двигателей позволя-
ет вывести регуляторы АРДМТ по быстродействию на
уровень электрогидравлических. Регуляторы АРДМТ
будут применяться на всех ДСП с электромеханическим
приводом электродов.
Электро гидравлические регуляторы АРДГ имеют са-
мое высокое быстродействие и обеспечивают большие
скорости перемещения электродов (до 5—6 м/мин).
С применением в них тиристорных входных блоков об-
легчилась наладка регуляторов, повысилась точность ре-
гулирования электрического режима. К недостаткам
регулятора следует отнести большие габариты и массу
системы (за счет насосно-аккумуляторной станции),
большую трудоемкость в обслуживании, отсутствие эф-
фективных средств стабилизации (система «привод — ре-
гулятор* содержит два колебательных звена), неста-
бильность параметров и высокую стоимость (в 5 рад
дороже регулятора АРДМТ). Регуляторы АРДГ приме-
Т а б л и а а 4-17
Данные регуляторов РМД-М
Данные	Тип регулятора			
	РМД-М-1,2	рМД-М-3,5	РМД-М-4,5	РМД-10
Тип электрома- шниного усклн- теля	ЭМУ12А	ЭМУ25	ЭМУ511	ЭМУ110
Мощность каждо- го приводи ого электр одни г ате- ля, кВт	1,9	. 4,5	7	14 •
Габариты щита, мм;	। в стране высота	1000X880 2000	1.430X880 2000	1000X880 2000	1200X880 2500
Габариты рамы (с двумя ЭМУ)Г мм: В плане высота	661X695 340	971X1)30 550	1054X1120 558	1000X1550 S43(одного ЭМУ)
7	2	3
Рис. 4-45. Электрическая схема регулятора РМД-М (на
одну фазу).
255
ван иях. Обмотка ЭМУ 18 служит для введения жесткой
обратной связи, обмотки 16 и 15 стабилизирующего
трансформатора — дли введения сигнала производной от
тока дуги.
Данные регуляторов РМД приведены в табл. 4-17.
Регулятор состоит из четырех самостоятельных блоков,
называемых «фазами» (четвертая фаза — резервная).
Электромашинные усилители обычно устанавливают
вне пультового помещения из-за производимого ими
шума.
АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ
НА МАГНИТНЫХ УСИЛИТЕЛЯХ
Регулятор АРДМ-М-2,2 (автоматический регулятор
дуги; механическая передача, магнитный усилитель,
мощность двигателя 2,2 кВт) предназначен для под-
держания мощности дуги в дуговых сталеплавильных и
чугуноплавильных печах с электромеханическим приво-
дом перемещения электродов с двигателем постоянного
тока.
Регулятор имеет следующие данные;
Мощность двигателя перемещения электродов. кВт До 2.2
Выходное напряжение. В.......................... ±230
Максимальная скорость перемещения электродов
(мУмин).........................................До 2,5
Напряжение питания, В...........................3304-10%
Потребляемая из сети мощность на три фазы, мак-
симальная, кВт.................................. 20
Зона нечувствительности по параметру, %.........±5 н ±7
Быстродействие (время разгона до ОД установившей-
ся скорости), с ..... ..........................До 0,7
Регулятор выполнен по дифференциальной схеме и
работает по разности сигналов тока дуги и напряжения
фазы.
Ниже приведено краткое описание работы регулято-
ра одной фазы (рнс. 4-46).
Сигналы по току и напряжению дуги через разде-
лительные трансформаторы поступают на выпрямители
В}> В2. После выпрямителей напряжения, пропорциональ-
ные току дуги и напряжению фазы, подаются на встреч-
но включенные обмотки 6МУП, 7МУП, 6МУС и 7МУС
управления промежуточных магнитных усилителей подъ-
ема и спуска, создавая в этих обмотках встречные м. д. с.
(lw)u и равные друг другу при отсутствии откло-
нения режима от заданного.
Па рис. 4-47 изображена характеристика магнитно-
го усилителя типа ТУМ-А5-11, используемого в качестве
МУП и МУС. По оси абсцисс отложены суммарная
м. д. с. обмоток управления, по осн ординат — напряже-
ние на выходе усилителя и ток нагрузки.
Магнитный усилитель блока определителя МУО, на-
значение которого будет пояснено ниже, питает низко-
омную обмотку управления 2МУП и создает в ней сме-
щение, направление и примерное значение которого по-
казаны на рис. 4.47. Ток смещения в МУП и его на-
правление регулируются резистором в цепи обмотки
2МУС и устанавливаются такими, чтобы при отсутствии
рассогласования (т. е. при равенстве м, д. с. в обмот-
как 6МУП и 7МУП) МУП был закрыт.
Таким образом, при отсутствии рассогласования
выходные напряжения МУП и МУС равны их остаточ-
ным нпаряжениям, т. е. близки нулевым значениям. При
отклонении тока и напряжения фазы от заданных значе-
ний суммарная м. д. с. обмоток &ИУ/7, 6МУС, 7МУП и
7МУС отклоняется от нулевого значения, что приводит
к открыванию МУП при увеличении (или МУС — при
уменьшении) тока фазы. При открытом состоянии одно-
го из усилителей другой закрыт.

Вт ПТ
Ш8
к РПН
I
пш
6МЗП
Вз
Елок
предвари-
тельного
усиления
МУС
Блок
предвари- ~
тельного ==
усилена я
МУП Л


Силовой
вфохфазный
реверсивный
блок
ТР5
1№П

А
ff
с
ЗШПЬЗЧУС



т;----
m ли
II
Блок
опере Зите.чя
МУО
22№
ТрЧ-
м
в
Рис. 4-46. Принципиальная схема регулятора АРДМ-М-2,2 (на одну фазу).
Ss

256
Рис. 4-47. Эксперимен-
тально снятая характе-
ристика магнитного уси-
лителя ТУМ-А5-11.
разом частично устранять перерегулирование. Необходи-
мое запаздывание обеспечивается постоянной времени
(ИУО и Л?С-звеном в цепи обмотки 4МУ0.
В комплект регулятора АРДМ-М-2,2 входят:
шкаф управления № 1 (габариты 900X540X1815 мм,
масса 160 кг); шкаф управления № 2 (габариты 800Х
Х475Х1815 мм, масса 186 кг); три основных шкафа ре-
гулирования и один шкаф регулирования, составляющий
«холодный резерв» (габариты каждого шкафа 900Х
Х450Х1850 мм, масса 420 кг); три стеллажа резисто-
ров (габариты каждого 800X1000 мм, масса 88 кг).
Общая масса регулятора составляет 1870 кг.
Шкаф управления устанавливают в стенном проеме,
лицевой стороной в цех, тыловой в пультовое помеще-
ние, шкафы регулирования — в пультовом помещении в
один ряд, на расстоянии не менее 600 мм от стены
Стеллажи резисторов, выделяющие большое количество
тепла, рекомендуется устанавливать вне пультового
помещения; в случае установки в цехе они должны быть
защищены от пыли при возможности охлаждения ес-
тественной циркуляцией.
АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ
НА ТИРИСТОРАХ
От МУП и МУС через согласующие резисторы пи-
таются обмотки управления силовых магнитных усили-
телей УМП и УМС.
С выходом МУП соединены обмотка управления
4МУ0 и две последовательно включенные обмотки
2УМП, 2УМС; на выход МУС включены обмотки 1УМП
и 1УМС. Благодаря этому увеличивается напряжение на
выходе блока силовых магнитных усилителей при работе
на подъем: статическая характеристика регулятора на
подъем в два раза круче, чем на спуск.
Уставки рабочих м, д. с., которые по избежание из-
лишних потерь в балластных резисторах выбираются в
Начале линейной части регулировочных характеристик,
производятся заданием токоа смещения в обмотках
ЗУ МП и ЗУМС с помощью резисторов.
Процесс регулирования в целом происходит следую-
щим образом. При Изменении длины дуги в результате
нарушения режима работы печи изменяются ток и на-
пряжение фазы; увеличение тока приводит к росту
м. д. с обмоток 7МУП, 7МУС, уменьшение — к росту
м. д. с. обмоток 6МУП и 6МУС. Таким образом, напри-
мер, при росте тока (уменьшении длины дуги) МУП от-
крывается, а МУС остается закрытым.
Открывание МУП приводит к появлению тока в об-
мотках 2УМП и 2УМС. В результате УМП открывается,
а УМС закрывается, что вызывает появление напряже-
ния па выходе реверсивной схемы, пропорционального
на линейном участке статической характеристики регу-
лятора отклонению тока Дуги от заданного. Это напря-
жение имеет полярность, соответствующую перемещению
электрода вверх, которое будет происходить до восста-
новления исходного значения сопротивления фазы.
Обмотки ЗМУП и ЗМУС служат для задания рабо-
чих точек этих усилителей с помощью резисторов.
Для улучшения динамических характеристик регу-
лятора характеристики усилителей МУП и ЛГУ С стаби-
лизируются введением жестких отрицательных обратных
связей по напряжению их выхода (обмотки ЗМУП,
ЗМУС), а силовые и промежуточные магнитные усили-
тели охвачены отрицательной обратной связью по на-
пряжению двигателя перемещения электродов (обмотки
4МУП н 4МУС).
Кроме того, в схему введено дополнительное коррек-
тирующее звено (блок определителя), состоящее из маг-
нитного усилителя МУО и его элементов. Его назначе-
ние состоит в том, чтобы подавать запирающий сигнал
на вход регулятора с некоторым опережением, подобран-
ным равным времени ухода выходного вала двигателя,
обусловленного инерционностью регулятора, и таким об-
Регулятор АРДМТ [Л.4-28] обеспечивает работу
трех рабочих каналов (по одному на фазу) н имеет один
резервный канал регулирования мощности ДСП. Наи-
менование регулятора расшифровывается следующим
образом: А — автоматический, Р — регулятор, Д — ду-
ги, М — механическая передача, Т — тиристорный. Две
следующие цифры — мощность двигателя перемещения
электрода и исполнение пульта управления: 01 — 1 кВт;
Шкафное исполнение; 03—3,2 кВт, шкафное исполнение;
11—11 кВт, исполнение для работы сидя, Далее сле-
дует условное обозначение климатического исполнения
У или Т по ГОСТ 15150-69 и цифра, соответствующая
категории размещения но тому же ГОСТ,
В автоматическом режиме регулятор имеет пропор-
циональную характеристику при перемещении электро-
дов вниз со скоростью не менее 2 м/мнп и релейпо-цро-
порцнональпую— при перемещении электродов вверх со
скоростью не менее 5 м/мнн; с регулируемой зоной не-
чувствительности от 3 до 10%. Регулятор обеспечивает
возможность изменения задаваемой мощности в преде-
лах 20—125%.
Основные технические данные регуляторов АРДМТ-
01У4 (Т4), АРДМТ-03У4 (Т4) и АРДМТ- ПУ4 (Т4):
Питающая сеть................
Двигатель перемещения электрод он:
постоянное напряжение . . .
возбуждение независимое
мощность;
АРДМТ-01У4 (Т4)	, . .
АРДМТ-03У4 (Т4)...........
АРДМТ-11У4 (Т4)...........
Напряжение на входе регулятора .
Ток на входе регулятора .......
Габариты щитов шкафа управления
Масса щитов....................
Габариты пульта ...............
Масса пульта:
для работь| стоя....................
для работы сидя .................
380 В, 50 Гц
220 В
220 В
До 1 кВт
До 3*2 кВт
П,о 11 кВт
UQ--450B
5 Л
85U>OtOOX240 млг
До 700 кг
1006X745X1150 ми
До 300 кг
До 200 кг
Регулятор работает на принципе поддержания опре-
деленного соотношения между напряжением и током
фазы, соответствующего заданной мощности, вводимой
в ДСП. Электрическая схема регулятора (па одну фазу)
представлена на рис 4-48.
На мост сравнения поступает сигнал с датчика тока
через разделительный трансформатор Тр1 и выпрями-
тель В1 и сигнал, пропорциональный напряжению фазы,
через разделительный трансформатор Тр2 и выпрями-
тель В2. Спгпад рассогласования Uv~bU- с!, алгебраи-
17—342
257
Рис. 4-48. Электрическая схема регулятора АРДМТ (на одну фазу).
чески складываясь с сигналами задания и обратной
связи по напряжению двигателя, усиливается в БУ
в качестве управляющего воздействия t/y= [t/aaR—
— [bU—cl}—(70с]К, поступает в блок питания и управ-
ления БПУ, управляющий работой системы импульсно-
фазового управления СИФУ1 или СИФУ2 в зависимости
от знака управляющего воздействия. Фаза отпирающих
импульсов, формируемых в СИФУ и управляющих си-
ловым вентильным блоком СВБ, определяет ток якоря
двигателя перемещения электрода ДЭ и, следовательно,
скорость перемещения электрода. Блок токоограничевия
ТО задает пусковой ток двигателя ДЭ.
Небольшие отклонения электрического режима печи
от заданного регулятор отрабатывает в пропорциональ-
ном режиме, когда скорость перемещения электрода
определяется разностью сигналов задания и обратной
связи по напряжению двигателя. При больших возмуще-
ниях, например при к. з. электрода, сигнал обратной
связи ограничен стабилитроном Ст\ при этом регулятор
обеспечивает максимальную скорость перемещения
электрода.
После отработки возмущения обратная связь по на-
пряжению двигателя обеспечивает интенсивное тормо-
жение системы «двигатель — Электрод», за время кото-
рого электрод проходит не более 1/3 длины дуги.
Регулятор состоит из щита шкафов управления
и пульта управления (шкафного исполнения —
в АРДМТ-01У4 и исполнения для работы сидя —
в АПДМТ-11У4). На пульте установлены аппаратура
управления регулятором и электропечным трансформато-
ром, контрольно-измерительные приборы и сигнальные
лампы. В пульте управления шкафного исполнения, кро-
ме того, установлен трансформатор питания регулятора.
Пульт управления шкафного исполнения можно распо-
лагать непосредственно на рабочей площадке печи.
ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ
Схема регулятора серии АРДГ (автоматический ре-
гулятор дуговой сталеплавилыюой печи с гидроприво-
дом перемещения электродов) приведена на рпс. 4-49
[Л. 4-39]. Электроды со своими подвижными узлами
перемещаются плунжерами 1. Рабочая жидкость (мас-
ло) подается под плунжеры из пневмогидроаккумулято-
ров 2 через гидроусилители 3, управляемые золотника-
ми 4. Насос 5 питает рабочей жидкостью аккумулято-
ры 2, поддерживая в них необходимое давление. Шток
управляющего золотника 4 имеет зубчатую рейку 6,
сцепленную с шестерней 7, сидящей на валу 8, общем
для двух однофазных электродвигателей с полыми рото-
рами (типа АДП-362). Двигатели по конденсаторной
схеме подключены к выходам блоков тиристоров ТУ-,
тиристоры управляются системами импульсно-фазового
управления С И ФУ, на входы которых поступают уси-
258
Рис. 4-49. Гидравлическая схема регулятора АРД Г и схема обмоток двигателей перемещения золотника гидро-
усилителя.
Рис. 4-50. Принципиальная схема управляющей части регулятора АРДГ.
17*
259
Электрогкдравлнческяе регуляторы АРДГ			Таблица 4-18	
Параметр	Марка регулятора			
				АРДГ-2-Н5 i
	АРДГ-2-Нг|АРДГ-ЗН1		АРДГ-З-НЗ	
Быст роде бет-	<0,13	<0.2	<0,2	<0.13
вне. с 4 Зона нечувстви- тельности (регу- лируемая ступен- чато), %	±(4-6)	±(2—10)	±(2-10)	±(2-10)
				
				
Номинальные давления, МПа:				
силовой маги-	6,0	6.3	6,3	6,3
стралн магистрали	1.2	1,0	1,0	1,0
управления Номинальная	150	300—4 00	300 -400	150—200
Пропускная спо- собность на одну фазу, л/мин			Г	
лепные усилителями постоянного тока У ПТ сигналы, про-
порциональные а/ф—&17ф. Последние формируются
в блоке фильтрации и сравнения БФС, куда приходят
от датчиков сигналы напряжения и тока фазы печи.
Задание регулятору может устанавливаться оператором
(1/8.о) или сниматься с программного устройства (Уз.пт).
На рис. 4-50 приведена схема управляющей части
регулятора АРДГ, Сигналы, пропорциональные току п
напряжению фазы, в виде напряжений- частотой 50 Гц
преобразуются резистивно-емкостными схемами растеп-
ления в трехфазные напряжения, которые затем выпрям-
ляются на диодных мостах. Полученные сигналы посто-
янного тока вычитаются на схеме сравнения (транзис-
торы Tl, Т2).
Блок зоны нечувствителвности собран на встречно-
яараллельных диодах. Эмиттеряые повторители на
транзисторах ТЗ и Т4 служат для согласования входных
цепей с базовыми цепями усилительных каскадов. Сиг-
нал рассогласования подается далее через усилитель
постоянного тока УПТ и согласующие резисторы
в СИФУ.
На выходе СИФУ появляются прямоугольные им-
пульсы постоянной амплитуды с длительностью, опреде-
ляемой сигналом рассогласования. Эти импульсы пода-
ются на управляющие электроды тиристоров. Через
включенный тиристор протекает ток нагрузки (обмотки
двигателя JM и 2Д1). При изменении знака сигнала
происходит реверс управляющего золотника гидроуси-
лителя 4 на рис. 4-49. При отсутствии сигнала рассогла-
сования управляющий золотник гидроусилителя нахо-
дится в нулевом положении, электрод неподвижен.
Все новые регуляторы серии АРДГ выпускаются с
тиристорными усилителями. Это обеспечивает значитель-
ное увеличение точности регулирования мощности ДСП,
так как при этом снижается до паспортных значений на-
грузка на трансформатор тока, появляется возможность
более точно задавать зону нечувствительности, приме-
нять программирующие устройства, вводить стабилизи-
рующие обратные связи и снижать дисперсию тока ДСП.
В табл. 4-18 приведены основные данные регулято-
ров мощности серии АРДГ. Общая масса регулятора
с насост|о-аккумуляторной станцией 14 050 кг, занимае-
мая площадь 45 ,м*.
ПРИМЕР РАСЧЕТА ДИНАМИКИ САР МОЩНОСТИ ДСП
При конструировании и наладке автоматических
регуляторов мощности ДСП и при их модернизации не-
обходимо опеппвать эффективность вводимых в регуля-
тор и привод перемещения электродов усовершенствова-
я»й. Для такой оценки можно привлечь инженерный
Реи. 4-51. Эквивалентная структурная схема САР
(к примеру расчета).
0,72
0,66
0,60
0,54
0,4-в
042
0,56
0,30
О 6,10,2030,40,50,60,70,60,31,0
Рис. 4-52. График для определения коэффициентов до-
полнительного запаздывания при замене звеньев САР
2-го порядка звеньями 1-го порядка.
Рис. 4-53. Характеристические кривые качества регули-
рования.
1 — граница апериодичности; 2 — кривая, соответствующая ми-
нимуму среднеквадратичной ошибки регулирования; 3 — граница
устойчивости: 4 — граница обрывов дуги,
метод, изложенный в [Л. 4-63]; данные для расчета
берутся из паспорта регулятора и экспериментально сня-
тых переходных характеристик.
Исходные данные примера расчета: ДСП с длиной дуги в
начальный период расплавления
С/ф cos ф р - а
/ « ------------------ =г 25 M&G
Д	Р
привод перемещения электродов — электромеханический, с чер-
вячным редуктором и реечной передачей; по паспортным дан-
ным механизма постоянная времени Т]=0,06 с, запаздывание Т| =
=0,15 с. Двигатель перемещения электродов — постоянного то-
ка; по паспортным данным двигателя постоянная времени
»-0,22 с; запаздывание Твв0,05 с. Тиристорный преобразователь
с входными устройствами: по паспортным данным постоянная
времени 7^=0,04 с; запаздывание Та“С,01 с.
260
Определить:
1)	характер переходного процесса регулирования при от-
работке максимального возмущения (/д“С) и максимальной
установившейся скорости перемещения электрода V9#MaKC =
"60 мм/с;
2)	допустимую скорость электрода по критерию отсутствия
обрыва дуги после короткого замыкания
3)	допустимую скорость электрода по критерию минимума
среднеквадратичной ошибки регулирования [оЭ2].
Определить тс же величины, что в пП= 1—3, при замене
двигателя перемещения электродов на малоинерцконЕЕЫй с пао
портными данными; постоянная времени 7g“0,04 с, запаздыва-
ние	с.
Согласно рис, 4-51 составляем эквивалентную Структурную
схему САР и рассчитываем значения эквивалентной постоянной
времени и эквивалентного запаздывания т с для первого
случая: 7^=jTT4-7*s-f-7’з=0.32 с; тс "Ti+ta+’Ce,"0r2i с*
Пользуясь кривой рис. 4-52, находим значения коэффициен-
тов С| и С2, соответствующих различным от h ощени ям постоян*
ных времени и Т р
При этом дополнительное запаздывание от замены звеньев
второго порядка звеньями первого порядка составляет:
0,48 0.06 4- 0,58 0,04 « 0,054 с.
Таким образом, тэ=тс-|-Тд
На рис. 4-&3
регулирования, в
=0,21 + 0,054-0,264 с.
приведены кривые, характеризующие качество
плоскости параметрон
ТВ =f / Гэ \
'э /
где
1,2/д
Тв
иэ
т д
Тэ
Гэ
__т
' э
случая отсутствия обрыва дуги после ко-
По кривой 4 на рнс. 4-53 находим для
7з/т9*=2,9 (точка £), Отсюда Т& -2.9Х
Для нашего случая 7^/т^ — 0J32/0,264= 1,25, а 77?/*э =
~0,42/0.264 = 1,59.
Этим координатам соответствует точка 4 (минимум средне-
квадратичной ошибки регулирования).
Найдем для
роткого замыкания.
Vs = Ь25 значение
ХО,264 = 0.765 с;
иэ! =
62 25	к ,
-------------= 35,5 мм/с.
0,765 + 0,08
Таким образом, при скорости 60 мм/с после короткого за’
мыкания наступит обрыв дуги. Практически после двух-трех
коротких замыканий длина дуги становится больше 25 Им я
удается зажечь дугу,
Определим характер переходного процесса для малоинер-
дионного двигателя с тем же механизмом передачи:
7^ + 7^ 4-Т3 = 0,14 с;
= 0,17 с:
/ Г2 1 .
г = С, ------- ТУ = 0,34 0,04 « 0,014 с;
Д I I т I 2
Д 2
Та = 0,42-0,04 -» 0,014 с:
2/
г = г' + т = 0.03 с;
Д Д А
7угэ = 0,14/0.20 =-=0,70;
Т = Т -U t = 0,20 с
9 о Д
Тв ~ 0.5 — 0.065 = 0,435 с;
= 2,17.
^b.'S
Это соответствует точке В — отсутствию обрыва дуги после
короткого замыкания.
Для минимума Среднеквадратичной ошибки регулирования
Т^/тэ =1,6; Тв = 1,6-0.2 — 0,32 с;
1.2’25
|г? ,1 =------------- . 80 мм/с.
1 SJ 0,32 4-0.065
Таким образом, с установкой малвииерционного двигателя
допустимая скорость перемещения электродов возрастает. Соот-
ветственно улучшаются показатели печи.
Отметим, что изложенный метод позволяет произ-
водить прямую проверку экспериментом и сам опирается
на экспериментальные данные.
Из сопоставления параметров регуляторов мощнос-
ти ДСП емкостью 5—6 т (см. табл. 4-15), видно, что
регуляторы АРДМ-М и РМД практически равноценны
с точки зрения динамики. Это подтверждается опытом
их эксплуатации я результатами сравнительных испы-
таний.
Тиристорный и элсктрогидравлический регуляторы
реагируют па возмущения в 2—3 раза быстрее, соответ-
ственно качество регулирования мощности печи значи-
тельно улучшается.
ПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО—ДОЗАТОР ЭНЕРГИИ
Дозатор является программно-логическим устрой-
ством, автоматически управляющим РПИ электропечпе-
го трансформатора и уставками регулятора электриче.
скоро режима дуговой сталеплавильной печи.
Задание программы для каждого периода плавки
складывается из следующих параметров? ступени нап-
ряжения электропечного трансформатора; ступени то-
ков электродов; количества электроэнергии, вводимой в
печь, или продолжительности интервалов плавки.
Основным режимом работы дозатора является про-
граммирование расхода электроэнергии.
На рис. 4-54 представлена структурная схема до-
затора.
Дозатор состоит из следующих основных функцио-
нальных узлов: узел задания программы; узел счета
энергии (илв времени); узел управления переключением
ступеней напряжения; узел управления переключением
уставок тока; узел коррекции; узел выходных реле.
Узел задания программы представляет собой набор
переключателей, собранных в блоки и установленных
на дверях дозатора. Блоки из четырех переключателей
служат для задания количества энергии (или времени)
от 0 до 9999 единиц, а блоки из двух переключателей —
для задания номера ступени напряжения печного транс-
форматора от I до 32 и уставок тока от 1 до 16.
Набор программы на переключателях осуществляет-
ся в десятичном коде и с помощью схемы переключате-
лей преобразуется в двоично-десятичный код, использу-
емый в схеме дозатора.
После нажатия кнопки Контроль для каждого из
восьми интервалов плавки вручную. с помощью пере-
ключателей устанавливают значение энергии (кВт-ч),
которая должна быть введена в печь за данный интер-
вал, или продолжительность интервалов в секундах, а
также номера ступеней напряжения электр он очного
трансформатора трех фаз и номера уставок токов элек-
тродов трех фаз. С задатчика программы сигналы в
виде двоично-десятичного кода поступают на входы
коммутатора.
Задатчик программы плавки ставится в положение
«Первый интервал», после чего через ключ контроля
запускается дешифратор периодов ДП и на выходе ком-
мутатора появляются сигналы первого интервала плав-
ки, канал которого открыт разрешающим сигналом де-
шифратора периодов. Эти сигналы подаются на ключ
записи, ключ контроля, ключи режимов ограничения к
в узел сравнения.
На двери дозатора высвечивается номер интервала
плавки, количество электроэнергии (или времени), но-
мер ступени напряжения электропечпого трансформато-
ра и номер уставки тока первого интервала плавки.
Последовательной установкой переключателя интерва-
лов плавки на второй и следующие интервалы произво-
дятся набор программы я контроль набранных значений
для всех восьми интервалов плавки.
261
Рис. 4-54. Структурная схема дозатора электрической энергии.
А С — аналоговый сумматор; ВВ— высоковольтный выключатель; ГИ •— генератор импульсов; ГИК — генератор импульсов кор-
рекции; Д...— делители; ДЛГд —Д/Ис —датчики мощностей фаз; ДИ—дешифратор периодов; ЗК — задатчик коррекции; ЗИР—
задатчик предельных режимов; ЗПС — задатчик предварительной сигнализации; ИИ — индикатор периодов; ИСИ — индикатор
ступеней напряжения; ИУТ — индикатор уставок тока; ИЗ— индикатор энергии; ЛИС — лампа предварительной сигнализации; ОН,
ОТ — кнопки «Ограничение по па пряжению», «Ограничение по току»; И К-ДД1П — преобразователь кода из двоично-десятичного
в позиционный; ВК-П1ДД — преобразователь кода из позиционного в двоично-десятичный; ИПК — переключатель периодов при
контроле; РПИ —- переключатель ступеней электропечного трансформатора; СК — счетчик коррекции; СП — счетчик периодов;
СС — сигнальная сирена; УИС — узел предварительной сигнализации; УС— узел сравнения: УСЗ — узел сравнения энергии. Из-
мерительные трансформаторы напряжения ТИА —ТН^ установлены на стороне высшего напряжения электропечного трансформа-
тора; ФИ — формирователь импульсов; РБ — контакты реле повышения напряжения; РМ — контакты реле понижения напряжения;
РО — контакты ВВ отключены; РПЭ — контакты регулятора перемещения электродов.
В узел сравнения и преобразователь двоично-деся-
тичного кода в позиционный в режиме «Контроль» по-
дается сигнал запрета, блокирующий отработку заданий
па переключение ступеней напряжений и уставок тока.
Нажатием кнопки Работа дозатор переводится из
режима набора и контроля программы в рабочий режим
(начало плавки—-первый интервал плавки). При этом
Через ключ записи при наличии сигнала со счетчика ин-
тервалов происходит запись в счетчик импульсов на-
бранного для первого интервала количества электро-
энергии (времени).
Счетчик импульсов считает энергию или время в
зависимости от положения рукоятки переключателя В1
(Энергия или Время)', при этом размерность импуль-
сов— «кВт-ч» (киловатт-час) или «с» (секунда).
При включении высоковольтного выключателя сиг-
налы с трансформаторов тока ТТ л—ТТ с и трансформа-
торов напряжения ТпА—ТНС поступают на входы дат-
чиков активной мощности. С выходов датчиков мощ-
ности ДМд—ДМС сигналы подаются на аналоговый
сумматор АС, с выхода которого сигнал поступает на
вход преобразователя «напряжение — частота» НЧ, где
преобразуется в импульсы, частота которых пропорцио-
нальна входному сигналу, а следовательно, и активной
мощности, потребляемой печью. В случае, когда преде.
лы задания активной энергии на каждый период плав-
ки в режиме расхода электроэнергии составляют 10—
9999 кВт-ч, импульсы с преобразователя «напряжение—
частота» поступают на вход счетчика импульсов через
делитель 1:10 и ключ режима работы. Пределы зада-
ния (1-9999 или 10-99990) выбирают тумблером В2, ус-
тановленным на двери дозатора.
Через ключ режима работы, информация в счетчик
импульсов проходит в том случае, если переключатель
режима работы В1 установлен в положение Энергия и
не производится коррекция записанного числа в счет-
чике импульсов. Счетчик импульсов состоит из четырех
отдельных двоично-десятичных реверсивных счетных
декад. Во время плавки (включен высоковольтный вы-
ключатель) счетчик работает в режиме «Вычитание», а
262
при перерывах процесса плавки (при отключении высо-
ковольтного выключателя)—в режиме «Сложение».
Каждый импульс, пришедший на вход счетчика импуль-
сов, уменьшает записанное в нем число на единицу. При
полном сбросе, что означает окончание текущего перио-
« да плавки, сче'гчик энергии одновременно выдает сиг-
налы нулевых состояний всех разрядов на счетчик пе-
риодов, который формирует импульс окончания периода,
подаваемый на ключ записи. Счетчик периодов меняет
свое состояние на единицу. Если при этом в ключе кон-
троля открыт канал Работа, то сигнал со счетчика пе-
риодов подается на входы индикации периода и входы
дешифратора периодов. Дешифратор периодов форми-
рует сигнал, поступающий в коммутатор, вследствие че-
го через ключ записи из коммутатора в счетчик энер-
гии записывается количество электроэнергии для следу-
ющего периода плавки, а через ключ контроля при на-
личии сигнала, «Работа» данное число выводится на
индикацию энергии. Кроме того, через ключи режима
ограничения подается команда на индикацию номера
ступени напряжения печного трансформатора и номера
уставки тока.
При отключении печи до окончания плавки в ключе
режима работы открывается капал Сложение и в
счетчик энергии приходят импульсы с генератора им-
пульсов ГИ, настроенного на определенные частоты.
Каждый период плавки характеризуется своей тепло-
отдачей, и ему соответствует определенная частота ге-
нератора. Выбор частоты определяется сигналом с де-
шифратора периодов ДП. Показание счетчика энергии
увеличивается на единицу при прохождении каждого
импульса. Сигналы в двоично-десятичном коде со Счет-
чика импульсов (энергии) подаются в узел сравнения
УС, где сравниваются с сигналами текущего периода,
поступающими с коммутатора. В момент равенства этих
сигналов с узла сравнения выдается сигнал и происхо-
дят сброс счетчика импульсов, а также переключение
коммутатора на программу предыдущего периода плав-
ки. Генератор импульсов выдает импульсы с частотой,
соответствующей периоду плавки. Таким образом про-
исходит учет количества энергии, которое печь излуча-
ет за время простоя.
При включении высоковольтного выключателя ВВ
счетчик импульсов (энергии) и счетчик периодов СП пе-
реходят на работу в режиме «Вычитание» и работа до-
затора продолжается в режиме учета количества вво-
димой электроэнергии. После окончания последнего пе-
риода плавки сигналы нулевых состояний счетчика им-
пульсов (энергии) поступают в счетчик периодов, СП,
который выдаст сигнал через ключ контроля в дешиф-
ратор периодов ДП, вырабатывающий сигнал окончания
плавки и переводящий схему в исходное состояние.
Для включения дозатора на следующую плавку при
пеобходимости изменяется программа, после чего долж-
на быть нажата кнопка Пуск. Дозатор вновь вступает в
работу, и все процессы протекают так, как описано
выше.
При работе дозатора в режиме программирования
времени переключатель режима работы В1 на двери
шкафа дозатора устанавливается в положение Время,
В этом случае н ключе режима работы открыт канал,
по которому в счетчик импульсов с формирователя им-
пульсов НЧ поступают сигналы с постоянной частотой
1 Гц. Время на каждый период плавки задается в секун-
дах переключателя задатчика программы плавки. В ос-
тальном работа схемы аналогична работе в режиме рас-
хода энергии.
При необходимости внесения изменений в програм-
му здания энергии (или времени) во время плавки в
работу вводится ключ коррекции. Необходимая коррек-
ция устанавливается в узле задатчика коррекции в дво-
ично-десятичном коде, и это число записывается в счет-
чик коррекции. При нажатии одной из кнопок коррек-
ции («+» или «—») ключ коррекции открывает в ключе
режима работы канал коррекции и запускает генератор
импульсов коррекции ГИД. В зависимости от того, ка-
кая из кнопок коррекции «+» или «—» нажата, ключ
коррекции устанавливает режим работы счетчика им-
пульсов: «Сложение» или «Вычитание». Импульсы с ге-
нератора импульсов коррекции через ключ коррекции и
ключ режима работы поступают на вход счетчика им-
пульсов, который в соответствии с режимом работы
производит сложение или вычитание импульсов.
Импульсы с генератора импульсов коррекции ГИД
через делитель Д1'.1О поступают на вход счетчика кор-
рекции СД, работающего в режиме вычитания. Счетчик
коррекциии состоит из двух двоично-десятичных декад.
При полном сбросе счетчика коррекции ключ коррек-
ции отключает генератор импульсов коррекции и канал
коррекции в ключе режима работы. Таким образом,
записанное в счетчике энергии число изменяется на зна-
чение, установленное задатчиком коррекции, умножен-
ное на 10. Коррекция может быть внесена неоднократно
путем многократного нажатия кнопки коррекции.
Схемой дозатора предусмотрена предварительная
сигнализация перед окончанием каждого периода плав-
ки и окончания всей плавки. Заранее заданное число в
двоично-десятичном коде устанавливается в задатчике
предварительной сигнализации и сравнивается в узле
сравнения с числом в счетчике энергии. При совпадении
этих чисел узел сравнения выдает сигнал, разрешающий
прохождение импульсов частотой 0,5 Гц на выход узла
предварительной сигнализации. При этом на двери шка-
фа дозатора начинает мигать сигнальная лампа. Часто-
та 0,5 Гц поступает с формирователя импульсов через
делитель частоты 1:50 и делитель частоты 1:2.
После окончания плавки в дешифраторе периодов
формируется сигнал, который отключает узел предва-
рительной сигнализации и включает звуковую сигнали-
зацию. Отключение звукового сигнала производится
вручную нажатием кнопки Сброс.
При переходе с одного периода плавки ва другой
переключение ступеней напряжения и уставок тока
электрода производится следующим образом. Для каж-
дой фазы через ключ режима ограничения по напряже-
нию в режиме «Работа» сигнал задания номера ступени
напряжения в каждом периоде плавки в двоично-деся-
тичном коде поступает с коммутатора на узел сравне-
ния, где сравнивается с сигналом в двоично-десятичном
коде номера ступени напряжения переключателя ступе-
ней напряжения печного трансформатора. При этом узел
сравнения выдает сигнал «Больше», если сигнал задания
оказывается больше, чем сигнал номера установленной
ступени напряжения электропечного трансформатора,
или сигнал «Меньше» — в противном случае. Любой из
этих сигналов формирует в ключе переключений сиг-
нал па отключение высоковольтного выключателя, за-
пускает реле времени, состоящее из формирователя им-
пульсов, делителя 1:50 и делителя 1:32, и выдает коман.
ду па подъем электродов. Реле времени начинает отсчет
выдержки времени, необходимой для подъема электро-
дов. Выдержка времени устанавливается перед вклю-
чением дозатора в двоично-пятиразрядном коде в де-
лителе 1:32, который представляет собой двоичный счет-
чик, отсчитывающий импульсы е частотой I Гп. Как
только реле времени отсчитает заданную выдержку вре-
мени, в ключе переключения сформируется сиг-
нал «Больше» (или «Меньше»), который подается на пе-
реключатель Ступеней напряжения электропечного транс-
форматора, и прекращается подача команды на
подъем электрода. Сигналы «Больше» или «Меньше» вы-
даются до тех пор, пока не будет установлена требуемая
по программе ступень напряжения электропечного транс-
форматора. Номер заданной ступени напряжения для
каждой фазы высвечивается цифровой индикацией.
Для каждой фазы через ключ режима ограничения
по току в режиме «Работа» сигналы задания номера
уставки тока в двоично-десятичном коде для каждого
периода плавки с коммутатора поступают на входы
преобразователя двоично-десятичного кода в позицнон-
263
пый. На соответствующих выходах преобразователя
формируется сигнал, включающий определенное сопро-
тивление в цепи задания тока в регуляторе мощности
печи, (Загнал номера уставки тока по каждой фазе по-
дается на цифровую индикацию уставки тока.
Дозатор обеспечивает возможность ограничения
вводимой в печь мощности путем установки по внеш-
ним командам заранее жестко заданных ступени напря-
жения электр о печного трансформатора и уставки то-
ка электрода для каждой фазы. Номер ступени напря-
жения в двоично-десятичном коде устанавливается в
задатчике предельного режима и через ключ режима
ограничения по напряжению по внешней команде посту-
пает на узел сравнения. Отработка сигнала рассогласо-
вания «Меньше» происходит так, как описано выше.
Номер уставки тока в двоично-десятичном коде
устанавливается в задатчике предельного режима и че-
рез ключ режица ограничения по току по внешней ко-
манде поступает на вход преобразователя двоично-де-
сятичного кода в позиционный. С выхода преобразова-
теля снимается сигнал, управляющий уставками тока в
регуляторе мощности печи.
Значение ограниченной мощности (уставки ограни-
чения тока электрода и напряжения печного трансфор-
матора) жестко устанавливается перед вводом дозатора
в эксплуатацию в зависимости от режимов работы си-
стемы электроснабжения печей.
Дозатор энергии разработан ВНИИР и ВНИИЭТО
совместно с заводом «большевик» (г. Ленинград) и со
Специальным проектно-конструкторским и технологиче-
ским бюро электротермического оборудования произ-
водственного объединения «Сибэлектротерм». В дозатор
энергии, выполненный в основном на интегральных мик-
росхемах, введен блок связи с УВМ н блок памяти для
записи программы.
Типы регуляторов электрического режима руднотермических печей
Дозатор энергии изготовляется Чебоксарским э.чек-
троаппаратным заводом и поставляется с печами по
требованию заказчика.
4-5. АВТОМАТИЗАЦИЯ УСТАНОВОК
РУДНОТЕРМИЧЕСКИХ ПЕЧЕЙ
РУДНОТЕРМИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ КАК ОБЪЕКТ
АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
Рудпотермические печи как объекты регулирования
обычно делят на печи с открытой и закрытой дугой
[Л.4-82]. Процесс работы печей с открытой дугой ана-
логичен работе ДСП, поэтому они обычно оборудуются
регуляторами типа РМД, АРДМТ, в которых поддер-
живается постоянство соотношений между током п на-
пряжением или тока электродов. Регулирующее воздей-
ствие осуществляется перемещением электродов;
изменение питающего печь напряжения, как правило, не
производится.
В РТП с закрытой дугой отклонения электрическо-
го режима печи от заданного значения вызывают суще-
ственные перемещения электродов. Такие перемещения
могут приводить к обвалам стенок тигля и к наруше-
ниям хода процесса; техн и ко-экон омические показатели
работы печей при этом ухудшаются.
Выделяемое в верхних слоях шихты тепло от шун-
тирующих токов мало зависит от положения электродов.
При подъеме электродов дуга перебрасывается с поверх-
ности расплава на стенки тигля и перемещается вместе
с электродом. Длина дуги практически пе зависит при
этом от положения электрода, печь становятся неуправ-
ляемой. Таким образом, регулирование РТП с целью
изменения или стабилизации электрического режима по-
та б л и ц а 4-19
Тип регулятора	Область применения (технология)	Параметры регулирования1	Наготовите ль-	Производство
Т р вха лектродн ые
РМД*	Рафинирование ферроспла-	Ток — напряжение	УЭР	[ Серийное
АРДМТ**	То же	То же	ЧЭАЗ	
СТО-022	> >		НИИАЧ	Малосерийное
РБР	Производство карбида каль-	S- i	Опытный завод ЮВМ	Единичное
ПДВ-5401 ПД В-5404	Производство ферросилиция	Ток	ЧЭАЗ	Прекращено
	Производство феррохрома	Ток — напряжение	То же	Серийное
АРРГ-3	Все процессы	Ток — напряжение	незэто	
АРРГ'З+НИИАЧМ	Производство ферросилиция	Активная мощность фаз	НСЗЭТО и НИИАЧ	Единичное
АРР Г-34- Фос кар	Получение желтого фосфора	Ток и активная мощности ттечм	НСЗЭТО в Ленниигипрохнм	Малосерийное
АРР-1-1 ЗУ 4**	Производство ферросплавов	Ток	ЧЭАЗ	Серийное
АРР-1-23У4**	То же	*	То же	>
АРР-1-ЗЗУ4**	>	5>	Активное сопротивление н про- водимость; активная мощность	» »	
АРР-1-43У4’*	Получение желтого фосфора	Ток и активная мощность печи Шест из л ектродны е	>	*
ПДВ-5403	Производство ферросплавов i< штейна	Ток — напряжение	ЧЭАЗ	Малосерийное
АРРГ-6	То же	То же	НСЗЭТО	v
АРРГ-в + ПЗФ	Производство ферромарган- ца	Активная составляющая напря- жения	НСЗЭТО и НЗФ	Единичное
АРРГ-б+ПНЗиЦ	Производство ферроникеля	Активная мощность	НСЗЭТО, ПНЗ и «Центро- энергоцветмет»	S-
БРМ	Получение штейнов	Активная проводимость	НИИА	
АРР-1-36У4”	Производство ферросплавов и штейнов	Л ктн в ное сопр отиrл ен не, актив- ная проводимость и активная мощность печи	ЧЭАЗ	Малосерийное
* Применять не рекомендуется.
•* Перспективен.
1 Управляющее воздействие Для всех типов — перемещение электродов; для типов АРРГ-3+Фоскар. АГР-1-23Н и APP-1-3S04
также и переключение ступеней трансформатора.
! УЭР - к р электр орем опт» (Харьков): ЧЭАЗ — Чебоксарский электроаппаратный завод: НИИАЧ— НИИАчермет; ЮВМ —
«Юговостокметаллургавтоматнка»; НСЗЭТО — Новосибирский завод электротермического оборудования; НЗФ — Никопольский за-
вод ферросплавов; ПНЗ — Побужский никелевый завод; НИНА— НИИ автоматика (Кирова к а и).
264
средством перемещения электродов может применяться
на печах с закрытой дугой лишь в ограниченных преде-
лах и не может быть единственным.
Применение в современных печах трансформаторов
постоянной мощности с РПН позволяет ограничить зо-
ну рабочих перемещений электродов без снижения про-
изводительности печей. Изменяя подводимое напряже-
ние, мы имеем возможность не только изменять суммар-
ную мощность печи, по и влиять на ее распределение
в объеме ванны речи, т. е. достаточно гибко управлять
тепловым режимом печи.
Перемещение электродов в печах с закрытой дугой
может осуществляться в функции тока, сопротивления,
проводимости подэлектродного пространства или актив-
ной мощности. Основной задачей регулирования элек-
трического режима является ввод в печь максимально
воз важной активной мощности в соответствии с воз-
можностями трансформатора. С увеличением вводимой
в печь мощности производительность ее линейно возра-
стает. Зависимость же между производительностью печи
п проводимостью подэлектродного пространства имеет
максимум при определенных значениях проводимости,
но максимум этот па ряде печей слабо выражен. По-
этому, например, для фосфорных печей в качестве ос-
новного параметра регулирования электрического режи-
ма выбран ток: поддерживая ток па уровне номиналь-
ного тока электропечного трансформатора, можно
обеспечить максимальную производительность печи.
Однако на ряде РТП ток и мощность ограничены
конструктивными или технологическими соображениями.
Так, по условиям работы самоспекающегося электрода
ограничивается плотность тока в электроде; по услови-
ям работы футеровки ограничивается удельная мощ-
ность. При работе печи в режиме ограничения мощности
ток электрода может оказаться меньше номинального.
В этом случае регулируется общая потребляемая ак-
тивная мощность.
Переключение ступеней напряжения электропечного
трансформатора в печах с закрытой дугой обычно осу-
ществляется при достижении током электрода некоторо-
го заданного максимального отклонения или при дости-
жении электр ододерж а гелем одного из электродов край-
них положений (пли границ зоны рабочих перемещений),
а также в том случае, когда температура отходящих
газов иди давление в подсводовом Пространстве превы-
сит допустимое значение.
Вопросам регулирования рудн о термических печей
посвящены работы [Л.4-83—4-88]. В табл. 4-19 приведен
перечень регуляторов руднотермических нечей, указа-
ны области их применения,
Для рафинировочных печей (с открытой дугой), ре-
комендуется применять тиристорные регуляторы АРДМТ
и СТО-022; Для руднотермическнх печей с закрытой
дугой рекомендуется применять регуляторы АРР-1.
РЕГУЛЯТОРЫ ЕДИНОЙ СЕРИИ АРР-1
Для удовлетворения требований РТП различных
типов создана единая серия регуляторов типа АРР-1
[Л.4-84],
Серия содержит исполнения, имеющие различные
наборы параметров регулирования н воздействия, и ох-
ватывает бблыную часть печей, как вновь проектируе-
мых, так и действующих, как с гидравлическим, так и
с электромеханическим приводами Перемещения элек-
тродов.
Название регулятора расшифровывается следующим
образом: А — автоматический; Р — регулятор; Р — руд-
нотермических печей; 1—исполнение регулятора. Пер-
вая цифра, следующая за индексом исполнения, озна-
чает параметры регулирования и воздействия: 1 — токи
электродов с воздействием па перемещение электродов;
2 —токи электродов с воздействием на перемещение
электродов и переключение ступеней напряжения, 3 —
Рис. 4-55. Структурная схема регулятора АРР-1-13У4
(на одну фазу).
Рис. 4-56. Структурная схема регулятора АРР-1-23У4
(на одну фазу).
активное сопротивление и проводимость «электрод — по-
дина» с воздействием на перемещение электродов п ак-
тивная мощность печи с воздействием на переключение
ступеней напряжения, 4 — токи электродов и активная
мощность с воздействием на перемещение электродов и
переключение ступеней напряжения.
Следующая цифра означает число электродов (3
или 6); следующая буква (У или Г) — климатическое
исполнение и последняя цифра — конструктивное ис-
полнение.
Например, регулятор для трехэлектродной фосфор-
ной печи будет иметь обозначение: АРР-1-43У4.
На рис. 4-55 приведена структурная схема одной
фазы регулятора типа АРР-1-43У4. Регулятор работает
следующим образом.
Сигнал с трансформатора тока поступает в блок
датчика тока Б ЦТ. который служит для согласования,
выпрямления и сглаживания, после чего сравнивается
с напряжением задания. Напряжение задания подается
от стабилизированного источника пли. от программного
устройства. Напряжение рассогласования поступает на
входы пороговых элементов БПЭ1—БПЭЗ. предназна-
ченных Для выявления рассогласования и его знака.
Блок БПЭ1 настроен на минимальную зону нечувстви-
тельности, которая регулируется в пределах 2—6%
максимальной уставки; БПЭ2—на среднюю зону
нечувствительности 6—10%; БПЭЗ—на 25—50% макси-
мальной уставки, С блоков пороговых элементов сигнал
подается па релейный блок БР, причем с блока БПЭ1 —
с выдержкой времени, которая регулируется в пределах
0,5—10 с. Релейный блок выдает команды на блоки
управления перемещением электродов БУПЭ1 и БУПЭ2.
При отработке сигналов рассогласования минималь-
ной или средней зоны нечувствительности блоком БУ11Э1
включается гидрозолотник гидропривода перемещения
электродов, и электрод перемещается с рабочей ско-
ростью (около 0,5 м/мин). При одновременном появле-
нии сигналов максимальной и средней зон нечувстви-
265-
RaaS
HnptlBalg
Рис. 4-57. Структурная схема регулятора АРР-1-ЗЗУ4
(на одну фазу).
Рис. 4-58. Структурная схема регулятора АРР-1-43У4
(на одну фазу).
Рис. 4-59. Структурная схема регулятора АРР-1-36У4
(на одну фазу).
тельности блоками БУПЭ1 и БУПЭ2 включаются два
гидрозолотника, и электроды перемещаются с маршевой
скоростью (до 1,5 м/мин). При срабатывании порогового
элемента БПЭЗ выдается запрет на перемещение
электрода вниз.
Структурная схема одной фазы регулятора типа
АРР-1-23У4 представлена на рис. 4-56. Канал регулиро-
вания, воздействующий на привод перемещения электро-
дов, аналогичен рис. 4-55. Исключение составляет нали-
Рис. 4-60. Электрическая схема электрогидравлического
преобразователя (схема включения электродвигателей
Ml и М2 не показана).
Рис. 4-61. Гидравлическая схема электрогидравлического
преобразователя.
чие блока порогового элемента БПЭ4, настроенного
на максимальную зону нечувствительности, регулируе-
мую в пределах 10—14% максимальной уставки. Прн
срабатывании этого Пврогоного элемента подается сиг-
нал в канал управления переключателем ступеней на-
пряжения.
Заданный номер ступени напряжения фиксируется
блоком шифратора БШСН4, а истинное положение пере-
ключателя ступеней напряжения фаз шифраторами
БШСШ—БШСНЗ. В релейном блоке БР2 происходит
сравнение заданной ступени напряжения с положением
РПН. При наличии рассогласования происходит авто-
матическое переключение ступени напряжения в нужном
направлении.
Автоматическое переключение ступеней напряжения
электропечного трансформатора осуществляется также
в зависимости от состояния ряда технологических огра-
ничительных параметров с последующим (после снятия
ограничения) возвратом к заданной ступени одновремен-
но во всех фазах. При появлении случайного перекоса
напряжения между фазами переключение ступеней прек-
ращается.
Ограничительными технологическими параметрами
являются: температура отходящих газов; давление под
крышкой печи; положение электрододержателей (рабо-
чая зона); токи электродов; другие параметры (напри-
мер, состояние электрофильтра газоочистки).
При срабатывании любого из перечисленных датчи-
ков с релейного блока БР2 через звено выдержки време.
ни БВВ подастся команда на снижение напряжения.
Переключение напряжения в сторону увеличения проис-
ходит в случае, когда электроде дер ж атель одного из
электродов приходит в нижнее положение заданной ра-
бочей зоны перемещения, выбранной из технологических
соображений. С целью сохранения тока на заданном
уровне при переключении ступеней напряжения пред-
усмотрена возможность коррекции тока задания в соот-
266
Рис. 4-62. Конструкция э.чектрогиДравлического преобразователя системы управления перемещением элек-
рода руднотермической печи.
ветствии с паспортными данными электропечного транс-
форматора или электрода.
Структурная схема одной фазы регулятора типа
АРР-1-ЗЗУ4 приведена на рис, 4-57. Перемещение
электродов производится в функции активного сопротив-
ления или проводимости участка «электрод — подина»
от БДАС. Рассогласование и его знак выделяются бло-
ком порогового элемента БПЭ1, чувствительность кото-
рого регулируется в пределах 2—6%, Релейный блок
БР1 выдает сигнал На включение привода перемещения
электродов в требуемом направлении. Переключение
ступеней напряжения производится регулятором при
отклонениях активной мощности от заданного значения,
при повышении температуры отходящих газов в давле-
ния в подсводовом пространстве. Активная мощность
печи измеряется пофазно с помощью специальной изме-
рительной схемы тремя датчиками БДМ1—БДМЗ
Сигналы их суммируются и сравниваются с заданием
и подаются на блок БПЭ2. Чувствительность БПЭ2
зависит от номера ступени напряжения. Для получения
представительного сигнала фазной мощности применя-
ются специальные схемы.
Структурная схема регулятора типа АРР-1-43У4
приведена на рис. 4-58. Она аналогична схеме регулято-
ра АРР-1-23У4. Отличие заключается в наличии конту-
ра мощности, состоящего из блока датчика мощности
БДМ1 и пороговых элементов БПЭ4, БПЭ5. Мощность
сравнивается с заданной. Имеются две зоны нечувстви-
тельности по мощности: минимальная и средняя. Задан-
ное значение мощности поддерживается перемещением
электродов, причем при минимальной зоне нечувстви-
тельности сигнал на перемещение электродов поступает
с задержкой. Контур мощности является вспомогатель-
ным. Он включается при технологических и энергети-
ческих ограничениях. Эта модификация регулятора со-
ответствует регулятору «Фоскар» Ленниигипрохима.
Структурная схема регулятора типа АрР-1-36У4
приведена на рис. 4-59. Регулятор имеет два канала ре-
гулирования. Перемещение электродов осуществляется
в функции активного сопротивления или активной про-
водимости участка «электрод — подина». Предусмотрена
одна зона нечувствительности. Переключение ступеней
напряжения осуществляется независимо по фазам (па-
рам электродов) в функции отклонений активных мощ-
ностей фаз от заданных значений. При отклонении тем-
пературы в подсводовом пространстве от предельного
значения и повышении давления переключение ступеней
напряжения производится одновременно в трех фазах.
Единая серия регуляторов типа АРР-1 имеет выхо-
ды па электромеханический привод и может использо-
ваться при модернизации действующего парка печей.
Описанные выше типы регуляторов серии АРР-1 рудно-
термических печей предназначены для воздействия (по
каналу перемещения электродов) па Электрогидравли-
ческие преобразователи. Электрическая схема такого
преобразователя приведена на рис. 4-60, его гидравли-
ческая схема — па рис. 4-61.
Технические характеристики преобразователя;
Номинальное давление, МПа (кгс/см2) . . . . . 6,3(63}
Номинальное Давление управления, МПа (кгс/см2} 1,0(10)
Наибольшая пропускная способность при номи-
нальном давлении, л/мин ,.................... ISO
Потерн Давления в преобразователе при наиболь-
шей пропускной способности, МПа (кгс/см*)т не
более .	.	. , . , ................	... .
Утечки масла через зазоры золотинка при номи-
нальном давлении и температуре масла 45—50°С,
см3/мнн, не более . . ► ... ..................	200
Быстродействие (время между электрическим им-
пульсом на входе и гидравлическим на выходе),
с, не более	........... 0,1о
Задержка сигнала на включение (регулируемая), с 0,2—3,0
Потребная производительность системы управле-
ния на преобразователе, л/мин, не более . . . ,	10
Мощность управляющего сигнала, Вт .... ,	17X2
Номинальное напряжение управляющего сигна-
Преобразовятель состоит из двух частей: электро-
механического преобразователя и гидравлического уси-
лителя (рис. 4-62).
Электромеханический преобразователь, преобразу то-
щий электрический сигнал в усилие на управляющий
золотник-рейку, состоит из двух электродвигателей 8
и шестерни 7, которая входит в зацепление с золотником-
рейкой 6.
Гидравлический усилитель, управляющий потоком
жидкости от источника гидравлического питания к ци-
линдру перемещения электрода и от цилиндра на слив
в бак, состоит из распределительного золотника /, двух
пружин 2 и двух поршней 3.
267
Преобразователь работает следующим образом.
В среднем положении распределительного золотни-
ка 1 полость Д, соединенная с цилиндром, заперта. При
смещении золотника 1 вправо или влево полость А
соединяется либо со сливом, либо с напорной магист-
ралью от источника гидравлического питания.
Установка распределительного золотинка в среднее
положение осуществляется пружинами 2, а управление
его движением — управляющим золотник ом-рейкой 6.
Управляющий золотник-рейка 6 в свою очередь получа-
ет движение от двигателей 8 через шестерню 7. При
смещении управляющего золотпика-рейки 6 вправо или
влево давление управления поступает в одну из поршне-
вых полостей Б.Так как усилие, развиваемое в поршне-
вой полости Б, будет больше усилия от постоянно дей-
ствующего'давления в штоковой полости В, один из
поршней — 3 начнет двигаться, перемещая при этом рас-
пределительный золотник 1 вправо или влево. При дви-
жении поршня 3 под действием усилия, развиваемого
в полости Б, жидкость из полости В вытесняется через
дроссель 5, позволяющий регулировать задержку сигна-
ла па включение распределительного золотника. Обрат-
ный клапан 4 при этом заперт.
При исчезновении электрического сигнала управ-
ляющий золотник-рейка 6 под действием пружины воз-
вращается в нейтральное положение и полость Б соеди-
няется со сливом. Усилие от постоянно действующего
давления в полости В возвращает поршень 3 в перво-
начальное положение, и распределительный золотник 1
под действием пружин занимает среднее положение.
Регулятор ЛРР-1 выпускается Чебоксарским элек-
троаппаратным заводом и рекомендуется к применению
па всех печах, как действующих, так и вновь строящих-
ся, Гидравлическая часть регулятора выпускается
Новосибирским заводом электротермического оборудо-
вания.
Регулятор имеет два выходны-х сигнала и рассчитан
также на печи с электромеханическим приводом
электродов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
4-1, Бочке И. Электрическая плавильная печь
(основные положения), М. — Л., ОНТИ НКТП, 1936.
540 с.
4-2. Окороков Н. В. Дуговые сталеплавильные пе-
чи. М., «Металлургия», 1971. 343 с.
4-3. Свенчанский Л. Д,, Смел янский М, Я. Элек-
трические промышленные печи. Ч. 2. Дуговые печи. М.,
«Энергия», 1970. 264 с.
4-4, Марков Н. А. Электрические пени и режимы
дуговых электропечпьгх установок. М., «Энергия», 1975.
208 с.
4-5. Промышленные установки электродугового на-
грева и их параметры. Под общ. ред, Л. Е. Никольско-
го. М., «Энергия», 1971. 272 с. Авт.: Л, Е. Николь-
ский, Н. И. Бортинчук, Л. А. Волохонский и др.
4-6, Данцис Я. Б. Методы электротехнических
расчетов руднотермических печей. Л., «Энергия», 1973.
184 с.
4-7. Короткие сети и электрические параметры ду-
говых электропечей. Справочник. Под ред. Я- Б. Дан-
циса. М., «Металлургия», 1974. 312 с.
4-8. Ефроймович Ю. Е. Оптимальные электричес-
кие режимы дуговых сталеплавильных печей. М., «Ме-
таллургиздат», 1956. 98 с.
4-9. Сисоян Г. А. Электрическая дуга в электри-
ческой печи. М., «Металлургия» 1974. 303 с.
4-10. Смелянскнй М. Я-, Бортничук Н. И, Корот-
кие сети электрических печей. М.—Л., Госэнергоиздат
1962, 91 с.
4-11. Данцис Я. Б., Черенкова И. М. Таблицы и
нормали для расчетов реактивного сопротивления труб-
чатых и шинных пакетов коротких сетей рудпотермичес-
ких печей. Л., Лепниигипрохим, 1968. 62 с.
4-12. Калантаров П. А., Цейтлин Л. А. Расчет
индуктивностей. Л., «Энергия», 1970. 415 с,
4-13, Кацевич Л. С. Расчет и конструирование
электрических печей. М. — Л., Госэнергоиздат, 1959.
440 с.
4-14. Струнский Б. М. Короткие сети электрических
печей. М., Металлургиздат, 1'962. 335 с.
4-15. Моделирование коротких сетей. М.,
изд. ЦИНТИЭП, 1963. 60 с.
4-16. Микулинский А. С, Определение параметров
руднотермических печей на основе теории подобия.
М.— Л., «Энергия», 1964. 87 с.
4-17. Платонов Г. Ф. Параметры и электрические
режимы металлургических электродных печей. М. — Л.,
«Энергия», 1965. 151 с.
4-18. Ефроймович Ю. Е. Инженерные методы
расчета дуговых печей с учетом нелинейности, вносимой
дуговым разрядом. — «Электричество», № 12, 1948,
с. 42—458.
4-19, Эдемский В. М., Попов А. Н. Дуговые, ста-
леплавильные печи.— В кн.: Современное состояние
электропечестроения (по материалам VII Международ-
ною конгресса но электротермии). Дуговой нагрев и но-
вые виды нагрева. М., Информэлектро, 1975, с. 3—8.
4-20.Караев Р. И. Методика расчета симметричных
режимов работы дуговых печей. — «Электричество»,
1952, № 10, с. 14—19.
4-21. Тельный С. И. Теория вольтовой дуги в при-
менении к электрическим печам- Научные записки ка-
федры металлографии и термической обработки метал-
лов Днепропетровского горного института. Киев, Изд-во
АН УССР, 1928, с. 13—32.
4-22. Основы теории цепей., М., «Энергия», 1975.
749 с. Авт.: Г. В. Зевеке, П. А. Ионкип, А. В. Нету-
шил, С. В. Страхов.
4-23. Тельный С. И. К теории трехфазной дуговой
печи с непроводящей подиной. — «Электричество», 1948,
№ 12, с. 38—42.
4-24. Тельный С. И., Жердев И. Т. Осциллограммы
тока и напряжения дуговых электрических печей, —
«Теория и практика металлургии», 1936, ЛЬ 2 (78),
с. 68—72,
4-25. Тельный С. И., Жердев И. Т. Непрерывное
горение трехфазной дуги. — «Теория и практика метал-
лургии», 1937, №8, г.. 3—9.
4-26. Жердев И. Т. Высшие гармоники в электри-
ческой цепи, содержащей вольтову дугу. — «Научные
труды Днепропетровского металлургического ин-та»,
1940, вып. VIII, с. 19—26.
4-27. Леушин А. И. Определение параметров элек-
трической дуги дуговой сталеплавильной печи методом
гармонического анализа. — «Изв. вузов. Электромехани-
ка», 1959, № 1, с, 95—106.
4-28. Миткевич В. Ф. О вольтовой дуге. — В кн.:
Избранные произведения. Л., Изд-во АН СССР, 1956,
с. 39.
4-29. Бортничук Н. И., Сафронова Л, А., Юры-
гин О. В. Методы определения и улучшения электри-
ческих параметров электродуговых печей. К Всесоюзно-
му совещанию по электротермии и электротермическому
оборудованию. — «Электротермия», 1964, №3. с. 3!—33.
4-30. Ефроймович Ю. Е. Критерии и методы опти-
мального управления тепловыми и электрическими про-
цессами при плавлении металла в дуговых сталепла-
вильных печах (Там же, с. 35—39).
4-31. Смоляренко В. Д., Кузнецов Л. Н. Энерге-
тический баланс дуговых сталеплавильных печей. М.,
«Энергия», 1973. 86 с.
4-32. Ефроймович Ю. Е. Исследование электричес-
ких режимов дуговых печей с помощью модели. —
«Электричество», 1959, №8, с 45—51.
4-33. Тельный С. И. Трансформаторная цепь элек-
трометаллургической установки. — «Нэп. АН СССР»,
ОТН, 1946, № I, с. 95—106.
268
4-34, Марко» Н. А. Электрические цепи и режимы
дуговых электроустановок. М., «Энергия», 1975, 204 с.
4-35. Тезисы докладов Всесоюзного научно-техни-
ческого симпозиума «Схемы и системы электроснабже-
ния электротермического оборудования». М., Информ-
электро, 1975. 47 с.
4-36. Толкачев Г. Б., Эдемский В. М. Энергетика
и параметры цепи с индуктивностью и дугой, — «Элек-
тротехническая промышленность. Электротермия», 1975,
№6(154), с. 7—9.
4-37, Марков Н, А., Баранник О, В. Эксплуата-
ционный контроль электрических параметров дуговых
электропечей. М,, «Энергия», 1973. 104 с.
4-38. Окороков Н, В. Автоматические регуляторы
для электропечей, М., ОНТИ, 1935. 175 с,
4-39. Вайнберг А. М, Электромагнитные автомати-
ческие регуляторы дуговых сталеплавильных печей. —
«Электричество», 1952, № 12, с. 41—49,
4-40, Ефроймович Ю. Е., Фейгин В. И. Автома-
тическое регулирование дуговых металлургических пе-
чей, М., Лчеталлургиздат, 1951. 182 с.
4-41. Алексеев С. В,, Чиликин В. И., Эдем-
ский В, М, Регулятор мощности на магнитных усили-
телях для дуговых сталеплавильных печей. — «Электро-
термия», 1969, №85, с. 20—24.
4-42, Эдемский В. М., Бритва Я, Д., Прош-
кин И, Т., Хасин К. М. Электрогидравлический ре-
гулятор дуговых печей. — «Исследования в области про-
мышленного электронагрева. Труды ВНИИЭТО», 1968,
вып. 2,- с. 65—70.
4-43. Сапко А. И. Исполнительные механизмы ре-
гуляторов мощности дуговых электропечей. М., «Энер-
гия», 1969. 128 с.
4-44. Эдемский В. М., Алексеев С. В,, Прош-
кин И. Т. Новые типовые автоматические регуляторы
мощности и основные направления работ по автомати-
зации дуговых электропечей. — «Электротермия», 1968,
№75—76, с. 28—30.
4-45. Галкин М. Ф. Автоматизация электроплавки
стали. М., «Металлургия», 1967. 280 с.
4-16. Свенчанский А. Д. Автоматические регулято-
ры мощности дуговых печей. — «Вестник электропро-
мышленности», 1960, № 10, с, 42—49.
4-47. Пирожников В. Е., Каблуковский А. Ф.
Автоматизация контроля и управления электростале-
плавильными установками. М, «Металлургия» 1974.
208 с.
4-48. Фариасов Г. А. Автоматиэапия процессов
электроплавки стали Ч, I. М., «Металлургия», 1972.
231 с.
4-49. Матисон А. Г., Горчаков В. Б., Самохва-
лов В. Г. Автоматический регулятор мощности ду-
ги. — «Электротехническая промышленность. Электро-
термия», 1971, № 110, с. 5—6.
4-50. Эдемский В. М., Рабинович В. Л., Панин Б. П.
и др. Автоматический регулятор мощности для электро-
печи ДСП-200. — «Исследования в области промышлен-
ного электронагреиа. Труды ВНИИЭТО», 1975 вып. 7,
с. 104—107.
4-51. Сапко А. И., Эдемский В. М. Анализ систем
автоматического регулирования мощности дуговых ста-
леплавильных печей. — «Изв. вузов. Черная металлур-
гия», 1960, № 10, с. 179—190.
4-52. Эдемский В. М. Статистическое исследование
электрических режимов дуговой сталеплавильной элек-
тропечи.— «Электротермия», 1962, № 10, с. 7—12.
4-53. Хасин К. Капитонов В< И. Некоторые воп-
росы динамики гидравлического привода перемещения
электродов дуговых сталеплавильных электропечей. —
«Электротермия», 1967, № 58, с. 22—24.
4-54. Наумов Е, А., Минеев Р. В., Эдемский В. ЛА.
Анализ влияния инерциопностп привела на дисперсию
тока дуговых печей. — «Бюллетень ип-та «Чсрметннфор-
мация», 1974, № 8 (724), с. 53—56.
4-55. Тезисы докладов Всесоюзного цаучно-техниче-
ского симпозиума. «Вопросы комплексной автоматизации
электроплавильных печей черной металлургии». М., Ия-
формэлектро, 1975. 64 с.
4-56. Эдемский В. М., Алексеев С. В. Трейвас В. Г.
Математическое описание возмущений электрического
режима дуговой сталеплавильное печн. — «Исследова-
ния в области промышленного электропагрева. Труды
ВНИИЭТО». 1969, вып. 3, с. 39—48.
4-57. Сапко А. И., Никитин Г. Ф. Аналитическое ис-
следование гидравлических систем регулирования дуго-
вых электропечей с учетом упругих элементов и сухого
трения. — «Электротехническая промышленность. Элек-
тротермия», 1971, вып. III, с. 20—22.
4-58. Оптимизация металлургических процессов. Ма-
териалы конференции по итогам НИР в области метал-
лургии. Вып. 2. Под ред. Ю. П. Солнцева и Л. В, Кузи-
на. М., «Металлургия», 1968. 204 с,
4-59. Капитанов В. И., Земляков С. Д. Методы со-
вершенствования систем автоматического регулирова-
ния дуговых сталеплавильных печей. — «Исследования
в области промышленного электронагрева. Труды
ВНИИЭТО», 1973, вып. 6, с. 159—163.
4-60. Пирожников В. Е<, Яковлев В. И., Дрожи-
лов А. А. Система автоматического управления плавкой
в большегрузных дуговых сталеплавильных печах. —
В кн.: Тезисы докладов па VI Всесоюзном научно-тех-
ническом совещании по электротермическому оборудо-
ванию. М., Информэлектро, 1973, с. 21.
4-61. Бейцаревич В. А., Волков Н. Г., Астапен-
ко Э. С. Построение самонастраивающихся систем элек-
троприводов дуговых сталеплавильных печей, учитыва-
ющих изменение параметров объекта. — В кн.: Мате-
риалы VIII научно-технической конференции по авто-
матизации производства. Изд-во Томского университе-
та, 1974, с. 136—138.
4-62. Эдемский В. М., Алексеев С. В., Орлов В. А.
Статистическое исследование электрических режимов
Дутовых сталеплавильных печей. — «Электротермия»,
1964, вып. № 37, с. 8—10.
4-63. Эдемский В. М. Инженерный метод анализа
систем автоматического регулирования дуговых стале-
плавильных печей. — «Электротермия», 1962, вып. 4,
с. 15—19.
4-64. Эдемский В. М., Понов А. Н., Емельянов В. И.
Автоматизированные системы управления технологиче-
скими процессами дуговых сталеплавильных печей.—
В кн.: Материалы VI Всесоюзного научно-технического
совещания по электротермии и электротермическому
оборудованию. М., Информэлектро, 1973, с. 31—34.
4-65. Левин А. А., Вальденберг Ю. С. и др. Класси-
фикация автоматизированных систем управления тех-
нологическими процессами и производствами.—«Прибо-
ры и системы управления», 1970, № 4, с. 10—12.
4-66. Варшицкий А. М. Рациональные режимы ду-
говых печей. — «Электротехническая промышленность.
Электротермия», 1974, № 3(139), с. 31—32.
4-67. Леушин А. И. Дуга горения. Свойства мощ-
ных дуг современных сталеплавильных печей. М.., «Ме-
таллургия», 1973. 239 с.
4-68. Едоков А. Ф., Путинцев Ю. В., Чередничен-
ко В. С. Анализ колебаний тока дуговой сталеплавиль-
ной печи. — «Электротехническая промышленность.
Электротермия», 1974. № 3 (139), с. 32—34.
4-69. Полищук Я. А., Эдемский В. М. Сравнитель-
ное исследование исполнительных г.техзнпзмов систем
регулирования дуговых сталеплавильных печен. —
«Электротермия», 1961, № 4, с. 3—6.
4-70. Капитанов В. И. Динамика систем автома-
тического регулирования электрического режима дуго-
вых сталеплавильных печей н вопросы адаптивного уп.
равления. Автореферат диссертации на соискание уч.
степени капд. техн, наук (ВНИИЭТО), М-, 1975.
4-71. Капитанов В. И., Наумов Е. А., Минеев Р. В.
Анализ дннампкп работы ДСП с учетом механических
269
колебаний электрода и случайного характера возмуще-
ний.— «Электротермия», 1974, № 5(141), с. 13—15.
4-72. Наумов Е. А., Эдемский В. М., Минеев Р, В.
Влияние основных параметров системы автоматическо-
го регулирования ДСП-200 и качество регулирования.—
«Бюллетень ин-та «Черметинформация», 1974, №1(717),
с. 35—37.
4-73. Рыжнев Ю, Л., Минеев Р. В., Михеев А, П.
и др. Влияние дуговых электропечей на системы элект-
роснабжения. М., «Энергия», 1975. 184 с,
4-74. Наумов Е. А., Эдемский В. М., Минеев Р. В.
Определение оптимальных параметров САР ДСП при
отработке случайных возмущений. — «Электротермия»,
№ 1(137), 1974, с. 7—10.
4-75. Ефроймович Ю. Е., Докукина Е. В. Управле-
ние электросталеплаввльным цехом с помощью вычисли-
тельной машины. М., «Черметинформация», 1966,
сер, 14, 8 с.
4-76. Виноградов В. М., Трейстер Ю. Я., Пирожни-
ков В. Е. и др. Новые системы автоматического управ-
ления технологическими процессами в Электр оста л ей да-
вильном производстве. IV Международная конферен-
ция по автоматизации в черной металлургии. ЛЕ, 1971,
Черметинформация, с. 15.
4-77. Соколов А. Н. Рациональные режимы работы
дуговых ст а лет г давильных печей. М., «Металлургия»
I960. 484 с.
4-78. Хусид Ф. Б., Подвальный Я. А. Контроль
технологического процесса плавки в ДСП путем анали-
за гармонических составляющих. — «Электротехническая
промышленность. Электротермия». 1973, № 9(133)
с. 11—13.
4-79. Андрианова А. Я. Ограничение максимума
нагрузки и производительность ДСП. — В кп.: Тезисы
доклада на Первом Всесоюзном научно-техническом
симпозиуме «Схемы и системы электроснабжения элек-
тротермического оборудования». М., Информэлектро,
1975, с. 33—34.
4-80. Резник Г. С. Оценка эффективности различ-
ных форм обслуживания дуговых сталеплавильных пе-
чей. — «Электротехническая промышленность. Электро-
термия», 1974^ № 10(146), с. 14—16,
4-81. Максименко М. С. Основы электротермии. М.,
ОНТИ, 1937. 135 с.
4-82. Струнский Б, М, Руднотермические плавиль-
ные печи. М., «Металлургия», 1972. 367 с.
4-83. Коновадьченко Ю. Н. Автоматизация рудко-
восста повител ьных электропечей. — «Электротехниче-
ская промышленность. Электротермия», 1974, № 3(139),
с. 40—42.
4-84. Эдемский В. М, Автоматика и экономика ду-
говых печей. — «Электротехническая промышленность.
Электротермия», 1976, № 2(162), с. 19—21.
4-85. Прошкин И. Т, Способ повышения точности
регулирования электрического режима в руднотермиче-
ских электропечах. — «Электротермия», 1969,	№ 85,
с. 21—23.
4-86, Жердев И. Т, Электрические режимы работы
ферросплавной печи. — «Электротехническая промыш-
ленность, Электротермия». 1974, № 2(138), с. 12.
4-87. Воробьев В. П., Лыков А. Г. Распределение
мощности в ванне ферросплавной печи при шлаковом
процессе. — «Электротехническая промышленность.
Электротермия», 1974, № 2(138), с. 9—12.
4-88. Воробьев В. П., Кулинич В. И., Островс-
кий Я. И, и др. Перемещение электродов в ферросплав-
ных печах. — «Электротехническая промышленность.
Электротермия», 1974, № 10(146), с. 13—14.
РАЗДЕЛ ПЯТЫЙ
ДУГОВЫЕ ПЛАЗМЕННЫЕ, ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ УСТАНОВКИ; УСТАНОВКИ
ПЕЧЕЙ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА И ВАКУУМНЫХ ДУГОВЫХ ПЕЧЕЙ
5-1. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ПЛАЗМЕННЫХ
ДУГОВЫХ УСТАНОВОК
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Конструктивные схемы, рабочий процесс и тепло-
вые характеристики дуговых плазмотронов рассмотре-
ны, например, в [Л. 1-1],
Плазмотроны и оборудование, предназначенное для
питания их электроэнергией и для управления ими, еще
серийно не выпускаются.
Ниже приведены некоторые сведения и рекоменда-
ции по целесообразному выбору электрооборудования
для плазменных ЭТУ, а также для формулирования
технических требований гга разработку нового электро-
оборудования.
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ
ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ ПЛАЗМОТРОНОВ
Так как плазмотрон представляет собой электриче-
скую нелинейную нагрузку, применение для его пита-
ния обычных общепромышленных источников питания
невозможно. Источник питания электродугового плазмо-
трона должен обеспечить устойчивое горение дуги во
всем диапазоне его рабочих параметров.
Расчет в общем виде устойчивости дуги в электри-
ческой цепи (рис. 5-1) или в замкнутой САР требует
знания проводимости g(x) нестационарной дуги в каж-
дый момент времени переходного процесса нелинейной
системы. С этой целью нужно решить систему уравне-
ний, описывающих процессы переноса в положительном
столбе дуги плазмотрона:
уравнение движения
rftii	1
—- + w —— — \р +	(5-1 а)
ат	р
уравнение неразрывности
V® — 0;	(5-16)
уравнение баланса энергии
АТ
рср -f- pcpW grad Т — dtv(A grad 7) =
= аЕ* — VK3JI;	(5-1в)
закон Ома
/ = оЕ.	(5-1г)
Здесь р — плотность, w-—скорость, Г — абсолют-
ная температура, v — вязкость, X — удельная теплопро-
водность, о—удельная электрическая проводимость га-
за, А^изл — плотность мощности излучения газа; / —
плотность тока; Е — напряженность электрического по-
ля; т — время.
В настоящее время не представляется возможным
решить эту систему ввиду сложности малоизученных
физических процессов в канале плазмотрона. Поэтому
анализ устойчивости систем с дугой ведут следующими
путями:
а)	классическими методами, основанными на линеа-
ризации уравнений, описывающих систему с дугой (ана-
270
Рис. 5-3. Схема структуры математической модели дуги.
литические методы Ляпунова, качественная теория диф-
ференциальных уравнений, метод точечных отображений
и т. д.);
б)	методом математического моделирования.
Принципиальный недостаток классических методов
анализа устойчивости систем с дугой для бесконечно
малого возмущения заключается в том, что полученные
критерии устойчивости дуги для конечных возмущений
проводимости дуги реального плазмотрона, достигающих
более 50% установившегося значения, являются необ-
ходимыми, но недостаточными. Инженерные же задачи
расчета и проектирования требуют количественных оце-
нок при создании источников питания и систем управ-
ления промышленных плазмотронов.
Более универсальным является метод математиче-
ского моделирования дуги путем решения на ЭВА! ин-
тегрального нелинейного уравнения энергетического ба-
ланса нестационарной дуги
rfQ i“
и	(5-2)
йт g (Q)
где Q — теплосодержание дуги; i — ток дуги; g— про-
водимость дуги; — мощность потерь.
Для электрической дуги При давлениях, близких
к атмосферному, нестационарный процесс электропро-
водности и динамические свойства дуги как нелиней-
ного проводника определяются то лысо тепловой инер-
цией столба дуги, т. е. теплосодержанием плазмы в
столбе Q. Таким образом, дугу как нелинейный эле-
мент электрической цепи или объект регулирования
замкнутой САР можно в общем виде представить в ви-
де структурной схемы на рис. 5-2.
С возрастанием Q возрастает температура стол-
ба Г, которая здесь является условной величиной, так
как в дуге нет единой температуры. С увеличением Q
и Т происходит увеличение, с одной стороны, мощно-
сти потерь Рим, а с другой стороны, проводимости
столба дуги g. Этот нестационарный процесс изменения
проводимости дуги должен в любой момент времени
удовлетворять уравнению баланса энергии (5-2).
Если с помощью решения системы уравнений
(5-1 а)—(5-1г) для некоторой упрощенной физической
модели дуги удается установить связь между темпера-
турой дуги и мощностью потерь и между температурой
и проводимостью дуги, то математическую модель ду-
ги можно представить на основе (5-2) в виде структур-
ной схемы на рис. 5-3.
При наиболее простой физической модели дуги —
каналовой цилиндрической модели, если прнебречь по-
терями на излучение плазмы столба, системе уравнений
(5-1а)—(5-1г) можно придать вид;
а)	уравнение энергии
dT
f>Cp — — div (1 grad Т) = j(t)E (т);
at
Рис. 5-5. Динамическая характеристика дуги в водороде
при давлении [О5 Па, полученная моделированием на
АВМ (каналовая модель; радиус канала плазмотро-
на 1 см).
Рис. 5-6. Схема управляемого источника питания плаз-
мотрона.
б)	закон Ома
j ж а£ (т).
271
Для решений этой системы можно использовать
метод интегрирования Меккера [Л. 5-1], принимая, что:
а)	в каждый момент времени нестационарного про-
цесса в дуге, вызванного конечной скоростью измене-
ния теплосодержания столба, любой из элементарных
процессов плазмы дугового разряда находится а ква-
зиравновесном состоянии;
б)	профиль температуры в поперечном сечении стол-
ба описывается в каждый момент времени функцией
Бесселя в зоне электропроводности и логарифмической
функцией в зоне потерь каналовой модели дуги, т. е.
так же, как и для стационарной дуги.
С учетом этих допущений математическое модели-
рование дуги на АВМ по схеме на рис. 5-4 позволяет
рассчитать динамические характеристики дуги (рис. 5-5).
Данную математическую модель можно использо-
вать для исследования устойчивости дуги при конечном
возмущении проводимости в любой нелинейной системе
источника питания и замкнутой САР с плазмотроном
как объектом регулирования.
В [Л. 5-3] были определены оптимальные схемы ис-
точников питания промышленных плазмотронов и раз-
работана методика расчета параметров источника. Ока-
залось, что оптимальным для питания промышленных
мощных плазмотронов является управляемый источник
со стабилизацией тока, структура которого показана на
рнс. 5-6, а расчетными оптимальными с точки зрения
устойчивости дуги и общих технико-экономических тре-
бований параметрами являются постоянная времени ав-
томатического стабилизатора тока Трегч^З  10~3 с; по-
стоянная-временя цепи дуги
Таблица 5-1
Преобразователи, которые можно использовать
для питания промышленных плазмотронов
Тип тир нс горного преобразователя	кВ	I. А	р. кВт	Завод ‘изготови- тель
ВРВ-3500/8 '	8,5	400	3500	ТЭЗ
ВРВ-7000,'8	8,5	800	7000	ТЭЗ
ВИПЭ-1	3,3	2000	7000	ТЭЗ
ВВТ-250/12	12,0	250	3000	ПО «ПрЕобразо-
				ватель»
Ат-г-сж/що-п	0Л6	6300	3000	То же
АТ-2-2ДО0/460-11		2500	поо	> »
АТ-1500/823-1	0,825	1600	1500	
ТВ9-3200/230-1У4	0,23	3200	736	* э-
ТВ9-6300/460Т-1У-1	0.46	6300	3000	> э
ТВ9-10000/325Т-1У4	0,825	10 000	8250	» »
Таблица 5-2
Сглаживающие реакторы типов ФРОС и PC
Тип реактор?)	Ток, Л	Индуктивность Ml'	Габариты, мм
ФРОС-5800-1	750	40	1510X1050X2000
	1500	10	
	3000	2,5	
РС-1500	200	30		.
	600*	15	
* Предельный ток при испытаниях.
/‘/пом
нагр j, I г п
яе 25-10~3с;
крутизна внешней характеристики управляемого источ-
ника ус, =-8-1-10%; запас напряжения управляемого ис-
точника а=(/д.ИоМ/{/о —1,1.
Здесь Уд.пом, /ним—номинальные напряжения и
ток плазмотрона; Уо — напряжение управляемого вы-
прямителя при равном пулю угле управления тирис-
торов.
При указанных расчетных параметрах источника
обеспечивается устойчивое горение дуги при возмуще-
нии проводимости дуги, вызывающем отклонение напря-
жения на ней:
, Уд ,,ст — и,, (0)
== *50 % ' (5’3)
При этом статическое отклонение тока дуги не пре-
вышает 3% /ПоМ; динамический выброс тока не превы-
шает 12%.
В настоящее время для питания плазмотронов мож-
но оскомендовать тиристорные преобразователи Тал-
линского электротехнического завода имени Калинина
и производственного объединения «Преобразователь» в
Запорожье, данные о которых приведены в табл. 5-1.
Плазменные опытно-промышленные технологические
установки с источниками питания мощностью до
7000 кВт комплектуют быстродействующим автомати-
ческим стабилизатором тока МЭИ [Л. 5-4]. Испытания
п опыт эксплуатации показали, что этот стабилизатор
имеет трег<0,003 с, удовлетворяет требованию устой-
чивости дуги (5-2) и обеспечивает высокое качество ста-
билизации тока при всех возможных возмущениях про-
водимости дуги в канале промышленного плазмотрона.
Для обеспечения условия устойчивости дуги (5-2)
в схеме управляемого источника питания с автоматиче-
ской стабилизацией тока дуги необходим сглаживаю-
щий реактор Р, включаемый последовательно с дугой
плазмотрона (рис. 5-6). Для этих целей можно реко-
мендовать сухие сглаживающие реакторы завода «Урал-
электротяжмащ» типа ФРОС-5600, рассчитанные на то-
ки 750, 1500 и 3000 А, и ТЭЗ типа РС-1500 па ток до
500 А (табл. 5-2), Реакторы ФРОС-5600-1 сняты с
производства, ттп выпускаются по отдельным заказам.
Наличие сглаживающего реактора значительной ин-
дуктивности в цепи дуги накладывает опр идея с иные
требования к защите источника и плазмотрона при по-
гасаниях и зажиганиях дуги, а также к устройствам
пуска, плазмотрона.
Для защиты источника от перенапряжений можно
использовать устройства, разработанные ТЭЗ и рабо-
тающие па принципе пробоя лавинных полупроводнико-
вых диодов.
В плазмотронах с описываемой схемой источника
питания необходимо использовать только те способы за-
жигания дуги, которые обеспечивают плавное намагни-
чивание сглаживающих реакторов от пуля до поми-
нального тока, как, например, зажигание дуги вспомо-
гательным электродом или с помощью высокочастотно-
го осциллятора. Зажигание дуги проволочкой или
импульсным пробоем разрядного промежутка требует,
чтобы плазмотрон был предварительно подключен о
неуправляемом режиме к источнику с балластным ре-
зистором и закороченным реактором. При переходе на
рабочий режим плазмотрона с автоматической стабили-
зацией тока плавно вводят в цепь дуги реактор,
например, плавно увеличивая сопротивление шунтирую-
щего резистора и закорачивая балластный резистор.
Особенность управляемого источника с автоматиче-
ской стабилизацией тока заключается еще в возможно-
сти его использования в мпогоконтурной системе автома-
тического управления рабочими параметрами плазмо-
трона и плазменной технологической установкой в це-
лом. При этом обязательной составной частью такой
многоконтурпой системы является контур автоматиче-
ской стабилизации тока, обеспечивающий устойчивость
горения дуги во всем диапазоне регулирования рабочих
Параметров плазмотрона.
Например, к многоконтурной системе регулирования
можно отнести автоматическую систему стабилизации
температуры с рабочей зоне плазмохимической уста-
новки.
В настоящее время также создан источник питания
с резонансным принципом стабилизации тока дуги, ио-
272
3'oSOFu,Stt8(fO^)
&
F-WKB<fr
Ряс. 5-7. Схема параметрического источник# тока, ЛИ*
тающего плазменно-дуговую печь через выпрямителя
В1 и В2 и реактор Р.
Рис. 5-8. Принципиальная электрическая схема включения источника витания двух плаз менно-дуговых устройств
Я/ и 772.
ВМ — высоковольтный выключатель; THl. ТН2 — трансформаторы напряжения: Тр — силовой трансформатор: Bl—В6 — автомати-
ческие быстродействующие выключатели; УВ — управляемый выпрямитель; СР — сглаживающий реактор; БР — балластный рео-
стат.
лучивший название параметрический источник тока
(ПИТ) [Л. 5^5]. На рис. 5-7 изображена схема ПИТ,
предназначенного для питания плазмодуговой плавиль-
ной печн с керамическим тиглем. Параметрический ис-
точник тока представляет собой резонансный LC-кон-
тур, обеспечивающий независимость токов в первичных
обмотках wlB, ifjc силового трансформатора Тр
от нагрузки. Тем самым стабилизируется ток и во вто-
ричной цепи, и в цепи нагрузки, т. е. в дуговом разряде.
Недостатками существующих параметрических ис-
точников являются;
а)	невозможность плавного управления током;
б)	невозможность использования eft; в многокон-
турнЫх системах регулирования;	 '
в)	значительные (до десятикратных) перенапряже-
ния на рабочих элементах при обрывах дуги в плазмо-
троне;
18—342
г)	наличие нестандартных элементов, таких, как
реактор в цепи первичной обмотай трансформатора;
д)	большие габариты по сравнению с тиристорны-
ми управляемыми источниками.
Ввиду этого существующие параметрические источ-
ники тока можно рекомендовать только для низко-
вольтных дуговых электротермических установок.
В настоящее время на заводе «Уралзлектротяжмаш»
создаются источники типов ПИТ-300/6000 (300 В,
6000 А) и ПИТ-600/3000 (600 В, 3000 А), рассчитанные
на питание от сети 10(6) кВ.
Специфической особенностью параметрического ис-
точника тока является емкостный коэффициент мощно-
сти, который в зависимости от выходного напряжения
изменяется в пределах 0,86—0,98. Статическая точность
стабилизации тока — не хуже 3% номинального.
Так же как и для управляемого источника с авто-
273

A
12 11  
Ш
VZZ72
\Zt2A
A
70000
10S08
мяжй&мюфюмвт
Рис. 5-9. Компоновка электро-
оборудования промышленной
плазмен но-дуговой установки.
1 — силовой трансформатор; 2 — си-
ловой автотравсформатор; 3 — шка-
фы с автоматическими выключате-
лями; 4 — реактор' ввода; 5 —шка-
фы КРУ 6 кВ; (—ячейки КСО (сто-
рона выпрямленного напряжения);
7 — сглаживающий реактор;	8 —
быстродействующие автоматические
выключатели;; Э — силовые шкафы
выпрямителя; 10 — шкафы управле-
ния, защиты и сигнализации; П —
. автоматический стабилизатор тока;
12 — панель управления; 13 - роме-
щсние КИП,

/Ж^ЖЖ222М2^5ЖЕШ22Ж2Ж^
й -- r~\^9	?. - - - - й
План на, omiK. 0,00
+-W



магической стабилизацией, для устойчивой работы па-
раметрического источника тока требуется сглаживаю-
щий дроссель, включенный последовательно в цепь дуги.
В связи с тем что промышленные плазмотроны боль-
шой мощности не имеют стандартизированного ряда
рабочих напряжений, целесообразно для снижения
стоимости электрооборудования при проектировании
плазменных технологических установок в соответствии с
изложенными выше требованиями и стандартным рядом
выпрямленных напряжений управляемых выпрямителей
руководствоваться рядом номинальных рабочих напря-
жений плазмотронов, приведенным в табл. 5-3.
Наиболее сложным в настоящее время является во-
прос проектирования плазменных технологических уста-
новок с использованием высоковольтных струйных плаз-
мотронов, которые по требованиям к электрооборудо-
ванию систем электроснабжения существенно отличают -
гя от известных Дуговых плазменных ЭТУ низкого на-
пряжения, например плазменных дуговых печей с кера-
мическим Тиглем.
Таблица 5-»Э
Рц номинальных рабочих напряжений плазмотроном
Наибольшее на- пряжение	(вы- прямленное! £7©, кВ	0,46	0Р835	1,65	з.м	6,60	3,50	Г2, 50
Номинальное на.- лряжемне трона Гном, кВ	0,32	0,60	1,20	2,30	4,50	6,00	8,50
На рис. 5-8 представлена типовая схема источника
писания дуговых плазмотронов мощностью 7000 кВт
на базе тиристорного преобразователя ВРВ-7000/8. На
рис. 5-9 изображена компоновка источника на базе пре-
образователя ВРВ-7000/8. В отдельных помещениях на
первом этаже монтируют силовые автотрансформатор
И Трансформатор и сглаживающие реакторы в цепи
плазмотрона. Реакторы устанавливают на изоляторах
на расстоянии друг от друга не менее I м. Реакторы
Должны быть ограждены металлической сеткой.
На втором этаже размешают управляемый выпря-
митель со шкафом или шкафами управления.
В отдельном помещении установки, обычно на
втором этаже, размещают щиты КИП,' сигнализации и
автоматики, пульт управления, блоки стабилизации то-
ка и многоконтурной автоматической системы управле-
ния рабочими параметрами плазмотрона.
Плазмотрон следует размещать в отдельном по-
мещении — боксе, удовлетворяющем всем гребованияь>
защиты персонала от взрыва.
5-2, ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ УСТАНОВКИ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Электронно-лучевые печи работают ид принципе
преобразования в тепло энергии пучка ускоренных в
электрическом поле электронов при взаимодействии пуч-
ка с поверхностью нагреваемого объекта.
Такие печи содержат устройство, называемое элек-
тронной пушкой, в котором генерируется, и формирует-
ся электронный пучок.
274
По способу генерации и формирования пучка раз-
личают электронные пушки: аксиальные, радиальные,
магнетронные и автоэлектронного нагрева (с кольцевым
катодом).
Принципы работы и конструкции электронно-луче-
вых печей, их рабочий процесс, энергетический баланс,
особенности расчета электронных пушек и области при-
менения их различных видов рассмотрены, например,
в [Л, 5-6, 5-7].
Большое значение для оптимального ведения раз-
личных процессов электронно-лучевой технологии име-
ет правильный выбор источников питания электронных
пушек и систем управления электронным лучом, доля
которых в стоимости всей установки к тому же весьма
велика,
Электронные пушки промышленных технологических
установок имеют термбкатод в виде массивного диска
из чистого металла. Идеализированная вольт-амперная
характеристика электронно-лучевой установки (ЭЛУ)
дана на'рис. 5-10 пунктирной линией.
Реальные вольт-амперные характеристики ЭЛУ при
различных токах накала 7К существенно отличаются от
идеализированной из-за неравномерности электрического
ноля у катода, неравномерности его температуры, а сле-
довательно, неравномерности плотности тока эмиссии.
На реальной характеристике отсутствует резкая граница
перехода области пространственного заряда в область
насыщения. Ход характеристики в этой области и ее гра-
ницы определяются конструкцией электр он но-оптиче-
ской системы и уровнем рабочей температуры катода.
Изменение мощности ЭЛУ может быть осуществлено
изменением ускоряющего напряжения, а при работе в
переходной области и области насыщения — изменени-
ем температуры катода.
Специфика работы ЭЛУ в технологических установ-
ках заключается в большой вероятности возникновения
электрического пробоя из-за нестабильности условий в
области ускорения электронного пучка. Этот пробой
для высоковольтного источника питания означает работу
в режиме короткого замыкания; отсюда необходимость
тщательной проработки схемы источника и систем ста-
билизации режимов работы пушки.
Общие требования к источникам питания и системам
управления ЭЛУ технологического назначения заклю-
чается в следующем:
1)	возможность регулирования мощности путем ре-
гулирования выходного напряжения или тока в преде-
лах, задаваемых технологическими требованиями (в не-
которых случаях требуется стабилизация выходных па-
раметрон) ;
2)	устойчивость источника питания к электрическим
пробоям между электродами;
3)	обеспечение минимального времени работы не,
точника в режиме короткого замыкания;
4)	наличие системы' автоматического повторного
включения (в источниках стабилизированного тока по-
вторное включение обеспечивается за счет свойств са-
мой схемы источника);
5)	устойчивость высоковольтных источников пита-
ния к коммутационным перенапряжениям;
6)	способность систем управления обеспечить по-
стоянство заданного режима работы или его программ-
ное изменение;
7)	удобство управления и контроля за режимом
работы в условиях эксплуатации;
8)	минимальные габариты и стоимость.
Источники питания установок с электронными пуш-
ками по виду своих внешних характеристик (рис. 5-10)
могут быть разделены на два типа: источники, обеспе-
чивающие заданное напряжение на нагрузке (U=
=*=const — источники э. д, с.), н источники, обеспечи-
вающие заданный ток в нагрузке (/=const — источни-
ки тока).
Упрощенные принципиальные схемы различных ти-
пов источников питания приведены на рис. 5-11. Прин-
Рис. 5-10. Вольт-ампер-
ные характеристики ЭЛУ
(1) и внешние характе-
ристики источников на-
пряжения (2) и тока (3).
Рис. 5-12. Регулировоч-
ные характеристики
электронной пушки при
питании от источника на-
пряжения (/) и от источ-
ника тока (2).
Рис. 5-11. Схемы источников напряжения (а) я тока (б).
1 — ЭЛУ; 3— выпрямитель; 3 — силовой трансформатор; 4 —
трансформатор накала; 5 — конденсаторимг батарея; 4 — реак-
тор.
цип действия параметрического источника тока (ПИТ),
обеспечивающего неизменный ток нагрузки, основан на
явлении резонанса в цепи переменного тока (см. § 5-1
и 5-4),
Регулировочные характеристики установок, питаю-
щихся от источников напряжения и источников тока,
существенно различаются между собой.
На рис. 5-12 приведены регулировочные характе-
ристики ЭДУ. Как видно из рисунка, при питании ЭЛУ
от источника э. д. с, регулирование мощности за счет
изменения тока накала катода возможно во всем диа-
пазоне от нуля до номинального значения. При пита-
ния от источника тока диапазон регулирования мощно-
сти меньше и определяется возможностью изменения то-
ка накала катода в пределах /и.нон—Ли.
Источник тока можно снабдить переключателем ре-
жима работы, который отключает один из реактивных
элементов источника тока, например конденсатор, от се-
ти и переводит источник тока в режим источника на-
пряжения с реактором, включенным последовательно с
первичной обмоткой силового трансформатора, что огра-
ничивает ток короткого замыкания в случае электриче-
ского пробоя в ЭЛУ. Если вероятность пробоев в ЭЛУ
невелика или вентили силового выпрямителя имеют вы-
сокую перегрузочную способность, то с целью повыше-
ния к. п. д. возможно одновременно с отключением кон-
денсаторной батареи закорачивать реактор, подключая
первичную обмотку силового трансформатора непосред-
ственно к сети.
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
Структурно источники 'питания ЭЛУ технологиче-
ского назначения состоят из следующих блоков:
1)	блок преобразования напряжения сети в необ-
ходимое напряжение .(состоит из повышающего трех-
18*
275
Рнс. 5-13. Схемы питания ft I t
электронных пушек ЭП не-	FEE
ременным напряжением.	с С С
и — однофазная схема; б — трех-	гпл
фазная'схема.
фазного трансформатора с аппаратурой включения, за-
щиты Н контроля);
2)	блок преобразования переменного напряжения в
постоянное (состоит из неуправляемого или управляе-
мого выпрямителя, аппаратуры управления, защиты,
контроля и в отдельных случаях сглаживающего
фильтра);
3)	блок собственных нужд ЭЛУ, состоящий из бло-
ка накала катода, систем фокусировки н отклонения
электронного луча.
Известны попытки применения переменного напря-
жения для непосредственного силового питания ЭЛУ,-
использующие их собственные выпрямительные свойст-
ва. Подобного рода схемы приведены на рис. 5-13, од-
нако они пока не получили распространения.
Блок преобразования напряжения сети. Для пита-
ния ЭЛУ используются ускоряющие напряжения от 10
до 40 кВ.
Серийные трансформаторы, как правило, не могут
быть использованы для комплектации источников пита-
ния ЭЛУ, поскольку они не подходят либо по уровню
вторичного напряжения, либо по мощности. Приходит-
ся применять специальные трансформаторы, которые
часто имеют отпайки иа обмотках для ступенчатого ре-
гулирования напряжения, а иногда — секционированные
обмотки в. н., что обеспечивает более равномерное рас-
пределение напряжения по вентилям выпрямительного
блока. Трансформаторы, как правило, имеют масляное
охлаждение.
Для регулирования напряжения используют авто-
трансформаторы, во льто добавочные трансформаторы
или реакторы с подмагничиванием, включенные с пер-
вичной стороны тренсформаторов. Одновременно реак-
торы с подмагничиванием могут быть использованы для
стабилизации напряжения при изменяющейся нагрузке.
Блок преобразования переменного напряжения в по-
стоянное. Для выпрямления в подавляющем большин-
стве случаев используется трехфазная мостовая схема,
обеспечивающая приемлемый коэффициент пульсаций
на выходе. В отдельных случаях применяют однофазную
мостовую схему со сглаживающим реактором или без
него, схему «звезда — обратная звезда с уравнительным
реактором» и редко — схему с числом фаз выпрямления
более шести.
Блок собственных нужд электронной пушки. Пря-
мой накал катода электронной пушки производится, как
правило, переменным током низкого напряжения.
Необходимо иметь возможность регулирования на-
пряжения накала в довольно широких пределах с целью
изменения режимов работы ЭЛУ, компенсации эффек-
тов старения катода прямого накала и изменения его
поперечного сечения в процессе работы за счет испа-
рения. При питании катода прямого накала переменным
током возникают периодические отклонения электрон-
ного потока, получаемого с катода, за счет взаимодей-
ствия этого потока с магнитным полем тока накала
(Л, 5-8], Частота этих отклонений равна частоте тока
накала; угол отклонения электронного пучка сравнитель-
но невелик, и в подавляющем большинстве случаев
этим явлением можно пренебречь или же его можно
' в значительной мере ослабить, используя катод бифи-
ля рной конструкции.
Питание накала катода осуществляется от специ-
ального понижающего накального трансформатора. Ре-
гулирование напряжения производится в первичной це-
пи этого трансформатора, в которую в случае необходи-
мости включают и устройства стабилизации тока накала,
например магнитные усилители. Контроль тока на-
кала (а иногда и напряжения) производят, как прави-
ло, в первичной цепи трансформатора накала. Послед-
ний должен иметь уровень изоляции вторичной обмот-
ки от первичной и от земли, соответствующей
напряжению установки с учетом напряжения подблока
Электронного накала.
Для накала основного катода пушки, представляю-
щего собой металлический массивный диск, применяет-
ся электронный нагрев. Этот метод нагрева обеспечи-
вает экви потенциальность эмиттирующей поверхности
катода, что улучшает структуру электронного потока в
области ускорения.
Подблок электронного накала (см., например,
рис. 5-16) состоит из: повышающего трансформатора,
вторичная обмоТка которого изолирована на полное
рабочее напряжение ЭЛУ; выпрямителя; аппаратов
включения, стабилизирующих устройств и средств конт-
роля режимов работы подблока. Выходные параметры
подблока зависят от типа и мощности ЭЛУ и составля-
ют несколько киловольт при токе до 1—2 А, В качест-
ве выпрямительных элементов здесь целесообразно ис-
пользовать селеновые, так как подблок имеет неболь-
шую мощность, а его невысокий к. п. д. практически не
скажется на общем к. п. д. высоковольтного источника
питания.
Подблок фокусировки электронного пучка служит
для создания оптимальных условий прохождения пуч-
ка Через .лучевод, представляющий собой, как правило,
протяженную водоохлаждаемую трубу с диафрагмами
или без них. Фокусирующее однородное магнитное по-
ле— постоянное или периодическое — создается одной
дли несколькими фокусирующими катушками.
В реальных конструкциях фокусирующая система
может состоять из катушки постоянной фокусировки,
которая в этом случае питается от источника стабили-
зированного тока, и катушки подфокусировкн, ток в
которой зависит от ускоряющего напряжения я «отсле-
живает» его. Возможно совмещение этих функций в
одной катушке.
К подблоку отклонения электронного луча могут
быть предъявлены различные требования по обеспече-
нию того или иного настила мощности на нагреваемом
объекте в зависимости от требований конкретного тех-
нологического процесса. Эти требования реализуются
путем соответствующего закона изменения тока в откло-
няющих катушках. При этом возможны два иутн:
а)	создание специализированного источника пита-
ния отклоняющих катушек, обеспечивающего заданный
закон отклонения и развертки электронного луча;
б)	создание универсального источника питания от-
клоняющих катушек, в который заложен пакет про-
грамм отклонения и развертки. Естественно, что такой
источник существенно сложнее, и его применение мо-
жет быть оправдано только в установках универсально-
го назначения.
В  обоих случаях необходимо учитывать зависи-
мость угла отклонения от ускоряющего напряжения и
276
при изменениях последнего корректировать ток в откло-
няющих катушках.
Электростатические системы отклонения в ЭЛУ тех-
нологического. назначения распространения не получили.
СХЕМЫ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
В [Л, 5-6] приводятся данные ио энергетическому
балансу плавильных установок с электронными пушка-
ми аксиального типа, которые позволяют решить во-
прос о возможности получения значительных темпера-
тур и оценить необходимый запас по мощности источ-
ников питания. Установлению связи между параметра-
ми ЭЛУ и источников питания посвящена работа
[Л. 5-9],
В целях систематизации и ограничения номенкла-
туры плавильных печей с аксиальными электронными
пушками (тип печей, получивший наибольшее распрост-
ранение) ВНИИЭТО применительно к этим печам пред-
ложен размерный ряд, в качестве главного параметра
которого выбрана мощность печи. Приняты следующие
значения мощности печей: 125, 250, 500 н 1000 кВт;
в случае необходимости увеличения мощности ряд про-
должается с кратностью, равней 2, Распространены
также лабораторные установки мощностью до 50 кВт.
Рядом организаций разработаны и изготавливаются
комплектные источники питания, в основном удовлет-
воряющие принятым значениям мощностей электронных
печей.
Схема источника питания мощностью 50 кВт, раз-
работанного ВЭИ им. В. И. Ленина, приведена на
рис. 5-14.
На первичные обмотки силового трансформатора Тр
через рубильник Р, предохранители, контактор 1КТ,
регулировочный автотрансформатор МГ и контактор
2КТ подается трехфазное напряжение 220 В (при схе-
ме соединения первичной обмотки в треугольник) или
380 В (при соединении в звезду). Вторичная обмотка
силового трансформатора Тр секционирована. Началь-
ные и конечные выводы вторичных обмоток трансформа-
тора присоединены к последовательно соединенным се-
леновым элементам согласно схеме рис, 5-15, что обес-
печивает равномерное распределение напряжения по
элемейгам и дает возможность получить выпрямленное
напряжение с пульсациями около 3,0—3,5%. При парал-
лельном соединении выпрямительных блоков напряжение
на выходе источника равно 15 кВ, при последователь-
ном 30 кВ при мощности 50 кВт,
Высоковольтный выпрямительный блок кроме за-
щиты с помощью предохранителей и максимальных ре-
ле РМ со стороны переменного тока имеет еще макси-
мальное реле постоя иного тока РТ, включенное на
шунт Рш,: через который протекает полный ток нагруз-
ки блока.
Трансформатор ТН прямого накала катода, вторич-
ная обмотка которого изолирована на 30 кВ, установ-
лен на главном выпрямительном блоке и одновременно
служит проходным изолятором. Вторичное напряжение
ТН регулируется с помощью автотрансформатора 2АТ
в пределах 0—12 В при максимальном токе 50 А, Ток
накада контролируется амперметром, установленным в
шаровидном латунном экране на выходе ТН.
Вся коммутационная и защитная аппаратура рас-
положена в шкафу управления. На пульте управления
расположены кнопки управления, световая сигнализа-
ция, автотрансформатор 2АТ и контрольно-измеритель-
ные приборы: вольтметр первичного напряжения V,
вольтметр выпрямленного высокого напряжения kV н
амперметр постоянного тока. Источник питания имеет
к. п. д. около 54%.
^Источник питания мощностью 150 кВт при напря-
жении 30 кВ, разработанный ВЭИ им. В. И. Ленина, со-
стоит из следующих основных блоков*.
. к Высоковольтный выпрямительный блок, собран-
ный по трехфааной мостовой схеме на селеновых эле-
'нзве/явв
Рис. 5-14. Сяема силовых и измери-
тельных цепей источника питания
мощностью 50 кВт.

Рнс, 5-15, Схема секционирования обмотки высокого на-
пряжения трансформатора 1 Тр на рис, 5-14.
277
ментах 75ДД28Г, который получает питание от транс-
'форматора ТМ-180/35 с напряжением на вторичной
стороне от 24 750 до 28 875 В, изготавливаемого се-
рийно. С целью ограничения токов короткого замыкания
при пробоях в ЭЛУ первичные обмотки ТМ-180/35 под-
ключаются к сети переменного тока через систему маг-
нитных усилителей типа УСО-80. Сигнал, снятый с шун-
та в цепи главного выпрямителя, усиливается в про-
межуточном магнитном усилйтеле и подается на одну
из обмоток управления магнитных усилителей УСО-80.
Испытания системы показали, что мгновенный ток ко-
роткого замыкания не превышает 12,8 Л, установивший-
ся ток равен 11,8 А, т. е, превышает номинальный ток
всего в 2,2 раза.
2. Блок электронного накала БЭН основного като-
да имеет на выходе мощность 4 кВт при напряжении до
4 кВ и подключается к сети через магнитный усили-
тель типа УМЗП.25.50.21 и три трансформатора тока,
вторичные обмотки которых питают первичные обмот-
ки согласующего трансформатора с трехфазным мосто-
вым выпрямителем на выходе (рис. 5-16), служащим
для осуществления обратной связи по току. Сигнал об-
ратной связи регулируется с помощью переменного ре-
зистора /?,. Исследование этой схемы показало хорошую
управляемость и стабильность БЭН. При соответствую-
щих уставках сопротивлений в цепи смещения и обрат-
ной связи, при изменении тока прямого накала катода
от 15 до 30 А ток электронного накала оставался неиз-
менным и .равным 0,8 А. При изменении напряжения
на выходе БЭН от 1,2 до 3,2 кВ ток электронного на-
кала оставался равным 0,8 А.
3. Однофазный трансформатор прямого накала .на
50 А и 15 В с изоляцией вторичной обмотки на сумму
рабочих напряжений главного выпрямителя и выпрями-
теля блока электронного накала.
Все три блока помещены в общий бак; заполнен-
ный трансформаторным маслом. Высоковольтные вы-
воды блоков размещены на верхней крышке бака и за-
крыты экранирующим шкафом, на передней изолирую-
щей панели которого находятся приборы, имеющие вы-
сокий потенциал и показывающие ток прямого накала,
напряжение и ток блока электронного накала. Иа про-
тивоположной стороне1 помещены три проходных изо-
лятора для присоединения трансформатора ТМ-180/35.
Источник питания снабжен системой автоматического
повторного включения главного выпрямительного блока
и блока электронного накала.
Защитная и коммутационная аппаратура, два маг-
нитных усилителя, трансформаторы тока и маломощ-
ные трансформаторы с выпрямителями размещены в
Шкафу управления. Приборы для контроля напряжения
и тока нагрузки, напряжения па входе высоковольтного
трансформатора и тока перехвата на анодную диафраг-
му вынесены на пульт управления.
5-3. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ
И АВТОМАТИКА УСТАНОВОК
ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Установки электрошлакового переплава (ЭШП) ме-
таллов, разработанного в Институте электросварки име-
ни Е. О. Патока, начали применяться в промышленно-
сти с 1958 г.
На установках ЭШП [Л. 5-10—5-14] можно полу-
чать слитки различной формы (круглые, прямоугольные,
фасонные) с массой от нескольких килограммов до де-
сятков тонн. Действуют печи для получения круглого
слитка массой 60 т и плоского — до 9 т.
Изготавливается многоэлектродная печь ЭШП
на слиток 150 т и печи для получения медных и тита-
новых сплавов. Предполагается разработка печей для
получения круглого слитка массой 150—200 т; будет
расширена номенклатура слитков по металлам и формам
(слябы, профили, трубные заготовки) [Л. 5-13].
Размерный ряд включает печи с массой слитка: 2,5,
5, 10, 20, 40, 80, 100 т.
Данные некоторых действующих и проектируемых
установок даны в табл. 5-4.	1
Многообразие форм и масс слитков привело к то-
му, .что в настоящее время существует несколько ос-
цовных схем установок ЭШП.
На рис. 5-17, а показана схема, получившая назва-
ние «электрод — поддон»; она наиболее широко рас-
пространена и применяется как основная схема для по-
лучения сплошных и полых круглых слитков.
Стремление уменьшить потери в короткой сети и
увеличить производительность установки привело к
созданию печи с двумя сплавляющимися электродами,
включенными по «бифиляриой» схеме (рис. 5-17, б, в).
Эти схемы в основном применяют для производства
плоских слитков; их применение для получения круг-
лого слитка связано с трудностью изготовления сфери-
Рис. 5-17. Схемы одно-
фазных установок ЭШП.
а — «элецтрод—поддокэ : б--*
бифилярная с совместным
движением электродов; е —
бифилярная с раздельным
движением электродов,
/ — электрод; 2 — шлаковая
ванна; 5 — капля расплав-
ленного металла; кри*
стяллнэатор; <5 — слиток;
о — жидкая металлическая
ианяА»
278
г
Т a d л и ц а 5-4
Основные технические Данные установок ЭШП
Параметр	Р951-УШ (ЭШП-2,5)	ЭШП-10	У-436/6СШ-4	У-436/6СШЛ	ЭШП-20	ЭШП-75	ЭШП-150	ЭШП-200
Масса слитка (максимальная!, т Сечение слитка максимальное, нм Сечение электродов (мл к сим аль  мм Число электродов Мощность трансформатора, кВ А Число трансформаторов Максимальный ток, кА Вторичное напряжение трансформа- тора, В Расход охлаждаемой воды, агУч	2 С 420 250 1&0Q 1 '	£5 31 —11G 50	8 500Х |000, 550Х ББО 350X350 1—‘J 2500 1 23 41,4—122,4 И0—160	9 400X1200 250X450 2 3000 1 28 41,4—122,4 150	16 600X1700 150X1450 2 5000 ] 50 ' 41,4—122,4 200	30 700X1450 200X1200 2—4 5000(2500) 1-(2) 50 40—160 300	75 01000 01000 7 2800 3 30 40—120 350	150 а 3700 01000 7 5000 3 30 40—160 500	300 Й 2700 0 1000 7 5000 3 / 50 40—150 500
ческпх электродов, цена которых достигает 80% стои-
мости переплава металла, При электродах же круглого
илн прямоугольного сечения здесь снизится коэффици-
ент заполнения кристаллизатора и потребуется увеличе-
ние высоты установки.
В процессе работы установки по бифйлярной схеме
из-за неодинаковости свойств сплавляемых электродов
и неравномерного распределения мощности, выделяемой
в шлаковой ванне, возникает разбаланс скорости плав-
ления электродов; если его не устранить, то один из
электродов может выйти из шлака — процесс переходит
в etepx кеду совой. Такую возможность устраняют при-
соединевием к поддону средней точки трансформатора
(рис., 5-17, в). Эта схема позволяет переплавлять элек-
троды, площади сечения которых отличаются на ±15%.
Недостатками этого способа являются усложнение
конструкции короткой сети и то, что слиток включен в
электрическую цепь: последнее может привести к дефек-
там: пробою, привариванию слитка к поддону. Наиболее
перспективной следует все же считать" схёму установки
,па рис. 5-20, в с раздельным перемещением электродов.
Стремление создать равномерность загрузки фаз
питающей сети привело к созданию трех фазных устано-
вок, где три расходуемых электрода сплавляются в три
кристаллизатора (рис. 5-18, а) или в один (рис. 5-18, 6),
При эксплуатации трехфазных установок ЭШП выяс-
нилось, что они обладают рядом недостатков главный
из которых — перенос мощности по фазам фЛ. 5-14];
скорость плавления в «дикой» фазе значительно превы-
шает скорость плавления в «мертвой» фазе, а это сни-
Рис. 5-18. Схемы трехфазных установок ЭШП.
а — с тремя ирнсталлиаат’ораии^ О — с одним кристадлизвторчы-
жает производительность установки. Широкого распрост-
ранения в промышленности такие схемы не получили.
Схему Выбирают, исходя из конкретных условий;
однако сейчас встал вопрос о создании универсальной
установки ЭШП, способной выплавлять слитки различ-
ных форм в широком диапазоне масс. Это позволяло -бы
уменьшить разнообразие конструкций, создало бы воз-
можность применения унифицированных узлов, а в ко-
нечном итоге снизило себестоимость продукции. Имею-
щая место тенденция непрерывного увеличения массы
наплавляемого слитка влечет за собой увеличение га-
баритов печи, удлинение короткой сети (рост ее актив-
ного и реактивного сопротивлений), что при возросших
токах, достигающих в настоящее время уже десятков
килоампер, приводит к резкому росту потерн. Кроме
того, с увеличением габаритов речи уменьшается ко-
Рис, 5г 19. Электрические характеристики печей ЭШП:
одноэлектродной, со схемой «электрод — поддон» (циф-
ры у кривых без штрихов); двухэлектродной с бифиляр-
ной схемой (цифры у кривых со штрихами),
J — полная мощность 3: 2 ~ активная мощность Р; 3 — мощ-
ность в шлаковой ванне. Рш; 4 — мощность электрических по-
терь Рэл; 5 — коэффициент мощности cos ф; 6 — электрический
к. и. д. цэл; 7 — напряжение иа шлаковой ванне [?ш;— ток
к. а. (по данным Ю. В-Латаша и В, И. Медоваре} [Л, 5-15).
276
Таблица 5-5
ЗлектритныетрансфариатЬры установок ЭШП
Тип трансформатора1	Номинальная мощность* 2, кВА	Напряжение х. х.		—	. Номинальный ток на стороне в. н.* А	.Ступени н. н.		
		в. в., кВ	н. н., В		Число	С номинальной мощностью	
						Номера	Напряжение, В
ЭОМН-2000/10	1000- 585	б 10	93,7—41,7	167—98 100—58,5	17	1-5	'93,7—71,4
ЭОДЦН-4000/Ю-73УЭ	1600—645 1600—696	6 10	116.0—30.7  116,0—33,1 ,	267—108 160—69,6	49	1-10 1-11	116,0—76,3 116.0—76,3
ЭОДЦН-4800/Ю-70УЗ	3500—1160 2500—1360	6 10	123,4-41,4 122,0—49,6	418—194 250-136		1-10 1-11	122,4-89,5 122,0—91,3
ЭОЦН-8200/10-69	' j	5500-4500 '	10	122,4-8-0	550-450	17	1—9	123,4—107,1
ЭОЦНШ-12500/10 745'3	5000-2450	6 10	160—41,3 160—41,6	835—408 500—245	89	1-28 1-29	160—84 160—84,4
ЭОЦН-14000/35 '	 6000— 6300	35	120—63,3	|	229—180	23	1—15	'120—83
Продолжение табл. 5-5
Тип трансформатора1	Потери1, кВт			Напряже- ние к« а., % от но- минального	Масса, т		Габариты, м, (длина, ширина, , высота)	Расход воды На охлажде- ние, е&/ч
	холостого хода		К. 3.		долная	масля		
	сталь ЭЗЗО	сталь ЭЗЗОА						
ЭОМН-2000/|6	6,1	—	18 г0	4,5	9,4	3,3	2,95X2,4X3,78	—
ЭОДЦ Н-4000/10-73УЗ	6.5	5,6	' 35,5	6	15,0	4.2	3,30X2,2X3,6	—
ЭОДЦН-4800/10-70УЗ	14,0	12.0	30,0	4,8	20,5	6,0	31,8X2,5X4,1	
ЭОЦН-8200/10-69	22,5	—	56,0.	4,6	17,6	5,2	2,4X2,4X4,6	12,0
ЭОЦНШ-12600/Ю-74УЗ	28		Б0т0	7,3	34,0	9Г4	; 4,25X3.0X4,0	12,0
ЭОЦН-14000/35	,28	—	165,0	6.2	27,4	8	3.07X2,8X5,4 "	24,0
Значение букв в обозначениях типа приведены в пояснении к табл. 3-55, 4-10 и 4-11; Ш обозначает «плановый» (ЭШП).
3 Первое число соответствует первой, второе — последней ступени напряжения.
3 На первой ступени напряжения.
эффициеит мощности: от 0,75 при массе слитка 1,5—
2,5 т до 0,60 при массе слитка 40 т.
Поэтому особое внимание необходимо уде-
лять конструкциям коротких сетей установок ЭШП (где
это возможно, применять бифилирование) и созданию
более совершенных источников питания, в том числе на
пониженных частотах.
При применении «бифилярной» схемы значительно
уменьшаются потери в короткой сети, коэффициент
мощности достигает 0,8—0,9. Возрастает сопротивление
шлаковой ванны. Так, исследования двухэлектродной
печи, включенной по схемам «электрод—поддон» и
«бифилярной» при тех же размерах электродов и крис-
таллизатора и на том же шлаке, показали, что сопро-
тивление шлаковой ванны увеличивается почти в 3 ра-
за во втором случае по сравнению с первым. Сопротив-
ление шлаковой ванны в процессе работы печи с боль-
шой степенью точности можно принять чисто активным;
тогда мощность, выделяемая в шлаковой ванне,
Р = /3Кшл,
где / — так печи; /?Шц1 — сопротивление шлаковой
ванны.
28G
Видно, что при неизменной мощности Р ток уста-
новки в случае «бифилярной» схемы с увеличением
/?шл уменьшается, что позволяет снизить потери в ко-
роткой сети и повысить коэффициент мощности. Кроме
того, происходит перераспределение зоны выделения
мощности, в результате чего глубина конической'части
жидкой металлической ванны (поз. б па рис. 5-17)
уменьшается, а это позволяет увеличить скорость на-
плавления слитка (без ухудшения его качества), сни-
зить установленную мощность. Трансформатора, улуч-
шить электрические параметры установки (рис. 5-19).
Однофазные установки ЭШП с обычной и двухэлек-
тродной бифилярной схемами имеют следующее соотно-
шение показателей;
Двухэлект.
Обычная родная
схема	бифялярная
схема
Установленная мощность трансфор-
матора, %............... 100	70—80^
Коэффициент мощности............. 0,6—-0.75.	0,8—0,9
Индуктивное сопротивление корот-
кой сети,	100	40—ВО
Сопротивление	шлаковой ванны, %	100	200—300
Удельный расход электроэнергии, _______	t 
кВт-ч/т	• «л (	1500—1700	. 1200т"НОО
Рис. 5-20. Расположение оборудования установок ти-
па ЭШП-ЮГ в цехе.
аплан; б — разрез; / — печь; 2 — печной трансформатор
ЭОДЦН-4800/Ю; 3 — пульт управления; 4 — щит станций управ-
ления в шкафах; S — щит станций управления; 6—щит управ-
ления; 7 — кабельный туннель.
Рис. 5-2L Установка типа ЭШП-2,5.
/ — печь; 2 —- трансформатор; 3 — короткая сеть.
.Особенность установок ЭШП состоит в том, что
процесс в них не стационарен: в период плавки посто-
янно меняются длина электрода, количество и состав
флюса, высота слитка, сопротивление короткой сети;
Рис. 5-22. Установка типа ЭЩП-10Г. Обозначения см.
рис, 5-21..
Рис. 5-23. Установка типа У-436. Обозначения см.
рнс. 5-21.
все это приводит к изменению мощности, выделяемой в
шлаковой ванне, а следовательно, к изменению скоро-
сти наплавления слитка, его макроструктуры. Качество
металла сильно зависит от глубины жидкой’ металличе-
ской ванны. Ее в процессе работы установки стараются
поддерживать постоянной с постепенным выведением
на «нулв» к концу плавки. С этой целью в процессе ра-
боты меняют вводимую в печь мощность по закону, на-
зываемому дифференциальным. Процесс поддержания
необходимой мощности автоматизирован и осуществ-
ляется специальными регуляторами, которые в зависи-
мости от выбранной схемы реагируют на изменение то-
ка, напряжения или сопротивления : шлаковой ванны.
Необходимые напряжение и ток поддерживаются изме-
нением длины межэлектродного промежутка и переклю-
чением ступеней напряжения печного трансформатора.
281
Рис. 5-24. Установка типа ЭШП-16ВГ. Обозначения см.
рис. 5-21,
Каждую установку ЭШП снабжают своим электро-
печным трансформатором (табл. 5-5), системой автома-
тизации, контроля и блокировками.'
Группы установок ЭПШ размещают в цехах с линей-
ным расположением печей. Один из вариантов размеще-
ния оборудования показан на рис, 5-20.
Для сокращения короткой сети печной трансфор-
матор поднимают над отметкой пола цеха, максималь-
но приближая его к печи. Короткую сеть выполняют из
бифилированных шихтованных пакетов и водоохлаждае-
мых бифилированных гирлянд кабелей марки КВС-650
или KBC-I000 (см. § 1-4). Взаимное расположение пе-
чей и печных трансформаторов в некоторых установках
ЭШП приведено на рис. 5-21—5-24.
АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ УСТАНОВОК ЭШП
На отечественных заводах в настоящее время при-
меняют ряд систем управления процессом ЭПШ
[Л. 5-15] преимущественно индивидуального изготовле-
ния, в которых используют различные способы регули-
рования параметров; тока электрода /р, напряжения
t/ш.в сопротивления мощности Ри,в шлаковой ван-
ны или скорости плавления электрода оп, в некоторых
из них — в зависимости от длины электрода Д
Распространение получили семь систем регулирова-
ния следующих параметров:
1)	/р и {7ЩгВ с жесткой временной программой;
2)	и l/щ.в с коррекцией скорости выполнения
программы в зависимости от изменения /я в ходе плавки;
3)	/р и Иш.п с коррекцией Ущ.в в зависимости от
4)	/р и 1Уп1.в с коррекцией /Р в зависимости от
пп(М:
5)	и Уш.в с коррекцией /р и Ут.в в зависимости
от Vafin);
6)	Ок и 7?т.в:
7)	Рш в с коррекцией в зависимости от 1>П(У).
Опрос специалистов выявил следующую экспертную
оценку перечисленных систем:
Номер системы , . . « , 1	2	3	4
Ранг.....................  6	3	4	7
5	6	7
1 , а
5
Предпочтение было отдано пятой и шестой систе-
мам. Эти системы и использованы в качестве типовых
в тицисторных регуляторах серии АРШМТ. Регуляторы
этой серин применяют в установках ЭШП с электроме-
ханическим приводом электродов с. двигателями посто-
янного тока,
В установках с одним электродом или несколькими
электродами, имеющими общий привод, регулирование
осуществляется одним регулятором. В многоэлектрод-
ных установках ЭШП с независимым (автономным)
приводом электродов отдельным регулятором должен
. снабжаться каждый электрод. Такие регуляторы приме-
няются в установках ЭШП с неподвижным или переме-
щающимся кристаллизатором при условии независимо-
го (ручного или автоматического) управления переме-
щением кристаллизатора.
Регуляторы серии АРШМТ рассчитаны на управ-
ление приводом электродов с электродвигателями типов
ПБСТ или ПГТ мощностью до 11 кВт с номинальным
напряжением 220 В.	”	.
Серия включает пять типов (габаритов) регулято-
ров, отличающихся токами управляемых ими электро-
двигателей привода электродов:
Тнл регулятора
АРШМТ-104
АРШМТ-204
АРШМТ-Э04
АРШ МТ-404
АРШМТ-504
Ток Электр о дви'
тателя, А
4—8
10—16
17—25
26—40
, 41—63
Регуляторы предназначены для непосредственного
присоединения к трехфазным сетям промышленной
частоты напряжением 220 или 380 В, с допускаемыми
отклонениями в Пределах ±10%, и рассчитаны на
входные сигналы: по току — до 5,5 А,’по напряжению —
до 150 В.	-
Регуляторы имеют два канала регулирования элек-
трического режима установки ЭШП: первый—для
регулирования тока электрода или сопротивления шлако-
вой ванны с диапазоном задания уставки регулируемого
параметра от 20 до 110% и воздействием на напряжение
источника питания; второй — для регулирования скоро-
сти плавления электрода с диапазоном задания уставки
регулируемого параметра от 0 до 100% и-частотой.им-
пульсов обратной связи не более 2,5 Гц, с воздействием
на привод перемещения электродов.
Каждый канал имеет вход от программирующего
устройства с сопротивлением  950±50 Ом и током
0—20 мА.
Двухканальное регулирование реализуется на основе
одного из следующих двух принципов:
1) поддержание но заданной программе тока элек-
трода или активного сопротивления шлаковой ванны при
одновременной коррекции напряжения источника пита-
ния в функции средней скорости сплавления электрода
(функциональная схема регулятора на рис, 5-25);
2) поддержание заданной скорости перемещения
электрода при одновременной коррекции напряжения
источника питания в функции активного сопротивления
шлаковой ванны (функциональная схема регулятора на
рис. 5.26).	1
В первом случае канал регулирования, воздействую-
щий на скорость двигателя перемещения электрода, в
зависимости от выбранного способа регулирования мо-
жет работать или от блока датчика тока БДТ, или от
блока датчика активного сопротивления БДАС. На БДТ
подается сигнал с трансформатора тока, пропорциональ-
ный току электрода. На блок БДАС подаются сигналы:
по току с трансформатора тока, по напряжению — нап-
ряжение на шлаковой ванне. Сигнал, снимаемый с БДТ
или БДАС, сравнивается с задающим напряжением
Йаад, и их разность подается на тиристорный Преобра-
зователь ТП, питающий двигатель привода электрода,
ДЭ. Если электрический режим работы печи (ток элект-
рода или активное сопротивление шлаковой ванны) от-
личается от заданного, то двигатель начинает переме-
щать электрод в направлении, соответствующем сниже-
нию сигнала рассогласования.
2S2
Рис. 5-25. Функциональная схема регулятора тока,
ДЭ — электродвигатель привода электрода; ТЙ — тирнсторнйй
'Преобразователь: ТГ — тахогенератор: БДТ-~ блок датчика то-
ка: БдЛС — блок датчика активяого сопротивления' ПКА — пу-
тевой кокандоариарат; СИ — счетчик импульсов; ВПКН — блок
преобразователя «код — напряжение*; БЧЭ1~БЧЭЗ — блок чув-
ствительные элементов; ВВпЙ — блок выбора направления пе-
реключения: РУ —реле управления; ПСИ — переключатель сту-
пеней напряжения трансформатора,
Если активное сопротивление шлаковой ванны ста-
новится меньше некоторого критического (зависит от ти-
на печи) и срабатывает БЧЭ4, то в канал поддержа-
ния скорости двигателя подачи электрода с элемента
БЧЭ4 подается команда на отключение задающего нап-
ряжения и ДЭ останавливается. По мере плавления
электрода активное сопротивление шлаковой ванны воз-
растает и канал поддержания скорости подачи электро-
да вновь вступает в работу. Переключение регулятора
о одного режима' работы на другой осуществляется с
помощью перемычек на рейках зажимов.
Для питания электродвигателя перемещения/элек-
трода предусмотрены два тиристорных преобразовате-
ля, один из которых является рабочим, а второй ре-
зервным, с диапазоном' регулирования скорости 1—
200. По заказу в регуляторе могут быть установлены
тиристорные преобразователи с системой регулирования,
обеспечивающей диапазон регулирования 1—2000. Оба
преобразователя подключаются к одному силовому
разделительному трансформатору, входящему в состав
регулятора.
Регулятор серии АРШМТ встраивается в шкаф с
двусторонним обслуживанием. Габариты шкафа 1700Х
Х800Х2600 мм.
ПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ
ПЕЧАМИ ЭШП
Для поддержания в установках ЭШП электричес-
кого режима по заданной программе тиристорные ре-
гуляторы серии АРШМТ снабжены программным уст-
ройством (программным задатчиком) —комплексом бло-
ков тиНа «Электрод» КВ ПУ-01 для координат но-в ремен-
ного программного управления двумя любыми парамет-
рами в зависимости От третьего.
Комплекс состоит из двух программных блоков ти-
па БПВ9-01, блока управления БУ 11-01 и блока за-
датчика типа Б12. Общие виды блоков показаны на
рис. 5-27—5-29.
Рис 5-26. Функциональная схема регулятора скорости
перемещения электрода. Обозначения см. рис. 5-25.
Канал, воздействующий на переключение ступеней
напряжения, работает от датчика скоростей плавления,
и качестве которого может быть использован путевой
командоаппарат ПКА типа БВХ-24. Импульсы, посту-
пающие от ПКА за время, которое может регулиро-
ваться в пределах от 1 до 30 с, суммируются счетчиком
СИ. С помощью блока БПКН число импульсов преобра-
зуется в напряжение, которое сравнивается с заданным.
Их разность подается на блок БВНП и через его контак-
ты на чувствительные элементы БЧЭ1 — БЧЭЗ. Если
сигнал рассогласования достаточен для срабатывания
БЧЭ. то реле управления РУ дает команду на переклю-
чение ступеней напряжения трансформатора РПН в нап-
равлении, определенном БВНП. В зависимости от рас-
согласования предусматривается возможность переклю-
чения на одну (срабатывает элемент БЧЭ1), две (БЧЭ2)
и три (БЧЭЗ) ступени напряжения. После отработки
сигнала рассогласования или по истечении времени изме-
рения счетчик возвращается в состояние «нуль» и начи-
нается новый подсчет импульсов за определенный отре-
зок времени,
Во втором случае скорость перемещения электродов
задается от источника задающего сигнала иля от прог-
раммного устройства и поддерживается заданной систе-
мой автоматического регулирования «тиристорный пре-
образователь—двигатель» с обратной связью по скорости
(элемент ТГ). Переключение ступеней напряжения печ-
ного трансформатора осуществляется в направлении,
определяемом БВНП. через заданные интервалы време-
ни при отклонении активного сопротивления шлаковой
ванны от заданного при срабатывании БЧЭ1—БЧЭЗ.
Рис. 5-27. Программный блок типа БПВ9-01. Общий
вид. 
283
'Комплекс может обеспечить управление процессом
в функции времени- или в функции перемещения по вер-
тикали расплавляемого электрода (т. е. в функции ноор-
; двяаты). Переход с одного вида управления на другой
осуществляется с помощью путевого выключателя по
Рис. 5-28. Блок управления типа БУ11-01. Общий вид.
Рнс. 5-29. Блок-задатчик типа Б12. Общий
вид.
достижении заданного значения параметра. Переход
можно осуществить автоматически и вручную.
Поясняющая схема взаимных связей комплекса бло-
ков приведена на рис. 5-30.
Для возможности раздельного управления двумя
различными параметрами предусмотрены два идентичных
программных блока типа БПВ9-01, каждый из них име-
ет собственные следящую систему, выходное устройство
и индивидуальный ввод программы.
Синхронный двигатель типа ДСМ. блока БПВ9-01:
перемещает лентопротяжный механизм с программоно-
сителем. Фотоголовка следит за программой, нанесенной
на программоноситель, и через мост рассогласования
и фазочувствительный усилитель мощности управляет
исполнительным механизмом следящей системы. По-
следний перемещает фотоголовку, осуществляя слеже-
ние за программой, и одновременно воздействует на
выходное устройство блока.
Оба блока БПВ9-01 связаны с общим блоком управ-
ления БУ11-01, который обеспечивает синхронное пере-
мещение программоносителей с погрешностью, не превы-
шающей 1%, при длине программоносителя 1,5 м.
При осуществлении временного программирования
управление двигателями, перемещающими программо-
носители, осуществляется от сети через узел управления
переключения блока БУ 11-01, В случае применения ко-
ординатного принципа программирования воздействие
механизма перемещения электрода в вертикальной плос-
кости преобразуется бесконтактным датчиком типа БК
в блоке Б12 в электрический сигнал. Сигнал со схемы
сравнения задатчика, в качестве которого используются
механический дифференциал, поступает на датчик типа
БК и через узел у пран лени я переключениями блока
БУН-01 управляет перемещением программоносителей.
Одновременно сигнал через блок типа БУП-01 управля-
ет двигателем блока Б12, вводящим в действие через
редуктор схему сравнения.
В комплексе предусмотрено его механическое от-
ключение от устройства перемещения электрода при
недопустимом (более 30 см) перемещении последнего
вверх.
Выходной сигнал блока —в пределах 0—20 мА по-
стоянного тока при сопротивлении нагрузки 300—1300
Ом, пульсация выходного сигнала не превышает 0,6%
максимального значения выходного сигнала, а погреш-
ность воспроизведения заданной программы не превы-
шает ± 0.5%
Питание комплекса блоков—от стабилизированного
источника переменным напряжением 220±11 В промыш-
ленной частоты. Мощность, потребляемая комплексом
блоков, не более 125 В-А, масса — около 40 кг. ;
Рис. 5-30. Поясняющая схема взаимосвязей комплекса
блоков программатора типа «Электрод» КВПУ].
5-4. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ
И АВТОМАТИКА УСТАНОВОК ВАКУУМНЫХ
ДУГОВЫХ ПЕЧЕН (ВДП)
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Наибольшее распространение в промышленности по-
лучили ВДП с расходуемым электродом, схема конст-
рукции которой приведена на рис. 5-31,
ВДП обычно питаются от источника постоянного
тока. Питание к электропечи подводится: минус — к
штоку печи через гябкие кабели, плюс — к кристалли-
затору и через кристаллизатор к поддону при помощи
разъемных контактов. Перемещение штока с электродом
осуществляется с помощью механизма, расположенного'
вне вакуумной камеры печи. Вакуумная камера, крис-
таллизатор и поддон, гибкие кабели, шток и его уплот-
нение имеют водяное охлаждение.
ВДП серийного изготовления комплектуются: источ-
никами питания печи — полупроводниковыми выпрями*’
тельными агрегатами, вакуумной системой (включая ва-
284
Таблица 5-5
Тел ии чес кие данные вакуум пых дуговых электропечей конструкции ВНИИЭТО
 Показатели	. ,	,		, ,,	। t	।		 Типы электропечей для выплавки адиТков									
	стали				титана			молибдена		
	Д СВ-3,2- Г1	ДСВ-6*3- Гб	ДСВ -8,0- Г16	ДСВ-11,2- Г37	ДТВ-6.5- Гб	ДТВ-8,7- ПО	Д ТВ-14,0- Г25 '	ДДВ-1,4- В-0,1	ДДВ-2,5- В-0,6	ДНВ-2,5' В-0,.6
Диаметр кристаллизатора, мм Размеры электродов, мкт:	160—320	320-630	560—820	бзо—пас	360—650	460—870	870-1400	60—140	100—250	140—250
диаметр	90—220	220-500	430—660	500—900	270—543	350—754	754-1225	90	Нерасхо- дуемый 'электрод 30X30	200
длина	3550	4150— 4550	6000— 6400	6100—7600	41 DO- 54 00	4250— 5100	5000-5100	1000	1715	3000
Масса слитка, т Источник питания	0,175— 1,05	1,35— 6,35	6-17	10—37	1 *0—5,5	1,86— 10,3	10,3—26.5	0.11	0,57	0.53
номинальный ток, кА	12t5	25	25	37.5	12,5: 25	25; 37,5	50	12,5	12,5	12.5
рабочий ток* кА	3—9	7-18	9,3—23.5	10,5—32	12-25	15—35	29—50	До 6=	До 12=-	До 123
Мощность вспомогательного оборудования. кВт	75	100	75	140	35	35	35	31	102	гио
Скорость расплавления, кг/мин	2-5,4	3,3—11	В—14	6,3—19,2	9.0—22	11,5—31	23—45	' До 2Б5	6,25	5
Время цикла, ч	2*5— 7*5	6,5-19,5	6—15	20^82	10,5—16,3	.12—20,8	20,6—30	До 2,5=	5,0	6.0
Расход охлаждающей вод hi. мУч Высота печи* мм	40	 70	90	120	70	80	150	60	40	40
общая	12 050	13 900	20 000	23 865	20 940	20 940	21 400	3400	9750	- 12 820
над уровнем дола	7900	8750	11 000	13 500	13 140	13 140	13500	—	7500	: 10 455
* Номинальное напряжение источника питания постоянного тока 75 В для всех печей, кроме печей для выплавки слитков
из стали, для которых 75 или 48 В.
* Ориентировочные данные.
Технические данные вакуумных дуговых гарииесажных
электропечей конструкции ВНИИЭТО для плавки титана
Таблица 5-7
Показатель	Типы электропечей	1				Показатель	Типы электропечей			
	ДТВГ- 0.06ПФ	Дтвг- 0.16ПФ	дтвг- 0,25-ПФ	1 ДТВГ- 0.6ПЦ		дтвг- 0.06ПФ	ДТВГ- fl,16ПФ	ДТВГ- 0,25-ПФ	ДТВГ- 0.6ПЦ
Ёмкость плавильной ванны (пр жидкому металлу}, кг Рабочий ток* кА	100 , 14	160 14	250 25	600 37*5	! Длительность пикла. ч Максимальные размеры электрода, мм:	2,5-2	5.5 ’	6.5	7
Рабочее напряжение. В	28-33	28—33	38—40	75	диаметр	200	300	465	600
Мощность вспомогательного оборудования. кВт Скорость плавки, кг/иин Расчетный удельный расход электроэнергии, кВт-ч/кг	115 5—8	132 6—8	152 10™-15	300 10—12	длина Расход охлаждающей воды, мУч	500 25	500 38	485 45	1000 70
	4—7	2,7	2.5	2*3	Высота печи (без заглубле- ния), мм	5275	5845	6750	58 00'
1 Указана высота над полом; печь заглублена на 1980 мм.
куумные насосы), автоматическими регуляторами тока
и дугового промежутка, оптическим устройством для
наблюдения за процессом плавки и управления им, ме-
ханизмами для загрузки и выгрузки слитков из печи,
гидравлической системой, пультом и щитами управления
с контрольно-измерительной и пускорегулирующей ап-
паратурой.
Технические характеристики дуговых вакуумных
печей приведены в табл. 5-6, а дуговых вакуумных гар-
ниссажных печей — в табл. 5-7. Отличительной особен-
ностью гаряиссажных печей является большая ванна
жидкого металла, изолированная от водоохлаждаемых
стенок тигля коркой (гарниссажем) затвердевшего ме-
талла, что иключает возможность загрязнения его ма-
териа.юм тигля.	- ; ...
ОСНОВНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ВДВ И ТРЕБОВАНИЯ
К ИХ ИСТОЧНИКАМ ПИТАНИЯ
В связи с особенностями режимов работы вакуум-
ных дуговых печей, изложенных в [Л. 5-16], к нх ис-
точникам питания предъявляется ряд специфических
требований.
В процессе плавления расходуемых-электродов суще-
ственное значение на процесс плавки, а следовательно,
и\на качество металла оказывает рабочий ток, от силы
которого зависит глубина ванны жидкого металла, ско-.
рость кристаллизации и т. д.
Нестабильность тока более 1,5—2% в течение 1—2 с
является недопустимой. В процессе плавки ток может
изменяться вследствие отклонений и колебаний напря-
285
Рис. 5-31. Схема устройства дуговой вакуумной лечи.
1 — токоподводящий шток - элекТр о до держ ятель; 2 — у плоты енн е
штока: 3 — вакуумная 'Камера: 4 — расходуемый электрод; ,5 —
соленоид; i — кристаллизатор; 7 — коддои аодоохлаждаемый.
женил питающей сети, изменения длины дуги, метал-
лических коротких замыканий дугового промежутка,
явления ионизации, переброса дуги на стенку кристал-
лизатора, нестабильного горения дуги. Броски тока, по-
лучающиеся в результате отклонения и колебания на-
пряжения питающей сети и перемещения катодного пят-
на, должны устраняться стабилизатором тока, все ос-
тальные броски — автоматическим регулятором длины
дуги. Дуга не должна быть очень короткой или, наобо-
рот, очень длинной. При работе на короткой дуге воз-
можны броски тока из-за капельных коротких замыка-
ний, а при работе на длинной дуге возможен переход
дуги па стенку кристаллизатора. Нормально длину дуги
выдерживают в интервале 20—50 мм, в зависимости от
качества переплавляемого металла и диаметра электро-
да. Регулируя напряжение на дуге, можно стабилизи-
ровать ток дуги при колебании дугового промежутка
в процессе плавки, а также регулировать ток дуги при
Рис. 5-32. Зависимость тока дуги от времени в течение
плавки (второй переил^в титана, диаметр электрода
870 мм).	/
/,;!«— ток и длительность приварки электрода к огарку;
/ном “ рабочий ток; времена: т пр — прогрева электрода, т р—
рабочего режима. Ту — выведении усадочной раковины. Тпл—
общее время плавки.
неизменном дуговом промежутке в зависимости от ре-
жима плавки.
Процесс плавки характеризуется следующими ос-
новными электрическими режимами ВДП.
Первый режим — приварка электрода к огарку, -ос-
тавшемуся от предыдущей плавки. Этот режим прово-
дят в вакууме путем короткого замыкания при токах,
равных (0,25—0,7) /пом. Процесс зажигания дуги явля-
ется началом плавки.
Второй режим — плавку начинают с «прогрева»
электрода. Ток дуги плавно повышают с 0,25 /ном до
7Вои, который необходимо затем поддерживать. В уста-
новившемся режиме плавки расплавленный металл в
виде капель стекает в ванну через разрядный промежу-
ток, частично шунтирует дугу и снижает ее электричес-
кое сопротивление в 4—5 раз по сравнению с номиналь-
ным1 значением. Поэтому в процессе плавки напряжение
на дуге колеблется в зависимости от диаметра .кристал-
лизатора в пределах от 25 до 35 В, а «капельные? ко-
роткие замыкания приводят к значительному росту то-
ка в дуге. Для получения металла высокого качества
источник питания должен обеспечивать стабилизацию
номинального тока с точностью 1—2%.
Третий режим — выведение усадочной раковины,
В этом режиме ток электрода постепенно снижают,
вначале от /аои до 0,5 /нои быстро, а затем от 0,5 /яом
до 0,1 /нов в течение 2—3 ч.
Техн им еск не данные электрических режимов плавок в ВДП
Таблица 5-3
Переплавляемый металл	Диаметр электрода; , мм i	1. Приварка электрода к огарку			II. Прогрев электрода и плавка			I]I. Выведение усадочной рако- * ,	вицы		
		Ток, кА	Напря- жение. В	Время, ч	Ток, кА	Напря- жение, в	Время, ч	Ток. кА	Напри* жение, В	Время, ч
Сталь	360 506 530 650	4,5 6,7 7,5 6.5	22.5 26.0 27 „0 28.0 ”	0.15 о.за 0 35 0.40	4.5 6,7 7.5 8.5	22t5 26,0 27.0 28,0	8,0 13,0 15.0 . 16,4	4,3—0,68 6.7—1,0 7,5—1.12 8.5—1,12	22,5™20 ' 26—20 27—20 28—21	0,8 М ьз Гт5
Твтав, первый пере- плав	,	430 530 770 1000	13,0 16,0 22,0 30,0	32,0 35,0 42,0 5J.Q	0,20 0.20 0,35 0.40	1. 1 ПГТ - J -l Сл чл	32—46 35-45 42—48 51—59	2,9 . 3.2 3,6 7.6	1 1 1 II N	ми i		. —.
Титан, второй пере- плав	560 630 870 1120	17.0 19.0 27.0 33,0	37.0 39,0 48,0 53.0	0.40 0.50 0.80 1,0	17—25 19—37.5 27—37.5 33—50	. 37-45 '39-59 48—6D 53—72	5,0 4,2 8.0 9.2	25—3,75 37,5—5,6 37,5-4,25 50—1,5	-Q О СП Дг IvOCCl мн Ъ5 t-О ГО tO Q5 СЛСД t-Э	3.4 4,1 5,0 7,0
286
. Пример изменения тока во времени на протяжении
плавки в ВДП приведен на рис. 5-32.
Основные характеристики электрических режимов
плавки в ВДП приведены в табл. 5-8.
Основные требования к источникам питания ВДП
сводятся к следующим;
1)	регулирование тока нагрузки должно быть, обес-
печено в диапазоне (0,1—1) /ном;
2}	ток нагрузки Стабилизируется с точностью не ни-
же ±2%~ заданного тока в пределах от (0,5—1) /НП!Й;
3)	не допускается выход источника питания из строя
при перегрузках и эксплуатационных коротких замы-
4 каниях;
4)	к. п. д. агрегата должен быть не ниже 0,9;
5)	коэффициент мощности агрегата (XM = ^cosq>)
должен быть не ниже 0,8;
6)	должна быть обеспечена высокая степень надеж-
ности работы всей установки.
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ВДП
Полупроводниковые преобразовательные агрегаты
обладают существенными энергетическими н эксплуата-
ционными преимуществами по сравнению с двигатель-
генераторными агрегатами: высоким к. п. д., высокой
точностью стабилизации тока, постоянной готовностью
к работе, быстрым пуском, отсутствием вращающихся
частей и бесшумностью работы.
Полупроводниковый преобразовательный агрегат —
комплектное устройство, которое в зависимости от схе-
мы выпрямления н системы управления состоит из сле-
дующего электрооборудования: трансформатора, дрос-
селей насыщения, выпрямителя, уравнительных, сглажи-
вающих, а также управляемых реакторов, конденсато-
ров, измерительного устройства постоянного тока, ап-
паратов управления, защиты, сигнализации и контроля.
Приборы и аппараты встроены в шкафы.
Первые полупроводниковые преобразовательные
агрегаты серии ВАКП для питания ВДП были разра-
ботаны и изготовлены в 1962—1964 гг. Мордовским на-
учно-исследовательским электротехническим институтом
(МНИЭИ) и заводом «Электр Овыпрямн те ль» в г. Са-
ранске.
Затем выпускались, агрегаты серин АВП. Они были
разработаны и испытаны В НИИЭлектро аппаратом в
1965—1967 гг., а на Харьковском электромеханическом
заводе (ХЭМЗ) нх изготовляли до 1972 г.
Агрегаты серии 'ВАКП и АВП были выполнены по
шестифазной схеме с уравнительным реактором. Регу-
Пол у провод нккойые преобразовательные агрегаты серий ТВ» и ПИТ
Таблица 5-9
	ТВ9-	ТВ9* '	ТВ9-	ТВ9-	ТВ9-		ТВ!Ь		ТВ9-		ТВ9-
Характеристики	12500/75Т-1У4	25000/75Т-1У 4	37600/75Т-1У4	50000/75Т- 1У4	25000/Н5Т- 1У4		50000/11ST- 1У4		L25000/48T- 1У4		2Е000/48Т- 1У4
Номинальный выпрямлен- ный ток, А Номинальное выпрямлен-	12 500 73	25 000 75	37 500	50 000		25 000		50 000		12 500	25 000
			75	75		115		Н5		48	48
ное напряжение. В Номинальная мощность аг-	937.5	 Т87-5	2812,5	3750		2875		5750		600	1200
регата, кВт X, п. д. в номинальном ре-	92	92,5	93	93		93		93		91	91.5
жиме. % Коэффициент мощности при номинальных токе и ивпря-	0*935	0.93	0,93	0,93		0,87		0*87		0*87	0*87
											
женин Тип вентилей	TS00-S	Т500-6	TaOO-fi	Т500-6		Тб 00-6		Т500-6		ТйОО-6	Т500-6
Расход воды для охлажде- ния вентилей, м3/ч Габаритные размеры выпря- мительных агрегатов, мм:	3	5	9	12 '		й		12 :		3	6
длина	1710	3004	4620	. 60QS		3004 '		6008		1710	•ЭКИ '
ширина	ЮОО	1000	1000	ЮОО		1000		1000		1000	1000
высота	2000	2000	2000	2000		2003		200D		2000	2000
Масса, кг	1760	2600	4850	5200		2600		5200		1750	2600
Продолжение табл. 5-9
Характеристика	ПИТ-12,5/75	ПИТ-25/75	ПИТ-37.5/75	пит - 60/75	ПИД--25/115	ПИТ-30/115	ПИТ- 50/150
Номинальный выпрямлен-	12 500	25 000	37 500	50 000	25 000	50 000	50 000
ный ток, А  j Номинальное выпрямлен-	76	75	75	75	115	115	150
ное напряжение, В Номинальная мощность аг-	937.5	1875	2812,5	3750 '	2875	5750	7500
регата* кВт К, п, д, в номинальном ре-	93	93	 93.	93	94	95	96
жиме, % Коэффициент мощности при	0,96’ 	0,9Г	0,9г1	0,9]1	0*9р	0.91’	0,9 Р
номинальных токе и напря- жении Тип вентилей	КВ200-6А	КВ200-6А	KB2Q0-6A	КВ200-6А	КВ200- ВЛ	КВ200-6А	КВ200-6А
Расход воды для охлажде-	1,5	3	4,5	' 6	3	6	6
нйя неитилей* м’/ч Габаритные размеры выпря- мительных агрегатов, мм: длина	4700	7260	10 000				
ширина	1550	1550	1550		.			**.-*	-
высота	2700	2700	2900		*.			_*		*
Масса, кг	6000	8380	11 000		—	—	—
<• При опережающем токе.
287
лировзние напряжения осуществлялось комбинирован-
ным способом: грубое — ступенями с помощью переклю-
чателя РНТ, плавное — в пределах одной ступени реак-
торами насыщения. Агрегаты ВАК.П и АВП сняты с
производства.
В начале 70-.х годов ПО «Преобразователь» в г. За-
порожье разработал и передал в серийное -производ-
ство новую усовершенствованную конструкцию агрега-
тов на тиристорах серии ТВ9.
Московский энергетический институт (МЭИ) со-
вместно с заводом «Уралэлектротяжмаш» разработал
параметрические источники питания серии ПИТ. Поло-
жительные результаты н высокие энергетические пока-
затели, полученные при эксплуатации опытных образ-
цов ПИТ, позволяют приступить к изготовлению первых
промышленных образцов.
Технические характеристики полупроводниковых
выпрямительных агрегатов серий ТВ9 и ПИТ приведе-
ны в табл, 5-9. Диапазоны регулирования по току: для
агрегатов ТВ9 4—100%, ПИТ 5—100%. Точность
стабилизации тока, сохраняемая в пределах тока нагруз-
ки от 0,5/„ до /и, равна ±1%. Регулирование и стабили-
зация выпрямленных напряжений и тока осуществляют-
ся: у агрегатов ТВ9 — системой фазоимпульсного уп-
равления и РПН трансформатора, у агрегатов ПИТ —
управляющим реактором с подмагничиванием и РПН.
Коэффициент мощности агрегатов ТВ9 в зависимости
от глубины регулирования может снижаться до 0,6; ко-
эффициент мощности агрегатов ПИТ 0,9 (емкостный).
CXEMEI ГЛАВНЫХ ЦЕПЕЙ И ОБОРУДОВАНИЕ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ
ДЛЯ ПИТАНИЯ ВДП
Агрегаты серии ТВ9 (ПО «Преобразователь», г. За-
порожье). Основными преимуществами этих агрегатов
являются; высокий к. п. д..(93%), высокая точность
стабилизации тока (0,5—1 % j; ^высокая степень завод-
ской готовности. Блочная структура агрегатов позво-
лила унифицировать узлы н блоки систем измерения,
управления, защиты, сигнализации и размещать их в
стандартных металлических шкафах.
На рис. 5-33 и 5-34 приведены схемы главных цевей
тиристорных преобразовательных агрегатов на 12,5 в
25 кА, 75 В. Схемы агрегатов на 37,5 и 50 кА анало-
гичны приведенным и отличаются, числом групп двух
обратных звезд, секций вентилей, измерительных уст-
ройств, сглаживающих реакторов и щитов управления.
Питание агрегатов осущестзляется от сети 10 или
6 кВ. Первичная обмотка может быть включена по
схеме «треугольник» (на 6 кВ) или по схеме «звезда»
(на 10 кВ). Трансформаторы предусматриваются новой
серии ТМНПУ и ТДНПУ, вторичная обмотка которых
выполнена от одной до четырех групп двух обратных
звезд с уравнительными реакторами на токи от 12,5
до 50 кА. Первичная обмотка трансформатора выпол-
нена с РНП.
Основные технические характеристики трансформа-
торов приведены в табл. 5-10.
1 Рис. S-33.	РИС. 5-34.
Рис. 5-33. Схема главных цепей тиристорного преобразовательного агрегата ТВ9-12500/75Т-1У4.
Гр —трансформатор ТМНПУ-40М/10П; 77Г —тиристорный преовразователь: Pl, Р2 — реакторы сглаживающие ФРОС-ЗЗОО; ДТ1,
ДГЗ — датчвки тока; IHHI, ШН2 — измерительные шунты 75ШСМ-75ОО-75-ОЗУЗ.
Рнс. 5-34. Схема главных цепей тиристорного преобразовательного агрегата ТВ9-25000/75Т-1У4.
Тр — трансформатор ТМНПУ-8000/10П; 7/Т — тиристорный преобразователь: PI~Р4 — сглаживающие реакторы ФРОС-ЗЗХ); ДТ1,
ДТ2 — датчики тока; ШН1—Ц1Н4 — измерительные шунты 75ШСМ- 7500-73-05УЗ,
288
Таблица 5-10
Трансформаторы и выпрямительным агрегатам дли питания в«куумные дуговых печей
(завод «Уралэлектротяжмаш», г. Свердловск)
Тип трансформатора	Расчетная пер- вичная мощ- ность, кВ'А	Схема соедине- ния обмоток2	Номинальный выпрямленный ток, А	Номинальное вы- прямленное на- пряжение, в 	Напряжение ко- роткого замы- кания, %	Ток ХОЛОСТОГО хода, %	Суммарные по- тери холостого- хода и коротко- го замыкания1, Вт	Габаритные размеры, мм			Масса масла* кг	Суммарная масса трансформатора с маслом, кг
								Длина	к . X к э	1 Высота |		
ТМНПУ-40И/10П	1265	(2X3)	12 500	75	6,2	4.0	43 050	3300	2660	4460	6320	17 500
ТМНПУ-вООО/ЮП	2525	2 <2X3}	• 28 000	75		2,2	84 000	3600	3100	5150	9500	26 600
ТДНПУ-12500/10П	3790	3 (2X3)	37 500	75 '	7, tio	2.2	12 350	5000	2850	5350	11 850	35 850
ТИН ПУ-4000/10П П УЗ	1265	(2x3)	J2 590	75	8.3	2,3 -	43 300	3439-	2660	4800	7700	18 500
ТМНПУ  вООО/10 П ПУЗ	2525	2 (2X3)	25 000	75	11,7	2*0	80 500	<3600	3500	5200	10 600	27 500
Т Д НП У-12500/1 ОППУ 3	3790	3 (2X3)	37 500	75	11,2	1,3	из юо	4300	3150	5560	11 ЙОо	34 700
ТДНПУ-16000/10ППУЗ	5045	4 (2X3)	50 000	75	10.0	1,8	112 700 ,	4700	3600	5600	15 000	45 000
ТД Н ПУ-1250в/10П П УЗ	3870	2 (2X3)	25 000	Иг*	11.0	1*0	154 700	4459	3000	5560	И 800	31 400
ТД Н П У-20000/1ОППУ 3	7735	4 (2X3)	50 000	1ГГ,	8,4	1,4	160 000	5000	3900	6150	Г8 ООО	55 000
ТДНПУ-25000/10ППУЗ	10 090	4 (2X3)	30 000	150	9*9	1,4	165 000	5500	4300	6200	18 000	60 000 
1 С учетом потерь во встроенном уравнительном реакторе.
1 Схема соединений обмоток (2X3) .означает: одна группа двух обратных звезд с уравнительным реактором 2(2X3); 3(2x3) я
4(2X3) означают соответственно: дне, три или четыре группы двух обратных звезде уравнительными реакторами,
В качестве единичной вентильной секции агрегата
принята секция ТВ9-12500/115 ТУ4, в которой примерен
тиристор Т500У2-6В-302.
Измерение тока для агрегатов 12,5 и 25 кА преду-
сматривается с помощью шунтов и датчиков тока (тран-
сформаторов постоянного тока), а для агрегатов 37,5 и
50 кА с измерителем на датчике Холла, обеспечиваю-
щим измерение тока нагрузки от нуля до номинального
с точностью до 1 %.
Для сглаживания пульсации выпрямленного тока,
а также для ограничения скорости нарастания тока на-
грузки при капельных коротких замыканиях, происхо-
дящих в дуговых вакуумных печах, служат сглаживаю-
щие реакторы ФРОС-3200У4,
Охлаждение тиристоров ^водяное и осуществляется
по замкнутому циклу с .помощью отдельно стоящего
теплообмен ника.
Система импульсно-фазового управления агрегатом
предназначена для формирования и фазового сдвига
импульсов, подаваемых на управляющий электрод каж-
дого тиристора, входящего в преобразователь.
В агрегате применена система импульсно-фазового
управления по принципу вертикального управления.
Система позволяет управлять различным числом тири-
сторов путем наращивания мощности выходных каска-
дов, При этом используется только одно фазосдвигаю-
щее устройство. Это обстоятельство позволяет приме-
нять систему для любого агрегата дуговых вакуумных
печей.
Основные технические характеристики системы
управления:
Напряжение импульса управления, В , . .	,	,	a	.	<	22
Максимальный ток импульса управления, А	.	,	„	»	;	0,5
Ширина импульса .	t	ь	,	120°
Время нарастания переднего франта, мс .............. С,4
Максимальная асимметрия управляющих импульсов во
всем диапазоне, регулирования.....................	.	Р
Диапазон регулирования фазы импульсов, не менее . .	17СР
Система обеспечивает нормальную работу агрегата
ири колебании напряжения собственных нужд от 1,ШП
до 0,85 U*.
Конструктивно система выполнена на платах с пе-
чатным монтажом в кассетах.
Сущность принципа вертикального управления за-
ключается в формировании линейного или косинусои-
дального опорного напряжения и сравнении его с на-
пряжением управления с последующим формированием
прямоугольных импульсов, положение фронта которых
по времени определяется результатом указанного срав-:
неппя.
На рис. 5-35 приведена структурная схема систе-
мы управления агрегата.
Система регулирования тока предназначена для
поддержания тока в соответствии с заданным значени-
ем при различного рода возмущающих воздействиях:
изменении напряжения питающей сети, изменении на-
пряжения на дуге, изменении сопротивления нагрузки.
На рис. 5-36 приведена структурная схема системы
регулирования тока.
Рис. 5-35. Структурная схема системы управления,
1 — фильтр; 2 — фазовый синхронизатор; 3 — синхронизатор рас-
пределителя импульсов: 4 —устройство задержки: 5—‘распреде-
литель импульсов; 5 — формирователь импульсов с выходными
каскадами.
Рис. 5-36, Структурная схема системы регулирования
тока.
/ — система управления; 2 — тиристорный преобразователь: 3 —
нагрузка; 4 —датчик тока; 5 — регулятор; Uy — напряжение
управления; а —угол управления тиристорами; Ун — напряже-
ние нагрузки; 7Н—-так нагрузки; 17	“ напряжение датчика
тока; Уэад — напряжение задания тока.
19—342
289.
Таблица 5.1 J
Перечень оборудования, поставляемого комплектно с полупрокоаинжонымя преобразовательными агрегатами серки ТВ9
Наименование* оборудования	Типы преобразовательных агрегатов			
	ТВ9-12300/76Т-1УА	ТВ9-2Б060/75Т-1У4	< ТВ9-37500/75Т-1У4	ТВ9-МЮ00/75Т-1У4
Сялоной трансформатор, тип Секция вентильная преобра- зовательная. Шт. s Сглаживающий реактор ФРОС-3200У4(6300А, 0.128 мГ) шт. Теплообменник, тип Шунты, шт. Датчик тока, шт.	ТМНПВ-4&00/10П Г 2 АТВКР-ЗШЮМ . '2	ТМНПУ-SOOO.dOrr 4 АТВКР'бОООМ 4 4	ТДНПУ-Г2ЫЮ/10П 3 s	6 АТБКР-еОООМ 6 6	ТДНПУг 16000/1ОПУЗ В atbkp^cw* • 5 8
Продолжение табл. 5-11
Наименование* оборудования	Типы гГреобраловательных агрегатов			
	ТВ9-35000/115Т-1У4	ТВ9-БОООО/11БТ-1У4	1  ТВ9-13500/48 Т/1У4		ТВ 9- 35000/46 Т.1У4
Силовой трансформатор, тнп Секция вентильная преобра- зовательная. шт.1 Сглаживающий реактор Ф РОС-3200У4(6300А, 0.125 мГ1 шт. Теплообменняк. тип Шунта. Шт. Датчик тока, н;т.	ТДНПУ-12500/10 2 4 ATKBP-60WM 4 4	ТДНПУ 20«Ю/10ПУЗ 2 8 АТКВР-6000М 8 8	ТМПУ-2000/1ПГ 1 2 ATKBP3Q00M 2 2	ТМПУ’4000/101’ .2 4 АТКВР-6ф00М 4 '	4
. 1 Оборудование, количество которого не указывается, поставляется во 1 шт иа агрегат
____ “ “.еСТВе единнчнойвеитильцой секции принята секция на ток 12.5 кА напряжением 115 В. Агрегаты на токи 2S я 37.5 кА
.,?МАЛ0КТЛЮТСЯ Н3 о 7рех единичных вентильных секций. Агрегат на ток 50 кА выполнен на базе вентильной секции иа ток
25 гсА напряжением НЕ> В»
Рис. 5-37. Общий вид преобразовательной секции агре-
гата ТВ9-12500/75Т-1У4.
1 — шины переменного тока; 2 — шины постоянного тиа; 3 —
штуцер для подвода дистиллирован кой воды: 4—-штуцер для
отвода дистиллированной воды; 5 — силовой выпрямитель; 6 --
теплообменник: 7 — изоляционный шланг подачи в преобразова-
тель охлаждающей воды; & — сливкой трубопровод; S — запор-
ная арматура} /0— реле протока; II — трубопроводы техниче-
ской воды.
Если напряжение датчика тока Уд т не равно за-
данному напряжению иавл, то сигнал рассогласования
Д(/, равный разности этих напряжений, воздействует
на систему управления таким образом, чтобы свести
к нулю сигнал рассогласования Д(А ч
Система регулирования тока Построена на базе ин-
тегральных усилителей, позволяющих свести к миниму-
му инерционность регуляторов тока. Суммарная по-
стоянная времени датчика тока, регулятора, вводного
•узла 5 системы управления, характеризующая инерци-
онность регулятора, составляет 0,8—3 мс. Управление
выходным напряжением осуществляется либо вручную
(потенциометром), либо автоматически от программно-
го устройства с пульта управления. Изменяя выходное
напряжение путем регулирования момента подачи им-
пульсов на силовые тиристоры, можно поддерживать
напряжение с точностью ±1%.
Тиристорные выпрямительные агрегаты имеют за-
щиту и сигнализацию при: перегрузке по току; коротких
замыканиях в распределительной сети; повреждениях
отдельных тиристоров или в системе управления преоб-
разовательной секции; перенапряжениях в цепях пре-
образовательного агрегата; прекращении работы систе-
мы водоохлаждеиия.
В агрегатах предусмотрена также блокировка, свя-
занная е отключением масляного выключателя, в сле-
дующих случаях; при нарушении режима охлаждения
тиристоров; при перегорании трех и более предохрани-
телей в фазе; при исчезновении напряжения собствен-
ных нужд; при срабатывании токовой защиты. у
Шкафы тиристорного выпрямительного агрегата
рассчитаны на двустороннее обслуживание.
Общие виды и габаритные размеры агрегатов на
!2,5; 25 н 37,5 кА приведены на рис. 5-37—5-39. Тири-
сторный блок представляет собой устройство, где рас-
положена силовая часть схемы; ошиновка с тиристора-
ми, предохранители, делители тока. На дверях тирис-
торного блока расположены лампочки, сигнализирую-
щие о выходе из строя предохранителей.
290
Рис. 5-38, Общий вид преобразовательной секции агрегата ТВ9-25000/75Т-1У4.
1 — тнны переменного тока; 7 — шины постоянного тока; 3 — штуцера для подвода дистиллированной воды; 4 — штуцера для
отвода дистиллированной воды; 5, 5 — силовые выпрямители; 7 — шкаф управления; 8 — теплообменник; $ — за пори а я арматура;
10. tl — трубопроводы технической воды.
Шкафы управления представляют собой устройство,
й котором расположены элементы схемы защиты, уп-
равления, регулирования, измерения. Основными узла-
ми: шкафов являются выемные блоки — одинарные,
двойные или тройные. На дверях шкафа расположены
амперметр, вольтметр, аппаратура управления, сигна-
лизании. В нижней части шкафа расположены транс-
форматоры, реакторы, панель защиты от перенапряже-
ний и другая аппаратура.
Перечень оборудования, -поставляемого комплектно
с тиристорными преобразователями серии ТВ9, приве-
ден в табл. 5-11.
Параметрические источники тока серии ПИТ
(МЭИ — Москва, «Уралэлектротяжмаш» — Сверд-
ловск). Технические характеристики источников приве-
дены в табл. 5-12, схема главных цепей на 50 кА,
75 В — на рис. 5-40. Принцип работы параметрического
источника тока основан на использовании резонансных
схем, содержащих индуктивность L н емкость С для
стабилизации тока. Нагрузка через трансформатор
включается в одну ветвь звезды таким образом, что
сетевая обмотка трансформатора одним выводом при-
соединяется непосредственно к фазе питающей Сети,
например А. а другим — через управляемый реактор
РУ реактивные элементы контура — реактор РР и кон-
денсаторы КУ к двум другим фазам. Если выполняется
условие резонанса гт,=—zc, то схема приобретает
свойства источника тока, у которого ток в цепи нагруз-
ки не зависит от сопротивления нагрузки и определяет-
ся лишь параметрами реактивных' элементов L и С
[Л.5-19].
Основным достоинством Параметрического источ-
ника тока является обеспечение высокой точности ста-
билизации тока нагрузки (печи). Недостатком парамет-
рического источника тока является недопустимость ра-
боты его на холостом ходу.
Режим холостого хода является аварийным для
источника, тока ввиду роста напряжения на емкости
(Оо=2,05Ул), индуктивности (Ыд = 1,21/Л) И трансфор-
маторе (Ut=1,21 f/n); одновременно увеличивается на-
магничивающий ток трансформатора до номинального
значения тока нагрузки.
Регулирование напряжения осуществляется следу-
ющим образом; грубое — ступенями с помощью пере-
ключающего устройства РПН и плавное в пределах од-
ной ступени—реакторами РУ с подмагничиванием,
включенными со стороны выСшего напряжения транс-
форматора. Схема соединения обмоток со стороны низ-
шего напряжения — две обратные звезды с уравнитель-
ным реактором.
Расположение выводов на трансформаторах сле-
дующее. От сетевой обмотки выведены шесть выво-
дов— начала и концы каждой фазы и три вывода для
подключения реактора; от вентильных обмоток и урав-
нительных реакторов выведены концы звезд и концы
обмоток уравнительных реакторов. .
Основные параметры реакторов типа РТМ для ра-
боты в резонансной схеме приведены в табл. 5-12.
Индуктивность реакторов должна оставаться по-
стоянной при изменении тока от нуля до номинального
значения. Основные параметры управляемых реакто-
ров типа РТМП приведены в табл. 5-13.
Установки конденсаторов состоят из набора после-
довательно-параллельно соединенных конденсаторов с
синтетическим диэлектриком, расположенных на раме.
Исполнение установок открытое. Для защиты установ-
ки от перенапряжений предусмотрены трансформаторы
напряжения, Охлаждение — естественное, воздушное.
19’
291
Та в. л и 11-1 S-I3 -
Основные параметры реакторов РТМ для работы в резонансное схеме агрегатов серин ПИТ												
Параметры	РТМ-1000/2У		РТМ-2000/1ОУ 2		РТМ-3200/10У2		РТМ-4000/10У2		РТМ-6300/ЮУ2 | РТМ-80ОО/ЮУ2			
	Напряжение сети, кВ											
	10	6	10	.6	10	|	6	10 J 6		10	6	10	|	6	
Мощность, кВ-А Номинальный ток, А Индуктивность. Г Потери в меди. Вт Суммарные потерн, Вт	900 30 1,12 5200 8200	970 54 0,37 6000 9000	1700 57  0,56 9000 12 500	0100 117 0,16 11 000 14 500	2Ь50 85 0.37 13 300 17 100	2630 146 0,13 15 000 18 500	3600 120 0.28 14 000 21 000	3850 214 0,09 17 000 23 000	5800 195 0Д7 18 500 28 000	5400 .300 0,07 18 000 27 900	6000 200 0,16 21 600 33 600	1 И 1'1
Габаритные размеры, мм: ширина ' глубина высота ' колея ' Масса масла, кг Общая масса, кг	1800 1500 2700 970 800 3600		1700 1500 3000 । 970 4400.		2100 1500 3000 1200 4900		2300 1800 3000 1200 1670 <	6650		2200 1800 3600 1200 1975 9400		2200 1800 ’ 3600 1200 2050 9600	
Таблица 5-13
Основные параметры управляемых реавторов типа РТМП
агрегатов серии ПИТ
Параметр	РТМП- 800/ЮУ2		"ртмп- 1600/10У2	
	Напряжение сети.			кВ
	1D.	6	10	6
Мощность основной обмотки, кВ’А	230X2		565 Х2	
Напряжение основной обмот- ки, В:				
при токе управления /упр=*0	850	800	950	600
дрц токе управления /упр-ЮА	260	155	235	170
Ток основной обмотки. А	' 85	146 .	200	300
Мощность обмотка управления. КВт	, 1.5		3.2	
Ток обмотки управления, А		0	10	
Потерн в стали '. Вт	4000		5500	
Потери в медн основной обмот- ки, Вт	2500 		5000	
Габаритные размеры, мм:				
ширина	1670		2920	
глубзна	2100		2300	
высота	3250		3250	
колея	1200		1200	
Общая масса, кг	8500		7500	
* Потери в стали включают в себя потери в Магнитопроводе
и в ааемевтад конструкции.
Таблица 5-14
Технические данные установок конденсаторов
на напряженке сети 10 кВ агрегатов серин ПИТ
Показатель	УКТ-П.7- 1350УЗ	i уко-и,з- 900УЗ	У КО-11.2- 1350УЗ	УКО-11,7- 1800УЗ	УКО-11,5- 248 ОУЗ	"Й OS р^| СО
Номинальная мощность уста- новки конденсате-	1350	900	1350	1800	2480	3180
ров, хвар Напряжение на	И,7	11,3	11,2	11,7	11.5	12
конденсаторах, кВ Емкость» мкФ	9	18	27	36 '	59	63
Число конденса- торов	36	24	36	48	132	96
Габаритные раз- меры, мм:					3100	3700
ширина	2000	1610	1950	2400		
глубина	1250	1250	1250	1250	ИБО	1250
высоте	2500	2800	2800	2800	2800	2800
Общая масса установки кон- денсаторов. кг	1800	1300	1600	2000	2600	4200
Таблица 5-15
Технические данные установок конденсаторов
иа напряжение сети Ь кВ агрегатов серин ПИТ
Показатель	У кт- 6,9- 1800УЗ	УКО-6,7- 1050УЗ	0X0 IE 1 7'9-ОЯЛ	УКО-7,0- 2400УЗ	УКО-7.0. ЗЗООУЗ
Номинальная мощность уста- новки конденсате-	1800	1050	1310	2400	3300
ров, квяр Напряжение на	6.9	6Т7	6,7	7,0	7.0
конденсаторах, кВ Емкость. мкФ	27.	62	78	108	149
Число конденса- торов	48	32	32	68	88
Габаритные раз' меры, мм;					
ширина	2500	2240	2670	3300	4200'
глубина	1250	1440	1440	1250	1250
высота	2800	1570	1670	2800	2800
Общая	масса установки кон- денсаторов, кг	2100	1300	1460	2500	4300
292
Рис* 5-39. Общий вид’преобразовательной секции агрегата ТВ9-37500/75ТТ-1У4.
1 — штуцера для подвода дистиллированной воды; 2 — штуцера для отвода дистиллированной воды; £—5 —Силовые выпрямители;
. 7 — ЩИТЫ управления; .6 — теплообменник; 5 — запорная арматура; /Jтрубопроводы технической воды*
Таблица 5-16
Оборудование, входящее в комплект агрештов серии ПИТ
Наименование ’ оборудования1	Типы параметрических источников тока						
	ПИТ-12500/75	ПИТ-25000/75	ПИТ -375 00/75	ПИТ-50000/75	ПИТ-25000/115	ПИТ-50000/115	ПИТ-50000/150
Силовой транс-	ТМНПУ-	ТМНПУ-	ТДНПУ- 	ТДНПУ-	ТДНПУ-	ТДНПУ-	ТДНПУ-.
форматор. Тип Силовой выпря- мительный шкаф, Шт,	4000/10ППУЗ'	8000/ЧОППУЗ	12500/ЮПП УЗ	15000/ЮППУ 3	12500/1СППУЗ	200 00/ЮПП УЗ	25000/1ОППУЗ
	1	2	3	4	2	4	4
Реактор, тип	РТМ-ЮОО/ЮУз	 РТМ-2000/10У2	РТМ- 320 0/1 ОУ 2	РТМ- 4000/ЮУ2	РТМ- 320 0/10У 2	ртм- 6300/10 У2	РТМ- 8000/10У2
Конденсаторпая установка* шт. Тип нри напряже- нки сети;	1	3	3 :	8	3	3	3
6 кВ	УКТ-6.9-1800-УЗ	У КО-6.7-ЮОО-УЗ	У КО-6,2- 1310-УЗ	УЦО-7Т0- 2.400-УЗ	УКО-62- 1310-УЗ	УКО 7,0- ЗЗОО-УЗ	—
10 кВ	У КТ-И ,7-1350-УЗ	УКО-11.3-900-УЗ	 УКО-Н.2- 1350-УН	УКО-П.7- 1800-УЗ	УКО-11; 2- 1350-УЗ	УКО-11,5- 2480-УЗ	' УКО-12.0- 3150-УЗ
Управляемый ре- актор, тиа	РТМП-800/10У2	РТМП-800/10УЗ	РТМП- 800/HJV2	РТМП- 1600/(0У2	РТМП- 800/10У2	ртап- 1600/ЮУ2	РТМП- • ДО00/ЮУ2--
Теплообменник» тип	ТКВП1-30У4	ТКВШ-30У4	Т1<ВШ-8рУ4	ТКВШ-80У4	ТКВШ-30У4	ТКВШ-80У4	ТКВШ -80У4
1 Оборудование, количество которого не укатыпается. поставляется по одной штуке на агрегат. Кроме перечисленного в табли-
це оборудования в комплект источника тока входят (по одной штуке): шкаф управления типа ШКУ-1У4. шкаф регулирования
(регулятор- тока) типа ШРТ-1У4. выключатель типа ВИВ-10/320 и три трансформатора тока типа ТПЛМ-(0-0,о/Р.
Основные технические данные установок конденсаторов
приведены в табл. 5-14 и 5-15.
В качестве полу проводы яков ого преобразователя
переменного тока в постоянный принят кремниевый вы-
прямитель типа КВ-200-6А. Охлаждение выпрямите-
ля — водяное, с использованием теплообменника.
Параметрические источники тока имеют защиту от
перенапряжения, исчезновения тока управления управ-
ляемого реактора, срабатывания газовой защиты тран-
сформатора и реактора, аварийного перегрева масла
в трансформаторе и реакторе, повышения температуры
вентилей выпрямителя, при перегорании' трех предо-
293

Рис. 5-40. Схема главных цепей и оборудования параметрических источников тока серии ПИТ.
Тр — трансформатор ТДНПУ-16000/10ПП; ПП1—ПП4 — полупроводниковые Рреобрвзовате^и	Х6; РУ1—РУЗ — управ-
ляемые реакторы с подмагничиванием РТМП-1000; РПН — переключающее устройство РНТА-10/400; РР1—РРЗ — реакторы РТМ-
500; ТТ1—ТТЗ — трансформаторы тока 200/3 А; ВНВП — выключатель вакуумный ВНВП-10/320-2У2: КУ1—КУЗ — конденсаторные
установки УКО-12-2СОО; НОМ1—НОМЗ — трансформаторы напряжения НОМ15; Н0М4 — трансформатор напряжения установки в
РУ 10 кВ; ЯУ — измерительное устройство; PHI—РН4 — реле напряжения; ШРТ1 — шкаф регулирования тока.	'
хранителей в плече выпрямителя, исчезновении прото-
ка дистиллированной воды в системе -охлаждения вы-
прямителя, исчезновении напряжения питания в цепях
вторичной коммутации.
Предусмотрена предупредительная сигнализация от
повышения температуры масла в трансформаторе и в
реакторе, при исчезновении протока воды в теплооб-
меннике, перегорании предохранителей, от пробоя вен-
тилей, повышения температуры дистиллированной/воды
свыше 50° С, при .снижении уровня масла в трансфор-
маторе, исчезновении питания в схеме аварийной сиг-
нализации.
Аппаратура управления и регулирования располо-,
жена в двух шкафах: в шкафу управления и в шкафу
регулирования. Напряжение питания .шкафов 380 В;
потребляемая мощность шкафа управления равна
3 кВт,
Номинальный выходной постоянный тбк шкафа ре-
гулирования 10 А±Ю%.
Перечень оборудования, поставляемого комплектно
с параметрическими источниками тока, приведен в
табл. 5-16.
КОМПОНОВКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ подстанции
На рис. 5-4) представлен план, на рис. 5-42 — раз-
рез преобразовательной подстанции для ВДП с агрега-
тами на 25 и 37,5 кА серии ТВ9. Распределительное
устройство переменного тока 10 кВ расположено в от-
дельном помещении — центральном распределительной
пункте (ЦРП) ц характеризуется большим числом камер
КРУ с масляными выключателями типа ВМП-10КУ.
В первом этаже преобразовательной подстанции, pas-
мещены трансформаторы, тиристорные выпрямителя,
сглаживающие реакторы, устройства для измерения по-
стоянного тока, ошиновка шкафов с разъединителями
для поочередного питания двух печей от одного преоб-
294
RjittH 2* га гтажо-
Рис. 5-41. План участка цеха с преобразовательной под-
станцией для питания вакуумных дуговых печей,
7 —трансформатор ТМНПУ-8000/ЮППУЗ (25 кА, 75 В); 2 —
трансформатор ТДНПУ-12500/ЮП (37,5 кА, 75 В); 3 — преобра-
зовательная секция 25 кА; 4 — преобразовательная секция
37,5 кА; S — сглаживающий реактор ФРОС-3200У4; 5 ~ пере-
ключатель высоковольтный ПСПВ-3/250ВОУ4; 7 — пульт управ-
ления; а —шкаф управления iffy/; 9 — шкаф управления ШУ2;
40 — шкаф управления iff УЗ; И — шкаф управления iff У 4; 12 —
регулятор дуги АРДВ; 13 — шкаф переключения печей; 14 — оп-
тические устройства — перископы: 15 силовой распределитель-
ный пункт 380/220 В; 15, /7 — вакуумные дуговые печи на 25
и 37,5 кА; 13 — вентиляционная камера; 19 — вентиляционная
шахта; 20— служебные помещения.
раз он ате ль кого агрегата на 25 кА, приточно-вытяжные
камеры, шахты и служебные помещения.
На втором этаже размещены щиты управления
преобразовательными агрегатами, щиты и пульты уп-
равления печами, оптические устройства для иаблюде-
ння за процессом пдавки в печи, щиты автоматических
регуляторов дуги и щиты управления вакуумной сис-
темой.
Рис. 5-42. Поперечный разрез по -преобразовательной
подстанции на рис. 5-41.
В подвальном помещении расположены высоко-
вольтные кабели от ЦРП до пёчных трансформаторов,
КТП для питания токоприемников 380/220 В я системы
вентиляции, водоснабжения, газоснабжения и т. п.
РЕГУЛЯТОР АРДВ-Р2
Для автоматического ведения процесса переплава
в ВДП в .условиях, когда ток регулируется (стабилизи-
руется) автоматически (системы регулирования тока
рассмотрены выше), используется серийно выпускаемый
Калининским заводом электроаппаратуры регулятор
АРДВ-Р2--так называемый автоматический регуля-
тор дугового промежутка.
Этот регулятор предназначен для работы в ком-
плекте с тиристорным преобразователем типа ПТОР,
ПТТР, ПТТМ, ПТЗР. Он осуществляет следующие
функции;
1)	автоматическое зажигание дуга при приварке
электрода и при плавке;:
2)	остановку электрода на время его прогрева до
начала расплавления;
3)	сигнализацию начала расплавления электрода
(конец прогрева) и автоматическую балансировку (ав-
тол о дет ройку) уставки с фактическим напряжением
дуги после окончания прогрева (по команде оператора);
4)	отработку к. з. подъемом электрода на рабочей
й маршевой скорости с автоматической повторной авто-
подстройкой уставки;
5)	коррекцию уставки напряжения и скорости пр-
дачи электрода в зависимости ог частоты следования
импульсов напряжения, возникающих при шунтирова-
нии дугового промежутка каплями металла; это позво-
ляет выбирать и ан лучший режим плавки (оптимальную
длину дугового промежутка, при которой нет сильного
разбрызгивания ванны и не возникает частых иониза-
ций и боковых дуг, вызываемых слишком длинной ду-
гой);
6)	коррекцию уставки напряжения путем ее после-
довательного уменьшения пропорционально линейному
перемещению Штока электрода.
Регулятор АРДВ-Р2 выполнен на элементах серии
«Логика», все преобразования сигналов протекают в
дискретной форме и реализуются несколькими видами
стандартных сиги а лов.
В системе «Логика» напряжения литания элементов
равны: -|-6В (смещение базовых цепей); —12 В (основ-
295
ное питающее коллекторное напряжение); —24 В (на-
пряжение питания выходных усилителей и специальных
мощных устройств).
Потенциальные сигналы реализуются двумя уров-
нями напряжения; код «О» — от до 0,5—0,9 В, код
«I» — от —4,5 до —12 В.
Потребляемая из сети мощность —не более 100 Вт,
Конструкция регулятора представляет собой пыле-
защщценный сварной шкаф е передней дверцей, смон-
тированной с подставкой. Габариты; ширина 700, глу-
бина 600 и высота 2000 мм.
Все логические элементы расположены в шкафу
группами.в 10 кассетах. *
Принцип действия регулятора иллюстрируется схе-
мой на рис. 5-43.
Основной функцией регулятора является поддержа-
ние заданного напряжения печи путем перемещения
электрода. С этой целью напряжение печи иа, посту-
пает на вход узла формирования сигнала спуска элек-
трода III. После прохождения фильтра низких частот
Ф1 сигнал подается на один из входов — иуль-органа
ЯО. На другой вход нуль-орган а поступает напряже-
ние уставки (7аад, предварительно пр смодулированное
в модуляторе Мо. В нуль-органе эти два сигнала срав-
ниваются, и если | (7ц| > | (Лая(, то на выходе нуль-
орган а появляются сигналы в виде коротких импульсов.
.Средняя частота следования импульсов зависит от
разности 1Лг—(Лад.
В преобразователе Пр импульсы преобразуются в
стандартные импульсы постоянного тока, которые уси-
ливаются выходным усилителем спуска Уз и затем по-
стуаают. на обмотку магнитного реверсивного усилите-
ля мощности УМ,
Так как со временем коэффициент связи напряже-
ния печи с длиной дугового промежутка изменяется
вследствие изменения длины расходуемого электрода и
физических условий ионизации, то необходима коррек-
296 *
ция задающего параметра Uiia таким образом, чтобы
сохранить условия оптимальности процесса. Эта зада-
ча решается использованием для формирования (Лад
частоты следования импульсов напряжения печи, кото-
рые возникают при шунтировании стекающими с элек-
трода каплями металла дугового промежутка частично
или полностью.
. Контроль частоты следования этих импульсов осу-
ществляется в регуляторе группой (7V, И) логических
устройств. В группе IV из напряжения печи отбираются
импульсы положительной амплитуды, превосходящие
установленный порог, и нз них формируются стандарт-
ные по амплитуде и длительности импульсы в порого-
вом детекторе-преобразователе ПД. Стандартные им-
пульсы поступают на вход двоичного триггерного счет-
чика С«1 с коэффициентом пересчета 16. На выходе
счетчика установлен элемент Память и усилитель (на
схеме не показаны), питающий сигнальную лампу Конец
проерева. Счетчик до начала плавки общим сигналом
«Установка» сброшен на нули.
При появлении первых капель^ металла, вызываю-
щих импульсы, счетчик заполняется и сигналом пере-
полнения включает выходной усилитель, питающий
сигнальную лампу Конец прогрева, В схеме приняты
меры, предотвращающие ложную работу счетчика в
момент зажигания дуги (на рисунке не отражены).
С окончанием прогрева, т, е. только тогда, когда в
напряжении печи появились импульсы, автоматически
дается разрешение на работу элементов группы V, с
помощью которых происходит сравнение текущих ин-
тервалов с, заданными минимальным тНЕН и максималь-
ным Тми,с значениями.
При контроле минимального интервала сигнал на
вход тМНв поступает не с ПД, а с одного, из выходов
триггерной пересчетяой схемы, так как контролируется
не каждый интервал, а труппа в 4 или 8 интервалов.
Это вызвана тем, что даже при сравнительно длинных
дуговых промежутках и при спокойной в целом ванне
импульсы часто следуют не в одиночку, а группами.
Возможны следующие варианты соотношений;
i)	иТц < TjtaRi
2)	йтн > Тмин,
3)	Ти < Тмакс,
4)	Ти > Тмакв,
где тн — текущее значение интервала.
В случае 2 на обмотку УМ независимо от Un—Uma
усилителем будет подан сигнал подъема электрода
на рабочей скорости; одновременно от ПР блокируется
Уз. Время подъема равно времени,-в течение которого
сохраняется условие 2 плюс уставка
В случае 4 сигнал с выхода У6 осуществляет спуск
электрода. Скорость спуска и подъема по этим каналам
может быть установлена от -нуля до максимума, в за-
висимости от динамических свойств объекта управ-
ления.
Описанные воздействия корректируют положение
электрода только на время существования отклонения
Дт. После прекращения воздействий электрод снова
вернется в прежнее положение н условия, порождаю-
щие эти отклонения, могут восстановиться вновь. По-
скольку воздействия непосредственно на привод через
каналы группы V носят релейный Характер, а сам при-
вод по отношению к линейным перемещениям является
идеальным интегрирующим звеном, то неизбежны авто-
колебания системы. Для их' ликвидации и устранения
систематической ошибки регулирования в регуляторе
производится интегральная коррекция уставки напря-
жения.
Задается уставка группой устройств VIII, в кото-
рую входят реверсивный двоичный счетчик PC со схе-
мой формирования знака суммирования Зн. и дешифра-
тор «код.— напряжение» Д. Это напряжение н играет
роль t/зад. Поскольку дешифратор Является линейным
преобразователем, а приращение кода носит дискрет-
ный характер, операция интегрирования в этом устрой-
стве заменена операцией суммирования с малым (по-
стоянным) приращением,
Для ряда печей с малыми диаметрами Кристалли-
заторов, когда частота следования импульсов в напря-
жении печи мала, наиболее эффективной оказывается
коррекция напряжения £/зад пропорционально линейно-
му перемещению электрода, по ходу плавки. Для этого
в регуляторе предусмотрена группа элементов VI.
Вал сельсина через систему синхронной связи СД—
СП связан с линейным перемещением штока, Таким
образом, вполне определенному линейному перемеще-
нию электрода на Д( соответствует определенное число
оборотов вала сельсина, За одии полный оборот сель-
сина напряжение на его обмотке синхронизации дваж-
ды достигает максимального значения.
Сигнал, снимаемый с СП, поступает на' фильтр
низких частот, который выделяет огибающую перемен-
ного напряжения. Это напряжение преобразуется в им-
пульс, который поступает на счетчйк Сч2 с переменным
коэффициентом пересчета. С выхода счетчика сигнал
через переключатель П1 идет в группы VII и VIII на
изменение напряжения 4/ЗЯд,
Кроме перечисленных устройств регулятор содержит
узел зажигания дуги I и узел ликвидации коротких за-
мыканий II.
Работа узла ликвидации коротких замыканий ос-
нована на контроле уровня напряжения печи. Элемент
КЗ срабатывает при снижении 1/п меньше 10 В и по-
дает сигнал в усилитель подъема электрода на рабочей
скорости. При этом блокируется спуск электрода по
всем каналам. Если состояние «короткое замыкание» в
течение времени 0,5—0,7 мс медленным подъемом не -
ликвидировано, то срабатывает реле времени РВ и
дальнейший подъем происходит до ликвидации корот-
кого замыкания с помощью двигателя маршевой ско-
рости, который включается через пускатель и реле, уп-
равляемое выходным усилителем Мг-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
5-1. Меккер Г, О характеристике цилиндрической
дуги. В кн.; Движущаяся ндаэма. М., Изд-во иностр,
лит,, 1961, с. 438—480.
5-2. Кручинин А. М. Динамика замкнутой САР
электродуговых установок постоянного тока для нагре-
ва интенсивного потока газш — «Электротермия»,
1964, вып. 46, е. 45—49.
5-3. Гуттерман К. Д, Кручинин А М., Прозоро-
ва Н. Д., Смелянский М. Я. Источники питания для
плазменных технологических установок. — В ки.; Плаз-
менные процессы в металлургии и технологии неорга-
нических соединений. М„ «Наука», 1971, с, 37—44,
5-4. Кручинин А, М., Курлянцев В. А. Автоматиче-
ский стабилизатор электрического и термодинамическо-
го режима дуги в газовом потоке. — «Электротермия»,
1964 вып. 40, с. 23—26.
5-5.Гуттерман К. Д,, Свенчансккй А. Д. Стабилиза-
ция тока нагрузки электротермических установок с пе-
ременным сопротивлением нагрузки. — «Электротер-
мия», 1963, вып. 12. с. 23—28.
5-6. Электронные плавильные печи. Под ред.
' М. Я. С мел янского. М., «Энергия»,' 1971. 168 С. Авт.
М, Я:-Смелянский, А. В. Елютин, А"М. Кручинин и-др.
5-7, Дуговые вакуумные печи и электронные Пла-
вильные установки, М., Металлургия дат,. 1962. 212 с.
Авт. И, Я. Смелянский,, В. А, Бояршинов, К. Д, Гу+Тер-
ман к др.
5-8. Злотин А. В. О влиянии магнитного ноля тока
накала катода электронной пушки при электронно-лу-
чевом нагреве. — «Электротермия», 1969, вып. -87,
с, 14—16,
5-9. Гуттерман К. Д., Смелянский М, Я, Сахонен*
ко Г, С. Универсальные характеристики электронных
плавильных установок. — «Электротермия», 1963, вып,
2, с, 3—7.
5-10. Электр ош лаковый переплав.' Под ред,
Б. Е. Патона. М., Металлургия дат, 1963. 170 с. Авт.-;
Б. И. Медовар, Ю, В. Латаш, Б. .И, Максимович я др.
5-11. Медовар Б. И. и Латаш Ю. В. Электрошла-
ковый переплав. Диев, «Наукова думка», 1965, 80 :с,
5-12. Латаш Ю. В. и Медовар Б Л. Элёктрошла-.
ковый переплав. Под ред. Б. Е. Патона. М,, «Метал-
лургия», 1970. 240 с-
5-13. Электрошлаковые печи. Под ред. Б. Е, Пато-
на в Б. И. Медовара. Киев, «Наукова думка», 1976:
310 с. Авт.: Б. И. Медовар, Л. М, Ступак, Г, А, Бойко
и др.
5-14, Электрошлаковый переплав. Материалы 1П
международного симпозиума по технологии . электро-
шлакового переплава. Под ред. Б, И. Медовара. Дйев,
«Наукова думка», 1973. 276 с.
5-15. Егоров А. В., Моржи и А. Ф. Электрические
печи (для производства сталей), М., «Металлургия»,
1975.352 с.
5-16, Смелянский М. Я., Гуттерман К. Д. Рабочий
процесс и расчет вакуумных дуговых печей. 'М. — Л.,
Госэнергоиздат, 1962. 112 с.
5-17. Гуттерман К. Д., Прозорова Н, Д., Бершиц-
киЙ ' М. Д. Параметрические источники тока (ПИТ) —-
«Инструктивные указания по проектированию электро-
технических промышленных установок», 1976, Xs 4,
с. 6—12.
5-18. Schiller $., Heisig U., Panzer S. Elektronen-
Strahl-Technologie. Berlin, Verlag «Technik», 1976.. 410 S.
297;
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Av
АВ АВ Г (кабели) 189
Автоматическое регулирование дуговых сталеплавиль-
ных печей 252
— — индукционных ЭТУ 196
---печей сопротивления 104
•----установок ЭШП 282
АНТ (автотрансформаторы) 89
АПТ (автотрансформаторы) 83, 88
АРДВ (регуляторы) 295
АРдГ, АРДМ-М, АРДМТ (регуляторы) 254, 264
АРИК (регуляторы мощности) 208, 212
АРИР (регуляторы) 212, 215
АРР, АРРГ (регуляторы) 264, 265
АРШМТ (регуляторы) 282
АсВВ, АсВЭВ (кабели) 19
АТ (автотрансформаторы) 89
АТЦНС (автотрансформаторы) 250
Б
БПВ (программное устройство) 116
БРМ (регуляторы) 264
В
Вакуумные дуговые печИ 284
—	индукционные плавильные установки 142
—	печи сопротивления см, СГВ, СНВ Л, СШВ, СЭВ
ВВ, ШВП (воздушные выключатели) 237, 238, 239 —
Взрывоопасность ЭТУ 8
ВЛДФ, ВЛ ПФ (разъединители средней частоты) 176
ВМ, ВМБ, ВМГ, ВМП (выключатели) 237, 238, -242
ВНВ ВНВП (вакуумные выключатели) 237, 238, 243
Водородные электропечи см, СТН
ВПЧ (преобразователи) 158
ВРТ-2 (регулятор температуры и мощности) 119
ВТ (тиристорные выключатели) 175
Выбор регулятора печи сопротивления 121, 123
—	электрооборудования ЭТУ 10
Выключатели печные 12, 235
—	тиристорные 174
Выпрямители 10, 11,24
ВЭ (выключатели) 236, 237, 238, 243
ВЭМ (выключатели) 234, 235, 237, 238, 242, 243
ВЭП (преобразователи) 158, 162
Г
Гарниссажные печи 285
Гибкие кабели и провода 13, 19
— токопроводы 13
Графики нагрузки 22
Д
Датчики мощности 108
Двухзонных печей схемы включения 37
ДДВ (вакуумные дуговые печи) 285
Директивные графики нагрузки ДСП 22
Дозаторы энергии 261
,ДС (дуговые сталеплавильные печи) 219
298
ДСВ (вакуумные дуговые печи) 285
ДСП (дуговые сталеплавильные печи) 219
ДТВ, ДТВГ (вакуумные дуговые печи) 285
Дуговые сталеплавильные печи 22, 27, 218
Ж
Жаростойкие кабели 20
Жесткие токопроводы 13
3
Защита ЭТУ 7, 11, 12, 59, 60
™ тиристорных источников питания 100
—	установок дуговых сталеплавильных печён 225
И
ИАК, ИАКР (индукционные плавильные .печи) 137
ИАТ (индукционные плавильные печи) 130, 131, 132,
140
ЙЗ (индукционные закалочные установки) 157
Измерительные приборы средней частоты 180
ИЗР, ИЗРП (щиты управления) 36, 66
ИЛК. ИЛКА, ИЛКМ (индукционные канальные печи)
135, 136, 1'37
ИЛТ (индукционные тигельные печи) 131, 132
Индукционные плавильные установки 129, 139
—	регуляторы напряжения 91
ИНМ (индукционные нагревательные установки) 151
ИПС (стабилизированные источники питания) 121
ИР, ИРП (щиты управления) 66, 91
ИСВ (индукционные вакуумные плавильные печи) .146,
147, 148, 150
ИСТ (индукционные плавильные печи) 139, 140, 141,
142, 143, 144, 211
. Источники питания вакуумных дуговых печей 287^
—	— тиристорные 94
—	тока параметрические 273, 291
---электронно-лучевых установок 275
ИЦК (индукционные печи) 137
ИЧКМ, ИЧКР (индукционные канальные Печи) '137,
138, 139
ИЧТ, ИЧТМ (индукционные тигельные печи) 130,
132, 134
ИШВ (индукционные шахтные печи) 158
К
К (комплектные распределительные устройства) 245
Кабели водоохлаждаемые гибкие 15
— коаксиальные 188
Кабель-токопроводы 19
Камерные электропечи см, СНВЛ, СДО, СИЗ, СНО
Канальные индукционные печи 133
Качество электрической энергии 21
КВС (кабели водоохлаждаемые) 15
КВСП (кабель) 189
КЖА (кабели жаростойкие) 20
КИН (индукционные кузнечные нагреватели) 156
КМЖ, КМЖВ (кабели жаростойкие) 20
Коаксиальные кабеля 188	i
— токопроводы 188, 190
Колебания, напряжения 21, 23
Колебательные контуры индукционных ЭТУ 197
Колпаковые электропечи см, СРВ
Компенсаторы линейного расширения шин 18.
Компенсация реактивной мощности ЭТУ 26
Комплексные системы регулирования индукционных
плавильных печей 210
Комплектные распределительные устройства см. К, КРУ
Компоновки установок дуговых вечей 226
электрооборудования 51
Конвейерные агрегаты см. СКЗ
Конденсаторы 26, 182, 292
Контактные соединения шии 17
Контакторы 73, 173
Контролируемых атмосфер приготовление 34, 48
Короткие сети 13, 19
Коэффициенты мощности ЭТУ 25, 27, 101
— спроса 57
КПЗЛ (программные устройства) 116, 120
КР, КРУ (комплектные распределительные устройства)
13, 242, 245—247
КСД, КСО (комплектные устройства) 245
КСП, КСПП (автоматические компенсаторы) 114, 115
КСЭ, КСЭК (конденсаторы) 184
КТ6000 (контакторы) 73
КЭ (комплектные распределительные устройства)
245—247
Л
Лабораторные электропечи см. СНВЛ
Ленты медные 14, 15
М ,
Магнитные усилители 254, 256
МГ, МГЭ (провода гибкие) 19
Н
Нагревательные индукционные установки 150
Надежность электроснабжения 21
Наконечники а о доохлаждаемых кабелей 15
Напряжения первичного выбор 20	,
Непрерывного действия печи 33, 36
Несимметрично загруженные сети 21, 190
Несннусоидальность напряжения 24, 101, 103
О
Оборудование электротермическое 5
Одноэонных электропечей схемы включения 37
ОКБ (индукционные нагревательные установки) 151,
152, 153	,	'
ОКБ (устройства прямого нагрева) 35, 48
Оперативные и оперативно-защитные выключатели [2
ОПЧ (преобразователи) 139, 158, 169
ОСУ (трансформаторы) 83, 87, 189
Отклонения напряжения 21
Открытые индукционные плавильные установки 139
П '
Панели ввода 76
Параметрические источники тока 273, 291
ПДВ (регуляторы) 264
Передаточные функции дуговых сталеплавильных печей
253 
----индукционных ЭТУ 201
— — печей сопротивления 105, 126
Переключатели ступеней напряжения 205
—	(разъединители) средней частоты 179
—	тиристорные 99
Перемешивание металла электромагнитное 249
Переходные пластины 18
Печи сопротивления 27, 31	'
Периодического действия печи 33, 36
Пирометры 36, 69
ПИТ (параметрические источники тока) 273, 287
Питающие сети 59
Плавное регулирование напряжения 91
Плазменные дуговые установки (плазмотроны) 270
1107 (переключатели средней частоты) 179
Подстанции преобразовательные 294
Пожарная безопасность ЭТУ 8
Поперечная компенсация реактивной мощности 27
Преобразователи 10, И
— электромашинные 20, 22, 26, 158
— питания статоров- электромагнитного перемешива-
ния металла 252
—частоты 26 /
Прецизионные регуляторы 121
Провода гибкие 13, 19
Программные устройства 11.6, 261, 283
Продольная компенсация реактивной мощности 28
Проектирование ЭТУ 5, 56	-
Проходы между оборудованием 11, 62
Прямого нагрева установки см. ОКБ
Прямой нагрев 27, 48, 55, 58
ПСПВ (переключатели) 179
ПСУ (провода нагревостойкне) 19
ПТХ (станции управления) 36, 70
ПУ (панели станций ввода) 76
Пульты 11	-
Р
Р (регулирующие устройства) 116
Р. (установки электрошлаков ого переплава) 279
Р-132 (регуляторы температуры и мощности) 119
Размещение электрооборудования ЭТУ 10
Разъединители средней частоты 176
РАПИР (пирометры) 36, 69, 214
Распределительные сети 59
Расчетная нагрузка печей сопротивления 56
РБР (регулятор) 264
Реактор-делитель 193
Реакторы сглаживающие 272
— управляемые 291
Регулирование печей сопротивления 104
• Регулирующие устройства 116
Регуляторы вакуумных дуговых печей 294	,
—	возбуждения 206
—	дуговых сталеплавильных печей 221
—	коэффициента мощности 207
—	мощности дуговых сталеплавильных печей 252
—	напряжения индукционные 91
—	температуры и мощности Ill
—	установок ЭШП 282
— тиристорных преобразователей частоты 209
Рез он дне ные явления в ЭТУ 25
РКГМ (провода нагревостойкие) 19
РКЗ, РКО (руднотермические печи) 232, 233/ 234
РМВак (вакуумные выключатели) 237
РМД (регуляторы) 254, 264
РНТО, РНТТ (источники питания) 94
РОТ, РОТМ (трансформаторы регулировочные) 91
РПЗ (руднотермические печи) 232, 234
РПН (переключатели ступеней напряжения) 205
РТМП (реакторы) 291
РТТ, РТГМ (трансформаторы регулировочные) 91
РУ (программные устройства) 116, 120
Ру дно термические печи 27, 231	'
РЭД (пирометр) 214
С
ОБО (соляные электр о ванны) 32, 37, 38, 52, 60
СГВ (вакуумные колпаковые электропечи) 34, 45, 47
СДО (камерные электропечи) 32, 36, 37, 38, 52
Симметрирующие устройства 21, 190, 191
П<Б (руднотермические печи) 234
СКЗА (конвейерные закалочно-отпускные агрегаты)
33, 36
СКЗ (камерные электропечи) 33, 36,-37, 51, 52, 60
СНВЛ (вакуумные камерные электропечи) 33, ,43, 44
СНЗ (камерные электропечи) 32, 36, 37
299
С НО (камерные электропечи) 32, 37
Соляные электрованны см. СВС
Спектропир (пирометр) 214
Стабилизаторы тока 272
Стабилизированные источники питания 121
Станции ввода 76
— управления 70, 171
СТЗ (толкательные электропечи) 33, 40, .42, 53
СТН (водородные толкательные электропечи) 34, 45
СЧИ (тиристорные преобразователи частоты) 163, 164
США (шахтные электропечи) 32, 37, 38, 51, 52, 60
СШВ (вакуумные шахтные электропечи) 34, 44, 53,
54,57
СШЗ (шахтные электропечи) 32, 37, 38, 51, 52
СИЮ (шахтные электропечи) 32, 37, 38
СЭВ (вакуумные элеваторные электропечи) 34, 45, 46,
53, 54, 55
СЭП (статоры электромагнитного перемешивания) 249,
252
Т
ТВ (полупроводниковые преобразователи) 287, 290
ТВВ-4 (термопреобразователь) 109
ТДНПУ (трансформаторы) 288
Температуры регулирование 104
ТЕРА (телескоп радиационный) 36, 69
Термопары 109
Термопреобразователи 109
Термоэлектрические термометры 36, 69, 109
Технико-экономическое обоснование проекта 9, 20, 21
Техническое задание на проектирование 6, 61
ТЗО (трансформаторы средней частоты) 73
Тигельные индукционные печи 129
Тиристорные выключатели 174
— всточйики питания 94
— переключатели 991
—'преобразователи частоты 162, 209
— регуляторы возбуждения 207
-----мощности 254, 257
ТКЧ (трансформаторы тока средней частоты) 180
ТМНПУ (трансформаторы) 289
ТНТ (трансформаторы) 89
ТНШЛ (трансформаторы тока) 247
ТО (трансформаторы) 89
Токи короткого замыкания 7, 57
Токопроводы средней частоты 186
— ЭТУ 13
Толкательные электропечи см, СТЗ, СТН
Точка присоединения ЭТУ к электросети 21
ТПО, ТПОУ, ТПТ, ТПТУ (трансформаторы) 83, 99
ТПЧ (тиристорные преобразователи частоты) 163, 164
Трансформаторы (автотрансформаторы) элек то о печ-
ные 10, 11, 21, 83, 184, 249, 280, 288
— средней частоты 172.
— тока средней частоты 180
-----шинные 247'
Трехзонных печей схемы включения 37
ТСУ (трансформаторы) 83
ТТ (трансформаторы)' 89
ТШЛ (трансформаторы тока шинные) '247
ТШЧЛ (трансформаторы тока средней частоты) 181
Т(?М-4 (термопреобразователи) 109 
ТЭРА (телескоп пирометрический) 214
У
У (источники питания) 94, 96, 98
У (установки электрошлаков о го переплава) 279
УКТ (конденсаторные установки) 292
Установки для приготовления контролируемой атмос-
феры 34, 48, 55, 56
— прямого пагрева 27
1 — печей сопротивления 31
— электротермические, классификация, определение 5
Устройства прямого нагрева см. ОКБ
— электротермические, определение 5
Ф
ФЭП (пирометр) 214
Ц
Ц (шахтные электропечи) 32, 52, 59
Циклическая нагрузка электрических сетей 22
Ч
Частотные характеристики печей сопротивления 107.
127
Ш
Ш (регулирующее устройство) 116
Шахтные электропечи см. США, СШВ, СШЗ, СШО, Ц
ШДА (Станции управления) 17[, 208, 211
Шины 13, 16
Шинопроводы 19
Шкафы ввода 76
— силовые 162, 168
— Станций управления 74
IUMA, ШМАД, ШМАД К (шинопроводы) 19, 189
ШТЕ (шкафы управления и силовые) 162, 168
Штсйнметца схема 193 '	-
ШУ (шкафы станций ввода) 76
щ
Щиты Ill
— управления и щиты станций управления 36, 59, 60,
63, 66
Э
ЭК (установки для приготовления экзотермических ат-
мосфер) 34 ’
Эксплуатация установок печей сопротивления 66
Элеваторные электропечи 34
Электробезопасность'' ЭТУ 8
Электрованны соляные см. СВС
Электрогидравлические регуляторы мощности 258, 265
Электромагнитное перемешивание металла 249
Электромашиниые регуляторы 254, 255
Электромонтажные работы на ЭТУ 7
Электронно-лучевые установки 274
Электропечь, определение 5
Электроснабжение ЭТУ 10
Электрошлакового переплава установки 278
ЭН (установки для приготовления эндотермической ат-
мосферы) 34, 48 55, 56
ЭОДЦН, ЭОДЦНК, ЭОМК, ЭОМН, ЭОМП, ЭОЦН,
ЭОЦНК, ЭОЦНКМ, ЭОЦНМ (трансформаторы) 185,
251, 280
ЭС, ЭСВ. ЭСВП (конденсаторы) 182
ЭТДЦН, ЭТДЦПК, ЭТМН, ЭТМП, ЭТМПК, ЭТЦ,
 ЭТЦНК, ЭТЦПК, ЭТЦХ (трансформаторы) 185, 250
251
ЭШП (установки электрошлакового переплава) 279
300
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.................* . , ; , . .
Раздел первый, Общие сведения . . , ,
1-1. Основные понятия.................. . <
1-2. Общие вопросы проектирования ЭТУ . .
Стадии проектирования; состав проектных
материалов (5). Исходные данные для про.
ектирования (6), Последовательность раз-
работки рабочих чертежей (6). Основные
требования к проектам ЭТУ (7)
1-3. Технико-экономические обоснования приме-
нения нового электрооборудования и систем
управления ЭТУ.........................  ,
1-4. Общие вопросы электроснабжения и элек-
трооборудования ЭТУ........................
Условия, определяющие выбор схемы и
электрооборудования ЭТУ (10). Преобра-
зовательные агрегаты, электропечные транс-
форматоры; регулирование напряжения, тока
и мощности (10). Размещение электрообо-
рудования; блокировки (10). Коммутацион-
ные и защитные аппараты на вводе ЭТУ;
печные выключатели (12). Токопроводы
ЭТУ (13). Выбор первичного напряжения
ЭТУ; точки и схемы их присоединения к
электрическим сетям общего назначения
(20). Колебания напряжения в электриче-
ской сети, вызываемые работой ЭТУ (23).
Нес иву сои дальность формы кривой напря-
жения в электрической сети, вызываемая
работой ЭТУ (24). Коэффициент мощности
ЭТУ при иесинусондадьной форме кривой
тока (25). Компенсация реактивной мощно-
сти ЭТУ (26)
Список литературы • .........................
Раздел второй. Электрооборудование и ав-
томатика установок печей сопротивления . . ,
2-1, Общие сведения. Параметры установок печей
сопротивления ... , .......................
2-2, Схемы включения' и управления установок
печей сопротивления. Компоновка электро-
оборудования ..............................
Схемы установок немехавизированных печей
периодического действия и соляных ванн
(38). Схемы установок механизированных
3 печей периодического действия (36). Схемы
установок механизированных агрегатов ипе-
5 чей непрерывного действия (36). Схемы уста-
новок вакуумных и водородных печей (43).
Схемы установок приготовления контролы-
5 руемой атмосферы (48). Схемы электротер-
мических устройств сопротивления Прямого >
5 нагрева (48). Компоновки электрооборудо-
вания (51)
2-3. Проектирование установок печей сопротив-
ления ....................................... 56
Определение расчетной нагрузки на лиаии
ввода установки по установленной мощности
и коэффициенту спроса (56). Расчет токов
короткого замыкания в сетях напряжением
9	до 1000 В (57). Схемы питающих и распре-
делительных сетей (59). Помещения щитов
станций управления н щитов управления
(60). Задания на проектирование внутрице-
10	хового электроснабжения, строительной ча-
сти и вентиляции (61), Задания на проекти-
рование электрооборудования и систем авто-
матики для печей сопротивления; документа-
ция для заявок и заказа электрооборудования
в комплектных устройств (63), Технический
эксплуатация установок печей сопротивления
(66)
2-4, Комплектные устройства для установок пе-
ней сопротивления; электропечные трансфор-
маторы и автотрансформаторы; индукцион- - 
ные регуляторы . . '......................... 66
Общие сведения (66), Шиты управления
типов ИР, ИРП, ИЗР, ИЗРП (66). Станвди
управления серии ПТХ9600 (70), Шкафы
для станций управления (75). Станции .вво-
да (76). Электропечные трансформаторы и
автотрансформаторы с первичным напряже-
нием до 500 В (83), Трансформаторы для
29 плавного регулирования напряжения (91).
Индукционные регуляторы напряжения (91)
.2-5, Тиристорные источники питания ....	94
Общие сведения (94). Тиристорные управ-
ляемые источники питания (ТУИП) (94).
31 Тиристорные переключатели (99). Защита
тиристорные источников питания (100).
Энергетические параметры источников пита-
ния (101), Рекомендации по выбору и при-
36 менению тиристорных источников питания
(102), Нелинейные искажения сетевого на-
пряжения от тиристорных источников пита-
ния (102), Рекомендуемые области примене-
ния тиристорных источников питания (103)
ЗОЛ
2-6' Системы автоматического регулирования пе-
чей сопротивления .	............. , .	104
Общие сведения (104). Печь сопротивления
как объект автоматического регулирования
теплового режима (105). Датчики систем ре-
гулирования (108). Принципы построения '
систем регулирования температуры и мощно-
сти (Ill). Автоматические регуляторы тем-
пературы и мощности (113), Выбор системы
«датчик — регулятор — исполнительное уст-
ройство» (121). Области применения систем'
регулирования (123). Пример выбора регу-
лятора (125)
Список литературы » , . , ... . . .	128
Раздел третий. Электрооборудование и ав-
томатика индукционных электротермических уста-
новок ......................................   129
3-1. Индукционные плавильные установки про-
мышленной частоты....................• . .	129
Общие сведения (129). Индукционные ти-
гельные печи (129). Индукционные канальные
печн (133)	
~3-2. Индукционные плавильные установки сред-
ней (повышенной) частоты................. 139,
Общие сведения (139), Открытые индукци-
онные плавильные установки (139). Вакуум-
ные индукционные плавильные установки
(142)
3-3. Индукционные нагревательные у столовки
промышленной частоты ........	150
Общие сведения (150). Индукционные уста-
новки непрерывного действия (151). Индук.
цпонные установки периодического действия
(151)
3-4, Индукционные нагревательные установки
средней (повышенной) частоты. . ; . . .	153
Общие сведения (153). Типовые схемы
(153). Типы установок, их параметры п ком-
поновки (155)
3-5. Преобразователи частоты .......	158
Двигатель-генераторные (машинные) преоб-
разователи частоты (158). Тиристорные пре-
образователи частоты (162)
3-6. Комплектные устройства индукционных ЭТУ
и используемое в них специальное электро-
оборудование . ............................... 168
Типовые распределительные щиты и станции
управления индукционных ЭТУ средней ча-
стоты (168). Согласующие трансформаторы
средней частоты (172). Контакторы перемен-
ного тока средней частоты (173). Тиристор-
ные выключатели (174). Разъединители
средней частоты (176), Переключатели сред-
ней частоты (179). Переключатели промыш-
ленной частоты иа болмпие токи (179),
Измерительные приборы, трансформаторы
тока и напряжения средней частоты (180).
Конденсаторы (182). Электропечные транс-
форматоры 'индукционных ЭТУ (184)
3-7, Токопроводы средней (повышенной) частоты 186
3-8г Симметрирование режима трехфазной сети
при питании ЭТУ	.	190
Основные показатели несимметрично загру-
женной сети (190). Критерии необходимости
и целесообразности применения симметриру-
ющих устройств (191), Выбор схемы и рас-
чёт . элементов симметрирующих устройств
(193). Симметрирование двухфазной и не-,
симметричной трехфазной нагрузки (195).
3-9. Индукционные электротермические установки
как объекты регулирования ......	196
Общие требования к автоматическому регу-
лированию индукционных ЭТУ (196). Пара-
метры колебательных контуров и Их измене-
ние в процессе нагрева (197). Динамические
характеристики системы «источник питания —
колебательный Контур» (198), Динамические
свойства индукционных ЭТУ как объектов
регулирования теплового режима (201)
3-10. Системы регулирования электрического ре-
жима индукционных ЭТУ.....................  201
Принципы построения ЭТУ (201). Системы
управления переключателем ступеней напря-
жения электроне чных трансформаторов
(РПН) (205), Регуляторы возбуждения ма-
шинных генераторов (206). Регуляторы ко-
эффициента мощности (207), Регулятор элек-
трического режима тиристорного преобразо-
вателя частоты (209). Комплексные системы
регулирования индукционных плавильных пе-
чей (210). Динамика систем регулирования
электрического режима индукционной ЭТУ и
выбор настройки регуляторов (212)
3-11. Системы регулирования теплового режима
индукционных ЭТУ........................  .	213
Методы контроля режима и принципы по-
строения систем (213). Системы регулирова-
ния теплового режима по косвенным парамет-
рам (215). Особенности динамики и настрой-
ки САР теплового режима индукционных
ЭТУ (216)
Список литературы ...........................217
Раздел четвертый. Электрооборудование и
автоматика дуговых электротермических установок 218
4-1. Установки дуговых сталеплавильных печей
(ДСП) ..............	218
Общие сведения (218). Состав оборудования
и электрические схемы установок ДСП
(218). Схемы вторичной коммутации устано-
вок ДСП (224). Релейная защита установок-
ДСП (225). Компоновка установок ДСП и
печные подстанции (226)
302
зстановии руднотермических печей (РТП) 231
тмплектующее электрооборудование уста-
-:гок ДСП и РТП . . .	............ 235
Печные выключатели (235). Комплектные
“ определительные устройства 6—35 кВ
242). Опорные шинные трансформаторы тр-
 а (247). Электропечные трансформаторные
.орегаты установок ДСП и РТП (249),
2уаторы установок электромагнитного пере-
вешивания металла (249)
•зтомативация установок дуговых сталепла-
-j.itHWA" печей .......................  <252
Автоматические регуляторы мощности ДСП
 252). ДСП как объект автоматического ре-
: •> пирования электрического режима (252).
Функциональная схема и области примене-
на САР мощности ДСП (254). Автоматиче-
-клй регулятор мощности на электр ом ашин-
,-ых усилителях (255). Автоматический регу-
лятор мощности на магнитных усилителях
2о6). Автоматический регулятор мощности
; -иристорах (257). Электрогидравлический
тег у.тятор мощности- (258). Пример расчета
гикамики САР мощности ДСП (260), Про-
. “SMMHoe устройство—дозатор энергии (261)
Аато.чатизапия установок руднотермических
.с:Сй...................................	264
Ру днотермнческая печь как объект антома-
-ического регулирования (264). Регуляторы
глиной серии АРР.1 (265)
г : о к литературы . , . , .	268
Раздел пятый. Дуговые плазменные, элек-
тронцо-лучевые устайоаки; установки печей элек-
трошлакового переплава и вакуумных дуговых
печей . . . ................. . .............. 270
5-1. Электрооборудование плазменных дуговых
установок................................ 270
Общие положения (270). Источники питания
промышленных электр одуговых плазмотро-
нов (270)
5-2. Электронно-лучевые установки .... *	274
Общие положения (274). Структурная схема
источников питания (275). Схемы источни-
ков питания (277)
5-3. Электрооборудование и автоматика устано-
вок мектроислакового переплава . . < .	278
Общие сведения (278), Автоматические регу-
ляторы установок ЭШП (282). Программное
устройство для управления печами ЭШП
(283)
5-4. Электрооборудование и автоматика устало-
• вок вакуумных дуговых печей (ВДП) . . .	284
Общие сведения (284). Основные режимы
работы ВДП и требования к их источникам
питания (285). Источники питания РДП
(287). Схемы главных целей и оборудование
полупроводниковых выпрямительных агрега-
тов для питания ВДП (288). Компоновка
преобразовательной подстанции (294). Регу-
лятор АРДВ-Р2 (295)
Список литер а. туры .......................297
Предметный указатель......................	298