Услуги

Расчет, изготовление и монтаж коротких сетей

 

Короткая сеть (КС) практически любой электротермической установки, является важнейшим ее элементом. В первую очередь, это касается мощных электротермичекских установок - дуговых сталеплавильных печей, руднотермических, электрошлаковых, вакуумных дуговых и т.д., где при сравнительно небольших напряжениях, редко превышающих 1000В, используются большие токи, до 100 000А, а в отдельных случаях – и более.

Правильный выбор конструктивной схемы КС, расчёт параметров КС и нюансы при разработке, проектировании и при технической реализации являются важными и, подчас, решающими.

При больших токах многие эффекты - эффект близости, перенос мощности, индуцированные в близлежащих проводниках токи, контурные токи, взаимное влияние проводников и магнитопроводящих элементов, эффект вытеснения тока и ряд других важных влияний – оказывают решающее воздействие на работоспособность устройства.

Динамические воздействия на проводники тока при переходных явлениях в электрической части, при эксплуатационных и аварийных коротких замыканиях, достигают таких значений, что, при неправильной реализации КС, могут привести к повреждениям элементов КС или, например, к разрушению элементов печи, разрыву обмоток силового печного трансформатора. Взаимное влияние электрических разрядов – дуг, токов в расплавах и т.д., могут вывести оборудование из строя, или привести к получению некачественного слитка.

Также необычайно важно правильно выбрать геометрию КС и схему для повышения коэффициента мощности установки, симметрирования электрических режимов. При неправильном конструировании КС в силовых коротких сетях за счет несимметрии и взаимовлияния, повышенной индуктивности можно потерять до 30-50% напряжения, что либо не позволит провести процесс, либо приведет к недоиспользованию источника печи по активной мощности.

Специалисты предприятия с 1982 года профессионально занимаются расчетом и конструированием коротких сетей крупного электротермического оборудования (А.С. № 1203720, МКИ Н05В. Токоподвод дуговой электропечи. И.А.Безруков, А. В. Куратченко, С. Н. Кучанов. - 24.08.84г.) и защитой силового оборудования линий и сетей от разрушения вследствие перенапряжений и перегрузок.

Мы проводили инжиниринг и заново изготавливали короткие сети на ряде предприятий – Ермаковский завод ферросплавов, Серовский ЗФ, «СГМК-Ферросплавы» г. Новокузнецк (печи РКО 14, РКО 9) и т.д., модернизировали системы энергоснабжения и защиты коротких сетей на Магнитогорском металлургическом заводе и ряде других предприятий.

Результатом указанной работы было увеличение мощности оборудования до 40%, повышение надежности работы, прекращение разрушения трансформаторов (как, например, на ММК, см. рис.1)

В последние годы для оперативного включения-выключения цепи питания электротермических нагрузок всё более широкое распространение получают вакуумные выключатели (ВВ). И, в связи с этим, появляется всё больше проблем, связанных с заменой выключателей старых типов на ВВ. Вакуумные выключатели имеют ряд несомненных преимуществ перед выключателями традиционного исполнения:

  • взрыво- и пожаробезопасность;
  • экологическая чистота;
  • большой коммутационный и механический ресурсы;
  • компактность и быстродействие.

Недостатком ВВ является возможность генерирования перенапряжений за счёт «жесткого» гашения дуги.

В отличие от выключателей других типов, в которых дуга гаснет при переходе через ноль тока промышленной частоты, ВВ позволяют гасить дугу при переходе через ноль высокочастотной составляющей тока. При этом гашение дуги, как правило, сопровождается явлением «среза тока».

Повторные пробои межконтактного промежутка приводят к эскалации перенапряжений и аварийным завершением этого отключения, в качестве примера можно привести пример разрушения трансформатора.

  Фотография внешнего вида электропечного трансформатора, разрушенного при отключении КC вновь введённым высоковольтным выключателем

Рис. 1. Разрушение мощного трансформатора вследствие перенапряжений при неправильно спроектированной короткой сети и защиты.

С целью уменьшения этих эффектов, для исключения повреждений трансформаторов и цепей питания,  предприятие НПП ЭПОС может предложить выполнить обследование существующих систем электропитания, расчёты и выдать рекомендаци ипо модернизации, разработать схемы электрические принципиальные, монтажные.

Виды изготавливаемых вновь или модернизируемых элементов коротких сетей:

  • Короткая сеть от печного трансформатора до неподвижных башмаков печи.
  • Гибкие токоподводы от неподвижных башмаков печи до подвижных башмаков.
  • Трубошины от подвижных башмаков до контактных щек. Для оптимизации затрат, связанных с ремонтом/модернизацией оборудования, при наличии такой возможности,  используются существующие элементы короткой сети, которые подвергаются ремонту или восстановлению,  например существующие контактные щеки, трубошины, башмаки.
  • Гибкие компенсаторы
  • Система водоохлаждения (коллекторы печные)

По завершении работ по расчету  изготовлению и монтажу выпускаются следующие документы:

  • Формуляр на короткую сеть
  • Руководство по эксплуатации
  • Монтажные чертежи
  • Программу и методику испытаний на заводе изготовителе.

 Для выполнения задания на расчет, изготовление и монтаж коротких сетей мы разрабатываем разделы проекта:

ВС- заказчику не передается,

ДО – передается заказчику  после поставки и монтажа,

ДУ - передается заказчику в момент поставки,

ИМ - передается заказчику после выполнения монтажных работ,

ЛУ - внутренний документ разработчика, не передается заказчику.

ПМ1 - Заказчику не передается,

ПМ2 - передается заказчику после выполнения монтажных работ, после согласования программы запуска печи,

ВП - внутренний документ изготовителя,

ВЭ - передается заказчику после выполнения монтажных работ, вместе с эксплуатационными документами. 

 Все передаваемые эксплуатационные документы нормируются в соответствии с федеральным законодательством по  ГОСТ 2.601-2006 ЕСКД ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ДОКУМЕНТЫ.

 

Пример чертежно -технической документации требуемой от Заказчика для модернизации короткой сети:

  • токоподводы 
  • токоподводы  гибкие
  • короткая сеть 
  • система водоохлаждения 
  • монтажные чертежи на печь, включая токоподводы, ванну печи, электрическую силовую часть.
 
 
 
После проведения модернизации оборудования Заказчика, наше предприятие гарантирует надежную и безаварийную работу поставленного оборудования в течение всего срока эксплуатации (за исключением изнашивающихся узлов: щека, трубошины, гибкая гирлянда)– не менее 10 лет, при условии надлежащей эксплуатации и обслуживания. 
После проведения модернизации электропечь будет соответствовать всем требованиям действующей нормативно-технической документации, включая ОПБМК, ПУЭ и ПБ 11-547.
Все монтажные работы осуществляются силами  нашего предприятия, аттестованными, профессиональными монтажниками.
 
 
 
 
Предприятие имеет собственный производственный  участок по изготовлению элементов коротких сетей и испытательный стенды для подтверждения заявленных нагрузочных характеристик в составе:
 
Плазменный стенд для сварки толстых медных листов
Индукционный стенд  для пайки  и сварки наконечников  тоководов
Гидравлический стенд для испытаний трубошин и водоохлаждаемых кабелей
Источники питания для проведения нагрузочных испытаний
Парк станочного оборудования для проведения всех видов металлообработки. 
 
Плазменный стенд для сварки толстых медных листов
 
Специалисты аттестованы РОСТЕХНАДЗОРОМ и имеют допуски СРО.
 
Большой, накопленный опыт работ по расчету, изготовлению и пуско-наладке коротких сетей позволяет оперативно и качественно выполнить все этапы задания Заказчика. Средний срок полного цикла от согласования, производства, монтажа до введения в эксплуатацию с заявленными преимуществами составляет не более 60 дней

 

 Наши специалисты обладают высокими компетенциями в области расчета коротких сетей. Имеют высшую инженерную квалификацию и большой опыт практической работы на предприятиях металлургии. Для расчета и моделирования коротких сетей применяются современные программные продукты мирового уровня и собственные запатентованные разработки, алгоритмы расчета и управления.

Термографические исследования

 

Работа по модернизации короткой сети, как правило, начинается с обследования и построения 3Д- модели короткой сети, рис. 3.

Печь РКО-9 3Д-модель короткой сети РВП.

 

Рис. 2. Печь РКО-9.                                              Рис. 3. 3Д-модель короткой сети РВП.

Выполняются расчеты основных параметров по специально разработанной модели короткой сети, строятся характеристики, рис.4.

Рис.4. Определение основных параметров короткой сети.

 

Схема КС с верхним токоподводом для РКО 

Схема КС шестиэлектродной печи РКО

Схема КС треугольник на электродах для РКО

Схема КС треугольник на подвижных башмаках для РКО

               

  

Рис. 5. Схема короткой сети и параметры трансформатора ЭТЦНВР-12000/6.

Проводится физическое обследование параметров короткой сети (потенциалы, токи, распределение токов, фазы и углы, геометрические параметры) печи, рис.6, корректируется расчетная модель.

 

Проверка потенциалов и фазовых углов фаз, полуфаз и проводников одной фазы.

 

Проверка геометрии, потенциалов. Проверка распределения температуры, оценка энерговыделения на шинах и в кабелях.

 

Рис. 6. Физическое обследование параметров короткой сети (потенциалы, токи, распределение токов, фазы и углы, геометрические параметры).

По результатам обследования и расчетов уточняется модель и делается проект новой короткой сети, в данном случае - с токов 28 кА на токи 40 кА. Затем осуществляется изготовление, монтаж и пуско-наладка новой короткой сети с проверкой паспортных характеристик. В конкретном случае, мощность РКО-9 была увеличена до 14 МВА, активная мощность – более 10,0 МВт.

Изготавливаются и монтируются не только шины, но и трубошины, щеки, гибкие кабели, рис. 7.

 

 Рис. 7. Гибкие кабели полуфаз короткой сети.

Рабочие токи по гибкому кабелю - до 8 кА на кабель, кратковременно допускается трехкратные перегрузки, например, в ДСП. Кабели допускают брызги металла и длительное тепловое излучение дуг.

 

 

 

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

Поля, отмеченные * — обязательны для заполнения.