POLITECHNIKA LUBELSKA

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

LABORATORIUM ELEKTROTERMII

Ćwiczenie nr 2

Temat: Wykres kołowy pieca łukowego.

Grupa ED 8.1 Data wyk.

Stroński Sławomir 1.04.1998

Wojtkowski Wojciech

Wójtowicz Marek

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z łukowymi urządzeniami grzejnymi, sposobami obliczania ich podstawowych własności i ich wielkości, a także ze sposobami wykreślania wykresów kołowych tych urządzeń.

Układ transformatora piecowego:

Transformator piecowy pracuje w układzie połączeń Dd. W szereg z transformatorem włączony jest dławik Dł.

Dane elektryczne dławika: (zaczep numer 2)

napięcie zasilania U₁= 6000 V

prąd I₁ = 241 A

napięcie dławione U_zw= 1030/1,71 V

straty obciążeniowe P_D=10.8 kW

Dane elektryczne transformatora: (stopień napięciowy 2)

układ połączeń Dd

moc S = 2500 kVA

strona pierwotna U₁ = 6000 V

I₁ = 212 A

I₀ = 4,15 A

e_zw = 8,23 %

P_zw = 42,5 kW

P₀ = 6,81 kW

strona wtórna U₂ = 175 V

I₂ = 7200 A

Przystępując do wykonania wykresu kołowego pieca łukowego dokonujemy pewnych założeń upraszczających.

-zakładamy sinusoidalne przebiegi napięcia i prądu łuku

-łuk elektryczny traktujemy jako element czysto rezystancyjny

-symetryczne obciążenie 3 - fazowego układu urządzenia łukowego

Dzięki symetryczności możemy rozpatrywać jednofazowy schemat zastępczy pieca.

Na podstawie danych dławika i transformatora obliczam fazowe rezystancje i reaktancje sprowadzone na stronę wtórną transformatora.

Impedancja dławika

Rezystancja dławika

Reaktancja dławika

Impedancja transformatora

Rezystancja transformatora

Reaktancja transformatora

Wyniki pomiarów toru wielkoprądowego:

prądy fazowe I₁ = 11,35 kA

I₂ = 12,92 kA

I₃ = 10,88 kA

napięcia fazowe U₁ = 30,5 V

U₂ = 34,0 V

U₃ = 36,0 V

moce fazowe P₁ = 140 kW

P₂ = 222 kW

P₃ = 228 kW

Rezystancje i reaktancje fazowe toru wielkoprądowego obliczono na podstawie wzorów:

Wyniki pomiarów i obliczeń:

Zt1 = 2,69*10^-3Ω Zt2 = 2,63*10^-3Ω Zt3 = 3,30*10^-3Ω

Rt1 = 1,09*10^-3Ω Rt2 = 1,33*10^-3Ω Rt3 = 1,93*10^-3Ω

Xt1 = 2,45*10^-3Ω Xt2 = 2,27*10^-3Ω Xt3 = 2,68*10^-3Ω

Wartości całkowite reaktancji i rezystancji:

R_c = R_d + R_t + R_tr

X_c = X_d + X_t + X_tr

Wyniki obliczeń:

Zc1 = 6,68*10^-3Ω Zc2 = 6,56*10^-3Ω Zc3 = 7,13*10^-3Ω

Rc1 = 1,42*10^-3Ω Rc2 = 1,66*10^-3Ω Rc3 = 2,66*10^-3Ω

Xc1 = 6,53*10^-3Ω Xc2 = 6,35*10^-3Ω Xc3 = 6,76*10^-3Ω

Teoretyczne natężenie prądu 3- fazowego zwarcia:

Wartość rzeczywista

Tangens kąta przesunięcia między prądami

Wyniki obliczeń:

Izwt1 = 15,47 kA Izwt2 = 15,91 kA Izwt3 = 14,94 kA

Izw1 = 15,13 kA Izw2 = 15,40 kA Izw3 = 14,17 kA

tgϕ1 = 0,217 tgϕ2 = 0,261 tgϕ3 = 0,334

Wykonuję wykres kołowy pieca łukowego dla stopnia pierwszego.

Przyjmuję skalę prądów

Skala mocy

Prąd łuku I = 9 kA

Wartości odczytane z wykresu:

moc strat

moc łuku

moc maksymalna pieca

współczynnik mocy cosϕ = 0,81

sprawność η= 0,76

Uwagi:

W ćwiczeniu mieliśmy za zadanie wykonanie wykresu kołowego pieca łukowego. Wykonanie wykresu kołowego pozwala nam na dość dokładne wyznaczenie podstawowych wielkości pieca łukowego takich jak współczynnik mocy -cosϕ ,sprawność- η, moc zwarciowa, moc maksymalna, moc strat i wiele innych. Ćwiczenie to pozwala także na dość szerokie zapoznanie się z problematyką łukowych urządzeń grzejnych.

---