Курсовая работа: Проектирование электроснабжения участка с двумя кузнечными индукционными нагревателями и одним ИНМ

Заготовки, подлежащие нагреву, загружаются в бункер или кассеты, откуда они автоматически подаются на три направляющие, проходящие через индуктор. Средняя из них подвижная и конструктивно сделана так, что заготовки на ней легко удерживаются. Подвижная направляющая приводится в возвратно-поступательное движение электродвигателем посредством червячного редуктора и кулачкового диска. При своем движении она поднимает заготовки с крайних направляющих и перемещает их небольшими шагами через индуктор. Скорость перемещения определяется числом ходов в минуту и длиной перемещения за один шаг. Изменяя число оборотов двигателя, можно менять темп выдачи нагретых заготовок. Такая система позволяет полностью освобождать индуктор от заготовок в конце нагрева и подавать их по одной на время настройки нагревателя или штампов. Кроме того, в этом случае направляющие практически не изнашиваются, а требования к торцам заготовок могут быть менее жесткими, рекомендуются для заготовок больших сечений и сравнительно небольшой длины.

Некоторым недостатком нагревателей является обязательное увеличение воздушного зазора между индуктором и заготовкой, а следовательно, повышенная мощность конденсаторной батареи.

3. ПЛАНИРОВКА ЦЕХА

Индукционный нагревательные установки промышленной частоты комплектуются: индукционным нагревателем с комплектом сменных индукторов; конденсаторной батареей; механизмами загрузки, выгрузки и транспортировки заготовок через индуктор; маслонапорной установкой и гидравлическими панелями с электромагнитными золотниками; панелями с контакторами и автоматическими выключателями; щитами и пультами управления с коммутационной и контрольно-измерительной аппаратурой.

На уровне пола цеха устанавливают: индукционный нагреватель с загрузочным бункером, механизмами загрузки и выгрузки, шкафы управления, панели с гидроаппаратурой. В подвальном помещении, в непосредственной близости от нагревателя устанавливают конденсаторные батареи, маслонапорную установку, вольтодобавочный трансформатор, контакторный панели, автоматический выключатель и измерительные трансформаторы.

Установки индукционного нагрева с кузнечным нагревателем комплектуются оборудованием выполненным в виде унифицированных блоков: нагревательного блока, трансформаторного шкафа, шкафа управления. В нагревательном блоке находятся индуктор, водораспределитель и сливная воронка; на выходе блока размещены механизм разгрузки и датчик контроля темпа выдачи заготовок. В блоке подачи заготовок размещены механизм загрузки, толкатель, его привод и элементы смазки.

Рис. 3 Планировка участка

1-трансформатор ТМ-1600/10; 2- шкаф ВН; 3-соединительное устройство; 4-шкаф инвертора; 5-шкаф реакторов; 6-выпрямительный шкаф; 7-шкаф управления; 8-трансформаторный шкаф КИН; 9-батарея конденсаторов КИН; 10-нагревательный блок КИН; 11-индукционный нагреватель ИНМ; 12-загрузочный бункер ИНМ; 13-панель с гидроаппаратурой ИНМ; 14-шкаф управления ИНМ; 15-автоматический выключатель ИНМ; 16-контакторный панели; 17-конденсаторные батареи ИНМ; 18-вольтодобавочный трансформатор ИНМ;

4. ОПИСАНИЕ ЭТУ КАК ПРИЕМНИКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Наибольшее распространение получили индукционные нагревательные установки для нагрева заготовок перед обработкой давлением (кузнечные нагреватели), установки для поверхностной закалки деталей и вакуумные индукционные нагревательные установки. Частота тока в них лежит в пределах 2,4 кГц—1,76 МГц. Они весьма разнообразны по мощности: от 25 до 250 кВт —индукционные закалочные установки, до 700 кВт — вакуумные и от 150 до 1500 кВт — кузнечные нагреватели. Мощность наиболее крупных групп таких установок достигает 10—40 МВт. Их питание осуществляется как от индивидуальных источников, так и от систем централизованного питания. Источниками могут быть электромашинные преобразователи частоты и все более широко применяемые в последние годы статические преобразователи. Относительно питающей энергосистемы все эти установки являются приемниками переменного трехфазного тока промышленной частоты, по надежности электроснабжения— потребителями второй категории. Их режим работы определяется режимом работы технологической линии, куда встроены рассматриваемые нагреватели. Коэффициент мощности установок меняется в широких пределах — от 0,03 при пустом индукторе до 0,3 при заполненном. С целью уменьшения значения реактивной мощности, потребляемой установкой, в комплект оборудования входит конденсаторная батарея, включаемая параллельно или последовательно-параллельно с индукционным нагревателем.

Особенностью индукционных установок средней частоты, питаемых от статических преобразователей, является нагрузка питающей сети током несинусоидальной формы и искажение формы кривой напряжения в общей точке системы, куда присоединены рассматриваемые установки. Для питающей сети преобразователь частоты эквивалентен входящему в его состав выпрямителю. В случае трехфазной мостовой схемы это приводит к наличию в выпрямленном токе 5, 7, 11, 13 гармоник.

Для обеспечения нормируемого ГОСТом коэффициента несинусоидальности количество подключаемых преобразователей должно быть ограничено. Если мощность преобразователей до 200 кВт, их должно быть не более двух при мощности питающего трансформатора 1000 кВ-А; не более трех - при 1600 и не более четырех - при 2500 кВ-А. В рассматриваемой схеме последовательно с преобразователем в сеть 0,4 кВ включается реактор с относительным сопротивлением 8%.

Для компенсации реактивной мощности в схемах электроснабжения участков или цехов с индукционными установками применяются конденсаторные батареи КБ, которые постоянно перегружаются токами высших гармоник, генерируемых статическими преобразователями. Если мощность конденсаторных батарей составляет не менее 40% суммарной мощности преобразователей, то их перегрузка не выходит за 30%, допускаемых ПУЭ. Однако емкость батарей конденсаторов и индуктивность элементов сети могут образовывать резонансные контуры, что ведет к необходимости подключения последовательно с КБ токоограничивающих реакторов.

5. ГРАФИКИ НАГРУЗКИ УЧАСТКА

Индивидуальные графики нагрузки

Номинальная мощность приемника:

Средняя нагрузка приемника:

Коэффициент использования:

Коэффициент включения:

Среднеквадратичная нагрузка:

Коэффициент максимума: