Определение активного сопротивления

Активное сопротивление R вызывает потери мощности в силовой цепи питания ДСП, снижая электрический КПД η_э[см. (73)] и эффективность работы ДСП. Электрические потери имеют место в силовом и вспомогательном электрооборудовании, в первичном (на стороне высокого напряжения ВН) и вторичном (на стороне низкого напряжения НН) токопроводах, в электрододержателях и электродах (на участке выше свода) и в металлоконструкциях, расположенных вблизи проводников токопровода.

На действующих ДСП сопротивление R (мОм) определяют из опыта КЗ:

, (74)

где – коэффициент, учитывающий влияние несинусоидальных токов (см. § 2);
– сопротивление одной фазы в режиме КЗ, мОм;
– активная мощность в режиме КЗ, кВт;
– сила тока КЗ на вторичной стороне трансформатора, кА.

При расчетах электрических параметров проектируемых ДСП определяют активное сопротивление всех элементов силовой цепи, приводя их к силе тока вторичной стороны (НН) в виде эквивалентного активного сопротивления.

Сопротивление токопровода ВН ввиду сравнительной малости в схеме замещения (см. рис. 31) обычно не учитывают.

Потери мощности в трансформаторе происходят в первичной и вторичной обмотках (потери в меди) и при перемагничивании магнитопровода (потери в стали).

Активное сопротивление проводников вторичного токопровода рассчитывают с учетом увеличения сопротивления из-за неравномерного распределения плотности тока по сечению под влиянием магнитного потока собственного тока проводника (поверхностный эффект) и магнитных потоков соседних проводников (эффект близости) и влияние несуносоидальных токов (см. § 2):

, (75)

где – поправочный коэффициент, учитывающий поверхност- ный эффект;
– поправочный коэффициент, учитывающий эффект близости;
– сопротивление данного проводника постоянному току с учетом рабочей температуры,

(76)

– УЭС меди при Т ₀ = 293 К, мОм∙м;
– температурный коэффициент изменения УЭС для меди, = 0,0043 К^–1;
Т – рабочая температура, которая составляет 340…400 К для неохлаждаемого проводника и 320 К для водоохлаждаемого проводника;
l – длина проводника м;
s – площадь поперечного сечения проводника, м².

При наличии вблизи токопровода ферромагнитных конструкций активное сопротивление возрастает на 15…25 %. При этом в результате перемагничивания в переменном магнитном поле происходит нагрев этих конструкций, что может вызвать аварийную остановку ДСП. Поэтому ферромагнитные конструкции располагают не ближе 300 мм от токопровода, а на сверхмощных ДСП металлоконструкции, подверженные влиянию сильных магнитных полей, изготовляют из немагнитной стали и оснащают системами водяного охлаждения.

Суммарное активное сопротивление силовой цепи ДСП составляет 0,5…1,5 мОм и уменьшается с увеличением электрической мощности ДСП. Распределение R (мОм/ %) по участкам цепи показано ниже (на примере ДСП-50 по данным В.Л. Рабиновича):

Трансформатор.......................................... 0,06/6,7

Вторичный токопровод............................. 0,40/45,0

Электрододержатель................................. 0,05/5,6

Электрод (выше свода)............................. 0,38/42,7

Итого.................................................... 0,89/100,0