Великі дугові електропечі є потужним споживачем електроенергії, тому електросталеплавильні цехи включають в енергетичні системи, що поєднують кілька електростанцій.
До цеховим знижувальним підстанцій для зменшення втрат в лініях електропередач підводять енергію високої напруги (35-110 кВ). Ця напруга від високовольтного розподільчого пристрою за індивідуальною для кожної печі лінії подається до пічної підстанції, в якій розміщується понижуючий пічної трансформатор і допоміжне обладнання. Після зниження напруги до 110-600 В струм подається безпосередньо до електропечі. Сила струму на цій ділянці електричного кола досягає десятків тисяч ампер, внаслідок чого на ділянці від пічного трансформатора до електродів мають місце значні втрати потужності. Для зменшення цих втрат пічну підстанцію максимально наближають до печі, а ділянку ланцюга від трансформатора до електродів роблять якомога меншим, тому цю ділянку називають короткою мережею печі. Таким чином, електрична схема дугових електропічних установок включає наступне обладнання:
- піч з електродами, виконавчими механізмами регуляторів потужності печі і ванною з розплавленим металом;
- понижуючі трансформатори, разом з якими розміщені дроселі;
- коротка мережу, що з'єднує вторинну обмотку трансформатора з електродами печі;
- комутаційна, вимірювальна і захисна апаратура.
Рис 2.1. Схема електрообладнання пічної установки [3]
Умовні позначення: 1 - повітряний роз'єднувач, 2 - головний вимикач, 3 - дросель, 4 - вимикач, шунтирующий дросель, 5 - печ-ної трансформатор, 6 - бак з трансформаторним маслом; 7 - мідні шини низької напруги, 8 - гнучкі кабелі, 9 - водоохолоджувані трубчасті струмопідведення до електродотримача, 10 - дугова піч
Рис 2.2 Однолінійна блок-схема харчування дугового печі;
Умовні позначення: КВ - кабельний ввід, ВВ - повітряний ввід, Р - роз'єднувач високої напруги, ТН - трансформатор напруги, ВМ - вимикач потужності, ТТ - трансформатор струму, Др - дросель, ШВ - шунтирующий вимикач, ПТ - пічної трансформатор, ПСН - перемикач ступенів напруги, - перемикач звездатреугольнік, ЕП - електропіч, 3 - земля
У цій схемі живлення від лінії високої напруги подається через кабельний або повітряний ввід. Кабельний ввід (КБ) застосовується при напрузі до 35 кВ. При більш високих напругах застосовується повітряний ввід (ВВ).
Роз'єднувач Р високої напруги може працювати тільки після відключення пічного трансформатора ПТ вимикачем потужності ВМ.
Вимірювальні трансформатори напруги ТН і струму ТТ служать для зниження напруги і струму до значень, на яку розраховані вимірювальні прилади й інша апаратура (зазвичай до 100 В і до 5 А).
Вимикач потужності ВМ є одним з найбільш відповідальних апаратів електричної частини пічної установки. Працюючи автоматично, він повинен миттєво (0,1-0,15 с) відключити установку в разі аварійного короткого замикання на стороні високої напруги або після встановленої витримки (3-5 с) відключити установку в разі експлуатаційного короткого замикання електродів з металом в печі. Крім того, з його допомогою виробляються всі оперативні включення і відключення установки в процесі її роботи.
Дросель Др призначений для обмеження струмів експлуатаційного короткого замикання і для забезпечення безперервного горіння дуг. Після припинення великих кидків струму при плавленні шихти дросель шунтируется вимикачем ШВ. У великих пічних установках, що мають значну індуктивний опір, дросель не застосовується.
Пічної трансформатор ПТ знижує високу напругу до значень, необхідних в процесі плавки. Всі перемикання обмоток трансформатора виконуються з боку високої напруги, так як в цьому випадку менше сила струму і відповідно менше розміри контактних елементів. Перемикач здійснює перемикання трифазних обмоток високої напруги зі схеми з'єднання "трикутник" на схему "зірка", при цьому напруга на вторинних обмотках трансформатора зменшується в раз. Перемикання ступенів вторинної напруги досягається зменшенням числа включених витків обмоток високої напруги за допомогою перемикача ПСН. У великих печах все перемикання трансформатора здійснюються під навантаженням.