Русская версия English version

Исследование параллельной работы автоматизированных электроприводов прокатного стана и дуговой сталеплавильной печи

А.А. Николаев, А.С. Денисевич, М.В. Буланов

Вестник ИГЭУ, 2017 г. выпуск 3, сс. 59—69

Скачать PDF

Аннотация на русском языке: 

Состояние вопроса: Современные электроприводы прокатных станов выполняются на базе мощных высоковольтных синхронных (асинхронных) двигателей и преобразователей частоты с активными выпрямителями. Существующие системы преобразователей частоты с активными выпрямителями не адаптированы к несимметричным провалам напряжения, возникающим во внешней питающей сети, в результате чего могут происходить частые отключения преобразователей. В выполненных ранее исследованиях предложены мероприятия по компенсации провалов напряжения за счет использования статических тиристорных компенсаторов, функционирующих в системах электроснабжения дуговых сталеплавильных печей, при условии параллельной работы электросталеплавильного комплекса и преобразователей частоты с активными выпрямителями прокатного стана. Однако в данных работах не проводились исследования процессов в преобразователях частоты с активными выпрямителями при несимметрии и колебаниях напряжения, вызванных работой дуговых сталеплавильных печей. В связи с этим исследования режимов работы преобразователей частоты с активными выпрямителями, подключенных на параллельную работу с комплексом «ДСП-СТК», являются важной задачей.

Материалы и методы: При проведении исследований использованы экспериментальные массивы электрических параметров, записанные на действующих комплексах «ДСП-СТК», а также известные методы математического моделирования силовых преобразователей и их систем управления. При моделировании активного выпрямителя использованы существующие методы широтно-импульсной модуляции, реализованные в серийных преобразователях частоты с активными выпрямителями.  

Результаты: Проведен анализ параллельной работы электросталеплавильного и прокатного комплексов при наличии и отсутствии статических тиристорных компенсаторов. На основании выполненных исследований впервые доказана возможность параллельной работы комплекса «ДСП-СТК» и преобразователей частоты с активными выпрямителями.

Выводы: Результаты исследований имеют теоретическую значимость для теории электропривода и электроснабжения промышленных предприятий и могут найти практическое применение при проектировании систем электроснабжения главных электроприводов прокатных станов, а также при выборе параметров силовых схем и систем управления преобразователей частоты с активными выпрямителями в случае необходимости обеспечения дополнительной защиты преобразователей частоты с активными выпрямителями от внешних провалов напряжения.  

Ключевые слова:  преобразователь частоты, активный выпрямитель, дуговая сталеплавильная печь, статический тиристорный компенсатор, несимметрия напряжения, провал напряжения, качество электрической энергии.

Список литературы на русском языке: 
  1.  Храмшин Т.Р., Крубцов Д.С., Корнилов Г.П. Математическая модель активного выпрямителя в несимметричных режимах работы // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. – 2014. – Т. 1, № 2. – С. 3–9.
  2.  Храмшин Т.Р., Крубцов Д.С., Корнилов Г.П. Математическая модель силовой схемы главных электроприводов прокатных станов // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. – 2014. – Т. 1, № 1. – С. 3–7.
  3.  Application of Static Var Compensator of Ultra-High Power Electric Arc Furnace for Voltage Drops Compensation in Factory Power Supply Systems of Metallurgical Enterprise / A.A. Nikolaev, G.P. Kornilov, T.R. Khramshin, I. Akcay, Y. Gok // Procedings of IEEE 2014 Electrical Power and Energy Conference. (EPEC 2014). P. 235–241.
  4.  Использование статического тиристорного компенсатора сверхмощной дуговой сталеплавильной печи для обеспечения устойчивости электроэнергетической системы и повышения надежности внутризаводского электроснабжения / А.А. Николаев, Г.П. Корнилов, В.С. Ивекеев и др. // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. – 2014. – № 1. – С. 59–69.
  5.  Исследование влияния провалов напряжения в системе электроснабжения завода ММК «Metalurji» на работу главных электроприводов стана горячей прокатки / А.А. Николаев, А.С. Денисевич, И.А. Ложкин, М.М. Тухватуллин // Электротехнические системы и комплексы. – 2015. – №3(28). – С. 8–14.
  6.  Храмшин Т.Р., Крубцов Д.С., Корнилов Г.П. Методы широтно-импульсной модуляции мощных активных выпрямителей при несимметрии напряжения // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. – 2014. –Т.2, №4. – С. 7–13.
  7. Алгоритм управления активным многоуровневым фильтром / Т.Р. Храмшин, Р.Р. Храмшин, Г.П. Корнилов, А.А.  Мурзиков // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2011. – № 4. – С. 102–105.
  8.  Маклаков А.С. Имитационное моделирование главного электропривода прокатной клети толстолистового стана 5000 // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. – 2014. – № 3. – С. 16–25.
  9.  Маклаков А.С., Гасияров В.Р., Белый А.В. Энергосберегающий электропривод на базе двухзвенного преобразователя частоты с активным выпрямителем и автономным инвертором напряжения // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. – 2014. – Т. 1, № 1. – С. 23–30.
  10. Храмшин Т.Р., Храмшин Р.Р., Корнилов Г.П. Расчет электромагнитных процессов в трехфазном трехуровневом инверторе напряжения // Электротехнические системы и комплексы: междунар. сб. науч. тр. – Магнитогорск: МГТУ, 2010. – Вып. 1. – С. 221.
  11. Храмшин Т.Р., Абдулвелеев И.Р., Корнилов Г.П. Математическая модель силовой схемы мощного СТАТКОМа // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. – 2015. – Т. 2, № 1. – С. 38–46.
  12. Маклаков А.С., Радионов А.А. Влияние на сеть трёхфазного мостового двухуровневого активного выпрямителя напряжения при различных видах ШИМ // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. – 2013. – № 2. – С. 40–47.
  13. Храмшин Т.Р., Крубцов Д.С., Корнилов Г.П.  Оценка методов широтно-импульсной модуляции напряжения активных выпрямителей прокатных станов // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. – 2013. – № 2. – С. 48–52.
  14. Маклаков А.С., Радионов А.А. Исследование векторной ШИМ с различными таблицами переключения силовых ключей трехуровневого преобразователя // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. – 2015. – Т. 2, № 1. – С. 30–37.
  15. Маклаков А.С. Анализ работы активного выпрямителя напряжения в режимах компенсации реактивной мощности // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. – 2013. – № 1. – С. 43–50.
  16. Разработка математической модели электропривода отводящего рольганга широкополосного стана горячей прокатки / С.И. Лукьянов, Н.В. Швидченко, Р.С. Пишнограев, Д.В. Швидченко // Математическое и программное обеспечение систем в промышленной и социальной сферах. – 2011. – № 1–2. – С. 71–76.
  17. Николаев А.А., Анохин В.В., Урманова Ф.Ф. Разработка способа снижения коммутационных перенапряжений при наличии фильтров высших гармоник статического тиристорного компенсатора // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. – 2015. – Т. 2, № 4. – С. 72–76.
Ключевые слова на русском языке: 
,преобразователь частоты, активный выпрямитель, дуговая сталеплавильная печь, статический тиристорный компенсатор, несимметрия напряжения, провал напряжения, качество электрической энергии
Ключевые слова на английском языке: 
frequency converter, active rectifier, electric arc furnace, static var compensator, voltage asymmetry, voltage sag, power quality
Индекс DOI: 
10.17588/2072-2672.2017.3.059-069
Количество скачиваний: 
22