Аннотация
Отмечается, что большинство отечественных прокатных станов оснащено тиристорными электроприводами постоянного тока с двухзонным регулированием скорости (ДЗРС). Дается перечень научно-технических разработок, обеспечивающих снижение потребления реактивной мощности за счет ограничения запаса выпрямленной ЭДС тиристорного преобразователя в установившемся и динамических режимах. Промышленное внедрение тиристорных электроприводов, оснащенных разработанными системами ДЗРС, потребовало проведения теоретических и экспериментальных исследований их энергетических показателей. Проводится исследование разработанной комбинированной системы ДЗРС, внедренной в опытно-промышленную эксплуатацию на стане 2000 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК»). Рассматриваются энергетические характеристики электропривода одной из клетей стана при работе существующей и внедряемой систем ДЗРС. Представлены результаты осциллографирования реактивной мощности на секции шин 10 кВ до и после проведения мероприятий по снижению ее потребления, включающих внедрение разработанной системы и снижение вторичного напряжения преобразовательных трансформаторов. Подтверждено снижение потребления реактивной мощности во всем диапазоне изменения тока нагрузки электропривода. Дается оценка технико-экономической эффективности внедрения исследуемой системы ДЗРС во всех электроприводах непрерывной группы стана 2000. Расчетное снижение потерь электрической энергии при прокатке полос «среднего» сортамента составляет не менее 7%. Отмечается, что сокращение потребления реактивной мощности достигается без применения компенсирующих устройств за счет совершенствования систем управления электроприводов, т.е. практически без капитальных затрат.
Ключевые слова
Широкополосный стан горячей прокатки, тиристорный электропривод, энергетические показатели, реактивная мощность, система двухзонного регулирования скорости, разработка, внедрение, экспериментальные исследования, технико-экономическая эффективность.
1. Храмшин В.Р. Энергосберегающие тиристорные электроприводы прокатных станов: монография. - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2013. 180 с.
2. Головин В.В., Карандаев А.С., Храмшин В.Р. Энергосберегающие тиристорные электроприводы с автоматическим изменением координаты, регулируемой по цепи возбуждения // Изв. вузов. Электромеханика. 2006. № 4. С. 35–39.
3. Совершенствование автоматизированных электроприводов и диагностика силового электрооборудования / И.А. Селиванов, А.С. Карандаев, С.А. Евдокимов, В.Р. Храмшин, А.А. Шеметова, А.С. Евдокимов, А.А. Лукин, А.Ю. Андрюшин, П.В. Шиляев, В.В. Головин // Изв. вузов. Электромеханика. 2009. №1. С. 5–11.
4. Концепция построения электроприводов прокатных станов с двухзонным регулированием скорости и улучшенными энергетическими показателями / А.С. Карандаев, А.А. Радионов, В.В. Головин, А.В. Осипов // Труды IV Международной (XV Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу «Автоматизированный электропривод в XXI веке: пути развития» (АЭП-2004, Магнитогорск). Ч. 2. Магнитогорск, 2004. С. 260-264.
5. Пат. 2095931 РФ, МКП6 H 02 P 5/06. Способ управления электроприводом постоянного тока / И.А. Селиванов, А.С. Карандаев, О.И. Карандаева, А.С. Чуманский. Опубл. 10.11.1997. Бюл. №31.
6. Карандаев А.С., Радионов А.А., Головин В.В. Система двухзонного зависимого регулирования скорости в функции выпрямленной ЭДС тиристорного преобразователя // Изв. вузов. Электромеханика. 2004. №2. С. 40–46.
7. А.с. 892634СССР, МКИ H 02 P 5/06. Устройство для управления возбуждением электродвигателя постоянного тока / А.С. Карандаев, Г.П. Корнилов, В.И. Косматов, И.А. Селиванов. Опубл. 23.12.1981. Бюл. № 3.
8. Федоров А.А., Корнилов Г.П., Карандаев А.С. Улучшение энергетических показателей электропривода в системе двухзонного регулирования частоты вращения // Изв. вузов СССР. Энергетика. 1983. № 9. С. 29-33.
9. Пат. 2154892 РФ, МПК H 02 P 5/06. Способ управления потоком возбуждения электродвигателя постоянного тока / Е.В. Карпов, И.А. Селиванов, А.С. Карандаев, С.А. Евдокимов, И.Ю. Кузнецов, М.Ю. Петушков. Опубл. 20.08.2000 №23.
10. Патент 2456741 РФ, МПК7 Н 02 Р 7/28. Способ управления потоком возбуждения электродвигателя постоянного тока / Ю.П. Журавлев, В.В. Головин, П.В. Шиляев, А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, Р.Р. Храмшин // БИПМ №20. 2012. С. 460.
11. Патент 2457611 РФ, МПК7 Н 02 Р 7/06. Способ управления потоком возбуждения электродвигателя постоянного тока в системе двухзонного регулирования / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, Р.Р. Храмшин, А.А. Лукин, Ю.П. Журавлев, П.В. Шиляев, В.В. Головин // БИПМ №21. 2012. С. 394.
12. Храмшин В.Р. Разработка электротехнических систем непрерывной группы стана горячей прокатки при расширении сортамента полос: дис. ... д-ра техн. наук. Магнитогорск: ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2013. – 360 с.
13. Карандаев А.С. Совершенствование автоматизированных электроприводов агрегатов прокатного производства // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2014. №1. С. 3–15.
14. Математическое моделирование тиристорного электропривода с переключающейся структурой / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, В.В. Галкин, А.А. Лукин // Изв. вузов. Электромеханика. 2010. №3. С. 47–53.
15. Математическое моделирование взаимосвязанных электромеханических систем межклетевого промежутка широкополосного стана горячей прокатки / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, И.Ю. Андрюшин, В.В. Головин, П.В. Шиляев // Изв. вузов. Электромеханика. 2009. № 1. С. 12–20.
16. Математическая модель взаимосвязанных электротехнических систем непрерывной группы широкополосного стана / Храмшин В.Р., Андрюшин И.Ю., Гостев А.Н., Карандаев А.С. // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2013. №1. С. 12–21.
17. Карандаев А.С. Экспериментальные исследования тиристорных электроприводов с двухзонным регулированием скорости с улучшенными энергетическими характеристиками / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, А.А. Лукин, Г.В. Шурыгина, В.В. Головин // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Энергетика», 2010. №14. С. 67–72.
18. Федоров А.А., Ристхейн Э.М. Электроснабжение промышленных предприятий. М.: Энергия, 1981. 360 с.
19. Головин В.В.. Карандаев А.С., Храмшин В.Р. Оценка эффективности применения тиристорного электропривода с автоматическим изменением координаты, регулируемой по цепи возбуждения // Изв. вузов. Электромеханика. 2006. № 4. С. 40-45.
20. Новые технические решения в электроприводах и системах регулирования технологических параметров станов горячей прокатки / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, И.Ю. Андрюшин, В.В. Головин, П.В. Шиляев, С.А. Петряков, А.А. Лукин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2010. №. 3-2. С. 34-40.
21. Исследование условий коммутации двигателей электроприводов широкополосного стана горячей прокатки / Ю.В. Мерзляков, Г.Г. Толмачев, А.С. Карандаев, В.В. Галкин, В.В. Головин, А.И. Хлыстов // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 3: в 5 ч. 2010. Ч. 3. С. 89–96.
22. Храмшин В.Р. Повышение безопасности режима инвертирования тиристорного электропривода при прокатке полос расширенного сортамента // Электротехника. 2013. №2 С. 52-56.
23. Пат. 121669 РФ, МПК7 Н 02 Р 7/06. Устройство двухзонного регулирования скорости двигателя постоянного тока / В.Р. Храмшин, А.С. Карандаев, Р.Р. Храмшин, И.Ю. Андрюшин // БИМП. №30. 2012. С. 112.
24. Храмшин В.Р. Разработка и внедрение автоматизированных электроприводов и систем регулирования технологических параметров широкополосного стана горячей прокатки //Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2012. №6. С. 100-104.
25. Басков С.Н., Карандаев А.С., Осипов О.И. Энергосиловые параметры приводов и система профилированной прокатки слябов стана 2800 // Приводная техника. 1999. № 1-2. С. 21–24.
26. Определение энергосиловых параметров процессов обработки металлов давлением косвенным методом / А.А. Радионов, Д.Ю. Усатый, А.С. Карандаев, А.С. Сарваров; Магнитогорск, 2000. Деп. в ВИНИТИ 20.04.2000.
27. Автоматическая коррекция скоростей электроприводов клетей стана 2000 при прокатке трубной заготовки / И.Ю. Андрюшин, В.В. Галкин, В.В. Головин, А.С. Карандаев, А.А. Радионов, В.Р. Храмшин // Изв. вузов. Электромеханика. 2011. № 4. С. 31–35.
28. Согласование скоростных режимов электроприводов клетей непрерывной группы прокатного стана. / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, А.А. Радионов, И.Ю. Андрюшин, В.В. Галкин, А.Н. Гостев //Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2013. № 1. С. 98-103.
29. Совершенствование алгоритма согласования скоростей электроприводов клетей черновой группы стана горячей прокатки / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, В.В. Галкин, А.Н. Гостев //Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2011. № 34 (251). С. 35-41.