Аннотация
Рассмотрен наиболее энергоёмкий объект сталеплавильного комплекса – дуговая сталеплавильная печь (ДСП-125) металлургического предприятия ОАО «АМУРМЕТАЛЛ», г. Комсомольск-на-Амуре. Описана функциональная роль статического тиристорного компенсатора (СТК). Приведена упрощённая схема электроснабжения ДСП. Указано на недостаточное быстродействие гидравлических приводов, перемещающих электроды печи, что приводит к разрыву дуги. Ступенчатое регулирование напряжения на входе печного трансформатора (ПТ), с помощью регулятора под нагрузкой (РПН), ведёт к потере непрерывного контроля над технологическим процессом выплавки стали. При переключении ступеней РПН возникают межвитковые короткие замыкания, которые создают электродинамические ударные нагрузки на обмотки трансформатора, снижающие надёжность ПТ. Предложено техническое решение, позволяющее заменить РПН, на бесконтактное устройство, позволяющее непрерывно регулировать напряжение, в заданных пределах, на высокой стороне ПТ. В среде «MatLab» разработаны математические модули реакторно-тиристорного регулятора напряжения (РТРН) и его системы управления. Приведена блочно – модульная имитационная модель РТРН с реальными параметрами. Численными экспериментами проведены исследования его регулировочных свойств и влияния на сеть. Рассмотрены осциллограммы тока и напряжения элементов устройства. Результаты исследования показали, что процесс регулирования существенно не влияет на форму тока и напряжения сети, отсутствует режим прерывистого тока. Рассмотрена возможность использования тиристорного регулятора напряжения с естественной коммутацией (ТРНЕ), входящего в состав СТ.
Ключевые слова
Дуговая сталеплавильная печь, тиристорный вентиль, реакторно-тиристорный регулятор напряжения, ток дуги, печной трансформатор, статический тиристорный компенсатор, регулятор под нагрузкой.
1. Металлургические мини-заводы / Смирнов А.Н. и др. Донецr: Норд-Пресс:, 2005. 469 с.
2. Якимов И.А., Николаев А.А., Корнилов Г.П. Исследование сверхмощных дуговых сталеплавильных печей с тиристорным регулятором напряжения в промежуточном контуре печного трансформатора // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. 2014. Т. 1, №1. С. 41–47.
3. Требования к системе мониторинга технического состояния трансформатора сверхмощной дуговой сталеплавильной печи / Карандаев А.С., Евдокимов С.А., Сарлыбаев А.А., Леднов Р.А. // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2013. № 2 (25). С. 58–68.
4. Свиридов В.А., Бахарев Н.П. Обеспечение электродинамической стойкости силовых трансформаторов // Молодой ученый. 2017. №32. С. 20–25.
5. Пат. 166559 Российская Федерация, Н 02 М 5/00, Н 02 Р 13/00. Пускорегулирующее устройство на стороне высокого напряжения трансформаторной подстанции / Климаш В.С., Табаров Б.Д., Гетопанов А.Ю.; заявитель ФГБОУ ВО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет». № 2016121772/07; заявл. 01.06.2016; опубл. 10.12.2016, Бюл. №34.
6. Якимов И.А. Обоснование тиристорного регулирования напряжения трансформатора дуговой сталеплавильной печи // Электротехнические системы и комплексы. 2017. №2 (35). С. 41–48.
7. Пат. 2086076 Российская Федерация, МПК Н 05 И 7/148 G 05 F 1/02, F 27 D 19/00. Способ регулирования тока трёхфазной электродуговой печи прямого нагрева / Дж. Дженсини, Л. Морелло, Дж. Коассини, Р. Фраджакомо. Опубл. 27.07.1997.
8. Pat. 09/778,835 United States, H05B 7/144; H05B 7/148. Power control system for ac electric arc furnace / Hatch Associates Ltd., Satcon Power Systems Canada Ltd.; Assignees Thomas Lai Wai Ma, Mohammad Sedigay, Brian Kennet Perkins, Theodorus Anthonius Gerritsen, Janos Rajda. №6, 603,795 B2; fil. 02. 8, 2001; publ. 08. 5, 2003.
9. Zenzo I., Tsutomu K. Steel melting arc furnace transformer equipment directly connected to 154 kV power source with tertiary loud switching system // Fuji electric review. 2014, vol. 17, no. 1, pp.16–23.
10. Пат. 2622890 Российская Федерация, H02M 5/257. Способ включения, выключения и регулирования напряжения трансформаторной подстанции / Климаш В. С., Табаров Б.Д., Гетопанов А. Ю.; заявитель ФГБОУ ВО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет». № 2016131037/07; заявл. 27.07.2016; опубл. 21.06.2017, Бюл. №18.
11. Аншин В.Ш. Электропечные трансформаторы для металлургической промышленности, выпускаемые ОАО «ЭЛЕКТРОЗАВОД» // Электро. 2006. № 4. С. 16-20.
12. Верещаго Е. Н., Костюченко В. И. Модель электрической дуги в Matlab / simulink // Электротехника и электроэнергетика. 2013. №2 (25). С. 40-46.
13. Чунихин А.А. Электрические аппараты. Общий курс: учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1988. 720 с.
14. Свидетельство Российская Федерация о регистрации программы для ЭВМ. Программный комплекс математических моделей магнитно-тиристорного пускорегулирующего устройства для силового трансформатора в среде MatLab / Климаш В.С., Табаров Б.Д.; заявитель «Климаш Владимир Степанович». № 2017613852; заявл. 16.12.2016; опубл. 03.04.17, Бюл. №4.
15. Статический тиристорный компенсатор реактивной мощности типа СТК-160/35: техническое описание и инструкция по эксплуатации / АО Ансальдо-ВЭИ. М., 2008. 71 с.