Корнилов Г.П., Газизова О.В., Абдулвелеев И.Р., Бунин А.А., Лыгин М.М. Расширение свойств фильтрокомпенсирующих устройств в системах внутризаводского электроснабжения

скачать PDF

Аннотация

Одним из наиболее энергоемких производств металлургического предприятия является кислородно-конвертерное. Потребители электроэнергии таких цехов предъявляют высокие требования к качеству напряжения. В то же время электроприемники таких цехов могут существенно снижать показатели качества электроэнергии. В представленной работе оценен уровень напряжения в действующей сети кислородно-конвертерного цеха напряжением 10 кВ. Выявлено снижение напряжения ниже уровня, допустимого по условиям работы электроприемников. Определены причины снижения напряжения в условиях работы сети сложной конфигурации. Разработана математическая модель для исследования показателей качества электроэнергии рассматриваемого цеха с учетом характеристик питающей сети. Исследовано влияние уровня напряжения питающей сети, регулирующего эффекта нагрузки, мощности нагрузки и конфигурации питающей сети на уровень напряжения. Разработан комплекс мероприятий по повышению качества напряжения. С учетом показателей качества электроэнергии рекомендованы к установке компенсирующие устройства. Произведено технико-экономическое сравнение вариантов установки компенсирующих устройств с учетом потерь мощности и электроэнергии в питающей и распределительной сети цеха. Оценен общий уровень потерь в составе электропотребления кислородно-конвертерного цеха. Показано его снижение при внедрении рекомендованных мероприятий.

Ключевые слова

Кислородно-конвертерный цех, качество напряжения, потери мощности и электроэнергии, потребление электроэнергии, компенсирующие устройства.

Корнилов Геннадий Петрович – д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2451-3850.

Газизова Ольга Викторовна – канд. техн. наук, доцент, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9416-672X.

Абдулвелеев Ильдар Равильевич – канд. техн. наук, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, институт энергетики и автоматизированных систем, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2748-6533.

Бунин Александр Андреевич – аспирант, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..

Лыгин Максим Михайлович – аспирант, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8884-4846

1. Николаев А.А., Корнилов Г.П., Денисевич А.С. Разработка усовершенствованной методики расчета параметров фильтрокомпенсирующих цепей статического тиристорного компенсатора электродуговой печи // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Энергетика». 2018. Т. 18. № 4. С. 89-100. doi: 10.14529/power180410.

2. Экспериментальное исследование электромагнитной совместимости современных электроприводов в системе электроснабжения металлургического предприятия / А.А. Николаев, Г.П. Корнилов, Т.Р. Храмшин, Г.В. Никифоров, Ф.Ф. Муталлапова // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2016. Т. 14. № 4. С. 96-105. doi: 10.18503/1995-2732-2016-14-4-96-105.

3. Корнилов Г.П., Николаев А.А., Пястолова Д.Ю. Технико-экономическое сравнение компенсирующих устройств дуговых печей широкого класса мощности // Электротехнические системы и комплексы. 2016. № 1(30). С. 34-38. doi: 10.18503/2311-8318-2016-1(30)-34-38.

4. Hazarika D. New method for monitoring voltage stability condition of a bus of an interconnected power system using measurements of the bus variables // IET Generation, Transmission & Distribution. 2012. Vol. 6 Is. 10. Pp. 977-985. doi: 10.1049/iet-gtd.2011.0786.

5. Karthikeyan K., Dhal P.K. Investigation of optimal location and tuning of STATCOM by genetic algorithm based transient stability improvement // Journal of Electrical Systems. 2018. 14-2. Pp. 103-117.

6. A generalized control scheme for active front-end multilevel converters / F. Hernandez, T. Moran, J. Espinoza, J. Dixon // 27th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON) 2001. Vol. 2. Pp. 915-920. doi: 10.1109/IECON.2001.975887.

7. Jiang J., Holtz J. An efficient braking method for con-trolled AC drives with a diode rectifier front end // Conference Record of the 2000 IEEE Industry Applications Conference. Thirty-Fifth IAS Annual Meeting and World Conference on Industrial Applications of Electrical Energy. 2000. Vol. 3. Pp. 1446-1453. doi: 10.1109/IAS.2000.882074.

8. Operating region in active-front-end voltage/current source rectifiers / J.R. Espinoza, G. Joos, M.А. Perez, L.A. Moran // Proceedings of the IEEE International Symposium on Industrial Electronics (ISIE). 2000. Vol. 2. Pp. 459-464. doi: 10.1109/ISIE.2000.930341.

9. Chomat M., Schreier L., Bendl J. Control of active front-end rectifier under unbalanced voltage supply and DC-link pulsations // IEEE International Electric Machines & Drives Conference (IEMDC). 2011. Pp. 324-329. doi: 10.1109/IEMDC.2011.5994868.

10. Power control of an AFE rectifier during unbalanced grid voltage using predictive current control / G. Hunter, R. Peña, I. Andrade, J. Riedemann, R. Blasco-Gimenez // IEEE 24th International Symposium on Industrial Electronics (ISIE). 2015. Pp. 385-390. doi: 10.1109/ISIE.2015.7281499.

11. AFE rectifier control based on virtual flux direct power control and active power ripple elimination under un-balanced network condition / M.H. Saeedinia, M. Mehreganfar, S.A Davari, D.A. Khaburi // 9th Annual Power Electronics, Drives Systems and Technologies Conference (PEDSTC). 2018. Pp. 253-258. doi: 10.1109/PEDSTC.2018.8343805.

12. Maklakov A.S., Radionov A.A., Gasiyarov V.R. Power factor correction and minimization THD in industrial grid via reversible medium voltage AC drives based on 3L-NPC AFE rectifiers // 42nd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON). 2016. Pp. 2551-2556. doi: 10.1109/IECON.2016.7793315.

13. Haijun T., Di H. Study of Control Strategy Based Dual-PWM Converter under Unbalanced Input Voltage Condition // Advances in Electronic Engineering, Communication and Management (EECM). 2011. Vol. 1. Pp. 267-272. doi: 10.1007/978-3-642-27287-5_43.

14. EMC analysis of 18-pulse AC-DC circuit consisting of three level AFE rectifiers based on PWMSHE method with three switching angles for quarter-period / A.A. Radionov, A.S. Maklakov, E.A. Maklakova, V.R. Gasiyarov, S.S. Voronin // IEEE NW Russia Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering Conference (EIConRusNW). 2016. Pp. 659-663. doi: 10.1109/EIConRusNW.2016.7448269.

15. A Flexible Selective Harmonic Mitigation Technique to Meet Grid Codes in Three-Level PWM Converters / L.G. Franquelo, J. Napoles, R.C.P. Guisado, J.I. Leon, M.A. Aguirre // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2007. Vol. 54. No. 6. Pp. 3022-3029. doi: 10.1109/TIE.2007.907045.

16. Resonances in a high-power active-front-end rectifier system / J.R. Rodriguez, J. Pontt, R. Huerta, G. Alzamora, N. Becker, S. Kouro, P. Cortes, P. Lezana // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2005. Vol. 52. No. 2. Pp. 482-488. doi: 10.1109/TIE.2005.843907.

17. Fei W., Du X., Wu B. Half-wave symmetry SHE-PWM method for multilevel voltage inverters // Twenty-Fifth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Ex-position (APEC). 2010. Pp. 1732-1735. doi: 10.1109/APEC.2010.5433466.

18. Model Predictive Control of an AFE Rectifier With Dynamic References / D.E. Quevedo, R.P. Aguilera, M.A. Perez, P. Cortes, R. Lizana // IEEE Transactions on Power Electronics. 2012. Vol. 27. No. 7. Pp. 3128-3136. doi: 10.1109/TPEL.2011.2179672.

19. Operation of Grid-Connected DFIG Under Unbalanced Grid Voltage Condition / Y. Zhou, P. Bauer, J.A. Ferreira, J. Pierik // IEEE Transactions on Energy Conversion. 2009. Vol. 24. No. 1. Pp. 240-246. doi: 10.1109/TEC.2008.2011833.

20. Control Strategies Based on Symmetrical Components for Grid-Connected Converters Under Voltage Dips / S. Alepuz, S. Busquets-Monge, J. Bordonau, J.A. Martinez-Velasco, C.A. Silva, J. Pontt, J. Rodriguez // IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2009, vol. 56, no. 6, pp. 2162-2173. doi: 10.1109/TIE.2009.2017102.

Подробности
Просмотров: 643