Аннотация
В системах внутризаводского электроснабжения металлургических заводов используются распределительные сети среднего напряжения 6–35 кВ. В результате взаимного влияния ёмкостей протяжённых кабельных линий и индуктивностей понизительных трансформаторов возможно возникновение резонансных явлений в диапазоне средних частот. В случае попадания высокочастотных гармоник, генерируемых преобразователями частоты с активными выпрямителями, в резонансную область возможны аварийные режимы работы потребителей во внутризаводской распределительной сети предприятия. Подобные явления могут приводить к длительным простоям технологического оборудования, браку продукции. Это влечёт за собой значительный экономический ущерб, особенно при производстве продукции с высокой добавленной стоимостью. В данной работе были отражены результаты экспериментальных исследований качества напряжения в распределительной сети 34,5 кВ металлургического завода «MMK Metalurji». Целью экспериментальных исследований был анализ текущих режимов работы системы электроснабжения для разработки научно обоснованных технических мероприятий, направленных на улучшение качества напряжения в точке общего подключения внутризаводских потребителей при основном режиме работы системы электроснабжения. При проведении экспериментальных исследований был применён анализатор качества электроэнергии Fluke 435 и токовых клещей Fluke i5s. Предложены мероприятия по улучшению электромагнитной совместимости преобразователей частоты с активными выпрямителями электроприводов стана горячей прокатки 1750 с питающей сетью.
Ключевые слова
внутризаводская система электроснабжения, показатели качества электроэнергии, преобразователь частоты, активный выпрямитель, широтно-импульсная модуляция, электромагнитная совместимость, резонанс токов, частотная характеристика
- Nikolaev A.A., Bulanov M.V., Antropova L.I. Ways to Ensure Electromagnetic Compatibility of Powerful Frequency Converters in Internal Power Supply Systems of Industrial Enterprises in the Presence of Resonance Phenomena // International Conference on Industrial Engineering, Applica-tions and Manufacturing (ICIEAM). 2019. Pp. 1-6. doi: 10.1109/ICIEAM.2019.8742938
- Экспериментальные исследования 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
- Reactive power compensation in industrial grid via highpower adjustable speed drives with medium voltage 3L-NPC BTB converters / A.A. Radionov, V.R. Gasiyarov, A.S. Maklakov, E.A. Maklakova // International Journal of Power Electronics and Drive Systems. 2017. № 8(4). Pp. 1455-1466. doi: 10.11591/ijpeds.v8.i4.pp1455-1466
- Маклаков А.С. Имитационное моделирование главного электропривода прокатной клети толстолистового стана 5000 // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2014. №3. С. 16-25.
- Храмшин T.P., Корнилов Г.П. Крубцов Д.С. Оценка методов широтно-импульсной модуляции напряжения активных выпрямителей прокатных станов // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2013. №2. С. 48-53.
- O'Brien K., Teichmann R., Bernet S. Active rectifier for medium voltage drive systems // Applied Power Electronics Conference and Exposition. IEEE, 2001. Pp. 557-562. doi: 10.1109/APEC.2001.911701
- Kornilov G.P., Khramshin T.R., Abdulveleev I.R. Increasing stability of electric drives of rolling mills with active front ends at voltage sag // International Conference on Electro-technical Complexes and Systems (ICOECS). 2019. Pp. 1-4. doi: 10.1109/ICOECS46375.2019.8949945
- Providing Electromagnetic Compatibility of High-Power Frequency Converters with Active Rectifiers at Internal Power Supply System of Cherepovets Steel Mill / A.A. Nikolaev, I.G. Gilemov, M.V. Bulanov, V.I. Kosmatov // XVIII International Scientific Technical Conference Alternating Current Electric Drives (ACED). 2021. Pp. 1-8. doi: 10.1109/ACED50605.2021.9462264
- Retrofit of a hot rolling mill plant with three-level active front end drives / G.A. Orcajo, J.R. D., J.M. Cano, J.G. Norniella, P.G. Ardura, R.T. Llera, D.R. Cifrián // IEEE Transactions on Industry Applications. IEEE, 2018. No 54(3). Pp. 2964-2974. doi: 10.1109/TIA.2018.2808159
- Design and Analysis of Electrical Drives Using Active Front End Converter / K.B. Chimonyo, K.K. Sathish, K.B. Kishore, K. Ravi // Second International Conference on Inventive Communication and Computational Technologies (ICICCT). 2018. Pp. 115-119. doi: 10.1109/ICICCT.2018.8473042
- Ndokaj A., Di Napoli A. Behavior of an Active Front End in presence of voltage sags // International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion. 2014. Pp. 1208-1212. doi: 10.1109/SPEEDAM.2014.6872043
- Ndokaj A., Di Napoli A. Active front end in presence of voltage notches // International Conference on Clean Electrical Power (ICCEP). 2015. Pp. 9-13, doi: 10.1109/ICCEP.2015.7177593
- Dell'Aquila A., Liserre M., Monopoli V.G. Active front end adjustable speed drives under grid voltage sags: effects and dynamical performance evaluation // European Conference on Power Electronics and Applications. 2005. Pp. 1-10. doi: 10.1109/EPE.2005.219589
- Karshenas H.R., Kojori H.A., Dewan S.B. Generalized techniques of selective harmonic elimination and current control in current source inverters/converters // IEEE Transactions on Power Electronics. 1995. Vol. 10. No. 5. Pp. 566-573. doi: 10.1109/63.406844
- Turnbull F.G. Selected harmonic reduction in static DC-AC inverters // IEEE Trans. Commun. Electron. 1964. Vol. 83. No. 73. Pp. 374-378. doi: 10.1109/TCOME.1964.6541241
- Jing T., Maklakov A., Radionov A. Two Selective Harmonic Control Techniques Applied in 10kV Grid with Three-Level NPC Inverter // IEEE Russian Workshop on Power Engineering and Automation of Metallurgy Industry: Research & Practice (PEAMI). IEEE, 2019. Pp. 75-79. doi: 10.1109/PEAMI.2019.8915413
- Research on hybrid SHEPWM based on different switching patterns / T. Jing, A. Maklakov, A. Radionov, S. Baskov, A. Kulmukhametova // International Journal of Power Electronics and Drive Systems. 2019. No. 10(4). Pp. 1875-1884. doi: 10.11591/ijpeds.v10.i4.pp1875-1884
- Furukawa K., Miyazaki H. Solution for SHE-PWM: Noniterative computation algorithm based on trigonometric harmonic cancellation rule // 15th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE). 2013. Pp. 1-10. doi: 10.1109/EPE.2013.6631893
- Rai N., Chakravorty S. A Review on the Generalized Formulations for Selective Harmonic Elimination (SHE-PWM) strategy // IEEE First International Conference on Smart Technologies for Power, Energy and Control (STPEC). 2020. Pp. 1-6. doi: 10.1109/STPEC49749.2020.9297733
- Разработка научно обоснованных технических решений по обеспечению электромагнитной совместимости мощных промышленных электроприводов с питающей сетью: монография / Николаев А.А., Буланов М.В., Гилемов И.Г., Афанасьев М.Ю., Шахбиева К.А., Лаптова В.А. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2021. 330 с.
Экспериментальные исследования качества электроэнергии в сети 34,5 кВ металлургического завода ЗАО «MMK Metalurji» / А.А. Николаев, И.Г. Гилемов, С.А. Линьков, М.С. Светлаков // Электротехнические системы и комплексы. 2022. № 3(56). С. 44-53. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2022-3(56)-44-53