Николаев А.А., Гилемов И.Г., Линьков С.А., Светлаков М.С. Экспериментальные исследования качества электроэнергии в сети 34,5 кВ металлургического завода ЗАО «MMK Metalurji»

скачать PDF

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

 

Николаев Александр Аркадьевич – канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой, кафедра автоматизированного электропривода и мехатроники, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0001-5014-4852

Гилемов Ильдар Галиевич – аспирант, кафедра автоматизированного электропривода и мехатроники, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0002-2481-3378

Линьков Сергей Александрович – канд. техн. наук, доцент, кафедра автоматизированного электро-привода и мехатроники, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0002-0774-3910

Светлаков Максим Сергеевич – студент, кафедра автоматизированного электропривода и мехатроники, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0001-7288-8262

  1. 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
  2. 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
  3. 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
  4. Маклаков А.С. Имитационное моделирование главного электропривода прокатной клети толстолистового стана 5000 // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2014. №3. С. 16-25.
  5. 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.
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. 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
  16. 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
  17. 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
  18. 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
  19. 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
  20. 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

Подробности
Просмотров: 310