Анализ гармонического состава токов и напряжений дуг в дуговой сталеплавильной печи с использованием математической модели
Аннотация
В рамках данного исследования выполнен анализ зависимости относительных действующих значений суммарных чётных и нечётных гармоник токов и напряжений электрических дуг дуговой сталеплавильной печи от величины тепловой постоянной времени дуги, вентильного эффекта, а также несимметричных режимов. С использованием математической модели электрического контура печи теоретически обоснована эффективность применения информации о чётных гармониках для решения задач диагностики стадии плавления шихты на начальной стадии расплавления и нечётных гармониках на стадии доводки. На базе полученных в ходе математического моделирования результатов сформированы рекомендации по формированию структуры блока диагностики стадии плавления металлошихты в составе системы управления электрическим режимом в зависимости от типа электросталеплавильного агрегата. Полученные результаты обладают потенциалом к применению в исследованиях, направленных на разработку усовершенствованных алгоритмов управления электрическим режимом дуговых сталеплавильных печей и установок ковш-печь с целью снижения энергозатрат на производство жидкой стали.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Bowman B., Krüger K. Arc Furnace Physics. Verlag Stahleisen GmbH, Düsseldorf, 2009. 268 p.
Nikolaev A.A., Tulupov P.G., Ivekeev V.S. [The Comparative Analysis of Modern Electric Modes Control Systems in Electric Arc and Ladle Furnaces]. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2020, vol. 20, no. 3, pp. 52–64. (in Russ.) DOI: 10.1109/uralcon49858.2020.9216238
Nikolaev A.A. [Enhancing the Performance of the Electric Arc Furnace – Static Var Compensator Complex: monograph]. Magnitogorsk, Publishing House of Nosov Magnitogorsk State Technical University, 2017.
p. (in Russ.)
Cassie A.M. Nouvelle théorie des arcs de rupture et rigidité du circuit [New Theory of Breaker Arcs and Circuit Rigidity]. CIGRE Report No. 102. 1939, pp. 588–608.
Nikolaev A.A., Rousseau J.-J., Szymanski V., Tulupov P.G. [An Experimental Study of Electric Arc Current Harmonics in Electric Arc Furnaces with Different Power Characteristics]. Vestnik Magnitogorskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. G.I. Nosova [Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Tech-nical University], 2016, vol. 14, no. 3, pp. 106–120. (in Russ.) DOI: 10.18503/1995-2732-2016-14-3-106-120
Nikolaev A.A., Tulupov P.G., Omelchenko E.Ya. [Experimental Analysis of Electric Arc Current and Electric Arc Voltage Harmonic Composition of Powerful Shaft Electric Arc Furnace]. Elektrotekhnicheskie sistemy
i kompleksy [Electrotechnical Systems and Complexes], 2018, no. 4 (41), pp. 63–72. (in Russ.) DOI: 10.18503/2311-8318-2018-4(41)-63-72
Nikolaev A.A., Tulupov P.G., Anufriev A.V. [Assessing the Feasibility of Electrical Mode Control of
Ultra-High Power Arc Steelmaking Furnace Based on Data about Harmonic Composition of Arc Currents and Voltages]. Proceedings of 16th International Conference on Research and Education in Mechatronics (REM2015). IEEE. Bochum, Germany, November 18–20, 2015, pp. 302–308. DOI: 10.1109/rem.2015.7380411
Nikolaev A.A., Tulupov P.G., Denisevich A.S. [An Improved Method of Determining the Electric Cir-cuit Parameters for an Electric Arc Furnace Based on the Experimental Data]. Vestnik Magnitogorskogo gosu-darstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. G.I. Nosova [Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University], 2020, vol. 18, no. 3, pp. 58–68. (in Russ.) DOI: 10.18503/1995-2732-2020-18-3-58-68
Nikolaev A.A., Anokhin V.V., Tulupov P.G. [Design of Mathematical Model of Electrotechnical Complex “Electric Arc Furnace – Static Var Compensator”]. Elektrotekhnicheskie sistemy i kompleksy [Elec-trotechnical Systems and Complexes], 2016, no. 4 (33), pp. 61–71. (in Russ.) DOI: 10.18503/2311-8318-2016-4(33)-61-71
Krüger K. Modellbildung und Regelung der elektrischen Energieumsetzung von Lichtbogenöfen [Modeling and Control of the Electrical Energy Conversion in Arc Furnaces]. Dr.-Ing. Dissertation, Fachbe-reich Maschinenbau, Universität der Bundeswehr Hamburg, Fortschritt-Berichte VDI. Reihe 6, Nr. 382, VDI-Verlag, Düsseldorf, 1998.
Boulet B., Lalli G., Ajerschv M. [Modeling and Control of an Electric Arc Furnace]. Presented at
the American Control Conference, Denver, CO, USA, Jun. 4–6, 2000.
Panoiu M., Panoiu C., Ghiormez L. [Modeling of the Electric Arc Behavior of the Electric Arc Fur-nace]. 5th International Workshop on Soft Computing Applications. Szeged, Hungary, 2012, pp. 261–271. DOI: 10.1007/978-3-642-33941-7_24
Nikolaev A.A., Tulupov P.G., Savinov D.A. [Mathematical Model of Electrode Positioning Hydraulic Drive of Electric Arc Steel-Making Furnace Taking into Account Stochastic Disturbances of Arcs]. Internatio-nal Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), 2017, pp. 1–6. DOI: 10.1109/icieam.2017.8076205
Jaipradidtham C. [A Control of Real Voltage and Harmonic Analysis with Adaptive Static Var of Electric Arc Furnace for Power Quality Improvement by Grey Markov Method]. Proceedings of the Power Systems (ICPS), 2016 IEEE 6th International Conference on. New Delhi, India, 2016, pp. 1–6. DOI: 10.1109/icpes.2016.7584250
Вао М., Xia J., Yin Х., Dong М., Не Н., Не J. [Harmonic Measurements and Analysis in а Modem Steel Manufacturing Facility]. Proceedings of the Power and Energy Society General Meeting, 2010, IEEE. Providence. RI. USA, 2010, рр. 1–6. DOI: 10.1109/pes.2010.5589983
Donsión М.Р., Güemes J.A., Oliveira F. [Influence of а SVC on АС Arc Furnaces Harmonics, Flicker and Unbalance. Measurement and Analysis]. Proceedings of the MELECON 2010–2010 15th IEEE Mediter-ranean Electrotechnical Conference. Valleta. Malta, рр. 1423–1428. DOI: 10.1109/melcon.2010.5476032
lssouribehere Р.Е., Barbero J.C., lssouribehere F., Barbera А. [Power Quality Measurements in а Steel Industry with Electric Arc Furnaces]. Proceedings of the Power and Energy Society General Meeting – Con-version and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century, 2008 IEEE. Pittsburgh. РА. USA, 2008, рр. 1–8. DOI: 10.1109/pes.2008.459617
Vatankulu У.Е., Sentirk Z., Salor О. Harmonics and Interharmonics Analysis of Electrical Arc Fur-naces Based on Spectral Model Optimization with High Resolution Windowing. IEEE Transactions on Indus-try Applications, 2017, iss. 99, рр. 1–8. DOI: 10.1109/ias.2016.7731905
Uz-Logoglu Е., Salor О., Ermis М. Online Characterization of Interharmonics and Harmonics of АС Electric Arc Furnaces bу Multiple Synchronous Reference Frame Analysis. IEEE Transactions on Industry Applications, 2016, vol. 52, iss. 3, рр. 2673–2683. DOI: 10.1109/ias.2015.7356882
El-Amin I.M., Al-Elyani А., Shuaib А. [Power Quality Indices: А Saudi Steel Mill Case Study]. Pro-ceedings of the Computing, Electrical and Electronics Engineering (ICCEEE), 2013 Intemational Conference on. Кhartoum, Sudan, 2013, рр. 99–102. DOI: 10.1109/icceee.2013.6633914
Chang G.W., Liu Y.J., Huang H.M., Chu S.Y. [Harmonic Analysis of the Industrial Power System with an AC Electric Arc Furnace]. Proceedings of IEEE Power Engineering Society General Meeting, 2016. Mon-treal. Canada. IEEE, pp. 1–4. DOI: 10.1109/pes.2006.1709471
Ye Xiao-Mei, Liu Xiao-He. [The Harmonic Detection based on Wavelet Transform and FFT for Elec-tric Arc Furnaces]. Proceedings of International Conference on Wavelet Analysis and Pattern Recognition. Baoding. China. IEEE, 2009, pp. 408–412. DOI: 10.1109/icwapr.2009.5207486
Yongning Wang, Heming Li, Boqiang Xu, Liling Sun [Simulation Research of Harmonics in Electric System of Arc Furnace]. Proceedings of Power System Technology International Conference. IEEE, 2004, vol. 1,
pp. 902–906. DOI: 10.1109/icpst.2004.1460122
DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power210208
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.