Повышение надежности электроснабжения металлургических агрегатов за счет схемотехнических решений

Геннадий Петрович Корнилов, Ильдар Равильевич Абдулвелеев, Алексей Юрьевич Коваленко

Аннотация


Электрооборудование современных металлургических агрегатов – электродуговых печей, сортовых и листовых станов горячей и холодной прокатки – за последние десятилетия претерпело ряд существенных изменений. Это отразилось на увеличении единичной мощности трансформаторов и преобразователей, массовом внедрении микропроцессорных систем управления, усложнении схем внутризаводского электроснабжения со значительной собственной генерацией электрической энергии. В результате электроприводы непрерывных производств, в первую очередь прокатных станов, стали более чувствительны к провалам напряжения и прерываниям электроснабжения. Целью настоящей работы является повышение надежности электроснабжения металлургических агрегатов за счет рационального выбора конфигурации сетей 110 кВ на основе анализа различных схемотехнических решений. Для объективной оценки последствий аварийных ситуаций обычно используют два показателя – ток короткого замыкания и остаточные напряжения у ответственных потребителей. Доказано, что наиболее радикальным средством снижения первого показателя и повышения второго является преобразование сложнозамкнутой сети 110 кВ в независимые контуры с простой конфигурацией. При этом обеспечивается существенное уменьшение токов короткого замыкания, сокращение числа аварийных ситуаций, а также снижение потерь активной мощности в сетях 110 кВ. Суммарный годовой эффект от внедрения предложенных мероприятий превышает 40 млн руб.


Ключевые слова


сложнозамкнутая электрическая сеть; провал напряжения; сброс нагрузки; собственные электростанции; надежность электроснабжения; модернизация электрической сети

Полный текст:

PDF

Литература


Yin R. Metallurgical Process Engineering. Metallurgical Industry Press, Beijing and Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011. 328 p.

Zhuravlev Y.P., Kovalenko A.Y., Kornilov G.P., Slavgorodskiy V.B., Nikolaev A.A., Khramshin T.R. [Quali-ty Problems of Internal Power Supply and Their Solution on the Example of the JSC “Magnitogorsk Iron and Steel Works”]. Russian Electromechanics, 2011, no. 4, pp. 26–30 (in Russ.)

Steel Statistical YearBook. Baijing, World Steel Association, 2018. 126 p.

Bollen M.H. Understanding Power Quality Problems: Voltage Sags and Interruptions. Wiley-IEEE Press, 2000. 672 p.

Omelchenko E.Y., Kozin A.N., Makolov V.N., Bovshik P.A., Popov S.N. [Electrical Equipment of Modern Shops of Magnitogorsk Iron and Steel Works]. Electrotechnical Systems and Complexes, 2014, no. 1 (22),

pp. 43–46. (in Russ.)

Tupkary R.H., Tupkary V.R. Modern Steel Making Handbook. Mercury Learning & Information, 2017. 660 p.

Hernandez F., Moran T., Espinoza J., Dixon J. A Generalized Control Scheme for Active Front-end Multi-level Converters. IECON'01. 27th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Denver, USA, 2001, vol. 2, pp. 915–920. DOI: 10.1109/iecon.2001.975887

Schael M., Sourkounis C., Rogat A., Neumann C. Industrial Electric Grid Evaluation Regarding Harmonics Based on Measurement Data. 2016 International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automa-tion and Motion (SPEEDAM), Anacapri, 2016, pp. 282–287. DOI: 10.1109/speedam.2016.7525902

Nikolaev A.A., Anokhin V.V. [Controlling the On-Load Tap Changer Control of a Step-Down Transformer Taking Into Account the Operating Parameters of the Electric-Arc Steelmaking Facility]. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2018, vol. 18, no. 3, pp. 61–74. (in Russ.) DOI: 10.14529/power180308

Venikov V.A., Fedorov D.A., Machinsky M.V. [Analysis of the Behavior of the Electrical System during Sudden Changes in Load]. Electrichestvo [Electricity], 1959, no. 4, pp. 16–22. (in Russ.)

Zatsarinnaya I.N., Rakhmatullin R.R., Khabibullin M.N., Logacheva A.G. [Operation Features of Over-head Line Relay Protection with Different Element Base]. Proceedings of Irkutsk State Technical University, 2017, vol. 21, no. 9, pp. 139–145. (in Russ.) DOI: 10.21285/1814-3520-2017-9-139-145

Zhan L., Bollen M.H.J. Characteristic of Voltage Dips (Sags) in Power Systems. IEEE Transactions on Power Delivery, 2000, vol. 15, no. 2, pp. 827–832. DOI: 10.1109/61.853026

Hsu C.-T. Voltage Sags Improvement for the High-Tech Industrial Customers by Using Cogeneration Sys-tem. TENCON 2007 – 2007 IEEE Region 10 Conference, Taipei, 2007, pp. 1–4. DOI: 10.1109/tencon.2007.4428914

Pupin V.M., Kuftin D.S., Safonov D.O. [Analysis of Voltage Losses in Supply Grid of Enterprises and Methods of Protection of Electrical Equipment]. Electrical: Maintenance and Repair, 2013, no. 4, pp. 40–46.

(in Russ.)

Kachanov A.N., Kukoba B.L. Estimation of Voltage Dip Influence on Electromechanical Complex Func-tioning. News of Higher Educational Institutions of the Chernozem Region, 2008, no. 2 (12), pp. 22–24. (in Russ.)

Goswami A.K., Gupta C.P., Singh G.K. Minimization of Voltage Sag Induced Financial Losses in Distribu-tion Systems Using FACTS Devices. Electric Power Systems Research, 2011, 81 (3), pp. 767–774. DOI: 10.1016/j.epsr.2010.11.003

Lim P.K., Dorr D.S. Understanding and Resolving Voltage Sag Related Problems for Sensitive Industrial Customers. 2000 IEEE Power Engineering Society Winter Meeting. Conference Proceedings, Singapore, 2000, vol. 4, pp. 2886–2890. DOI: 10.1109/pesw.2000.847343

Fedotov A.I., Mudarisov R.M. [Influence of Voltage Sags at External Short Circuits on Operating Modes of Synchronous Motors]. Russian Electromechanics, 2012, no. 3, pp. 71–76. (in Russ.)

Shpiganovich A.N., Zatsepina V.I., Shilov I.G. [Reactivation of the Energy Supply Upon Short-Term Voltage Dip]. Industrial Power Engineering, 2008, no. 10, pp. 15–17. (in Russ.)

Khramshin T.R., Abdulveleev I.R., Kornilov G.P. Electromagnetic Compatibility of High Power STATCOM in Asymmetrical Conditions. 2015 International Siberian Conference on Control and Communica-tions (SIBCON), Omsk, 2015, pp. 1–6. DOI: 10.1109/sibcon.2015.7146966

Khramshin T.R., Abdulveleev I.R., Kornilov G.P. Assurance of Electromagnetic Compatibility of Powerful Electrotechnical Systems. Bulletin of the South Ural State University, Ser. Power Engineering, 2015, vol. 15, no.1, pp. 82–93. (in Russ.) DOI: 10.14529/power150110

Ilyushin P.V. [Relay Protection and Automatics in Active Distribution Grids]. Electrical Stations, 2017, no. 9, pp. 29–34. (in Russ.)




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power190407

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.