Повышение эффективности электроснабжения сталеплавильных производств обеспечением совместимости электрооборудования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат технических наук Шурыгин, Юрий Анатольевич

• Шурыгин, Юрий Анатольевич
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Шурыгин, Юрий Анатольевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ литературных источников

1.2. Постановка задач исследования

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

2.1. Особенности систем электроснабжения электросталеплавильных производств

2.2. Анализ специфики режимов функционирования дуговых сталеплавильных электропечей

2.3. Способы регулирования мощности трехфазной дуговой электропечи переменного тока

2.4. Моделирование электрических режимов функционирования дуговой сталеплавильной печи

2.5. Регулирование режимов работы группы электропечей с учетом их взаимосовместимости

3. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

И СОВМЕСТИМОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

3.1. Оценочный анализ показателей эффективности функционирования дуговой сталеплавильной печи

3.2. Повышение эффективности функционирования дуговых электропечей за счет регулирования реактивного сопротивления короткой сети по

фазам

3.3. Оценка отрицательного влияния группы электропечей на функционирование системы электроснабжения

3.4. Обеспечение взаимосовместимости режимов функционирования электропечей ОАО «Оскольский электрометаллургический комбинат»

4.1. Расчет экономической эффективности применения способов пофазного регулирования мощности дуговой электропечи

4.2. Технико-экономический расчет эффективности регулирования

режимов группы дуговых электропечей

4.3. Рекомендации по построению рациональной системы

электроснабжения с учетом взаимосовместимости её элементов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДСП-100

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности электроснабжения сталеплавильных производств обеспечением совместимости электрооборудования»

ВВЕДЕНИЕ

Дуговые электропечи являются основным оборудованием сталеплавильного производства, потребляя до 80% мощности всех электроприемников. Они имеют циклический, резкопеременный, несимметричный, нелинейный характер нагрузки. Наблюдается тенденция роста установленной мощности таких нагрузок. В связи с этим особую значимость приобретают вопросы, связанные с разработкой энергосберегающих технологий, позволяющих повысить эффективность функционирования электротехнического комплекса «Система электроснабжения - дуговая сталеплавильная печь».

Негативное влияние электропечей на систему электроснабжения во многом определяется несимметрией электрических режимов. Основной причиной такого режима является явление «мертвой» и «дикой» фаз, вызванное эффектом переноса мощности с одной фазы на другую. Подводимая мощность несимметрично распределяется по фазам электротермической установки, что вызывает неравномерное распределение тепловой энергии по рабочему пространству дуговой печи. Снижается полезная мощность дуг, идущая на нагрев и расплавление металла и шлака, что приводит к возрастанию оплавления огнеупоров. В результате увеличивается удельный расход электрической энергии, снижается производительность электропечи. Наиболее существенно это проявляется в печах большой емкости, т.к. основная составляющая реактивного сопротивления сосредоточена в короткой сети. Существующие способы не являются эффективным средством борьбы с этим явлением.

В электросталеплавильных цехах электропечи, как правило, применяются группами. При этом негативное воздействие электротермических установок на питающую сеть возрастает. Рациональная организация графиков нагрузок позволяет минимизировать отрицательное влияние дуговых печей на систему электроснабжения, увеличить их производительность и снизить удельный расход электроэнергии. Известные принципы согласования электрических режимов электропечей не имеют широкого применения в производственной практике. Проведение исследований по отмеченным направлениям является своевременным и актуальным.

Целью работы является повышение эффективности электроснабжения сталеплавильных производств обеспечением выравнивания мощности по фазам дуговых сталеплавильных печей переменного тока и согласованием электрических режимов группы электропечей с позиции их взаимосовместимости.

Идея работы состоит в пофазном регулировании реактивного сопротивления низковольтной цепи печного контура за счет управляемых электромагнитных устройств, а также разделении во времени длительностей периодов расплава группы электропечей.

Научная новизна заключается:

- в созданном способе пофазного регулирования мощности трехэлектродной электропечи переменного тока, который заключается в регулировании тока дуги каждого из электродов и выравнивании электрических параметров короткой сети по фазам, отличающемся тем, что для выравнивания мощностей по фазам за счет изменения реактивного сопротивления короткой сети между печным трансформатором и короткой сетью включают трехфазный управляемый электрический реактор трансформаторного типа;

- в разработанном способе регулирования мощности электропечи, при котором производят управление током дуги каждого из электродов и выравнивание электрических параметров короткой сети по фазам, отличающемся тем, что для выравнивания мощностей по фазам за счет изменения реактивного сопротивления короткой сети между печным трансформатором и короткой сетью в одну или несколько фаз с наименьшим значением реактивного сопротивления включают однофазные управляемые электрические реакторы трансформаторного типа;

- в разработанном способе регулирования мощности электропечи, при котором производят регулирование тока дуги каждого из электродов и выравнивание электрических параметров короткой сети по фазам, отличающемся тем, что для выравнивания мощностей по фазам за счет изменения реактивного сопротивления короткой сети в схему косвенного регулирования напряжения в качестве второй электромагнитной единицы включают совмещенный управляемый реактор-трансформатор и увеличивают индуктивное сопротивление его вторичных обмоток, соответст-

5

вующих фазам с наименьшим реактивным сопротивлением короткой сети;

- в созданных математических и имитационных моделях электрических режимов дуговых сталеплавильных печей переменного тока, отличающихся тем, что учитывают пофазное регулирование реактивного сопротивления короткой сети за счет использования управляемых электромагнитных устройств;

- в разработанном способе регулирования мощности, потребляемой группой дуговых сталеплавильных печей переменного тока, основанном на включении каждой из электропечей в группе с определенной задержкой по времени, отличающемся тем, что запуск готовой к пуску дуговой сталеплавильной печи производят в автоматическом режиме в момент окончания периода расплава дуговой сталеплавильной печи, предыдущей по запуску.

По материалам разработок оформлено и отправлено четыре заявки на получение патентов РФ на изобретения. Получены два патента РФ на изобретение: №2424639 Способ пофазного регулирования мощности трехэлектродной электропечи переменного тока, заявл. 05.05.2010, опубл. 20.07.2011; №2432718 Способ регулирования мощности дуговой трехэлектродной электропечи переменного тока с применением однофазных управляемых реакторов, заявл. 05.05.2010, опубл. 27.10.2011.

Практическая ценность состоит в том, что разработанные способы регулирования мощности позволяют увеличить производительность электропечей, снизить удельный расход электрической энергии и минимизировать негативное воздействие на питающую сеть. Разработанные имитационные модели позволяют анализировать влияние величины реактивного сопротивления печного контура на мгновенные значения токов и напряжений различных типов электропечей, что необходимо для расчета рациональных энергетических режимов их функционирования.

Методы и объекты исследования. Объектом исследования служит система электроснабжения сталеплавильного производства. Предметом исследования являются электрические режимы дуговых сталеплавильных печей переменного тока. При выполнении работы использованы методы математической статистики, инженерного эксперимента, математического и имитационного моделирования. Теоретические

6

изыскания сопровождались разработкой математических и имитационных моделей. Анализу и обработке подвергались экспериментальные данные функционирования электропечей, полученные в производственных условиях на ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» и ОАО «Оскольский электрометаллургический комбинат».

Достоверность результатов и выводов подтверждена: формулировкой задач исследования, сделанной исходя из всестороннего анализа опыта эксплуатации электропечей переменного тока; математическим обоснованием установленных зависимостей; предварительной выборкой данных, полученных в реальных производственных условиях с помощью современных измерительных приборов.

Реализация работы. Способ регулирования мощности, потребляемой группой дуговых сталеплавильных печей переменного тока, и алгоритм его реализации в автоматическом режиме рекомендовано использовать при чтении лекционного курса дисциплины «Электроснабжение и режимы» образовательной программы высшего профессионального образования по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» по профилю «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений». Программные модели электрических режимов функционирования дуговых сталеплавильных печей внедрены в форме лабораторных практикумов и научно-исследовательских разработок по дисциплине «Научно-исследовательская работа» образовательной программы высшего профессионального образования по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» по профилю «Фрактальные и техноценологические структуры электрооборудования и сетей промышленных предприятий».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались и докладывались на международной выставке - интернет - конференции «Энергообеспечение и строительство», Орел, 2009 год; XVI международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», Томск, 2010 год; международной научно-практической конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии», Липецк, 2010 год; региональной конференции «О научном потенциале региона и путях его развития», Ли-

7

пецк, 2009 год; ежегодных конференциях преподавателей, аспирантов и студентов ЛГТУ по электроэнергетике, Липецк, 2007-2011 годы.

Публикации. По теме диссертации опубликовано двенадцать печатных работ, из них три в журнале, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и трех приложений. Общий объем диссертации 198 е., в том числе 186 с. основного текста, 57 рисунков, 17 таблиц, список литературы из 135 наименований, 3 приложения на 12 страницах.

1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ литературных источников

Электросталеплавильное производство является вторым звеном в общем производственном цикле черной металлургии. Продукцией являются высококачественные углеродистые и преимущественно легированные стали, получаемые из сырья, стального лома и чугуна в сталеплавильных агрегатах металлургических заводов. Для современного электросталеплавильного производства характерно внедрение в практику единых автоматизированных технологических модулей, состоящих из сверхмощных дуговых печей, агрегатов комплексной внепечной обработки стали (АКОС) и установок непрерывной разливки стали (УНРС). Дуговые сталеплавильные печи (ДСП) - основное оборудование производства, потребляющее до 80% мощности всех приемников. На промышленных предприятиях они, как правило, используются группами. Наиболее широкое применение получили трехэлектродные электрические печи [1-7].

В ДСП производится быстрое нагревание металла, позволяющее вводить большое количество легирующих добавок. Электропечь состоит из рабочего пространства с электродами, токопроводами и механизмов, благодаря которым осуществляется наклон печи, загрузка шихты, удержание и перемещение электродов. Нагрев и плавление производится мощными электрическими дугами, возникающими между концами электродов и металлом, находящимся в печи. Использование безокислительных шлаков и наличие восстановительной атмосферы в печи обеспечивает малый угар легирующих компонентов. Применение электропечей способствует более полному окислению металла, позволяет производить плавное и точное регулирование его температуры и получать стали с низким содержанием серы [8-12].

Необходимым условием появления и поддержания дугового разряда является эмиссия электронов из катода. Температура в таком разряде может достигать

9

существенных значений, поэтому термическая ионизация играет основную роль. Электрическая дуга, возникающая в ДСП, горит в течение длительного времени в закрытом пространстве и должна быть максимально устойчивой. Излучаемая мощность достаточно велика при сравнительно низком напряжении и большой силе тока. Она поглощается поверхностями окружающего пространства. Условия горения дуги могут значительно изменяться даже в течение одного цикла функционирования электропечи. При этом наблюдается изменение её геометрических размеров и физических свойств. В один полупериод протекания тока катодом является электрод, анодом - металл, а в другой - наоборот [13-15, 19, 27].

Для питания ДСП применяют трехфазный переменный ток напряжением до 110 кВ, подводимый к подстанции электросталеплавильного цеха. Высоким напряжением питается первичная обмотка печного трансформатора (ПТ). Рабочее напряжение электродуговой печи составляет сотни вольт, а сила тока - десятки тысяч ампер. В плавильное пространство ток поступает через электроды, состоящие из секций. В электропечах малой мощности применяются угольные электроды, а в мощных - графитированные [16-18,20].

Участок электрической сети, служащий для передачи электроэнергии от трансформатора до электродов, называют короткой сетью. Протекание значительных сил токов приводит к возникновению сильных магнитных полей вокруг её проводников. Поэтому следует придавать особое значение эффекту близости, поверхностному эффекту, переносу мощности между отдельными проводниками или фазами, а также потерям электроэнергии в металлических конструкциях [21-26].

Производительность и режим работы печной установки во многом определяются параметрами коротких сетей. Они зависят от её схемы, конфигурации и длины; конфигурации, материала и сечений проводов, способа их соединения и взаимного расположения в пакете; наличия стальных масс вблизи проводов; вида охлаждения шин. Активные и, особенно, индуктивные сопротивления гибких кабелей оказывают существенное влияние на характеристики электропечи. К коротким сетям предъявляют следующие требования: минимально возможная длина,

10

наиболее рациональная транспозиция проводников, равенство параметров отдельных фаз, минимальные активные и реактивные сопротивления [21-26, 44]. Явление «мертвой» и «дикой» фаз особенно остро выражено в мощных ДСП, поскольку в таких печах рабочие токи значительны, а основная часть реактивного сопротивления установки сосредоточена в короткой сети [22,23, 27].

Добиться высоких эксплуатационных показателей ДСП можно путем выбора оптимального соотношения между мощностью трансформатора и емкостью печи, конструктивных особенностей рабочего пространства и рационального энергетического режима, позволяющего наилучшим образом распределить тепловые потоки в соответствии с требованиями протекания технологического процесса и условиями теплообмена [29-36]. Регулирование напряжения дуги производится переключением обмоток печного трансформатора, а тока - за счет изменения расстояния между шихтой и электродом посредством его подъема или опускания. Выбор энергосберегающего режима для каждой ступени мощности и вторичного напряжения - основная эксплуатационная задача [37, 38, 40].

Важнейшим вопросом управления процессом плавки является сохранение устойчивости горения дуг. Фундаментальные исследования по влиянию параметров электрической цепи на форму кривых тока и напряжения дуги переменного тока, а также выявлению условий её непрерывного горения приведены в работах А.Д. Свенчанского [50, 53]. Некоторое развитие это направление получило в диссертационной работе [125]. Изучение влияния индуктивного сопротивления на технико-экономические показатели ДСП-150 посредством управляемого реактора, устанавливаемого на первичной стороне ПТ, подтвердили актуальность его повышения и регулирования на протяжении всего цикла плавки. Однако автором не затронута проблема несимметрии токов и напряжений печи, а именно минимизации воздействия явления «мертвой» и «дикой» фаз.

Изменение мощности, подводимой к печи, осуществляется за счет автоматических регуляторов. Производится пофазное автоматическое управление перемещением электродов, скорость которого изменяется в соответствии с колебаниями мощностей фаз. Положение электрода определяется током и напряжением ду-

11

ги. В качестве параметров регулирования используется разность тока и напряжения фазы. Изменение режима в одной из фаз оказывает влияние на параметры других фаз. Это снижает точность регулирования. Система перемещения электродов находится в постоянном движении, что ускоряет процесс износа. Устройство современных регуляторов электрического режима основано на применении микроконтроллеров или электронно-вычислительных машин [38, 39, 41-43].

Первые программные устройства осуществляли переключение режима через определенные временные интервалы или после потребления некоторого количества энергии. Они разрабатывались на основании статистических данных успешных плавок и составлялись индивидуально для каждой марки стали. Такой способ базируется на усредненной плавке, в то время как реальные плавки могут значительно отличаться от неё. На практике это стало причиной возникновения аварийных ситуации. В связи с этим получили распространение динамические методы, основанные на выделении в процессе расплавления нескольких стадий. Они базируются на предположении, что условия протекания каждой стадии неизменны. Основной задачей является выявление границ стадий и определение рациональных электрических режимов [38, 39, 41-43]. Наиболее современными являются способы управления с применением динамической модели электрического контура печи, способной адаптироваться к изменяющимся условиям плавки. Такая модель построена по принципу нейронной сети [38, 45].

ДСП имеют циклический режим работы. Для электропечных установок характерно значительное число отключений от сети во время плавки, вызванное переключением ступеней напряжения, поворотом ванны, подвалкой шихты и других материалов, взятием проб, замером температуры, скачиванием шлака, проведением ремонтных и профилактических осмотров. Количество таких остановок может достигать десяти и более за плавку, а длительность бестоковых пауз лежит в пределе от одной до нескольких десятков минут [46, 47, 51].

Наиболее распространенным способом получения стали является плавка на твердой завалке с окислением. Она подразделяется на три основных периода: расплавление, окисление и восстановление (рафинирование). Ряд рафини-

12

ровочных процессов с точки зрения минимизации удельных затрат выгодно выносить в АКОС. Развитие технологии внепечной обработки стали привело к созданию установок комплексной доводки стали (УКДС) и агрегатов ковш-печь (АКП). При равных условиях использование АКП по сравнению с УКДС снижает эксплуатационные затраты примерно в 4 раза. Они конструктивно схожи с ДСП и также имеют резкопеременный, нелинейный и несимметричный характер нагрузки [1, 5, 9].

Для электропечи характерен ступенчатый график потребляемой мощности в каждый из периодов. Переменный график нагрузки ДСП обусловлен колебаниями токов электрических дуг. Мощность изменяется около среднего значения, определяемого уставкой тока регулирования. Наиболее резкие скачки наблюдаются в течение расплавления и в начальные стадии окисления металла. Колебания реактивной мощности значительнее, чем активной. Это связано с особенностями электрических характеристик печи. В первый период в ДСП вводится максимальная мощность, необходимая для быстрого перевода шихты в жидкое состояние и создания высокой рабочей температуры. При этом расходуется 50-80% всей потребляемой за плавку энергии, а продолжительность периода в зависимости от марки выплавляемой стали и методики составляет 35-65% от общего цикла. В окислительный и восстановительный периоды мощность идет на компенсацию тепловых потерь, затрат тепла на эндотермические реакции и расплавление легирующих добавок. С увеличением ёмкости печи наблюдается снижение удельного расхода электроэнергии на тонну выплавляемой стали [38, 48-50].

Выделяют индивидуальные, групповые и суммарные графики нагрузок ДСП. Большее значение имеют индивидуальные графики нагрузок печей, т.к. такие электроприемники имеют специфический режим функционирования. В реальных условиях они представляют собой реализацию вероятностного процесса. Рабочие периоды чередуются с паузами. Сброс нагрузки до мощности холостого хода трансформатора производится поднятием электродов при обвалах шихты и кратковременных осмотрах электропечи. Групповой график нагрузки также имеет случайный характер. Индивидуальные графики нагрузки

ДСП можно получить на основании плавильной карты, карты электрического режима и показаний счетчиков. Суммарные графики нагрузки получают сложением уже имеющихся индивидуальных графиков или с помощью счетчиков энергии и самопишущих приборов, установленных на вводе, питающем группу печей. Важное практическое значение имеет моделирование электрических режимов печей повышенной мощности [51, 52]. В процессе плавки в целом и в отдельные его периоды они характеризуются следующими показателями: расход электроэнергии, средняя мощность, коэффициент мощности, коэффициент включения, коэффициент загрузки печного трансформатора, удельный расход энергии на тонну выплавляемого металла и др. [53-55].

При оценке производительности дуговой печи необходимо учитывать качество шихты и производственного процесса. Для улучшения технологического процесса и электрического режима электротермической установки используются пенистые шлаки, высокомощные газокислородные горелки, производится тщательная подготовка состава шихты, упорядоченная загрузка, применяется предварительно обогащенная руда в виде металлизированных окатышей. Запуск холодной печи после простоя способствует неустойчивому горению дуги и увеличению электромагнитных помех в сети. Поэтому сокращение времени простоев при заправках, завалках, а также уменьшение числа аварийных остановок обеспечивает повышение экономических показателей электропечи и снижает уровень генерируемых возмущений. В связи с этим большое значение имеет повышение стойкости футеровки на основании рационального выбора материалов, конструкции поверхности ванны и за счет применения водоохлаждаемых стен и свода [56-61].

Источниками питания сталеплавильных производств являются энергетические системы. На некоторых предприятиях для этой цели используются местные теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). На напряжении 110 и 220 кВ внешнее электроснабжение производится исключительно воздушными линиями, 35кВ -воздушными и реже кабельными, а на 6 и 10 кВ - только кабельными. Внешнее электроснабжение ДСП, как правило, осуществляется по двум самостоятельным линиям на каждом из применяемых напряжений. Для питания печей малой

ёмкости (0,5-12 т) используется напряжение 6 и 10 кВ, а для печей средней (1550 т) и большой ёмкости (100-200 т) - 35 кВ. Применение напряжения 110 кВ и выше для непосредственного питания электротермических установок является наиболее актуальным [62-64].

В большинстве случаев электроснабжение ДСП на промышленных предприятиях осуществляется питанием от общезаводских главных понизительных подстанций (ГПП). Применение двойной системы шин позволяет раздельно от остальных потребителей обеспечивать электроэнергией печные установки. Наиболее целесообразным является вариант питания электропечей от отдельной ГПП [62-64]. По надежности такие электроустановки относятся к приемникам второй категории. Допускается перерыв в их электроснабжении на время ручного перехода на резервное питание [65].

В [66] изложены основные направления и методы исследования ДСП переменного тока. Целесообразным является исследование условий работы специализированных трансформаторов и высоковольтных выключателей, изучение влияния электропечей и их рода тока на систему электроснабжения (СЭС), оптимизация графиков нагрузки, а также повышение эффективности и надежности электроснабжения печей. Актуальным направлением выглядит разработка компьютерно-ориентированных методов энергосбережения и оптимизация электропечей путем компьютерного моделирования.

Наблюдается тенденция роста установленной мощности нелинейных, несимметричных и резкопеременных нагрузок промышленных предприятий. Поэтому с каждым годом ужесточаются требования, предъявляемые к качеству электроэнергии. Показатели качества электроэнергии нормируются ГОСТ-13109-97 [70]. Электропечи являются источниками большого количества электромагнитных возмущений. Это обусловлено специфическими условиями функционирования и резкопеременным графиком нагрузки. При функционировании ДСП возникают следующие виды возмущений: отклонения и колебания напряжения, несимметрия фазных токов и линейных напряжений; несинусоидальность формы кривой напряжения; колебания частоты, высшие гармоники напряжения и токов на стороне

15

высшего напряжения; перенапряжения в элементах системы электроснабжения. Негативное воздействие этих возмущающих факторов увеличивает потери электроэнергии, приводит к нарушению функционирования и выходу из строя электрооборудования, снижает точность показаний электроизмерительных приборов, ухудшает работу схем автоматики и связи, снижает качество выпускаемой продукции, повышает процент брака. Неэффективное использование электроэнергии приводит к многомиллионным убыткам. Степень отрицательного влияния во многом зависит от схемы электроснабжения производства. Повышение надежности и экономичности, как самих электропечных агрегатов, так и СЭС, является важной эксплуатационной задачей [67-69, 71].

Наиболее серьезной помехой являются колебания напряжений, обусловленные резкими изменениями дуговых токов. Резкопеременный график нагрузки ДСП, главным образом, проявляется в период расплавления. Частота колебаний токов в этот период изменяется от 0,1 до 25 Гц. Выделяют нерегулярные колебания с частотой до 1 Гц и относительно регулярные, циклические с частотой 2-10 Гц. Колебания первого вида вызваны неблагоприятными условиями зажигания, неустойчивым горением и обрывами дуг, а также короткими замыканиями электродов. Обрывы дуг обусловлены обвалами шихты и резкими перемещениями электродов. Бросок тока может составлять более 100% номинального тока ПТ. Короткие замыкания электродов возникают в момент пуска печи и при обвалах шихты. Регулярные колебания вызваны нарушениями периодического характера: действием внутренних и внешних электромагнитных сил; вибрацией электродов и электрододержателей; внезапными изменениями проводимости в зоне горения дуг и др. Д ля изучения колебаний напряжения, тока и мощности используются осциллографы и самопишущие приборы достаточного быстродействия [62,73].

Отклонения напряжения обусловлены изменениями режимов функционирования потребителей и источников питания. В случае отклонения напряжения от номинального значения ухудшаются условия работы электрооборудования. Увеличение напряжения снижает срок службы ламп накаливания, вызывает перегрев статоров асинхронных двигателей, повышает ток холостого хода трансформато-

ров. Снижение напряжения приводит к перегревам роторов асинхронных двигателей, уменьшению их пусковых и опрокидывающих моментов [67].

Колебания частоты являются следствием работы электроприемников. В результате функционирования УНРС и ДСП наблюдаются резкие периодические изменения активной мощности. Они приводят к нарушению устойчивой работы двигателей. Вследствие понижения активной мощности наблюдается увеличение реактивной, что вызывает снижение напряжения в узлах электрической цепи. Колебания частоты оказывают негативное влияние на выпрямительные установки, электронную аппаратуру, системы автоматики, тиристорные преобразователи питания электродвигателей УНРС и комплектные устройства электромагнитного перемешивания (КУЭП) металла в ДСП. Снижение частоты способствует повышению токов намагничивания в трансформаторах, что вызывает возрастание потерь в стали [67,74].

В качестве источников высших гармоник могут выступать статические компенсаторы реактивной мощности, силовые трансформаторы, синхронные машины. На сталеплавильном производстве ими являются электропечи, тиристорные преобразователи УНРС и КУЭП. Негативное влияние высших гармонических составляющих токов и напряжений проявляется в образовании дополнительных потерь в электрических машинах и сетях, сокращении срока службы изоляции, менее эффективном использовании конденсаторных батарей, нарушении функционирования устройств автоматики, вычислительной техники, связи и измерительных приборов. Вторичные обмотки электропечного трансформатора обычно включают по схеме «треугольник». Такое соединение может производиться внутри трансформатора, на электродах, на подвижных и неподвижных башмаках короткой сети [72, 75-78]. Несмотря на это, в токе содержатся гармоники, кратные трем. Это объясняется несимметрией параметров электрических цепей дуговых печей [62].

Анализ высших гармонических составляющих тока и напряжения необходим для выявления факторов, позволяющих стабилизировать дугу переменного тока. Снижение их уровня улучшает экономические характеристики как самих

17

ДСП, так и питающих сетей. Оценка несинусоидальности и несимметрии токов и напряжений при функционировании электропечей, основанная на экспериментальных данных, производится по обычным формулам с учетом вероятностного характера нагрузки. Опыт эксплуатации показал несостоятельность многих методов расчета. Рассчитанные значения высших гармонических составляющих были существенно ниже экспериментальных величин. В [81] предлагается новая методика оценки уровня высших гармоник в сетях с ДСП, позволяющая определить ожидаемое значение коэффициента несинусоидальности напряжения. Авторы статьи [82] разработали способ определения действующих значений переменных величин и уровней гармоник в сетях с быстроизменяющейся нелинейной нагрузкой на основании использования цифровых осциллографов-анализаторов. Такой метод дает возможность получить текущие значения частоты в узлах с резкопере-менной нагрузкой и оценить динамику изменения действующих величин. Для минимизации уровня высших гармонических составляющих широко применяются фильтрокомпенсирующие устройства (ФКУ) [79, 80, 83, 86].

Перенапряжения возникают при коммутациях электропечных трансформаторов вакуумными выключателями и достигают максимальной величины во время отключения ДСП под нагрузкой. При отключениях на холостом ходу максимальные перенапряжения появляются на ступени регулирования, соответствующей большему реактивному сопротивлению цепи. Наибольшее количество отключений электропечи наблюдается в период расплавления при работе трансформатора на первой ступени напряжения. На величину перенапряжений влияют паузы между операциями включения и отключения. Если длительность выдержки между этими операциями незначительна, то кратность перенапряжений может составлять 5,8. Воздействие перенапряжений может привести к пробою, перекрытию, постепенному старению и преждевременному выходу из строя изоляции. Это отрицательно влияет на безотказность функционирования СЭС [64, 67,84].

Несимметрия напряжения трехфазной цепи возникает вследствие аварийной ситуации, неравномерного распределения нагрузки по фазам, наличия потребите-

лей с несимметричной нагрузкой, симметричное исполнение нагрузки которых невозможно или нецелесообразно по технико-экономическим соображениям. В зависимости от продолжительности несимметричные режимы подразделяют на длительные и кратковременные [83, 85-87].

Различают продольную и поперечную несимметрию напряжения. Первая обусловлена несимметрией элементов электрической сети, а вторая - подключением многофазных и однофазных несимметричных нагрузок. Наиболее яркое проявление продольной несимметрии наблюдается при кратковременном или длительном разрыве одной или двух фаз. Поперечная несимметрия возникает вследствие неравенства активных и реактивных сопротивлений отдельных фаз электроприемников. Симметричная составляющая напряжения прямой последовательности обычно практически не отличается от значения номинального напряжения. Несимметрия фазных напряжений обусловлена появлением составляющих нулевой или обратной последовательностей, а несимметрия междуфазных напряжений - наличием составляющих обратной последовательности. Чем больше глубина изменения активной мощности нагрузки, тем значительнее несимметричный режим. На практике более важно снижение токов обратной последовательности, чем нулевой, т.к. трехфазные электродвигатели переменного тока более чувствительны к неравенству линейных напряжений [65, 86, 87].

Для количественной оценки несимметрии напряжения введены соответствующие коэффициенты по обратной и нулевой последовательностям. В [70] установлено два допустимых значения этих коэффициентов: нормально допустимое -2% и предельно допустимое - 4%. Коэффициент несимметрии линейных напряжений во время работы ДСП изменяет свое значение от 0 до предельного значения, которое появляется при обрыве дуги под одним электродом или одновременном касании двух других электродов с шихтой ( двухфазное эксплуатационное короткое замыкание) [83, 89, 90, 98].

В ряде случаев возникают сложнонесимметричные режимы, представляющие совокупность нескольких несимметричных коротких замыканий или нарушений продольной симметрии, а также их различные комбинации. Появление такого

режима может быть обусловлено: отказом одной или двух фаз выключателя при отключении короткого замыкания; коротким замыканием в сети, одна из линий которой была в неполнофазном режиме; коротким замыканием и каскадном отключении поврежденной фазы выключателями с двух концов линии; обрывом провода и возникшим вследствие него коротким замыканием на землю [65, 67, 86, 87]. Расчет нагрузок, соединенных по трехлинейным схемам «звезда» и «треугольник», при несимметрии напряжения удобно проводить по методу симметричных составляющих [91]. Степень несимметрии режима печи характеризует ток обратной последовательности. Изменение его значений подчиняется нормальному закону распределения. Это объясняется большим числом влияющих факторов. В течение периода расплавления ток принимает наибольшие значения.

Колебания токов отдельных фаз носят случайный характер, поэтому изменение коэффициентов несимметрии во времени также имеет вероятностный характер. Если колебания напряжения на шинах электродуговой печи не превышают допустимых, то максимальная несимметрия напряжения не превышает 1%. При соблюдении допустимых [70] требований по несимметрии напряжения имеет место меньший расход электрической энергии на 1 тонну металла, сокращение времени плавления и уменьшение износа оборудования печи [42, 57, 62].

Общее влияние несимметрии напряжения на электрические машины выражается в значительном снижении их срока службы. У трансформаторов возникает

т-ч

дополнительный нагрев токопроводящих элементов. В электрических машинах появляется тормозной магнитный момент. Он уменьшает полезный момент и увеличивает нагрев активных частей машины, вызванный наличием токов двойной частоты. В большей степени это касается ротора. При коэффициентах несимметрии, встречающихся на практике, уменьшение вращающего момента асинхронных электродвигателей невелико. В большей мере проявляется повышенный нагрев изоляции и дополнительные потери в электроприводе. У асинхронных электродвигателей сопротивление обратной последовательности примерно в 5-7 раз меньше сопротивления прямой последовательности, поэтому возникновение даже несущественной несимметрии напряжения приводит к появлению значительных

токов. Они ускоряют износ изоляции и уменьшают располагаемую мощность электродвигателя. Коэффициент несимметрии напряжения, равный 4%, приводит к сокращению его срока службы приблизительно в 2 раза. При больших значениях этого коэффициента негативное влияние еще значительнее. При несимметрии напряжения в синхронных электродвигателях наблюдаются дополнительные потери активной мощности, опасные вибрации, нагрев статора и ротора. Дополнительные потери мощности в синхронном электродвигателе вызывают нагрев обмотки возбуждения. Поэтому приходится снижать ток возбуждения. В итоге уменьшается отдаваемая в сеть реактивная мощность. Это может привести к необходимости понижения активной нагрузки генератора или момента на валу синхронного двигателя [86, 88-90].

Несимметрия напряжения вызывает неравномерную загрузку реактивной мощности по фазам у конденсаторных установок, что делает невозможным полное использование их установленной мощности. При подключении симметричной по ёмкости конденсаторной батареи к электрической сети с несимметричным напряжением наблюдается усиление несимметрии [67, 86, 88, 90].

Асимметричные режимы практически не оказывают существенного воздействия на кабельные линии (КЛ) и воздушные линии (ВЛ). Они вызваны одно- или двухфазными короткими замыканиями, длительность которых составляет несколько долей секунды. Постоянное протекание несимметричных токов через за-землители вызывает увеличение сопротивления и высушивание грунта, что негативно влияет на работу систем релейной защиты и железнодорожной блокировки. Протекание значительных токов нулевой последовательности через нулевой провод недостаточного сечения может привести к его повышенному нагреву. Зафиксирован ряд случаев пожаров, вызванных перегревом нулевого провода током, составляющим 25-50% от фазного. Несимметричные режимы снижают допустимую мощность выпрямителей. При работе 3,6,12-фазных схем выпрямления в несимметричном режиме возникают гармоники двойной частоты выпрямленного тока, амплитуда которых пропорциональна коэффициенту несимметрии напряжения. Они перегружают конденсаторы и выводят их из строя [64, 86, 88, 90].

Электросталеплавильное

Несинусоидальность напряжения

Снижение срока службы изоляции

Дополнительные потери в эл. машинах, трансформаторах и сетях

Нарушение работы автоматики, вычислительной техники, релейной защиты и измерительных приборов

Менее эффективное использование БК

Снижение срока службы эл. машин и трансформаторов

Невозможность использования полной мощности БК

Пробой и перекрытие изоляции

Колебание электромагнитной энергии

Возникновение высших гармоник в выпрямителях и

вентильных преобразователях

Увеличение потерь электроэнергии в электродвигателях

Снижение производительности печей

Снижение коэффициента мощности преобразователей

Нарушение устойчивой работы электродвигателей

Увеличение потерь в стали

Негативное влияние

на тиристорные преобразователи и электронную аппаратуру

Электромагнитный, технологический, экономический ущерб и снижение безотказности СЭС

Потребление реактивной мощности

Увеличение потерь

напряжения и активной мощности

Снижение пропускной способности линий и трансформаторов

Рпс. 1.1. Причины снижения эффективности функционирования системы электроснабжения

электросталеплавильного производства

Питание вентильных преобразователей от сети с несимметричным напряжением вызывает возникновение в токах составляющих обратной последовательности сетевой частоты и гармоник неканонических порядков, в том числе кратных трем. Токи высших гармонических составляющих образуют системы нулевой и обратной последовательности. При коэффициенте несимметрии, не превышающем значение 5%, гармоники, кратные трем, незначительны, а изменением канонических гармоник разрешается пренебречь [77, 88, 90].

Несимметрия напряжения оказывает негативное воздействие на однофазных потребителей. Лампы накаливания, подключенные к фазе с меньшим напряжением, имеют меньший световой поток и, соответственно, больший срок службы по сравнению с лампами, подключенными к фазе с большим напряжением, для которых характерен больший световой поток и меньший срок службы. Нарушается функционирование счетчиков электрической энергии, что выражается в ошибочных показаниях [67, 89, 90].

Симметрирование однофазных приемников электрической энергии, имеющих практически неизменный график нагрузки и близкий к единице коэффициент мощности, проводится по схеме Штейнметца. Применение этой схемы возможно и при двухфазной нагрузке, возникающей в результате ремонта одной из трех однофазных печей. Для минимизации несимметрии в сетях с однофазной индуктивной нагрузкой целесообразно применять симметрирующие устройства, выполненные по схеме с дросселем-делителем. При коэффициенте мощности однофазной нагрузки менее 0,866 они являются экономически более выгодными, чем устройства на основе схемы Штейнметца. Управление устройств, основанных на этих схемах, осуществляется за счет переключения конденсаторов при нерегулируемом реакторе. Использование таких способов экономически эффективно не только при коэффициенте несимметрии, превышающем 2%, но и при меньших его значениях [67, 83, 86, 88].

Разработке мероприятий, направленных на борьбу с явлением «дикой» и «мертвой» фаз, посвящены работы многих известных ученых [25, 27, 50, 92]. Частичное выравнивание мощностей на электродах производится путем их

23

подъема и опускания, а также за счет регулирования вторичного напряжения каждой фазы трансформатора [27, 53, 92]. Однако при равных токах в электродах возникает неравенство фазных токов трансформатора, не позволяющее рационально использовать его номинальную мощность. Результаты исследований, проведенных на действующих электротермических установках, свидетельствуют о том, что при поддержании заданного технологического режима регулирование токов в электродах не позволяет изменять фазные токи трансформатора в необходимом диапазоне. Поэтому такой способ не нашел широкого применения [92]. Выравнивание мощностей с помощью пофазного регулирования напряжения позволяет получить равные полезные мощности фаз. При этом нагрузка фаз питающей сети будет иметь несимметричный характер. Кроме того, необходимо использовать трансформатор с четырехкерновым сердечником или три однофазных трансформатора, что значительно повышает стоимость электротермической установки [53]. Вариант экранирования фаз короткой сети невозможно реализовать на практике, т.к. токопровод должен быть гибким. Малозатратными способами являются: применение геометрически и электромагнитно симметричных коротких сетей с триангулированной конфигурацией [27, 53]; использование разных профилей, сечений и числа токопроводов средней и крайних фаз с целью выравнивания их реактивных сопротивлений и взаимных индуктивностей между ними [27]. Выравнивание импеданса на основании конструкционных решений не позволяет эффективно бороться с перекосом мощности в процессе динамической работы печи. Известны способы регулирования реактивного сопротивления токопроводов короткой сети за счет использования батарей конденсаторов (БК), подключаемых параллельно с фазами, имеющими наибольшие реактивные сопротивления короткой сети [124, 128]. При включении конденсаторных батарей на вторичное напряжение трансформатора необходимо выполнить условие синусоидальности тока дуговой трехэлектродной печи [57], которое проблематично осуществить на практике. Рассматриваемые способы имеют некоторые недостатки. Это трудности, возникающие при частых коммутациях значительных емкостей, а также существенные перегрузки БК токами высших гармонических со-

ставляющих, что снижает срок их службы и способствует преждевременному выходу из строя.

Включение дросселя перед электропечным трансформатором позволяет снизить токи короткого замыкания, стабилизировать горение дуги и уменьшить колебания напряжения в питающей сети. Однако при этом уменьшается значение коэффициента мощности. Ступенчатое регулирование сопротивления не обеспечивает требуемой плавности, поэтому в настоящее время широко применяются управляемые реакторы, включаемые последовательно или параллельно с трансформатором. При возрастании тока сверх допустимого значения сопротивление реактора возрастает и ограничивает его величину. Недостатком последовательного включения реактора является невозможность реагирования на уменьшение рабочего тока печи. Такая схема, главным образом, используется для ограничения максимальных толчков тока и колебаний напряжения. Большей эффективностью обладает схема с присоединением насыщающегося реактора последовательно в цепь дуговой печи к отпайке реактора с линейной характеристикой. Однако она имеет большую установленную мощность и высокую стоимость электрооборудования [62, 93, 94].

К инновационным особенностям современных печей относится высокоим-педансная характеристика. Это обеспечивает возможность работы электропечи на энергосберегающих режимах, повышенных вторичных напряжениях и сниженных рабочих токах. Данные положения являются необходимым элементом современной электросталеплавильной технологии [56].

Коэффициент мощности является важным показателем, характеризующим эффективность работы ДСП. Он изменяется во время процесса плавки и имеет наименьшее значение в период расплава шихты. Для мощных ДСП среднее значение коэффициента мощности равно 0,75-0,8. Основными потребителями реактивной мощности являются электропечи, асинхронные двигатели, трансформаторы, КУЭП и вентильные преобразователи УНРС. Компенсацию реактивной мощности непосредственно в самом преобразователе осуществляют за счет применения схем с нулевыми вентилями, искусственной коммутацией тиристоров,

согласно-встречным включением двух выпрямителей и несимметричным сеточным управлением. Однако использование таких схем существенно повышает стоимость преобразователей [67, 85, 86, 95].

Компенсация реактивной мощности подразделяется на искусственную, обусловленную применением компенсирующих устройств, и естественную, основанную на оптимизации технологического процесса, улучшении энергетического режима оборудования. Искусственную компенсацию потребляемой реактивной мощности осуществляют за счет использования генераторов электростанций, синхронных двигателей и компенсирующих устройств, к которым относятся синхронные компенсаторы (СК), БК и специальные статистические источники реактивной мощности. Мощность элементов симметрирующего устройства рассчитывается на максимальную мощность однофазной нагрузки [95, 96, 98, 99].

Существует ряд малозатратных способов снижения реактивной мощности, потребляемой печами, для реализации которых нет необходимости применять специальные компенсирующие устройства. К ним относятся: рационализация технологического процесса, оптимизация электрического режима, уменьшение реактивного сопротивления печного контура, совершенствование систем автоматического регулирования, согласование графиков нагрузок группы электропечей [35,51,62, 100].

Наиболее тяжелым случаем с точки зрения воздействия на питающую сеть является наложение периодов расплавления нескольких ДСП. С увеличением числа электропечей в группе вероятность совпадения периодов расплавления уменьшается. Периоды простоя ДСП обусловлены проведением профилактических осмотров, ремонтов, перепусков, а также наращиванием электродов. Конкретные графики проведения таких мероприятий отсутствуют. Целесообразным является планирование подобных мероприятий в часы максимумов нагрузки энергосистемы. Это позволит снизить максимум нагрузки без снижения производительности, а также уменьшить мощность компенсирующих устройств [57, 62]. Авторы [51] предлагают использовать электропечи средней и большой ем-

кости в качестве потребителей-регуляторов. Выбор регуляторов производится, исходя из минимальных потерь промышленного предприятия, с учетом электрических режимов печей. Вариант уменьшения мощности электропечи может вызвать расстройство технологического процесса и поэтому нецелесообразен. Рекомендуется поочередно отключать необходимое количество печей в цехе, сохраняя неизменным функционирование остальных печей. Чем раньше включена печь, тем более целесообразно с точки зрения технологического процесса её отключение. В первую очередь отключаются печи, находящиеся на начальных стадиях расплавления, а в последнюю - в периодах окисления и рафинирования. Это позволяет уменьшить воздействие группы электропечей на питающую сеть и снизить заявляемый максимум нагрузки. Система управления электрическим режимом дуговых электропечей при групповой работе в часы максимума потребления энергии [57, 129] основана на изменении времени включения только одной печи-регулятора, однако в производственных условиях имеется возможность регулирования времени включения всех печей. Этот недостаток устраняет система управления режимом дуговых сталеплавильных электропечей [130]. Для рассмотренных методов можно выделить общий недостаток. При управлении режимами работы группы ДСП не учитывается возможность резкого увеличения потребления реактивной мощности при совпадении длительностей периодов расплавления.

Авторами [115] предлагается методика согласования графиков нагрузки ДСП, основанная на их последовательном пуске через определенный временной интервал, исключающая возможность наложения периодов расплавления группы печных установок. По сравнению с неупорядоченным функционированием печей это обеспечивает равномерное распределение максимума потребления активной и реактивной мощностей, способствует увеличению часовой производительности, уменьшению удельного расхода электроэнергии и негативного воздействия на питающую сеть. Однако такой способ не имеет автоматического управления, базируется на усредненных значениях длительностей периодов работы и вызывает дополнительные простои печей. Не предусматривается выпол-

нение основной производственной задачи, состоящей в поддержании максимальной производительности группы ДСП.

С целью снижения потребления реактивной мощности целесообразно: заменять малонагруженные асинхронные электродвигатели на двигатели меньшей мощности; понижать напряжение у двигателей, систематически работающих с малой нагрузкой; ограничивать холостой ход двигателей и сварочных трансформаторов; применять синхронизированные асинхронные двигатели. Замена асинхронных двигателей на синхронные актуальна в случаях, когда она возможна по условиям технологического процесса. Для уменьшения потерь реактивной мощности рекомендуется: отключать в резерв трансформаторы, загруженные менее чем на 40%; переводить нагрузки на другие трансформаторы или заменять установленный трансформатор на менее мощный [64, 65, 86, 95].

СК могут работать как в режиме потребления реактивной мощности, так и в режиме её генерации. Генерируемая мощность возрастает с уменьшением сетевого напряжения. Они позволяют производить плавное и автоматическое регулирование реактивной мощности, обладают достаточной электродинамической и термической стойкостью обмоток к коротким замыканиям. Еще одним преимуществом является возможность восстановления вышедших из строя компенсаторов за счет проведения ремонтных работ. СК имеют сложные условия эксплуатации и высокую удельную стоимость по сравнению с другими компенсирующими устройствами. Во время их работы возникает значительный шум и большие потери активной мощности. Наиболее выгодным является применение компенсаторов значительных мощностей [97-99].

Конденсаторы генерируют только реактивную мощность и выпускаются как однофазного, так и трехфазного исполнения. БК представляет собой совокупность конденсаторов, подразделенных на секции. Чем больше число секций, тем совершеннее регулирование. Однако это увеличивает экономические затраты на установку переключателей и защитной аппаратуры. Ступенчатое регулирование подразумевает включение или отключение отдельных секций. Плавное регулирование осуществляется за счет тиристорных ключей. Управление по-

треблением реактивной мощности также можно произвести с помощью изменения индуктивности, включенной параллельно или последовательно с емкостью. Выбор схемы БК осуществляется с учетом технических данных конденсаторов и режима работы в рассматриваемой системе электроснабжения. БК включают по схеме «треугольник», так как по сравнению с соединением по схеме «звезда» увеличивается генерируемая реактивная мощность [67, 86, 87, 98].

Выделяют три основных вида компенсации: индивидуальная, групповая и централизованная. Индивидуальная компенсация чаще применяется на напряжении до 1 кВ. Конденсаторы подключают наглухо к зажимам электроприемника, при этом от реактивных токов разгружается вся сеть системы электроснабжения. Существенным недостатком является неполное использование мощности конденсаторов, т.к. они отключаются вместе с приемником. При групповой компенсации БК присоединяются к распределительным пунктам (РП) сети. Электрическая сеть до электроприемников не разгружается от реактивной мощности, однако компенсирующие устройства используются эффективнее. В случае централизованной компенсации БК подключают на шины РП или ГПП. Применяется специализированная конденсаторная установка, оборудованная специальным автоматическим регулятором. Компенсация реактивной мощности осуществляется в соответствии с её фактическим потреблением. Конденсаторные установки имеют ряд преимуществ: простота в эксплуатации и при проведении монтажных работ; малые удельные потери активной мощности; возможность постепенного увеличения мощности, размещения в центре реактивных нагрузок (или около электроприемников) и в любом сухом помещении. В то же время они имеют некоторые недостатки. Генерируемая реактивная мощность регулируется ступенчато и зависит от питающего напряжения, поэтому БК особенно чувствительны к его искажениям. Они пожароопасны, обладают малым сроком службы и недостаточной прочностью. Последнее значительно проявляется при воздействии коротких замыканий и перенапряжений. При увеличении напряжения, наличии в питающей сети высших гармоник конденсаторы перегреваются и могут выйти из строя [86, 87, 98, 99].

В [22] указано, что непосредственное включение БК к вторичной стороне трансформаторов обычно нецелесообразно, т.к. низшее напряжение печных установок относительно мало и не согласуется со стандартным рядом напряжений конденсаторов. Подключение конденсаторной батареи непосредственно вразрез короткой сети ДСП практически неосуществимо на практике, т.к. в этом случае пришлось бы конструировать гигантское по размерам компенсирующее устройство. Авторы [57] приводят несколько способов различных схем включения БК как на сторону высшего напряжения, так и низшего напряжения печного трансформатора. Отмечено, что при попытках минимизировать броски реактивной мощности с помощью управляемых БК, они существенно перегружались токами высших гармоник.

Статические компенсирующие устройства должны минимально искажать питающее напряжение, обеспечивать быстродействующее регулирование и потребление реактивной мощности в достаточном диапазоне. Они могут работать по принципу косвенной и прямой компенсации. При прямой компенсации генерирование реактивной мощности осуществляется за счет статического компенсатора. Регулирование активной мощности может быть ступенчатым и плавным. В первом случае подключение секций БК осуществляется с помощью тиристорных ключей. При плавном регулировании используются преобразователи частоты и преобразователи с искусственной коммутацией тиристоров, представляющие собой параллельное соединение двух трехфазных преобразователей. В качестве преобразователя частоты применяют нерегулируемый генератор высокой частоты, включенный через непосредственный преобразователь частоты. При косвенной компенсации источником реактивной мощности являются стабилизаторы с синхронизированными тиристорными ключами. Преимуществом является возможность компенсации реактивной мощности, фильтрации высших гармонических составляющих и симметрирования напряжения сети. Наряду с методами прямой и косвенной компенсации применяется метод комбинированной компенсации, обеспечивающий высокую степень быстродействия, плавность регулирования и низкие потери электроэнергии, но схема при этом существенно усложня-

ется [57, 64,98, 104].

В сетях с несимметричной нагрузкой применяются комплектные ФКУ и фильтросимметрирующие устройства (ФСУ). Исполнение симметрирующего устройства зависит от характера графика нагрузки. Различают управляемые и неуправляемые симметрирующие устройства. Разработано большое количество схем устройств, в которых имеют место как электрические, так и электромагнитные связи между элементами. Электрическая связь обусловлена наличием ин-дуктивностей и емкостей, а электромагнитная - трансформаторов и автотрансформаторов. Их выполнение производится на основе статических тиристорных компенсаторов (СТК), тиристорных ключей, линейных реакторов и регулируемых батарей конденсаторов [64, 86, 105, 106]. В СЭС с ДСП, в основном, применяется индивидуальная и групповая компенсации. В первом случае конденсаторная батарея включается на первичной стороне печного трансформатора под общий выключатель. На основании двадцатилетнего опыта эксплуатации ФКУ авторы статьи [103] делают вывод о большей эффективности применения индивидуальных устройств косвенной компенсации [100-102].

Управляемые шунтируемые реакторы трансформаторного типа широко применяются в сетях высших классов напряжений с целью компенсации избыточной реактивной мощности, повышения пропускной способности линии электропередач, ограничения коммутационных перенапряжений и токов коротких замыканий. Они позволяют повысить надежность электроснабжения и увеличить технико-экономические показатели энергосистем. Эффективность функционирования таких устройств подтверждается опытом эксплуатации [107-114].

Метод разделения нагрузок позволяет снизить влияние резкопеременной нагрузки на чувствительные электроприемники. Распространение получили сдвоенные реакторы, трехобмоточные трансформаторы, трансформаторы с расщепленной обмоткой. Благодаря трансформаторам с расщепленной обмоткой к одной ветви обмотки низшего напряжения присоединяется стабильная нагрузка, а к другой - резкопеременная. Наибольшее применение имеют методы рационального секционирования, питания спокойной и неспокойной нагрузок от от-

дельных понизительных подстанций [88, 89, 98].

Применение оптимальной силовой схемы и системы управления вентильного преобразователя способствует снижению потребления реактивной мощности. Целесообразно использовать последовательное соединение преобразователей с усложненными законами управления отдельными мостами и вентильными группами. Такие системы управления применяются для мощных электродвигателей [86, 98].

Эффективность производственного процесса зависит от безотказности функционирования СЭС. Анализ надежности необходимо производить с учетом взаимосвязей между электрическим и технологическим оборудованием. Безотказность системы электроснабжения определяется не только безотказностью её отдельных элементов, но и использованием внутренних ресурсов электрической системы. Минимизация воздействия возмущающих факторов способствует повышению надежности функционирования СЭС. Для количественной оценки надежности широко применяются методы теории вероятности, математической статистики графов, рангов, технико-экономического обоснования, а также логико-вероятностные, логико-аналитические методы [116-120].

Анализ влияния возмущающих факторов на безотказность системы электроснабжения производится на основании аналитических, графических и графоаналитических методов. Определяются усредненные параметры, но не учитывается динамика протекания процессов. На основании теории случайных импульсных потоков представляется возможным математическое описание состояния отдельных единиц оборудования и жестких в технологическом отношении систем с учетом внешних и внутренних взаимосвязей оборудования. Это позволяет составить единую математическую модель функционирования системы электроснабжения, учитывающую влияние на её надежность практически всех факторов [121-123].

1.2. Постановка задач исследования

В ходе проведенного анализа литературных источников было установлено, что в настоящее время наблюдается тенденция увеличения удельной мощности электропечных установок сталеплавильных производств. Наиболее остро стоят вопросы повышения эффективности функционирования резкопеременных, нелинейных, несимметричных, циклических нагрузок и минимизации их влияния на функционирование СЭС. Негативное воздействие дуговых печей на систему электроснабжения во многом определяется несимметрией электрических режимов. Основной причиной такого режима служит явление «мертвой» и «дикой» фаз. Оно вызвано переносом мощности с одной фазы на другую. При этом появляется перекос подводимой мощности по фазам. Тепловая энергия, выделяемая дугами, неравномерно распределяется по рабочему пространству печи. Снижается полезная мощность дуг, расходуемая на нагрев металла и шлака, и повышается оплавление огнеупоров. В результате уменьшается производительность и возрастает удельный расход электрической энергии. Использование существующих методов не позволяет эффективно бороться с этим явлением.

Согласование электрических режимов группы электропечей с позиции их взаимосовместимости позволяет повысить технико-экономические показатели СЭС. Известные методики не имеют широкого применения в производственной практике. Отсутствует единый подход, имеющий автоматическую реализацию и учитывающий набросы активной и, особенно, реактивной мощности группы дуговых печей, возникающие при наложении периодов расплава.

С целью повышения эффективности функционирования электротехнологического комплекса «СЭС -ДСП» актуальным и своевременным является проведение исследований по следующим направлениям. Разработка мероприятий, направленных на выравнивание мощностей по фазам электропечи переменного тока с учетом современных технологических особенностей электросталеплавле-ния. Создание компьютерно-ориентированных методов моделирования электрических режимов дуговых печей. Рациональная организация электрических режи-

33

мов функционирования группы электропечей с позиции их взаимосовместимости.

Для достижения поставленной цели в работе представлены и решены следующие задачи:

- разработка способов регулирования мощности электропечи переменного тока, основанных на изменении тока дуги каждого из электродов и изменении реактивного сопротивления короткой сети по фазам за счет использования управляемых электромагнитных устройств;

- получение математических и имитационных моделей электрических режимов функционирования дуговых печей, учитывающих регулирование реактивного сопротивления короткой сети по фазам за счет использования управляемых электромагнитных устройств;

- создание способа регулирования мощности, потребляемой группой ДСП, основанного на разделении длительностей периодов расплава во времени, позволяющего снизить дополнительные простои электропечей и имеющего автоматическую реализацию;

- построение рациональной СЭС сталеплавильного производства с учетом совместимости её элементов.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

2.1. Особенности систем электроснабжения электросталеплавильных производств

Система электроснабжения промышленного предприятия должна обеспечивать необходимое качество электрической энергии на зажимах электроприемников и соответствовать требованиям, предъявляемым к надежности функционирования. Особенности системы питания электросталеплавильного производства обусловлены наличием мощных электротермических установок со специфическим характером нагрузки. В настоящее время наблюдается интенсивное развитие металлургической промышленности, что также отражается на конфигурации и функционировании СЭС. Модернизация электросталеплавильного процесса привела к изменению технологии плавки металла, систем питания, конструкции и электрических режимов работы электропечей. Современное сталеплавильное производство оснащено едиными автоматизированными технологическими модулями, состоящими из сверхмощных ДСП, АКОС и УНРС [1, 5, 9]. К вспомогательному электрооборудованию относятся: устройства автоматического регулирования мощности, КУЭП, стенды сталеразливочных ковшей, механизмы качания кристаллизаторов, системы вторичного охлаждения, насосно-аккумуляторные станции, газорезки, подъемники, устройства выдачи слябов, приемные рольганги, электрическое освещение, а также электроприводы печей, дымососов, тянущих клетей, вентиляторов, технологических насосов и подъемно-транспортных механизмов. Большинство электроприемников относится к первой категории, а некоторые из них к «особой группе» первой категории [67].

ДСП являются основным оборудованием производства и потребляют наибольшую часть электрической энергии всех приемников. В электросталеплавильных цехах они, как правило, применяются группами. Наиболее широкое применение получили электропечи емкостью 100,150 и 200 тонн. В США используются че-

35

тыре электропечи емкостью 350-400 т и одна 800 т [15]. Основной задачей этих установок является получение полупродукта, т.е. расплавление шихты и её доводка до заданной температуры. Большинство рафинировочных процессов экономически выгодно производить в АКОС. Применение АКП по сравнению с УКДС сокращает производственные затраты приблизительно в 4 раза [9], поэтому они получают наиболее широкое применение в производственном процессе.

ДСП и АКП имеют циклическую, несимметричную, нелинейную нагрузку с резкопеременным характером изменения, оказывающую негативное воздействие на функционирование других потребителей и СЭС производства в целом. Степень такого влияния напрямую зависит от структурного построения системы питания. Вследствие функционирования электропечей снижается качество электрической энергии в схеме электроснабжения предприятия и в точках ее присоединения к энергосистеме. В системах питания электросталеплавильного производства имеются следующие виды электромагнитных возмущений: отклонения и колебания напряжения; несимметрия фазных токов и линейных напряжений; несинусоидальность напряжения; колебания частоты; высшие гармонические составляющие напряжений и токов на стороне высшего напряжения; перенапряжения в элементах системы электроснабжения. Воздействие возмущающих факторов выражается в увеличении потерь электроэнергии, нарушении функционирования и выходе из строя электрооборудования, уменьшении точности показаний электроизмерительных приборов, снижении качества выпускаемой продукции, повышении процента брака и ухудшении функционирования схем автоматики и связи. В результате это приводит к многомиллионным убыткам. ДСП и АКП являются крупными потребителями реактивной мощности. В связи с этим при эксплуатации возникает необходимость её компенсации, т.к. естественный коэффициент мощности электротермических установок лежит значительно ниже оптимального коэффициента мощности.

Минимизировать отрицательное воздействие ДСП на других потребителей можно за счет рационального построения схемы электроснабжения, осуществления раздельного питания спокойной и неспокойной нагрузок, применения повышенного напряжения для питания электропечей, использования глубоких вводов для

снабжения электроэнергией электросталеплавильных цехов, присоединения ДСП в точку с наибольшей мощностью короткого замыкания [62].

Внешнее электроснабжение печей осуществляется по двум самостоятельным линиям на напряжении от 35 до 330 кВ. Источниками питания в большинстве случаев являются энергетические системы. На ряде промышленных предприятий параллельно с энергетическими системами также задействованы местные ТЭЦ. Питание групп ДСП малой емкости, электропечей средней и большой емкости производится преимущественно на напряжении 35-220 кВ. Электроснабжение групп электропечей средней и большой емкости, а также сверхмощных электротермических установок осуществляется на напряжении 110-330 кВ. При напряжении 110-330 кВ электроэнергия передается по BJI, а при 35 кВ - по KJI или BJI.

Для внутреннего электроснабжения электропечей значительной емкости характерно применение напряжения 35 и 110 кВ, в некоторых случаях - 220 кВ. Наиболее перспективным является использование напряжения выше 110 кВ. Однако при этом возникают трудности, обусловленные тяжелыми условиями функционирования коммутационной аппаратуры, необходимостью регулирования напряжения под нагрузкой, а также существенными перепадами уровней первичного и вторичного напряжений. В настоящее время выпускаются печные выключатели и электропечные трансформаторы, рассчитанные на напряжение 220 кВ.

Электроснабжение мощных ДСП, в подавляющем большинстве случаев, производится от ГПП предприятия или подстанций глубоких вводов (111 В). Питание печной нагрузки от ГПП предприятия следует производить только для электропечей незначительной мощности. Сетевые трансформаторы необходимо выбирать с учетом динамического характера электрической нагрузки ДСП. С целью уменьшения мощности силовых трансформаторов и повышения устойчивости функционирования печей следует, по возможности, предусматривать их параллельную работу. Для снижения негативного воздействия электропечей на работу других потребителей нужно осуществлять раздельное питание. Простейшие методы разделения нагрузок основаны на применении трансформатора с расщепленными обмотками или сдвоенного реактора [62, 98, 105]. Однако они не находят при-

менения для систем питания рассматриваемого производства. Более целесообразным является использование рационального секционирования [98]. Понизительные подстанции с двойной системой шин позволяют выделить печную резкоперемен-ную нагрузку на отдельные силовые трансформаторы. Эффективным методом является электроснабжение спокойной и неспокойной нагрузок от отдельных понизительных подстанций. Он основан на использовании простых двухсекционных ГПП и ПГВ. Для питания электропечей используются радиальные схемы. Магистральные схемы не нашли применения, т.к. они не позволяют обеспечить требуемую надежность электроснабжения и не дают возможности осуществить раздельное питание резкопеременной и спокойной нагрузок [42, 57,62].

Согласно «Правилам устройства электроустановок» (ПУЭ) [127] СЭС промышленного предприятия с ДСП переменного и постоянного тока необходимо выполнять с учетом обязательного обеспечения нормируемых ГОСТ 13109-97 [70] значений показателей качества электроэнергии в питающей электрической сети общего назначения, к которой будут подключены такие установки. Печные понижающие или преобразовательные трансформаторы ДСП допускается подключать к электрическим сетям без выполнения специальных расчетов на колебания напряжения и содержание высших гармонических составляющих при выполнении условия

где SnTi - номинальная мощность i-ro печного понижающего или преобразовательного трансформатора, MB A; SK3~ мощность короткого замыкания в месте подключения ДСП к электрической сети общего назначения, MBA; п - количество присоединяемых ДСП; Д - коэффициент (Д=1 для ДСП переменного тока, Д=2 для ДСП постоянного тока). В случае невыполнения указанного условия нужно производить специальные расчеты для того, чтобы установить имеется ли превышение

КЗ

(2.1)

допустимых [70] значений колебаний напряжения и (или) содержания гармоник у электроприемников, получающих питание в электрической сети, присоединенной к рассматриваемой точке. Если это так, то следует предусматривать дополнительные мероприятия, направленные на снижение уровней помех. Таким образом, присоединение ДСП в точку питающей сети с наибольшей мощностью КЗ является эффективным способом минимизации колебаний напряжения и высших гармонических составляющих.

ДСП относятся ко второй категории надежности электроприемников. Допускается перерыв в их электроснабжении на время перехода на резервное питание. Ущерб, обусловленный переходом на резервное питание вручную, не превышает экономические затраты на установку автоматического включения резерва (АВР). Поэтому необходимость в использовании АВР отсутствует. В связи с этим обычно не предусматривается полное резервирование питания дуговых электропечей с прокладкой отдельной резервной линии.

Внутреннее электроснабжение печи производится от трансформаторного агрегата, благодаря которому осуществляется регулирование напряжения. Силовая цепь при рассмотрении от источника питания состоит из следующих элементов: разъединитель, печной выключатель, ПТ, ДСП. Электропечные трансформаторы относятся к трансформаторам специального назначения. Они являются связующим звеном между питающей сетью и печной установкой. Особенности специализированных трансформаторов во многом обусловлены величиной их единичной мощности и значительной емкостью ДСП. По сравнению с обычными силовыми трансформаторами ПТ должны обладать следующими преимуществами:

- повышенная электродинамическая стойкость к толчкам тока и коротким замыканиям;

- высокая термическая устойчивость к перегрузочным токам;

- широкий диапазон и достаточное количество ступеней вторичного напряжения, позволяющее производить автоматическое и достаточное регулирование мощности в соответствии с требованиями технологического процесса;

- больший коэффициент трансформации;

- сравнительно малое значение вторичных напряжений и значительные силы вторичных токов [27];

- оснащение схемой регулирования низшего напряжения под нагрузкой (РПН), значительный механический и коммутационный ресурс [98].

Дня питания ДСП применяются трехфазные трансформаторы. ПТ в сухом и масляном исполнении на первичное напряжение 35 кВ включительно изготовляются для внутренней установки. Они располагаются внутри помещений в специальных камерах, защищающих их от негативного воздействия окружающей среды. Специализированные трансформаторы на напряжение 110 кВ и выше выполняются для наружной установки на открытых подстанциях. К номинальным параметрам ПТ относятся: мощность, первичное напряжение, вторичный ток и напряжение, глубина регулирования вторичного напряжения, напряжение короткого замыкания, электродинамическая стойкость. Первичную обмотку специализированных трансформаторов выполняют по схеме «треугольник». Для соединения вторичной обмотки предпочтительным также является соединение в «треугольник», позволяющее распределить ток короткого замыкания на электроде на две фазы трансформатора и применить бифилярную трехфазную короткую сеть. Количество обмоток подавляющего большинства ПТ составляет от 2 до 5 и более, а удельная мощность может превышать 1 МВА/т. Мощность трансформатора, используемого для питания АКП, может достигать 45 MB А.

Номинальное первичное напряжение трансформаторов иПт1шм составляет 35220 кВ. Вторичные токи трансформатора 1пт2ном не превышают величины 100 кА, а вторичные напряжения, обычно, составляют сотни вольт, в ряде случаев достигают максимальных значений, равных 1,5-1,6 кВ. В отличие от силовых трансформаторов для ПТ глубина регулирования Г определяется по зависимости

Р — ^ПТ2ном,сттах /2 2)

ПТ2ном,сттт

где UnT2H0M CTmax, UnT2H0MjCxmill - номинальные вторичные напряжения на ступенях

40

Заключение диссертации по теме «Электротехнические комплексы и системы», Шурыгин, Юрий Анатольевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В представленной работе реализовано решение комплекса актуальных задач в отношении повышения эффективности функционирования систем электроснабжения сталеплавильных производств. В результате проведенных исследований разработаны способы регулирования мощности электропечи переменного тока, способ регулирования мощности, потребляемой группой электропечей, математические и имитационные модели электрических режимов дуговых печей, учитывающие по-фазное регулирование реактивного сопротивления короткой сети.

Материалы данной работы позволяют сформулировать основные научно-практические результаты в виде следующих выводов:

1. Разработаны способы регулирования мощности дуговой электропечи переменного тока, основанные на регулировании тока дуги каждого из электродов и изменении реактивного сопротивления короткой сети по фазам за счет включения в низковольтную цепь печного контура управляемых электромагнитных устройств. Получена функциональная схема системы автоматического управления электромагнитными устройствами и алгоритм её функционирования. При использовании разработанных способов регулирования мощности удельный расход электрической энергии снизился на 7,4%, удельный расход электродов - на 9%.

2. Разработаны математические и имитационные модели электрических режимов ДСП, учитывающие регулирование реактивного сопротивления короткой сети по фазам за счет использования управляемых электромагнитных устройств.

3. Создан способ регулирования мощности группы электропечей, заключающийся в запуске готовой к пуску электропечи после окончания периода расплава ДСП, предыдущей по запуску, а также алгоритм его функционирования в автоматическом режиме. При согласованном функционировании группы электропечей тридцатиминутный максимум активной мощности снизился на 4,2%, отклонения напряжения в минимальном режиме СЭС уменьшились на 1,3%, в максимальном -на 2,8%, повысилась равномерность графика нагрузки, сократился разброс значений активных, реактивных и полных мощностей.

4. Построение рациональной СЭС сталеплавильного производства следует осуществлять по известным положениям, а также предусматривать внедрение разработанных технических решений, позволяющих реализовать пофазное регулирование мощности электропечей переменного тока за счет использования управляемых электромагнитных устройств и регулирование мощности, потребляемой группой электропечей, в автоматическом режиме с позиции взаимосовместимости их электрических режимов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Шурыгин, Юрий Анатольевич, 2011 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. Дюдкин, Д.А. Современная технология производства стали [Текст] / Д.А. Дюдкин, В .В. Кисиленко. - М: «Теплотехник», 2007. - 528 с.

2. Циммерман, Р. Металлургия и материаловедение. Справочник [Текст] / Р. Циммерман, К. Гюнтер; пер. с нем. - М.: Металлургия, 1982. - 480 с.

3. Воскобойников, В.Г. Общая металлургия [Текст] / В.Г. Воскобойников, В.А. Кудрин, A.M. Якушев. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1985. -479 с.

4. Соколов, Г.А. Производство стали [Текст] / Г.А. Соколов. - М.: Металлургия, 1982.-469 с.

5. Рябов, A.B. Современные способы выплавки стали в дуговых печах [Текст]: учебное пособие / A.B. Рябов, И.В. Чуманов, М.В. Шишимиров. - М:

«Теплотехник», 2007. - 192 с.

6. Каблуковский, А.Ф. Производство электростали и ферросплавов [Текст] / А.Ф. Каблуковский. - М.: ИКЦ Академкнига, 2003. - 512 с.

7. Поволоцкий, Д.Я. Электрометаллургия стали и ферросплавов [Текст]: учебник для вузов / Д.Я. Поволоцкий, В.Е. Рощин, М.А. Рысс и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - М: Металлургия, 1984. - 568 с.

8. Каблуковский, А.Ф. Производство стали и ферросплавов в электропечах [Текст]: учебник для техникумов / А.Ф. Каблуковский. - М.: Металлургия, 1991.-335 с.

9. Дюдкин, Д.А. Производство стали на агрегате ковш-печь [Текст] / Д.А. Дюдкин, С.Ю. Бать, С.Е. Гринберг и др. - Донецк: ООО «Юго-Восток,

Лтд», 2003.-300 с.

10. Ененко, Г.М. Промышленные печи [Текст] / Г.М. Ененко. - М.: Металлургия, 1987. - 304 с.

11. Линчевский, Б.В. Металлургия черных металлов [Текст]: учебник для техникумов / Б. В. Линчевский, А.Л. Соболевский, A.A. Кальменев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1986. - 360 с.

12. Егоров, A.B. Электроплавильные печи черной металлургии [Текст] / A.B. Егоров. - М.: Металлургия, 1985. - 280 с.

13. Сисоян, Г.А. Электрическая дуга в электрической печи [Текст] / Г.А. Сисоян. - М.: Металлургия, 1974. - 303 с.

14. Леушин, А.И. Дуга горения [Текст] / А.И. Леушин. - М.: Металлургия, 1973.-240 с.

15. Макаров, А.Н.Теория и практика теплообмена в электродуговых и факельных печах, топках, камерах сгорания Ч. 1. Основы теории теплообмена излучением в печах и топках [Текст]: монография / А.Н. Макаров. - Тверь: ТГТУ, 2007.- 184 с.

16. Аншин, В.Ш. Трансформаторы для промышленных электропечей [Текст] / В.Ш. Аншин, А.Г. Крайз, В.Г. Мейксон. - М.: Энергоиздат, 1982. - 296 с.

17. Данцис, Я.Б. Параметры трансформаторов мощных руднотермических печей [Текст] / Я.Б. Данцис. - М.: Энергоиздат, 1969. - 296 с.

18. Микулинский, A.M. Процессы рудной электротермии [Текст] / А. М. Микулинский, A.M. - М.: Металлургия, 1965. - 280 с.

19. Игнатов, И.И. Математическое моделирование электрических режимов дуговых сталеплавильных печей [Текст] / И.И. Игнатов, A.B. Хаинсон // Электричество. - 1985. - №8.

20. Строганов, А.И. Дуговые электропечи [Текст] / А.И. Строганов, Г.Н. Сергеев, O.A. Лабнович и др.- М: Металлургия, 1972. - 288 с.

21. Данцис, Я.Б. Электрические характеристики для коротких сетей печей средней мощности [Текст] / Я.Б. Данцис, Г.М. Жилов // Электротермия. - 1968. -№77.

22. Данцис, Я.Б. Короткие сети и электрические параметры дуговых электропечей. Справочник [Текст] / Я.Б. Данцис, Л.С. Кацевич, Г.М. Жилов и др. -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1987. - 320 с.

23. Струнский, Б.М. Короткие сети электрических печей [Текст] / Б.М. Струнский. - М.: Металлургиздат, 1962. - 335 с.

24. Зинуров, И.Ю. Дуговые сталеплавильные печи. Атлас [Текст] /

И.Ю. Зинуров, А.И. Строганов, J1.K. Кузнецов. -М.: Металлургия, 1978. - 180 с.

25. Смелянский, М.Я. Короткие сети электрических печей [Текст] / М.Я. Смелянский, Н.И. Бортничук. - М.: Госэнергоиздат, 1962. - 91 с.

26. Струнский, Б.М. Рудотермические плавильные электропечи [Текст] / Б.М. Струнский. - М.: Металлургия, 1972. - 368 с.

27. Окороков, Н.В. Дуговые сталеплавильные печи [Текст] / Н.В. Окороков. - М.: Металлургия, 1971. - 344 с.

28. Струнский, Б.М. Расчеты руднотермических печей [Текст] / Б.М. Струнский. -М.: Металлургия, 1982. - 192 с.

29. Исламов, М.Ш. Проектирование и эксплуатация промышленных печей [Текст] / М.Ш. Исламов. - М.: Металлургия, 1986. - 281 с.

30. Евсеева, Н.В. Метод расчета энерготехнологического режима плавки в высокомощной дуговой печи [Текст] / Н.В. Евсеева, О. К. Токовой, А. Н. Вол-

кодаев, и др. // Сталь. - 1998. - №7.

31. Белитченко, А.К. Улучшение работы мощных электропечей ДСП-100И6 на Молдавском металлургическом заводе [Текст] / А. К. Белитченко, Г.А. Лозин, Р.П. Самыгин // Сталь. -1990. - №4.

32. Роменец, В.А. Дуговые сталеплавильные печи (технико- экономический анализ) [Текст] / В.А. Роменец, A.M. Леонтьев - М: Металлургия, 1971. - 216 с.

33. Волкодаев, А.Н. Метод расчета энерготехнологического режима плавки в высокомощной дуговой печи [Текст] / А. Н. Волкодаев, Н.В. Евсеева,

O.K. Токовой // Сталь. - 2000. - №2.

34. Кацевич, Л.С. Теория теплопередачи и тепловые расчеты электрических печей [Текст] / Л.С. Кацевич. - М.: Энергия, 1977. - 304 с.

35. Лозинский, О.Ю. Оптимизация системы режимов управления процессом электросталеплавления в дуговых сталеплавильных печах [Текст] / О.Ю. Лозинский, Я.С. Паранчук // Электротехника. - 2004. - №6.

36. Тулуевский, Ю.Н. Экономия электроэнергии в дуговых сталеплавильных печах [Текст] / Ю.Н. Тулуевский, И.Ю. Зануров, А.Н. Попов и др. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 104 с.

37. Миронов, Ю.М. Электрооборудование и электроснабжение электротермических, плазменных и лучевых установок [Текст] / Ю.М. Миронов,

A.Н. Миронова. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 376 с.

38. Лапшин, И.В. Автоматизация дуговых печей [Текст] / И.В. Лапшин. -

М.: Энергия, 2004. - 166 с.

39. Каганов, В.Ю. Автоматизация металлургических печей [Текст] /

B.Ю. Каганов, О.М. Блинова. - М.: Металлургия, 1975. - 376 с.

40. Смоляренко, В.Д. Современное состояние и перспективы развития электродуговых печей для выплавки стали [Текст] / В.Д. Смоляренко, С.Г. Овчинников, Б.П. Черняховский. // Сталь. - 2005. - №2.

41. Свенчанский, А.Д. Автоматическое регулирование электрических печей [Текст] / А.Д. Свенчанский, К.Д. Гуттерман. -М.: Энергия, 1965. - 478 с.

42. Свенчанский, А.Д. Электроснабжение и автоматизация электротермических установок [Текст] / А.Д. Свенчанский, З.Л. Трейзон. - М.: Энергия, 1980.-320 с.

43. Свенчанский, А.Д. Автоматизация электротермических установок [Текст]: учебник для техникумов / А.Д. Свенчанский, З.Л. Трейзон. - М.: Энергия, 1968. - 264 с.

44. Сарапулов, Ф.Н. Расчет параметров цепей электротехнологических установок [Текст]: учебное пособие / Ф.Н. Сарапулов. - Екатеринбург: УГТУ, 1999.-83 с.

45. Рахманов, Р.Н. Применение модели нейронной сети для регулирования режимов электрической мощности ДСП [Текст] / Р. Н. Рахманов // Проблемы энергетики. - 2005. - №1.

46. Горобец, В.Г. Производство стали в дуговой печи [Текст] / В.Г. Горо-бец, М.Н. Гаврилова. - М.: Металлургия, 1986. - 208 с.

47. Поволоцкий, Д.Я. Устройство и работы сверхмощных дуговых сталеплавильных печей [Текст] / Д.Я. Поволоцкий, Ю.А. Гудим, И.Ю. Зинуров. - М.: Металлургия, 1990. - 176 с.

48. Марков, H.A. Электрические печи и режимы дуговых электропечных

установок [Текст] / H.A. Марков. -М.: Энергия, 1975. - 208 с.

49. Платонов, Г.Ф. Параметры и электрические режимы металлургических электродных печей [Текст] / Г.Ф. Платонов.: под ред. Свечанского А.Д. -

Л.: Изд-во Энергия, 1965.- 152 с.

50. Свенчанский, А.Д. Электрические промышленные печи. 4.2. Дуговые печи [Текст]: учебное пособие для вузов / А.Д. Свенчанский, М.Я. Смелянский.

- М.: Энергия, 1970. - 264 с.

51. Минеев, Р.В. Графики нагрузок дуговых электропечей [Текст] / Р.В. Минеев, А.П. Михеев, Ю. Л. Рыжнев. - М.: Энергия, 1977. - 120 с.

52. Михеев, А.П. Опыт моделирования графиков нагрузки сверхмощных дуговых электропечей [Текст] / А.П. Михеев, Н.М. Ворошилов. - Томск: ТПИ,

ТГУ, 1981.- 158 с.

53. Свенчанский, А.Д. Электрические промышленные печи: дуговые печи

и установки специального нагрева [Текст] / А.Д. Свенчанский, И.Т. Жердев, A.M. Кручинин. -М.: Энергоиздат, 1981. - 296 с.

54. Жучков, В.И. Энергетические параметры и конструкции рудовосста-новительных электропечей [Текст] / В.И. Жучков, В.Л. Розенберг, К.С. Елкин и др. - Челябинск: Металл, 1994. - 192 с.

55. Егоров, A.B. Расчет мощности и параметров электросталеплавильных печей [Текст]: учебное пособие для вузов / A.B. Егоров. - М.: МИСИС, 2000. -272 с.

56. Вагенер, Ф. Электродуговые печи нового поколения 250-т ЭДП серии Ultimate фирмы «ФАИ Фукс» [Текст] / Ф. Вагенер, Ф. Мюллер, П. Пудель и др.

//Сталь.-2005.-№6.

57. Минеев, Р.В. Повышение эффективности электроснабжения электропечей [Текст] / Р.В. Минеев, А.П. Михеев, Ю.Л. Рыжнев. - М.: Энергоатомиздат, 1986.-206 с.

58. Сергеев, Г.Н. Эффективность выплавки электростали [Текст] / Г.Н. Сергеев, H.A. Тулин, К.П. Баканов-М: Металлургия, 1977. - 192 с.

59. Буров, С.Д. Совершенствование сталеплавильного производства

[Текст] / С.Д. Буров, Г.А. Пивень, ГА. Кладите. - Донецк: Донбас, 1989. - 47 с.

60. Снитко, Ю.П. Рациональная технология плавки в 100-т электропечах [Текст] / Ю. П. Снитко, И.М. Оржех, В.И. Андреев и др. // Сталь. -1990. - №4.

61. Рябов, A.B. Современные способы выплавки стали в дуговых печах [Текст]: учебное пособие / A.B. Рябов, И.В. Чуманов, М.В. Шишимиров. - М.:

Теплотехник, 2007. - 192 с.

62. Рыжнев, Ю.Л. Влияние дуговых электропечей на системы электроснабжения [Текст] / Ю.Л. Рыжнев, Р.В. Минеев, А.П. Михеев и др.: под ред. Смелянского М. Я. и Минеева P.B. - М.: Энергия, 1975. - 184 с.

63. Гуревич, Ю.Е. Особенности электроснабжения промышленных предприятий с непрерывным технологическим производством [Текст] /

Ю. Е. Гуревич // Электричество. -1990. - №1.

64. Шпиганович, А.Н. Электроснабжение металлургических предприятий [Текст]: монография / А.Н. Шпиганович, К.Д. Захаров. - Липецк: ЛГТУ, 2006. -568 с.

65. Кудрин, Б.И. Энергосбережение промышленных предприятий [Текст]: учебник для вузов/ Б.И. Кудрин. - М.: Энергоатомиздат, 1995. - 413 с.

66. Кувалдин, А.Б. Оптимизация электроснабжения дуговых сталеплавильных печей [Текст] / А.Б. Кувалдин, Е.В. Птицына, Р.В. Минеев и др. //

Электрика. - 2007. - №7.

67. Бош, В.И. Особенности систем электроснабжения сталеплавильных производств [Текст]: монография. / В.И. Бош, Е.П. Зацепин. - Липецк: ЛГТУ, 2006.- 152 с.

68. Карташев, И.И. Электромагнитная совместимость в системах электроснабжения [Текст] / И.И. Карташев // Электротехника. - 2001. - №4.

69. Вагин, Г.Я. Построение систем электроснабжения промышленных предприятий с учетом электромагнитной совместимости электроприемников [Текст] / Г.Я. Вагин // Промышленная энергетика. - 2005. - №2.

70. ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения [Текст]. - Введ. 1999-01-01. - М.: Изд-во

стандартов, 1999. - 31 е.: ил.; 29 см.

71. Константинов, Б.А. Качество электрической энергии и электромагнитная совместимость электрооборудования предприятий [Текст] / Б.А. Константинов, И.В. Жежеленко, A.M. Липский // Электричество. - 1977. - №3.

72. Жежеленко, И.В. Влияние качества электроэнергии на сокращение срока службы и снижение надежности электрооборудования [Текст] / И.В. Жежеленко, Ю.Л. Саенко, A.B. Горпинич // Электрика. - 2008. - №4.

73. Марков, H.A. Эксплуатационный контроль электрических параметров дуговых печей [Текст] / H.A. Марков, О.В. Баранник. - М.: Энергия, 1973.- 104 с.

74. Кудрин, Б.И. Электрооборудование промышленных предприятий [Текст]: учебник для вузов / Б.И. Кудрин, А.Р. Минеев. - М.: Академия. 2006. -600с.

75. Жежеленко, И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий [Текст] / И.В. Жежеленко. - М.: Энергия, 1974. - 184 с.

76. Жежеленко, И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий [Текст] / И.В. Жежеленко. - 2-е изд., перераб. и доп.- М.:

Энергоатомиздат, 1984. - 160 с.

77. Жежеленко, И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий [Текст]: учебное пособие для вузов / И.В. Жежеленко. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1994. - 264 с.

78. Бош, В.И. Источники гармонических составляющих и оценка их мощности [Текст] / В.И. Бош // Электроэнергетика, энергосберегающие технологии: сб. докладов Всероссийск. научн.-технич. конф., 29-30 апреля. Часть 1. - Липецк, 2004. - с. 13-16.

79. Лютый, А.П. Оценивание несимметрии и несинусоидальности напряжения в сетях с быстроизменяющейся нагрузкой [Текст] / А.П. Лютый // Электрика. - 2003. - №2.

80. Джус, И.Н. Расчет цепей с несинусоидальными токами [Текст] /

И.Н. Джус // Электричество. - 2004. - №9.

81. Волков, JI.Т. Новый метод оценки уровня высших гармоник в сетях с дуговыми сталеплавильными печами [Текст] / Л. Т. Волков, H.A. Новоселов //

Электричество. - 2009. - №3.

82. Кучумов, Л.А. Вопросы измерения параметров электрических режимов и гармонических спектров в сетях с резкопеременной и нелинейной нагрузками [Текст] / Л.А. Кучумов, A.A. Кузнецов // Промышленная энергетика. -2005.-№3.

83. Жежеленко, И.В. Показатели качества электроэнергии на промышленных предприятиях [Текст] / И.В. Жежеленко. - М.: Энергия, 1977. - 184 с.

84. Евдокунин, Г.А. Внутренние перенапряжения в сетях 6-35 кВ [Текст] / Г.А. Евдокунин, С.С. Титенков. - СПб: Издательство Терция, 2004. - 188 с.

85. Шпиганович, А.Н. Особенности систем электроснабжения сталеплавильных и ферросплавных производств [Текст] / А.Н. Шпиганович, К.Д. Захаров.

- Липецк: ЛГТУ, 2004. - 213 с.

86. Федоров, A.A. Основы электроснабжения промышленных предприятий [Текст] / A.A. Федоров, В.В. Каменева. - М.: Энергия, 1979. - 408 с.

87. Сибикин, Ю.Д. Электроснабжение промышленных и гражданских зданий [Текст] / Ю.Д. Сибикин. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. -368 с.

88. Жежеленко, И.В. Качество электроэнергии на промышленных предприятиях [Текст] / И.В. Жежеленко, М.Л. Рабинович, В.М. Божко - Киев: Техника, 1981.-268 с.

89. Железко, Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии. Руководство для практических расчетов [Текст] / Ю.С. Железко.- М: НЦ ЭНАС, 2009. - 456 с.

90. Суднова, В.В. Качество электрической энергии [Текст] / В.В. Суднова.

- М.: ЗАО «Энергосервис», 2000. - 80 с.

91. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники [Текст] / Л.А. Бессонов. 9-е изд., перераб. и доп.- М.: Высшая школа, 1996. - 638 с.

92. Данцис, Я.Б. Методы электротехнических расчетов рудотермических

печей [Текст] /Я.Б. Данцис. - Л.: Энергия, 1973. - 184 с.

93. Егоров, A.B. Электрические печи (для производства сталей) [Текст] / A.B. Егоров, А.Ф. Моржин. - М: Металлургия, 1975. - 352 с.

94. Гутман, М.Б. Электрические печи сопротивления и дуговые печи [Текст] / М.Б. Гутман, Л.С. Кацевич, М.С. Лейканд и др.; Под ред. М.Б. Гутмана - М: Энергоатомиздат, 1983. - 360 с.

95. Минин, Г.П. Реактивная мощность [Текст] / Г.П. Минин. - 2-е изд., перераб. - М: Энергия, 1978. - 88 с.

96. Поспелов, Г.Е. Компенсирующие и регулирующие устройства в электрических системах [Текст] / Г.Е. Поспелов, Н.М. Сыч, В.Т. Федин. - Л: Энергоатомиздат, 1983. - 112 с.

97. Шидловский, А.К. Регулируемые статические источники реактивной мощности [Текст] / А. К. Шидловский, B.C. Федий // Электричество. - 2009. -№1.

98. Кудрин, Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий [Текст] / Б.И. Кудрин. - М.: Интернет Инжиниринг, 2005. - 672 с.

99. Можаев, А.Н. Компенсация реактивных нагрузок и снижение потерь электрической энергии в сетях промышленных предприятий [Текст] / А.Н. Можаев. - М.: МД НТП, 1977. - 366 с.

100. Данцис, Я.Б. Искусственная компенсация реактивной мощности [Текст] / Я.Б. Данцис, Г.М. Жилов. - Л.: Энергия, 1971. - 79 с.

101. Дубровская, Т.И. Индивидуальная компенсация реактивной мощности [Текст] / Т. И. Дубровская, B.C. Ковженкин // Электрика. - 2009. - №10.

102. Жохов, Б.Д. Компенсация реактивной мощности в сетях с электродуговыми печами [Текст] / Б.Д. Жохов // Промышленная энергетика. - 1994. -№10-11.

103. Вагин, Г.Я. Повышение качества электроэнергии и компенсация реактивной мощности на металлургических предприятиях с дуговыми печами [Текст] / Г. Я. Вагин, A.A. Севостьянов, С.Н. Юртаев // Электрика. - 2009. - №10.

104. Овчаренко, A.C. Повышение эффективности электроснабжения промышленных предприятий [Текст] / A.C. Овчаренко, Д.И. Розинский. - Киев:

Техника, 1989.-286 с.

105. Жежеленко, И.В. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях [Текст]: учеб. пособие для вузов / И.В. Жежеленко- М.: Энергоатомиздат, 1986. - 168 с.

106. Минеев, А.Р. Малозатратные методы и структуры фильтросиммет-рирования и компенсации реактивности (на примере электрических печей) [Текст] / А.Р. Минеев // Электротехника. - 1997. - №4.

107. Глебов, И.А. Эффективность применения управляемых реакторов в энергосистемах [Текст] / И. А. Глебов // Электротехника. - 1990. - №5.

108. Дорожко, Л.И. Реакторы с поперечным подмагничиванием [Текст] / Л.И. Дорожко, М.С. Либкинд. -М.: Энергия, 1977. - 176 с.

109. Мишин, В.И. Трехфазные управляемые реакторы [Текст] / В.И. Мишин, Е.И. Забудский, И.В. Собор. - Кишинев: Штиинца, 1977. - 133 с.

110. Забудский, Е.И. Совмещенные регулируемые электромагнитные реакторы [Текст] / Е.И. Забудский. - М.: Энергоатомиздат, 2003. - 436 с.

111. Александров, Г.Н. Управляемые реакторы [Текст]: учебное пособие / Т.Н. Александров, В.П. Лунин. - Спб.: Издание Центра подготовки кадров

энергетики, 2005. - 200 с.

112. Лейтес, Л.В. Электромагнитные расчеты трансформаторов и реакторов [Текст] /Л.В. Лейтес.-М.: Энергия, 1981.-392 с.

113. Брянцев, A.M. Управляемые подмагничиванием электрические реакторы - как элемент электроэнергетической системы [Текст] / А. М. Брянцев //

Электротехника. - 2003. - №1.

114. Брянцев, A.M. Управляемые подмагничиванием шунтирующие реакторы для сети 35-500 кВ [Текст] / А. М. Брянцев, А.Г. Долгополов, Г.А. Евдо-кунин и др. // Электротехника. - 2003. - №1.

115. Пат. №2338338 Российская Федерация МПК7 Н05В 7/148, F27B 3/28. Способ регулирования реактивной мощности, потребляемой группой дуговых электропечей [Текст] / Шпиганович А.Н., Шпиганович A.A., Захаров К.Д., Зацепина В .И., Зацепин Е.П., Шилов И.Г.; заявитель и патентообладатель Липец-

кий государственный технический университет. - 2007112074/02; заявл. 02.04.2007; опубл. 10.11.2008. Бюл. №31. - 6 е.: ил.

116. Непомнящий, В.А. Учет надежности при проектировании энергосистем [Текст] / В.А. Непомнящий. - М.: Энергия, 1978. - 199 с.

117. Окороков, В.Р. Надежность производственных систем [Текст] / В.Р. Окороков. - Л.: ЛГУ, 1972. - 168 с.

118. Розанов, М.Н. Надежность электроэнергетических систем [Текст] / М.Н. Розанов. - М.: Энергия, 1974. - 175 с.

119. Рубан, А.И. Теория вероятностей и математическая статистика [Текст] / А.И. Рубан. - Красноярск, 1996. - 132 с.

120. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика [Текст]: учеб. пособие для вузов / В.Е. Гмурман. - 10-е изд., стер. - М.: Высшая школа, 2004. - 479 с.

121. Шпиганович, А.Н. Случайные потоки в решении вероятностных задач [Текст] / А.Н. Шпиганович, A.A. Шпиганович, Н.М. Огарков. - Липецк: ЛГТУ, 1999.-80 с.

122. Розанов, Ю.А. Введение в теорию случайных процессов [Текст] / Ю.А. Розанов. - М.: Наука, 1982. - 128 с.

123. Шпиганович, А.Н. Случайные импульсные потоки [Текст]: учебное пособие / А.Н. Шпиганович, A.A. Шпиганович, В.И. Бош. - Елец: ЕГУ им. И.А. Бунина, Липецк: ЛГТУ, 2004.-292 с.

124. Пат. №2275759 Российская Федерация МПК7 Н05В 7/148 Способ регулирования мощности по фазам трехэлектродной дуговой электропечи переменного тока [Текст] / Шпиганович А.Н., Захаров К.Д., Зацепин Е.П., Бош В.И.; заявитель и патентообладатель Липецкий государственный технический университет. - 2004126602/09; заявл. 01.09.2004; опубл. 27.04.2006. Бюл. №12. - 6 е.: ил.

125. Чернышев, Д.В. Разработка рациональных энергетических параметров токопровода, дуги и факела топливно-кислородных горелок в дуговых сталеплавильных печах [Текст]: дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук: спец. 05.09.10

- Электротехнология, 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика / Чернышев Дмитрий Вадимович. - Москва, 2007 - 155 с.

126. Альтгаузен, А.П. Электрооборудование и автоматика электротермических установок. Справочник [Текст] / А.П. Альтгаузен, И.М. Бершицкий, М.Я. Смелянский и др. - М.: Энергия, 1978. - 304 с.

127. Правила устройства электроустановок [Текст] / Минэнерго РФ. -

СПб.: ДЕАН, 2004. - 464 с.

128. Пат. №2275758 Российская Федерация МПК7 Н05В 7/148 Способ регулирования мощности дуговой электропечи трехфазного переменного тока [Текст] / Шпиганович А.Н., Захаров К.Д., Зацепин Е.П., Бош В.И.; заявитель и патентообладатель Липецкий государственный технический университет. -2004126601/09; заявл. 01.09.2004; опубл. 27.04.2006. Бюл. №12. - 5 е.: ил.

129. A.c. №1162063 СССР МКИН05В 7/148, F27D11/10, G05F1/66. Система управления электрическим режимом дуговых электропечей при групповой работе в часы максимума потребления энергии [Текст] / Н.М. Ворошилов, Р.В. Минеев, О.В. Ульзитуев, А.П. Михеев, И.Ф. Антонов, Н.Б. Минеева, О.И. Король (СССР). -№2864264/27-07; заявл. 04.01.1980; опубл. 15.06.1985. Бюл. №22. - 8с.: ил.

130. Пат. №2066939 Российская Федерация МПК7 Н05В 7/148, G05F1/66. Система управления режимом дуговых сталеплавильных электропечей [Текст] / Демов А.Д., Рогальский Б.С., Славенко Э.И, Иванков В.О., Дмитраш A.B., Свиридов Н.П.; заявитель и патентообладатель Винницкий политехнический институт. -4906522/09; заявл. 30.01.1991; опубл. 20.09.1996. - 8 е.: ил.

131. Пат. №2163423 Российская Федерация МПК7 Н05В 7/144, G01R27/26. Способ определения параметров индуктивного взаимодействия между фазами трехэлектродной электропечи [Текст] / Лукашенков A.B., Фомичев A.A., Петрусе-вич.; заявитель и патентообладатель Тульский государственный университет. -99112103/09; заявл. 09.06.1999; опубл. 20.02.2001.-9 е.: ил.

132. Миткалинный, В.И. Металлургические печи. Атлас [Текст]: учебное пособие для вузов / В.И. Миткалинный, В.А. Кривандин, В.А. Морозов и др. -3-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1987. - 384 с.

133. Черных, И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink [Текст] / И.В. Черных. - М.: ДМК

Пресс; СПб.: Питер, 2008. - 288 с.

134. Лучко, А.Р. Принципы математического моделирования динамических процессов в управляемых подмагничиванием шунтирующих реакторах в SimPowerSystems (Matlab) [Текст] / А.Р. Лучко, М. Ебадиан // Электричество. -2008. -№3.

135. ГОСТ 7.1.-2003 Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления [Текст]. - Введ. 2004-06-01. -М.: Изд-во стандартов, 2004. - 166 е.: ил.; 29 см.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДСП-100

Электрические режимы дуговых электропечей рассчитаны согласно [15] по выражениям:

Р!=и2ф-1-со8фЭ5;

(П1.1)

_Т2 . Т?

(П1.2)

Рд^^^Ф-Л-ХЭО2-!?^^;

4

(П1.3)

(П1.4)

ида^д/и'ф-Й-ХэО2-!,^^;

4

(П1.5)

(П1.6)

где Рь Рэп; -мощность 1-ой фазы, соответственно активная и электрических потерь, Вт; I, - ток 1-ой фазы, А; соБфэ - коэффициент мощности электропечной установки в эксплуатационном режиме; г|эл - электрический КПД электропечи. При построении характеристик принят ряд допущений: постоянство напряжения на шинах подстанции, питающей ПТ; синусоидальный характер тока и напряжения печи; пренебрежение потерями стали в ПТ, а также питающей сети.

р, СОЗфэа,, иДа4

МВт' Лэла

10- 1,00- 200-

9 • 0,95 ' 180-

8- 0,90-

160-

7- 0,85 л

6- 0,80- 140-

5 - 0,75- 120-

4- 0,70- 100-

3 - 0,65-

80 -

2- 0,60-

1 - 0,55- 60 -

—I—

35

ЭПа

25

30

40

45 I, кА

Рис. П1.1. Электрические характеристики фазы А ДСП-100 на 1 ступени напряжения

Р, . СОЗфэь,. ида

МВт' "ПэлЬ

10- 1,00- 200-

9- 0,95" 180-

8- 0,90-

160-

7- 0,85-

6- 0,80- 140 -

5 - 0,75- 120-

4- 0,70- 100-

з- 0,65-

80 -

2- 0,60-

1- 0,55- 60 -

эпь

25

30

35

40

45 I, кА

СОБфэе,

Лэлс 1,000,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 Н 0,60 0,55

иДс к ,

200180 -160 140 • 120 ■ 100 -80 ■ 60 •

/Рэпе

30

—I—

35

~40~

—I-►

45 I, кА

25

Рис. П1.3. Электрические характеристики фазы С ДСП-100 на 1 ступени напряжения

р, , СОЗфэа,. кид

МВт' Лэла

10- 1,00- 160-

9- 0,95"

8- 0,90- 140-

7- 0,85- 120-

6- 0,80-

5 - 0,75- 100-

4- 0,70-

3- 0,65- 80-

2- 0,60- 60-

1 - 0,55-

30

—I—

35

25

40

45 I, кА

р, МВт' СОЗфэь,. ЛэлЬ идь к м >

10- 1,00- 160 -

9- 0,95"

8- 0,90- 140-

76- 0,850,80- 120-

5 - 0,75- 100-

4- 0,70-

з- 0,65- 80-

2- 0,60- 60-

1 - 0,55-

45 I, кА

Рис. П1.5. Электрические характеристики фазы В ДСП-100 на 7 ступени напряжения

Р, соэфас,

МВт' Лэлс

10- 1,00-

9- 0,95"

8- 0,90-

7- 0,85-

6- 0,80-

5- 0,75-

4- 0,70-

3- 0,65-

2- 0,60-

1 - 0,55-

45 I, кА

р, СОБфЭа,. иДа

МВт' Лэла

10- 1,00- 130-

9- 0,95" 120-

8- 0,90- 110-

7- 0,85- 100-

6 - 0,80-

90-

51 0,75-

80-

4- 0,70-

70-

о J - 0,65-

2- 0,60- 60-

1 - 0,55- 50-

45 I, кА

Рис. П1.7. Электрические характеристики фазы А ДСП-100 на 10 ступени напряжения

Р, 1 СОЭфэь,. идь. > к

МВт ЛэлЬ

10- 1,00- 130-

9- 0,95" 120-'

8- 0,90- 110-

7- 0,85- 100-

6- 0,80-

90-

5 - 0,75-

80-"

4- 0,70-

70-;

з- 0,65-

2- 0,60- 60-

1 - 0,55- 50-

25

30

35

40

45 I, кА

р, ^СОБфЭс. иДСд к *

МВт' Лэлс

10: 1,00- 130-

9- 0,95- 120-

8- 0,90- 110-

7- 0,85- 100-

6- 0,80-

90-

5- 0,75-

80-

4- 0,70-

70-

•-> о • 0,65-

2- 0,60- 60-

1 - 0,55- 50-

45 I, кА

Рис. П1.9. Электрические характеристики фазы С ДСП-100 на 10 ступени напряжения

Р, кСОЗфЭа, иДа.

МВт' Лэла

10- 1,00- 115-

9- 105-

8 - 0,90-

95-

'/- 0,80-

6- 85-

5 - 0,70- 75-

4- 65-

0,60-

-(-

2- 0,50- 4<5-

1 -

45 I, кА

р, СОЭфэь г идьА

МВт' ЛэлЬ

10 1,00 115-

9- 105-

8 0,90

95-

7 0,80

6- 85-

5 ■ 0,70 75-

4- 65-

-г 0,60

55-

2 0,50 45-

1 •

45 I, кА

Рис. П1.11. Электрические характеристики фазы В ДСП-100 на 12 ступени напряжения

45 I, кА