Academic Journal
Экспериментальное исследование гармонического состава токов дуг для дуговых сталеплавильных печей различной мощности
| Τίτλος: | Экспериментальное исследование гармонического состава токов дуг для дуговых сталеплавильных печей различной мощности |
|---|---|
| Πηγή: | Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. |
| Στοιχεία εκδότη: | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», 2016. |
| Έτος έκδοσης: | 2016 |
| Θεματικοί όροι: | дуговая сталеплавильная печь, установка ковш-печь, гармонический состав токов, качество электроэнергии, статический тиристорный компенсатор, компенсация реактивной мощности, фильтрация высших гармоник, система автоматического управления перемещением электродов, диагностика стадий плавки для дуговой печи |
| Περιγραφή: | Постановка задачи (актуальность работы): авторами статьи были проведены экспериментальные исследования гармонического состава тока дуговых сталеплавильных печей разной мощности и класса, функционирующих на различных металлургических предприятиях России. Цель работы: провести комплексный анализ изменения высших гармоник тока электросталеплавильных агрегатов, выявить закономерности изменения отдельных гармонических составляющих, а также определить средние и максимальные уровни гармоник для дуговых печей каждого типа. Используемые методы: исследования проводились на основании массивов мгновенных значений токов, записанных с помощью быстродействующих многоканальных регистраторов электрических сигналов. Обработка данных осуществлялась в математическом пакете Matlab с приложением Simulink, где с помощью методов спектрального анализа и разработанных алгоритмов обработки сигналов выполнялся расчет основных коэффициентов гармонических составляющих тока электродуговых установок. Результат: по результатам исследований отмечены особенности влияния технологических факторов и параметров силового электрооборудования дуговых печей на уровни гармонических составляющих на различных стадиях плавки. Сделан вывод о необходимости учета максимальных уровней значимых гармоник при выборе параметров фильтрокомпенсирующих цепей статических компенсаторов реактивной мощности. Проведен сравнительный анализ скорости изменения суммарных действующих значений четных и нечетных гармонических составляющих, который показал важную закономерность превышения скорости ослабления четных гармоник дуговой печи над нечетными в несколько раз. На основании этого показана целесообразность использования среднеквадратического значения тока четных гармоник для целей диагностики стадий плавки в дуговой сталеплавильной печи с классическим технологическим процессом. Новизна: результаты исследования являются новыми, т.к. впервые проведен комплексный анализ характера измерения высших гармоник тока для электродуговых установок широкого класса, включающий помимо дуговых сталеплавильных печей с традиционной технологией плавления шихты и классических установок ковш-печь также печи с непрерывной конвейерной подачей лома и шахтные печи с предварительным подогревом шихтового материала с помощью отходящих газов. Практическая значимость: полученные результаты исследований имеют большую теоретическую значимость для электротехники дуговых сталеплавильных печи и могут найти практическое применение при расчете параметров устройств компенсации реактивной мощности, функционирующих в системах электроснабжения электросталеплавильных комплексов. Выявленные закономерности могут быть использованы при решении задач диагностики технологических стадий плавки и создании усовершенствованных систем автоматического управления электрическими режимами дуговых сталеплавильных печей. Problem Statement (Relevance): The authors conducted a series of experiments aimed at studying the current harmonics of electric arc furnaces (EAF) with different power characteristics and of different types that are functioning at a number of steel making sites across Russia. Objectives: The study aims to provide a comprehensive analysis of the changing electric arc high-order current harmonics, identify the patterns and define the mean and maximal levels of harmonics for each type of furnace. Methods Applied: The research was based on the range of instantaneous current values registered with high-speed multichannel electrical signal recorders. The data processing was realized with the Simulink application, a part of the MATLAB package. The basic coefficients of EAF current harmonics were calculated using the default spectral analysis methods and the developed signal processing algorithms. Findings: The study helped identify the effect of process factors and power equipment parameters on the levels of harmonics at different EAF process stages. The authors came to the conclusion that it is crucial to consider the maximal levels of important harmonics when choosing the parameters of harmonic filters for static var compensators. The authors analysed and compared the change rates of the total root-mean-square values of even harmonics vs. odd harmonics. The comparison helped identify an important trend, which is that the attenuation rate of even harmonics is several times higher compared with the attenuation rate of odd harmonics. The analysis justifies the use of the root-mean-square value of even harmonics for process diagnostics in conventional EAFs. Originality: This is original research as it offers the first comprehensive analysis of the change pattern of high-order current harmonics in a broad range of EAFs, which, apart from conventional electric arc furnaces and classical ladle furnaces, includes furnaces with continuous scrap feed and shaft furnaces with the burden preheating system. Practical Relevance: The research findings offer a great contribution to the field of electrical engineering of arc furnaces and may be useful when designing the parameters of static var compensators which are a part of EAF power supply systems. The patterns identified may also be applied for solving the EAF process diagnostics tasks, as well as for designing advanced EAF power control systems. |
| Τύπος εγγράφου: | Article |
| Περιγραφή αρχείου: | text/html |
| Γλώσσα: | Russian |
| ISSN: | 1995-2732 |
| Σύνδεσμος πρόσβασης: | http://cyberleninka.ru/article/n/eksperimentalnoe-issledovanie-garmonicheskogo-sostava-tokov-dug-dlya-dugovyh-staleplavilnyh-pechey-razlichnoy-moschnosti http://cyberleninka.ru/article_covers/16898569.png |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edsair.od......2806..f5f10e3a1b7b8a4589b2a253d88e3e86 |
| Βάση Δεδομένων: | OpenAIRE |
| ISSN: | 19952732 |
|---|