Обеспечение эффективности функционирования систем электроснабжения электросталеплавильных производств

• Автор: Скуратов, Александр Павлович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 157 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБОСНОВАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ литературных источников

1.2. Задачи исследования

2. ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ В ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЕЧИ

2.1. Модели электрической дуги

2.2. Влияние высших гармонических составляющих напряжения на характеристики дуги

2.3. Воздействие технологического процесса на электрические свойства дуги

2.4. Электромагнитная взаимосвязь дуговой печи с системой электроснабжения и ее оборудованием

3. АНАЛИЗ ДУГОВЫХ ПРОЦЕССОВ

3.1. Определение экспериментальных данных и их анализ

3.2. Исследования дуговых процессов на моделях

3.3. Сравнение теоретических и экспериментальных результатов
4. РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ
4.1. Классификация основных потребителей электроэнергии электросталеплавильных производств
4.2. Характеристика потребителей печного отделения ЭСПЦ
4.3. Структура системы электроснабжения печного отделения ЭСПЦ
4.4. Информационно-измерительный комплекс для управления электрическими режимами дуговых сталеплавильных печей
4.5. Построение рациональной энергетической системы, обеспечивающей оптимизацию режимов работы дуговой сталеплавильной печи

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Актуальность работы. Одной из важнейших задач эксплуатации электрооборудования электросталеплавильных производств является задача обеспечения эффективности функционирования электрических систем совместно с дуговыми сталеплавильными печами. Работа электродуговых печей сопровождается потреблением из сети тока несинусоидальной формы. Возникают искажения напряжения сети. В сети появляются высшие гармонические составляющие тока и напряжения. Колебания тока нагрузки от нуля до величины, соответствующей эксплуатационному короткому замыканию, вызывают мерцание напряжения (фликер). Его величину можно не учитывать только в случае, если суммарная мощность печей не менее, чем в 100 раз меньше мощности короткого замыкания электрической системы. Часто выполнение данного условия затруднено и возникает необходимость в использовании специальных устройств, обеспечивающих повышение электромагнитной совместимости дуговых печей с системами электроснабжения. Поэтому проведение исследований, направленных на разработку методов и средств, снижающих негативное воздействие электродуговых сталеплавильных печей переменного тока на системы электроснабжения, обеспечивающих эффективное их функционирование, являются актуальными.
Целью работы является обеспечение эффективности функционирования систем электроснабжения электросталеплавильных производств посредством использования высших гармонических составляющих напряжения и тока для управления энергетическими режимами дуги и электрическими режимами плавки в дуговых сталеплавильных печах переменного тока.
Идея работы заключается в использовании высших гармоник напряжения и тока, возникающих при работе дуговых печей, для управления электрическими режимами плавки, и в совместном применении напряжений промышленной и повышенной частоты для изменения электроэнергетических характеристик дуги.
определяет проводимость дуги в момент 1=п-Т, п=0,1,2... (Т-период основной гармоники). Поскольку в выражения (2.33)-(2.36) постоянная интегрирования в входит в виде множителя, для качественного анализа зависимости проводимости от гармонического состава напряжения можно принять 0=1. В этом случае рассчитанное мгновенное значение £(1) показывает, во сколько раз проводимость дуги в произвольный момент времени I отличается от проводимости §(0).
Мгновенное значение тока дуги может быть найдено по закону Ома
Г рафики тока дуги при синусоидальной, трапециидальной и прямоугольной форме напряжения представлены на рис.2.5.
Постоянная времени дуги 0 в общем случае имеет сложную функциональную зависимость от давления, температуры столба дуги, состава дуговой плазмы. В диапазоне изменения температур 4000-12000 К данная величина меняется на несколько порядков. Учитывая, что в течение периода температура плазмы столба дуги меняется значительно, постоянная дуги также будет изменяться. Зависимость постоянной дуги от температуры [114] можно представить в следующем виде:
1,738-3,35-10"4 -Т приТ < 5000К;
0,329-5,32-10'5-Т приТ < 6000К;
4,62 • 10'2 - 0,603 • 10'5 • Т при Т < 7000К; 3,07 • 10‘2 - 0,382• 10'5 • Т при Т < 8000К; 7,42 • 10’4 - 0,729 • 10'7 ■ Т при Т < 10000К; 4,40 • 10'5 - 0,314 • 10'8 • Т при Т < 12000К; 2,91 • 10"5 - 0,190 • 10’8 ■ Т при Т < 14000К; 8,99 • 10“6 - 0,463 • 10'9 • Т при Т < 16000К; 6,26 • 10’6 - 0,292 • 10'9 • Т при Т > 16000К.
і(0 = и(0 • в(1) = £ит„ 5ІП(УС0І + ці„) • Єє
(2.37)