Повышение эффективности электротехнических комплексов предприятий чёрной металлургии за счёт регулируемых компенсирующих устройств

• Автор: Корнилов, Геннадий Петрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 378 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭНЕРГОЕМКИХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ. СПОСОБЫ ИХ УЛУЧШЕНИЯ
1.1. Обоснование применения компенсирующих устройств для повышения эффективности мощных электротехнических комплексов
1.2. Анализ энергетических показателей тиристорных электроприводов прокатных станов
1.2.1. Характеристика узла нагрузки широкополосного стана 2000 горячей прокатки
1.2.2. Анализ причин ухудшения энергетических показателей тиристорных электроприводов прокатных станов
1.3. Классификация компенсирующих устройств для тиристорных электроприводов прокатных станов
1.4. Характеристика технологических и электрических режимов сверхмощной дуговой сталеплавильной печи
1.4.1. Описание комплекса «ДСП-СТК»
1.4.2. Характеритстика технологического процесса ДСП
1.4.3. Особенности электрических режимов
1.5. Теоретические основы компенсации реактивной мощности ДСП с учетом несимметричных режимов
1.6. Анализ систем автоматического регулирования СТК сверхмощных ДСП
1.7. Выводы и постановка задачи исследований
2. ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
2.1. Анализ нормативных показателей качества электрической энергии
2.2. Расчет параметров электромагнитной совместимости тиристорных
преобразователей
2:2.1. Расчет высших гармоник тока и несинусоидальности питающего
напряжения при работе тиристорных преобразователей
2.2.2. Расчет изменений напряжения питающей сети при работе
тиристорных преобразователей

2.3. Экспериментальные исследования энергетических показателей электроприводов и качества напряжения на шинах 10 кВ стана 2
2.3.1. Обоснование методов исследований
2.3.2. Анализ графиков электрических нагрузок на шинах 10 кВ
2.3.3. Эспериментальные исследования показателей качества электроэнергии на шинах 10 кВ
2.4. Экспериментальные исследования режимов работы комплекса «ДСП-СТК»..
2.4.1. Цели и задачи экспериментальных исследований
комплекса «ДСП-СТК»
2.4.2. Исследование энергетических режимов работы ДСП-
2.4.3. Исследование параметров электромагнитной совместимости ДСП на шинах 35 и 220 кВ
ВЫВОДЫ
3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
3.1. Математическая модель синхронного двигателя
3.2. Разработка модели узла нагрузки секции 10 кВ прокатного стана
3.3. Разработка математической модели комплекса «ДСП-СТК»
3.3.1. Анализ способов моделирования электрической дуги
переменного тока
3.3.2. Математическая модель печного трансформатора
3.3.3. Математическая модель гидропривода перемещения электродов
3.3.4. Математическая модель тиристорно-реакторной группы
3.3.5. Модель системы управления электрическим режимом
3.3.6. Модель системы автоматического регулирования СТК
3.3.7. Формирование случайных возмущений в модели ДСП
3.4. Проверка адекватности разработанных математических моделей
ВЫВОДЫ
4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ТИРИСТОРНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
4.1. Исследование компенсированных тиристорных преобразователей
4.1.1. Анализ схем включения компенсирующих устройств
4.1.2. Расчет конденсаторов
4.1.3. Влияние конденсаторов на работу тиристорных преобразователей
4.1.4. Оценка динамических показателей компенсированных ТП
4.2. Разработка системы управления реактивной мощностью непрерывного прокатного стана
4.2.1. Структурная схема системы компенсации реактивной мощности
4.2.2. Управление реактивной мощностью конденсаторных батарей
4.3. Исследование динамических показателей системы автоматического управления реактивной мощностью
ВЫВОДЫ
5. СПОСОБЫ И СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОЩНЫХ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
5.1. Исследование компенсирующей способности синхронных двигателей
5.2. Расчет тока возбуждения синхронного двигателя с учетом технологических режимов прокатки
5.3. Разработка системы управления возбуждением СД с переключающейся структурой
5.4. Исследование синхронного двигателя на модели
5.5. Способ регулирования возбуждения СД, обеспечивающий минимум суммарных электрических потерь
5.6. Расчет оптимального режима возбуждения синхронного двигателя по минимуму потерь
ВЫВОДЫ
6. УПРАВЛЕНИЕ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТЬЮ СТАТИЧЕСКОГО ТИРИСТОРНОГО КОМПЕНСАТОРА СВЕРХМОЩНОЙ ДСП
6.1. Классификция и анализ несимметричных режимов ДСП-
6.2. Разработка методики оценки генерирующей способности СТК
6.3. Расчет основных энергетических показателей комплекса «ДСП-СТК»
при генерации реактивной мощности в питающую сеть
6.3.1. Оценка уровней напряжения на шинах 35 и 220 кВ
6.3.2. Исследование гармонического состава токов и напряжений
на шинах 35 кВ

Тиристоры в этой схеме открыты в течение не более одного полупериода промышленной частоты в зависимости от угла зажигания а. Тиристор полностью открыт при а = 90°, в этом случае ток в реакторе такой же, как если бы тиристор был закорочен. Основная составляющая тока в TCR синусоидальна и отстает от напряжения на 90°. Тиристор открыт не полностью при углах 90° < а < 180° (рис. 1.7, а). Углы зажигания в диапазоне 0< « < 90° недопустимы, так как в этом случае наступает несимметричный режим и в токе появляется постоянная составляющая. С увеличением угла зажигания первая гармоника тока /,, снижается, что эквивалентно увеличению индуктивности реактора. Другими словами, регулирование тока в тиристоре приводит к изменению индуктивной проводимости [32, 33]:
2(/т - а) + sin 2а
где XL - сопротивление реактора.
тг-Х,
(1.24)
Рис. 1.6. Компенсатор косвенного регулирования с тиристорно-реакторной группой
В ТСІІ имеется система управления (СУ), которая задает момент зажигания тиристора (угол а) по отношению к моменту перехода нарастающего мгновенного напряжения и через нуль.