Обеспечение электромагнитной совместимости в системах электроснабжения промышленных предприятий с электроустановками индукционного нагрева

• Автор: Коржов, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 169 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Анализ проблемы обеспечения электромагнитной совместимости в системах электроснабжения промышленных предприятий с электроустановками индукционного нагрева
1.1. Краткая характеристика электроустановок индукционного нагрева как источников высших гармоник тока и напряжения
1.2. Сущность проблемы обеспечения электромагнитной совместимости нелинейных потребителей
1.3.Способы снижения уровня высших гармоник тока и напряжения в системах электроснабжения
2. Анализ гармонического состава тока и напряжения нелинейных электроприемников электроустановок индукционного нагрева
2.1 Проведение экспериментальных измерений гармонического состава токов и напряжений на стороне 0,4 кВ цехового понижающего трансформатора
2.2. Разработка имитационной модели системы электроснабжения трубогибочного стана УЗТМ ТВЧ-

2.3. Анализ результатов измерения, моделирования ПКЭ

3. Построение фильтрокомпенсирующего устройства для систем электроснабжения с электроустановками индукционного нагрева
3.1. Гибридный фильтр как средство снижения уровня высших гармоник тока и напряжения
3.2. Анализ алгоритмов формирования управляющего воздействия для силовой части активных фильтров
3.3. Разработка системы управления активного фильтра на базе системы нечеткого вывода
3.4. Реализация системы нечеткого вывода в среде МайаЪ для формирования управляющего сигнала активного фильтра

4. Оценка эффективности использования гибридного параллельного фильтра в системе электроснабжения электроустановки индукционного нагрева
4.1. Выбор элементов и обоснование структуры гибридного параллельного фильтра
4.2. Построение имитационной модели гибридного параллельного фильтра с системой управления на базе нечеткой логики в системе электроснабжения электроустановки индукционного нагрева
4.3. Синтез нечеткого регулятора для системы управления активной части гибридного параллельного фильтра
4.4. Оценка экономической эффективности внедрения гибридного параллельного фильтра с системой управления на базе нечеткой логики в системе электроснабжения электроустановки индукционного нагрева
Заключение
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Программа и протоколы проведения измерений электрических параметров высокочастотного генератора трубогибочного стана УЗТМ-
Приложение 2. Листинг и свидетельство о государственной регистрации программы расчета углов управления преобразователя частоты установки индукционного нагрева стальных труб
Приложение 3. Акт внедрения результатов диссертационного исследования в производство соединительных элементов трубопроводов ООО «Белэнергомаш - БЗЭМ»
Приложение 4. Результаты расчетов производной тока задания ^^-для полного периода тока нагрузки при частоте 50 Гц

Введение
Актуальность проблемы. В настоящее время в РФ широко используются электроустановки индукционного нагрева (ЭИН) для поверхностной закалки, гибки труб, высокочастотной пайки и т.д. Принцип индукционного нагрева основан на создании электромагнитного поля высокой частоты, которое индуцирует в нагреваемом теле вихревые токи. Для создания индуцированных токов используются высокочастотные генераторы на базе статических силовых полупроводниковых преобразователей. В зависимости от вида электротехнологической нагрузки применяются статические преобразователи различной конфигурации и построенные на разнообразной элементной базе. Статические полупроводниковые преобразователи являются генераторами высших гармоник тока и напряжения в электрическую сеть, входящую в состав системы электроснабжения промышленного предприятия. В связи с этим особую значимость имеют проблемы электромагнитной совместимости (ЭМС) как способности технических средств нормально функционировать в условиях электромагнитных воздействий, не создавая при этом недопустимых помех для других технических средств.
Проблеме ЭМС в системах электроснабжения промышленных предприятий посвящены работы российских и зарубежных ученых: Шваб А., Бадер М.П., Хабигер Э., Вагин Г.Я., Жежеленко И.В., Железко Ю.С, Аррилага Д. и др. В этих трудах установлена природа генерирования высших гармоник в питающую сеть, влияние высших гармоник на элементы сети и предложены средства для их компенсации. Особенности работы установок индукционного нагрева, такие как различные режимы нагрева заготовок, широкий диапазон изменения мощности нагрева в зависимости от геометрических размеров заготовок, не позволяют автоматически применять полученные решения для оценки ЭМС в электрических сетях, «зачитывающих» такие установки. ЭИН могут быть построены с применением различных типов полупроводниковых преобразователей токов и напряжений, но все они относятся к потребителям с нелинейными вольт-

Целью проведения эксперимента является определение нижеприведенных показателей на низкой стороне трансформаторной подстанции, «запитывающей» потребителей трубогибочного стана УЗТМ ТВЧ-465:
1.1. Действующее значение напряжения.
1.2. Действующее значение тока.
1.3.Фазовый угол между напряжением и током первой гармоники одной фазы.
1.4. Активная электрическая мощность.
1.5.Реактивная электрическая мощность.
1.6. Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения.
1.7. Коэффициент п-ой гармонической составляющей напряжения, п от 2 до 40.
1.8. Коэффициент искажения синусоидальности кривой тока.
1.9. Коэффициент п-ой гармонической составляющей тока, п от 2 до 40.
1.10 Активная и реактивная электрическая мощность п-ой гармонической составляющей, п от 1 до 40.
Показатели электромагнитной совместимости определяются при помощи приборов «Энергомонитор - 3.3 Т1» и Скаут Агпоих СА 8335. Подключение приборов осуществляется к трехфазной четырехпроводной сети в точке И1 (см. рис. 2.1) [46, 47].
Напряжение на выходе преобразователя частоты снимается с выходных зажимов шкафа управления ТПЧ-800.
Порядок проведения измерений следующий:
1. Подключить питание и измерительные кабели к приборам «Энергомонитор - 3.3 Т1» и СИаУ1п Агпоих СА 8335 в соответствии со схемой рис. 2.2.
2. Снять питание с высокочастотного генератора при помощи автоматического выключателя.
3. Выставить необходимые параметры регистрации и пределы измерений тока и напряжения на измерительных приборах.