Комп’ютерне дослідження коливань напруги на шинах живлення дугової сталеплавильної печі

Анотація

Інтенсифікація виробництва і розвиток електротехнологій обумовлюють зростання енергоємності та концентрації електричних навантажень. Зростає кількість нелінійних несиметричних по фазах та різко змінюваних динамічних споживачів електричної енергії. Типовими представниками таких споживачів є дугові сталеплавильні печі (ДСП). Їх робота спричинює негативний вплив на показники якості електричної енергії у розподільчих мережах, що вимагає розроблення рішень на приведення їх значень до нормативних. Традиційно розроблювані рішення скеровуються, як правило, на усунення наслідків їх дії шляхом збільшення потужності енергосистеми та впровадження установок динамічної компенсації реактивної потужності. У статті запропоновано двоконтурну структуру системи автоматичного керування (САК) електричним режимом ДСП. На відміну від зазначеного вище традиційного підходу, запропоновані у цьому дослідженні структурі рішення спрямовані на першочергове придушення збурень у силових електричних колах самої ДСП, що суттєво зменшить негативний вплив їх роботи на показники якості електричної енергії, зокрема на коливання напруги на шинах живлення ДСП. Отримується це завдяки суттєвому підвищенню швидкодії, по фазної автономізації регулювання збурень та розширенню функціональних можливостей системи керування електричним режимом ДСП на реалізацію стратегій адаптивного багатокритеріального оптимального керування. Ці властивості системі керування надає додатково включений у її структуру швидкодійний електричний контур регулювання струмів дуг та його функціональна можливість формувати та оперативно реалізувати бажані штучні зовнішні характеристики дугової печі. Ефективність запропонованих рішень досліджена на створеній комп’ютерній моделі САК дугової печі ДСП-200 з імплементацією в ній запропонованих рішень. У статті шляхом комп’ютерного моделювання виконано порівняльний аналіз показників динаміки, електромагнітної сумісності та енергоефективності запропонованої двоконтурної системи САК та серійного регулятора потужності АРДМ-Т-12 дугової печі ДСП-200. Отримані результати досліджень підтвердили підвищення динамічної точності стабілізації координат електричного режиму та зниження коливань та відхилення напруги електромережі. Зокрема, дисперсія струмів дуг на різних технологічних стадіях плавки знизилася у 4.5-7 разів, напруги електромережі – у 3-4 рази, а реактивної потужності – у 5-7.5.