автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Электромагнитная совместимость параллельных дуговых сталеплавильных печей с системой электроснабжения

На правах рукописи

САЛТЫКОВ Александр Валентинович

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ДУГОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ С СИСТЕМОЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Самара-2006

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Самарском государственном техническом университете на кафедре "Автоматизированные электроэнергетические системы"

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Гольдштейн Валерий Геннадьевич

Микитченко Анатолий Яковлевич

кандидат технических наук, доцент Масляницын

Александр Петрович

Ведущая организация: "Нижегородский региональный учебно - научный инновационный центр Энергосбережения" Нижегородского государственного технического университета, г. Нижний Новгород

Защита состоится мая 2006 г. в 10 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.217.04 при Самарском государственном техническом университете (СамГТУ) по адресу: г.Самара, ул. Молодогвардейская, д.244, Главный корпус, ауд. 200.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СамГТУ

Отзывы по данной работе в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: Россия, 443100, г. Самара, Молодогвардейская ул. 244, Главный корпус, Самарский государственный технический университет, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.217.04,

тел.: (846) 242-38-91, факс (846) 278-44-00, e-mail: aees@samgtu.ru.

Автореферат разослан "JO" апреля 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.217.04, кандидат технических наук, доцент >ч

А. Кротков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность темы В реализации задачи развития электроэнергетики особую значимость имеет проблема обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) систем электроснабжения (СЭС) при питании мощных энергоемких электроприемников с резкопеременным режимом работы, какими являются дуговые сталеплавильные печи (ДСП).

Доля мирового производства стали в ДСП непрерывно возрастает и в настоящее время превышает 33% общего производства стали, а к 2010 году прогнозируется на уровне 40%. Одновременно возрастают емкости электропечей и мощности печных трансформаторов. Введены в эксплуатацию сверхмощные ДСП-100 с печными трансформаторами мощностью 80 MB А.

Увеличение доли производства стали в ДСП определяется рядом причин, в том числе тем, что ДСП могут выплавлять любые марки стали, включая высококачественные, специальные, а процесс ведения плавки поддается высокой степени автоматизации.

С переходом на рыночные отношения составляющая энергетических затрат в себестоимости металлургической продукции выросла с 0,8 % до 30 %. Одновременно наблюдается опережающий рост стоимости энергоресурсов по сравнению с ростом цен на металлопродукцию, что приводит к необходимости решения как задачи достижения максимальной производительности ДСП, так и задачи более эффективного использования ресурсов и, в частности, электроэнергии.

С ростом мощностей ДСП и интенсификацией процесса плавки повышаются требования к качеству управления режимом работы ДСП с позиций энергосбережения, особенно в период расплавления металла, характеризующийся наибольшими электрическими мощностями и ухудшением показателей качества электроэнергии в питающей сети. Отклонения от энергосберегающих режимов ДСП в этот период приводят к существенным потерям электроэнергии, и могут вызвать нарушение условий ЭМС в СЭС.

Большое внимание к определению и нормированию показателей качества электроэнергии, разработке технических средств их контроля и ограничения, а также к повышению энергетической эффективности ДСП в СЭС уделено в работах российских и зарубежных ученых, таких как: Г.Я. Вагин, В.Г. Гольд-штейн, A.A. Ермилов, И.В. Жежеленко, Ю.С. Железко, И.И. Карташев, Б.А. Константинов, Б.И. Кудрин, Э.Г. Куренный, JI.A. Кучумов, М.С. Либкинд, А.Б. Лоскутов, H.A. Марков, А.Н. Макаров, Р.В Минеев, Ю.М. Миронов, Ю.Л. Мукосеев, В.Л. Рабинович, В.П. Рубцов, М.Я. Смелянский, В.М. Салтыков, В.П. Степанов, А.К. Шидловский, Д. Аррилага, Д. Брэдли, П. Боджер, А. Савицки, St. Balteana, С. Gilker, I. Sora, Z. Hradelik и др.

Но ряд вопросов в этой проблеме остается открытыми. Особенно это касается обеспечения ЭМС в электрических сетях электросталеплавильных комплексов металлургических и машиностроительных предприятий с организацией режимов работы группы параллельных ДСП.

Таким образом, задача улучшения технико-экономических показателей электротехнического комплекса "система ^ эаллельные

ДСП" при организации рационального производства металлопродукции и эффективного использования электроэнергии при одновременном обеспечении ЭМС с СЭС является актуальной.

Для ее решения требуется совершенствование методов расчета как одиночных, так и параллельных ДСП. Это решение позволит реализовать существующие потенциальные возможности дополнительного повышения экономичности работы электротехнического комплекса "СЭС - параллельные ДСП".

Работа выполнялась в соответствии с госбюджетной программой МинВУЗа РФ в 1997-2000 гг. по теме: "Развитие теории энергосбережения электротехнологических процессов", гос. регистрация № 01.9.70008894, ТолПИ.

Цель и задачи исследования. Целью диссертации является разработка методов оценки обеспечения ЭМС параллельных ДСП с СЭС по отклонениям и колебаниям напряжения.

Для достижения поставленной цели в работе формулируются и решаются следующие научные и практические задачи.

Научные:

- разработка метода расчета электрических характеристик параллельных ДСП для всех ступеней трансформации печного трансформатора (ПТ);

- разработка методов расчета отклонений и колебаний напряжения на шинах питания параллельных ДСП для всех ступеней ПТ;

- разработка графоаналитических моделей для оценки ЭМС параллельных ДСП с СЭС.

Практические:

- получение информации о видах изменения токов дуги и электрических характеристик как каждой из параллельных ДСП, так и их суммарных значений, на шинах питания параллельных ДСП в зависимости от ступени ПТ;

- разработка методического обеспечения экспериментальных исследований тока дуги ДСП и огибающей напряжения на шинах питания ДСП на участках стационарности для использования вероятностных характеристик одиночных и параллельных ДСП при оценке ЭМС;

- разработка условий обеспечения ЭМС параллельных ДСП с СЭС.

Объектом исследования являются дуговые сталеплавильные печи и режимы их параллельный работы на соответствующих ступенях ПТ, определяемые с учетом параметров СЭС.

Основные методы научных исследований. При выполнении работы использованы методы математического анализа, теории вероятностей, случайных процессов, физического и математического моделирования электромагнитных помех в СЭС с ДСП. Экспериментальные исследования проводились в реальных условиях эксплуатации ДСП на действующих предприятиях. Результаты исследований обрабатывались на ЭВМ с использованием разработанных автором программ.

Достоверность полученных результатов исследований определяется корректным использованием соответствующего математического аппарата, вычислительных программных комплексов, обоснованностью принятых допущений и подтверждается удовлетворительным совпадением результатов расчетов и экс-

периментальных данных.

Основные положения, выносимые на защиту:

- математическая модель и методика расчета электрических характеристик параллельных ДСП с использованием относительных коэффициентов т, токов дуги ДСП и параметров СЭС, что позволяет обеспечить высокую точность определения характеристик параллельных ДСП для всех ступеней ПТ за счет учета их взаимного влияния;

- графоаналитические модели для определения условий обеспечения электромагнитной совместимости параллельных дуговых сталеплавильных печей с системой электроснабжения для всех ступеней ПТ по отклонениям и колебаниям напряжения;

- вероятностные характеристики и законы распределения тока ДСП и огибающей напряжения для всех этапов плавки и участков стационарности, полученные на основе экспериментальных исследований для оценки электромагнитной совместимости параллельных дуговых сталеплавильных печей с системой электроснабжения.

Научная новизна:

- разработан метод и алгоритм расчета электрических характеристик параллельных ДСП с учетом их взаимного влияния для всех ступеней трансформации печного трансформатора (ПТ) на основе использования относительных коэффициентов т, токов дуги ДСП;

- разработаны методы расчета отклонений и колебаний напряжения на шинах питания параллельных ДСП для всех ступеней ПТ, учитывающий параметры СЭС и характеристики автоматических регуляторов ДСП.

Практическая ценность:

- получены аналитические выражения видов изменения токов дуги и электрических характеристик как каждой из параллельных ДСП, так и их суммарных значений, на шинах питания параллельных ДСП в зависимости от ступени ПТ при условиях неизменности уставок тока дуги ДСП или относительных коэффициентов гп[ токов дуги ДСП;

- разработаны графоаналитические модели и методы определения условий обеспечения ЭМС параллельных ДСП с СЭС для всех ступеней ПТ ДСП по отклонениям и колебаниям напряжения, нормируемых ГОСТ 13109-97 или Стандартом стран Евросоюза ЕЙ 50160;

- на основе проведенных экспериментальных исследований установлены законы распределения и основные вероятностные характеристики тока дуги ДСП и огибающей напряжения для всех этапов плавки металла в ДСП. Это позволяет оценить степень участия случайных технологических факторов колебаний тока при разработке методики ЭМС одиночных и параллельных ДСП с СЭС.

Реализация и внедрение результатов работы.

По теме диссертационной работе с участием автора был выполнен научно-технический отчет по госбюджетной программе Министерства общего и профессионального образования РФ по теме: "Развитие теории энергосбережения электротехнологических процессов", 1997-2000 г. На основе разработанных методов расчета рациональных характеристик и электротехнологических режимов ДСП были выданы рекомендации по ведению оптимальных режимов плавки для металлургического производства АО "АВТОВАЗ", что позволило снизить удельный расход электроэнергии в дуговых сталеплавильных печах ДСП-40 на 9,4 %; методы расчета электрических характеристик параллельных ДСП с обеспечением ЭМС в СЭС внедрены в проектную практику в ООО "ПРОЕКТэ-лектроМОНТАЖ". Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе Самарского государственного технического университета в дисциплинах: "Электромагнитная совместимость в системах электроснабжения", "Энергосбережение", "Электротехнологические установки".

Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы докладывались на ежегодных научно-технических конференциях Тольяттинского государственного университета (Тольяггинского политехнического института) 1997-2004 г., на II Всероссийской научно-практической конференции "Актуальные проблемы энергетики. Энергоресурсосбережение" (Самара, 2004 г.), на VI Международной научно-практической конференции "Проблемы энергосбережения в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах" (Пенза, 2005), на V Международной научно-технической конференции "Эффективность и качество электроснабжения промышленных предприятий", в Приазовском государственном техническом университете г. Мариуполь, 2005, на XXVII сессии Всероссийского научного семинара Академии наук РФ "Кибернетика электрических систем" по тематике "Электроснабжение промышленных предприятий" (Новочеркасск, 2005г.), на VII Международной научно-практической конференции "Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах" (Пенза, 2006).

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 14 печатных работах, опубликованных автором лично и в соавторстве.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и 4 приложений, содержит 166 стр. основного текста, списка использованной литературы из 160 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность разработки методов расчета параллельных ДСП и обеспечения их ЭМС в СЭС Сформулированы цели и задачи

работы, показана научная новизна и практическое значение работы, приводятся основные положения, выносимые на защиту, сведения об апробации и внедрении результатов работы.

В первой главе проведен анализ особенностей электротехнологического процесса в ДСП, применяемых методов расчета характеристик дуговых сталеплавильных печей (ДСП) и характера воздействия нагрузки ДСП на СЭС и на изменения показателей качества напряжения.

Тенденция на увеличение мощности ДСП, формирование электрометаллургических комплексов из группы параллельных ДСП, требует совершенствования методов расчета и анализа режимов работы как одиночных, так и параллельных ДСП, повышения точности регулирования электрических параметров и режимов ДСП, решения вопросов соответствия мощности СЭС мощности ДСП, оценки влияния нагрузки ДСП через показатели качества напряжения на чувствительные к ним электроприемники, включая и режимы самих ДСП.

Определение электрических и рабочих характеристик как одиночных, так и параллельных ДСП осуществляется экспериментальным путем на действующих печах по показаниям приборов или с помощью специальных измерительных устройств, либо графическими построениями по круговым диаграммам, либо расчетными методами с использованием комбинаторных соотношений для параллельных ДСП.

С целью обеспечения ЭМС электротехнического комплекса "СЭС - параллельные ДСП" необходимо обратить особое внимание на развитие теории определения условий допустимости электрических характеристик ДСП и нормирования показателей качества электроэнергии в СЭС.

Наиболее важными из них являются нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения 5(1 ^ на выводах приемников электрической энергии, включая и шины питания ДСП, а также колебания (размахи изменения) напряжения, определяемые рабочими токами и токами эксплуатационных коротких замыканиях (ЭКЗ) ДСП.

Определение и нормирование колебаний напряжения, вызываемых в СЭС работой ДСП базируется на следующих факторах: на сравнении расчетных и экспериментальных значений колебаний напряжения с нормируемыми; на соотношениях номинальной мощности печного трансформатора ДСП и мощности короткого замыкания (КЗ) СЭС.

При определении и нормировании колебаний напряжения от группы п параллельных ДСП по разным литературным источникам принято вводить коэффициенты 4п или \[п, учитывающие возрастание колебаний напряжения при работе группы параллельных ДСП по сравнению с колебаниями напряжения при работе одиночной ДСП.

В диссертационной работе сформулированы научные и практические задачи по разработке методов расчета характеристик параллельных ДСП и обеспечения ЭМС ДСП с СЭС.

Вторая глава посвящена разработке метода расчета электрических характеристик параллельных ДСП для всех ступеней ПТ.

Исходными для расчетов являются сопротивления печного контура в режиме ЭКЗ одиночных ДСП для соответствующих ступеней ПТ, которые, в частности, для ДСП-40, могут быть представлены в виде линейных уравнений.

Для расчета электрических характеристик как одиночных, так и параллельных ДСП, для всех ступеней ПТ используется коэффициент т,,=1„ /I относительных значений рабочих токов 1Р Ь к токам ЭКЗ 1-жи ДСП, определяемым с учетом параметров СЭС. Введение коэффициентов т,^ позволяет

получать обобщенные характеристики ДСП, как показано на рис. 1 и 2.

0 7 о* 09 I т

1045 МВ1 П1-063 р 8,«МВтт"0« 7,71 МВт »."0.63

Р.!—- 5«ЗМВг"-0«Э

Рис 1 Обобщенные характеристики активной мощности дуги Ра, ДСП-40 в зависимости от т, ¿(о е) для ступеней ПТ 1 5 (при соединении обмоток Л/ Д)

Рис 2 Обобщенные характеристики полной мощности 5 ДСП-40 в чависимэсти от т,х (о е.) для ступеней ПТ 1. 5 (при соединении обмоток Д/Л)

Метод расчета характеристик параллельных ДСП состоит из ряда последовательных этапов. Сначала при известных (заданных) параметрах СЭС и при известных сопротивлениях печного контура в режиме ЭКЗ каждой из параллельных ДСП (например, двух) определяется суммарный ток ЭКЗ:

Аа-,1 - •

,1 ' ^А?

2-л/З Ь Х.^-и,

исх

ъьхХКЪ г-41 ьх,

1А £ ' У исх

(1)

где Ь - коэффициент потерь мощности в СЭС; (/дат- исходное напряжение на стороне высокого напряжения питания параллельных ДСП; Якз - мощность короткого замыкания на шинах питания параллельных ДСП; - суммарные полное и индуктивное сопротивления печных контуров параллельных ДСП в режиме ЭКЗ.

Далее по значениям рабочих токов каждой из параллельных ДСП

К,

■к

ЭКЗ,2

и соответствующих им значениям ин-

дуктивных сопротивлений Л^,,-!,; ХХра62 может быть определено рабочее напряжение ¿7, 8 на шинах питания параллельных ДСП по выражению:

У\раЬ ~

Ц\исх[3ю ~ 3 ' раб,! ' Х{раб,] + раб 2 ' /юбл)\

и, в итоге, электрические характеристики каждой из параллельных ДСП.

Для определения суммарного рабочего тока в СЭС (в обмотке силового трансформатора ГПП) и суммарных электрических характеристик параллельных ДСП использованы способы: 1) сложения последовательно-параллельных сопротивлений ДСП №1 и ДСП №2; 2) сложения рабочих токов ДСП №1 -hpaej и ДСП №2- /,;„62 по теореме "косинусов", как показано на рис. 3 и 4; 3) упрощенный способ для ДСП с одинаковыми сопротивлениями печных контуров на основании следующих выражений'

7 Y

у - - л ■■

К,Х ~

Xt к,Z ~ '

(3)

и тех (L<Vv 2-Ь-Ъ- 1г1ра6 |

L1раб 1

(4)

1 ргюсум

'¡раб

1 раб! '1 раб 2

1,раб сум

Рис 3 Векторная диаграмма суммарного то- Рис 4 Векторная диаграмма суммарного тока Ьрабю*' Рабочих токов 1'раб/, Ьраб.ь па- ка /,,,„,-„„,, рабочих токов 11ра6,1,11раб,2, падений напряжения для ДСП №1 (на ступени дений напряжения для ДСП №1 (на ступени 1, /ил = 0,63) и ДСП №2 (на ступени 1, т,г - 1, тп = 0,63) и ДСП №2 (на ступени 5, тп = 0,63) ' 0,44)

При подключении дополнительных параллельных ДСП дальнейшие расчеты выполняются методом наложения.

Разработанный метод позволяет определять электрические и рабочие характеристики любого количества параллельных ДСП, работающих как на одинаковых, так и различных ступенях ПТ. Для автоматизации расчетов были разработаны программы на ЭВМ.

В третьей главе проведены исследования изменений характеристик параллельных ДСП при определенных уставках тока дуги. Как правило, выбор уставки тока дуги ДСП осуществляется по заданным характеристикам одиночной ДСП, независимо от характеристик параллельной ДСП. При этом, обычно поддерживают режим максимальной производительности ДСП, который характеризуется коэффициентом m!L = 0,63 практически для всех ступеней ПТ.

Если сохранить уставки тока дуги основной (ранее одиночной) ДСП-40 №1 на ступенях L при подключении параллельной ДСП №2 на ступенях N неизменными, т.е. в виде значений токов IL одт, = const и /V/JO„„ =- const, то за счет изменения характеристик СЭС, в основном, значений рабочего напряжения, про-

исходит определенное изменение их электрических характеристик. Получено, что изменения активной мощности дуги Р„МЫ), активной мощности PL(N), реактивной Ql{n) и полной мощностей Siw ДСП-40 №1, в частности, на ступени

L = 1 в режиме работы с параллельной ДСП-40 №2 на всех ступенях N= 1... 11 с погрешностью не более + 0,6 % аппроксимируются линейными уравнениями: Р* „,v) = Р* + -(N-1), МВт (5)

^ = +«/.■(*-!). МВт (6)

Qim = Ql.un^) +aQ-(N-\), Мвар; (7)

V)=^K/v=1)+«s-(Ar-l)-MBA (8)

гДе P6.l,w-if Pl-kv-w Qi-vv-a) ■ ^«лм) - активная мощность дуги, активная, реактивная и полная мощности ДСП-40 №1 при работе с параллельной ДСП-40 №2 на одинаковых ступенях ПТ (определяемых упрощенным способом), т.е. при L = А' = 1; а,, , ар, aQ, as - коэффициенты изменения активной мощности

дуги, активной, реактивной и полной мощностей ДСП-40 №1 при подключении параллельной ДСП-40 №2, например, для ступеней L = l + N составляют: а,л =0,062, а, р =0,062, a, Q =0,025, ог1Л =0,061.

Выявлено, что при сохранении уставок тока дуги основной ДСП-40 №1 и подключаемой параллельной ДСП №2 неизменными, т.е. в виде значений токов hod,,,, = const и IN/XI„„ = const, коэффициенты m,L= var основной ДСП №1 линейно увеличиваются, удаляясь от коэффициента = 0,63 режима одиночной ДСП-40 в сторону режима ЭКЗ, при увеличении мощности нагрузки подключаемой ДСП-40 №2. При этом для подключаемой ДСП №2 коэффициенты m!N - var линейно уменьшаются, приближаясь к значению коэффициента mloäll„ режима одиночной ДСП-40 №2, при увеличении мощности нагрузки. Таким образом, для поддержания рациональных режимов ДСП при их параллельной работе необходимо автоматическое регулирование значений токов и выбор уставок тока дуги каждой из параллельных ДСП с учетом задаваемых относительных значений токов тщц) = const и mLN(Lj = const.

Эти особенности режимов работы параллельных ДСП могут быть устранены путем использования разработанного метода расчета характеристик параллельных ДСП при установлении для каждой из параллельных печей, в частности, для режима максимальной производительности, значений тщщ = т/NrL) -0,63 - const, при переменных при этом значениях токов ДСП №1: IL = var и ДСП №2: /Л, = var, с помощью соответствующих алгоритмов работы автоматических регуляторов мощности (АРМ) каждой из параллельных ДСП.

Исследования показали, что при значениях: т/Ш) = т1т) = 0,63 = const, изменения тока дуги /i(iV), активной мощности дуги PdMN), активной мощности

Рцю, реактивной QUN) и полной мощностей SUN) ДСП-40 Xsl, на ступенях L =

1... 11 в режиме работы с параллельной ДСП-40 №2 на всех ступенях N = 1... 11 также аппроксимируются линейными уравнениями, аналогичными, показанным в выражениях (5...8), где за базовую величину также принимаются значе-

ния электрических характеристик основной ДСП-40 №1 при работе на той же ступени ПТ подключаемой ДСП-40 №2, т.е. при £ = N. При этом коэффициенты изменения тока дуги, активной мощности дуги, активной реактивной

0, _I( V1) и полной мощностей ДСП-40 № I при подключении параллель-

ной ДСП-40 №2, например, для ступеней L-\ + Nсоставляют: а,, = 0,1746, а,Л =0,052, а1Р = 0,0755, аид =0,1387, ais =0,16.

Влияние на СЭС нагрузки параллельных ДСП отражается в виде значений суммарного тока и суммарной полной мощности, определяющих потери мощности в элементах СЭС и характер загрузки силового трансформатора ГПП. При этом значения суммарного тока двух параллельных ДСП-40 1СУМ UN) и

суммарной полной мощности ScmMN) также, с допустимой погрешностью, могут быть аппроксимированы линейными уравнениями.

Система электроснабжения влияет на электрические и рабочие характеристики, а также электротехнологические режимы работы ДСП, в принципе, в виде двух параметров: мощности короткого замыкания (КЗ) SK3 и исходного напряжения Uцех на общих шинах питания ДСП.

Анализ электрических характеристик ДСП fdMN), Рцк)< Qlw Зцы>>

^суммн)' ^сум.цп) показывает, что наибольшую зависимость от изменения мощности КЗ СЭС МВА, в относительных единицах имеют ток дуги параллельной ДСП-40 и суммарная полная мощность параллельных ДСП, а в процентных отношениях - реактивная, полная мощности ДСП-40 и суммарная полная мощность параллельных ДСП-40, а наибольшую зависимость в относительных единицах от изменения уровней исходного напряжения на шинах ДСП ДС/исх, кВ, имеют активная мощность, полная и полная суммарная мощности ДСП-40, а в % - активная мощность дуги и активная мощность ДСП-40.

Наибольшее внимание при изменении уровней исходного напряжения иИСх относительно номинального l/цом, было уделено характеру изменения полной мощности исследуемой ДСП SacnMN) и суммарной полной мощности параллельных ДСП SryuMN), которые аппроксимируются линейными уравнениями: Sjcn ци) =^жпцк).иом (Цнс\ ^тп,ци),ном +2,3-(f'ш t —UHom)

У1АМ") ~ Scsv ЦЧ)ИОЫ +a falia ~ Uной)= ^СУ\1.ЦЮ1Ю\1 + (Ulltl -U„ml) (10)

Четвертая глава посвящена разработке методов расчета отклонений и колебаний напряжения на шинах питания параллельных ДСП и выработке по указанным показателям качества электроэнергии (ПКЭ) условий ЭМС ДСП с СЭС, а также с учетом допустимой загрузки силового электрооборудования.

Для решения этой задачи был исследован характер изменения уровней рабочего напряжения U/K!/L(N), кВ, и отклонений напряжения SU, ,(;Vl,%, на шинах питания параллельных ДСП-40 при т,, = m,N = 0,63 = const, L = 1. .11, N = 1... 11, и получено, что изменения указанных характеристик напряжения имеют

нелинейный характер:

г/дадч =к1+к2 ы + ку м\«в- зиуЛт + + м2,%, (П)

где К- коэффициенты аппроксимации.

Характер изменения отклонений напряжения 81!в зависимости от

уровня исходного напряжения на шинах питания параллельных ДСП может быть представлен линейным уравнением:

*Л I.«», = Муьмтнш + 8>07' (^ясл - инои (12)

где 811 у ¿,Цц)110М - значения отклонений напряжения на шинах питания параллельных ДСП-40 при иисх = и ном = 10 кВ на ступени £= I.

Полученные ранее электрические характеристики параллельных ДСП-40, с учетом характера изменения отклонений напряжения на шинах их питания 81]у 1_МЬ!), %, могут быть использованы для получения графоаналитической модели ЭМС параллельных ДСП с СЭС.

На рис. 5 представлена графическая модель ЭМС параллельных ДСП с СЭС, которая характеризуется сочетанием факторов, отражающих электрические характеристики параллельных ДСП-40 в виде 5ДСП , ограничиваемые номинальной мощностью ПТ $тлом и > ограничиваемые, в данном случае, номинальной мощностью расщепленной обмотки силового трансформатора ГПП о5л, , характеристики отклонений напряжения 8иуЛ_кк), %, на шинах их питания, ограничиваемые нормируемыми по ГОСТ 13109-97 или Стандартом стран Евросоюза ЕМ 50160 значений установившихся отклонений напряжения §и , %.

стей БСуМ £ цу) и каждой 5дСП из параллельных ДСП-40 (включая одиночную ДСП) на ступенях

I, ~ 1' Л' печных трансформаторов

Решение проблемы ЭМС параллельных ДСП с СЭС аналитическими методами представляет собой комплексную задачу. Можно выделить две группы факторов: одна группа факторов: и ИСХ,Ь'Ю,Ь определяется параметрами питающей СЭС, схемой электроснабжения, а другая группа факторов определяется параметрами печного трансформатора: Ь,КПГ1, параметрами печного контура ДСП Хин г, а в режиме ЭКЗ: X К[1ИЛ,2КВИ, и изменяемыми или задаваемыми параметрами нагрузки ДСП: током дуги - 1ННМК), т,х.

Основным параметром, учитывающим все обозначенные факторы, является ток дуги ДСП по высокой стороне, который для основной ДСП №1 мы = ^нды)! КПТ1, работающей на ступени Ь, при подключении параллельной ДСП №2 с током /, мм, работающей на ступени Ы, может быть определен по выражению:

/ — ' ^исх ^ ДСП МП)) ^ ' ^ИСХ ' Ь ' ^ ВН.1. '

( ' V 3 • и исх ■ Ъ • X вн ,

Совместно с током дуги ДСП параметром, определяющим взаимное влияние нагрузки параллельных ДСП друг на друга, и, в частности, отклонения напряжения Ю цсп , %, является значение рабочего напряжения на шинах питания ДСП, которое может быть определено выражением:

X и аи г . / 7" X1

и исх

^ ДСП М П )

^ кз Ь' и ж!

1 кян,1 т 3 ГТ л к,вн.к з ГТ 7г — • • Мт1 + уГ-тн ' Чтн

V ^ К,ВН.N 7

(14)

На основании (14) может быть получено выражение для оценки, в общем виде, допустимых отклонений напряжения на общих шинах питания параллельных ДСП:

зиужпмщ т%<8иУЛ0П,% (15)

и ном

С позиций ЭМС для выполнения требований ГОСТ 13109-97, напряжение в рабочем режиме параллельных ДСП IIдсп не должно отклоняться от своего

номинального значения в сторону понижения более, чем на -5%, а в режиме ЭКЗ IIж - более чем на -10%, при этом исходное напряжение 11исх не должно превышать номинальное значение более чем на +5%. Тогда предельные значения рабочего VД(:ПМЫ), ЭКЗ II и исходного 1/исх напряжений определяются

выражениями:

=0,95-иипм-, иэкз=0,9-ином; иисх =1,05-1/«*. (16)

Подстановка значений напряжений (16), в выражение (14), позволяет получить систему предельных ограничений параметров СЭС в виде IIисх и на общих шинах питания параллельных ДСП для обеспечения ЭМС в СЭС согласно ГОСТ 13109-97 ($икДСП;т<-5%; ёи'уЖ<-\0%) для принятых (заданных) параметров ДСП в виде /г^ и тк\

• Uном ■ Stfj

SKi~b-(0,9-UHOMy

у

72

к,BH L

■т.

(

ии

■Ь-(0,9-инш)2

Xк BH.L

----- т.

7 L

^ АK,BH,L

1 / 2 , K,BH,N ^ К,BH N

" K.BH.N

z2

K,BH,N

5 >--------Щ-(18)

(иисх-0,95-ином)

Для выполнения требований ЭМС параллельных ДСП согласно Стандарта стран Евросоюза ЕЫ 50160 система предельных ограничений параметров СЭС в виде выражений (17, 18) получается, подстановкой в выражение (14) предельных значений напряжения:

и„

= 0,9-UH0M; 0ЭКЗ = 0,85 • UH0M; Vигх = 1,1 ■ UH

(19)

дгп,цю ~ ^ НОМ ' Ж) ~~ ^ НОМ > ^ игх ~ *>* ном ■

Наряду с предыдущими, важным фактором обеспечения ЭМС ДСП является не превышение полной мощностью параллельных ДСП значений но-

минальных мощностей печных трансформаторов ДСП ЪПТ ИОМ или их допустимой перегрузки МЕРЕГР>йо„, не превышающей 20%, которые могут быть определены из выражения:

->дгп ЦК)

,, = !К

ДСП ЦИ-1 \НОКI

^-^j+K», &НС1 -и»

пт лом >

J НОИ )

\<s.

ПТ ПЕРЕ! Р доп '

где S

MCn,L(ß-L) НОМ

(20) (21)

- полная мощность основной параллельной ДСП №1 на ступени L при N L, при Uисх = UH0M\ аы =0,16-0,0\(L-N) ~ коэффициент

изменения полной мощности основной ДСП №1 за счет подключения дополнительной печи №2; aSm = 2,3 - коэффициент изменения полной мощности основной ДСП №1 за счет подключения дополнительной ДСП №2 при отличии исходного напряжения от номинального.

Не превышение номинальной мощности силового трансформатора ГПП или его обмоток допустимой суммарной полной мощностью параллельных ДСП ScyM LiN) определяется по выражению:

Sn-чиы, = ~а1Ят, - L)\+aSrii//aM •(U„C\ ~ UHOu)< STrniI, (22)

= 4,6.

-ТП/ЛЯ) - t0oгí¿(V=í)Яov/

где а^ = 1,06 + 0,02(1 - Ы), а^

В итоге, условия ЭМС параллельных ДСП с СЭС могут быть представлены совокупно в виде допустимых электрических характеристик ДСП, показателей качества напряжения и допустимой нагрузки или перегрузки печных трансформаторов ДСП или силовых трансформаторов ГПП, питающих ДСП.

ДСП, представляя собой мощную резкопеременную нагрузку, оказывают большое влияние не только на изменение уровней рабочего напряжения на общих шинах их питания, характеризуемых отклонениями напряжения, но и создаю! колебания напряжения в СЭС, определяемые колебаниями тока дуги ДСП.

Колебания напряжения на общих шинах питания параллельных ДСП опре-

деляюгся из общего выражения:

511, ^ = ■ 100%

(23)

з-иЖ1-ь-т%

^КЗ ' У НОЛ,

а.

„2 у

-а

п Хгу

где Хь, X 2у - значение индуктивных сопротивлений печей при соответствующем значении тока уставки/^, 12у; а[, а2- отклонение от тока уставки I у в меньшую сторону; а", а"2 - отклонение от тока уставки 1у в большую сторону.

Полученное выражение для расчета суммарных колебаний напряжения от переменной нагрузки параллельных ДСП может быть упрощено за счет использования коэффициентов колебательности Д = а"■ ^¡а? - а\ ■ ^а¡2 и /?2 - а" ■ \Jocf - а'г ■ \jcef каждой из параллельных ДСП и приведено к виду:

зи,

? ■и

и ном

(24)

Таким образом, с помощью полученных выражений (23,24) можно определить колебания напряжения на шинах питания как одиночных, так и параллельных ДСП, а при известных коэффициентах колебательности Д например, полученных для автоматических регуляторов мощности (АРМ) ДСП: ¡3 = 0,666 для РМД: р = 0,5 для АРДГ (объемный); р = 0,333 для АРДМТ; р = 0,167 для АРДГ (дроссельный), также использовать их для разработки условий ЭМС ДСП с СЭС по колебаниям напряжения.

РМДб 24 6 О

Рис 6 Графическая модель ЭМС по колебаниям напряжения 51/1 {, %, суммарных мощностей параллельных ДСП-40 на ступенях I =1+лшт

Для оценки ЭМС параллельных ДСП по колебаниям напряжения на шинах их питания в качестве примера на рис. б приведена графическая модель в виде взаимных соотношений значений суммарной мощности MBA, па-

раллельных ДСП и колебаний напряжения SU, L^(N), %, определяемых с учетом коэффициентов колебательности /? разных типов АРМ, для ряда уровней исходного напряжения иИсх• Для оценки допустимости полученных значений колебаний напряжения на общих шинах питания ДСП <5£/,-fc,(jV),%, а, следовательно, и возможности обеспечения ЭМС ДСП с СЭС, необходимо сопоставить эти значения с нормируемыми, ограниченными, например, кривыми 1 и 2 по ГОСТ 13109-97, которые на рис. 6 при использовании на ДСП-40 регуляторов мощности типа АРДГ дроссельный (¡3 = 0,167 ) отражены прямыми А (8U,jfCIi{¡ост) = 4,42 %) и В (5U, ДСП(Г0СТ) = 3,12 %):

u~\(N),don — 7дсп-cr(oii)' udonjocT' 0//°' (25)

где Удсппюн) ' коэффициент ослабления колебаний напряжения между шинами ДСП и нормируемыми по ГОСТ 13109-97 колебаниями на шинах питания осветительной нагрузки (в средней точке СЭС).

Пятая глава посвящена использованию вероятностных характеристик, полученных при экспериментальных исследованиях тока дуги и огибающей напряжения на шинах питания ДСП, для оценки ЭМС.

Учет случайного характера изменений тока дуги, а также изменений огибающей напряжения на шинах питания ДСП позволяет уточнить условия обеспечения электромагнитной совместимости ДСП с СЭС.

На величину и характер изменения тока дуги в процессе плавки оказывает влияние много факторов, основными из которых являются заданное значение тока дуги ДСП (уставка) на выбранной ступени ПТ, характер технологического режима ДСП: расплавление, окисление, восстановление.

Статистическая обработка экспериментальных данных, полученных на действующих ДСП-40, позволяет утверждать, что с доверительной вероятностью не ниже 0,95 по критерию согласия Пирсона, ток дуги ДСП-40 и огибающая напряжения на шинах питания, устойчиво описываются нормальным законом распределения на всех участках плавки и для всех ступеней ПТ. Использование параметрического /- критерия Стьюдента и F- критерия Фишера-Снедекора для проверки стационарности процессов изменения тока дуги и огибающей напряжения позволили установить стационарность изучаемых процессов на интервале в 240 сек. Характерные вероятностные характеристики тока дуги ДСП-40 для принятых участков стационарности приведены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что среднеквадратичные отклонения (СКО) тока дуги ДСП, отражающие разброс значений тока около уставки, имеют максимальные значения в режиме расплавления: а = 3,69.. .3,29 кА, т.е. когда наблюдаются наиболее резкие изменения тока дуги. Переход хехнологического режима к более спокойным: окислению и восстановлению, сопровождается уменьшением значений СКО: а =0,97...0,85 кА.

Таблица 1.

Оценки числовых характеристик тока дуги ДСП-40

Длительность с Ступень ПТ Ма гематичсскос ожидание т, кА СКО ег.кА Коэффициент асимметрии к Коэффициент эксцесса Г Коэф вариации У,%

расплавление

240 1 18,74 3,69 -1,39 2,46 19,69

240 3 16,81 13,29, -1,68 3,23 19,59

окисление

240 4 28,23 0,97 0,09 0,34 | 3,42

восстановление

240 7 19,45 0,85 0,22 -0,36 4,38

Анализ значений коэффициентов вариации тока дуги ДСП-40 показал, что для режимов окисления и восстановления эти значения составляют: V = 3,42.. .4,38 %, которые, в принципе, совпадают с характеристиками регуляторов мощности ДСП и находятся в их зоне нечувствительности: ц = 4...6 %. Однако, на участках плавки, где наблюдаются значительные броски тока, связанные с перемещениями шихты и неустойчивым горением дуги (режим расплавления), коэффициент вариации достигает значений: V = 19,69%.

Анализ необходимости учета поправочных коэффициентов аппроксимирующего ряда Эджворта, выраженные через одномерные полиномы Чебышева - Эрмита, для аппроксимации случайного характера изменения тока дуги ДСП нормальным законом распределения при отличии от нуля коэффициентов асимметрии и эксцесса, показал, что значения этих поправочных коэффициентов не превышают 0,93... 1,07 для самых тяжелых режимов.

При оценки условий ЭМС как одиночных, так и параллельных ДСП с СЭС является целесообразным использование законов распределения и среднеквадратичных отклонений (СКО) колебаний напряжения.

В общем виде распределение случайных колебаний напряжения на шинах питания как одиночных (экспоненциальный закон распределения), так и параллельных ДСП описывается законом Эрланга и - го порядка:

(0(311, ) = —— 51!";' при ди, > 0, (26)

" Г(п)

где со(5и: ) -дифференциальная функции распределения результирующих колебаний напряжения на шинах питания параллельных ДСП; п - количество параллельных ДСП; Г(я) - гамма функция; Л - параметр распределения.

Закон Эрланга п - го порядка может быть использован для определения распределения колебаний напряжения на шинах питания любого количества параллельных ДСП на разных ступенях трансформации ПТ. На рис 7 показано распределение колебаний напряжения на шинах питания одной, двух (с учетом разных ступеней ПТ) и трех параллельных ДСП.

О 0,1 0 2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0 9 1.0 1,1 1,2 1,3 1,4 1.5 Рис 7 Плотности вероятностей колебаний напряжения на общих шинах питания одной, двух и трех ДСП-40, работающих на разных ступенях трансформации П Г

Основным параметром, позволяющим использовать указанный закон распределения Эрланга и - го порядка является параметр распределения Л.

При известном количестве параллельных ДСП и известных вероятностных характеристиках их нагрузки, задача определения характера распределения совместных колебаний напряжения на обших шинах питания, сводится к нахождению параметра распределения Л по выражению:

Я = = (27)

Ъг1и,

где ам; - СКО колебаний напряжения, создаваемых каждой из параллельных ДСП.

Значения ал,; для одиночной ДСП могут быть получены по заданным значениям зоны нечувствительности ± ц, %, регуляторов мощности ДСП или по полученным экспериментальным путем значениям СКО колебаний тока дуги ДСП по выражению:

аж % = Ь'Ъ'т! 1]исх 00о/о

'■' 2-Я -И

^ ^ ном

(28)

математическое ожидание тока дуги ДСП (ток уставки), кА;

Т

где т,

Ху = XК з — - индуктивное сопротивление ПТ при т/, Ом; т - относитель-

ный коэффициент тока дуги ДСП, о.е.; (/,,

номинальное напряжение на

шинах питания ДСП, kB; ß, = [(l + (т,)5П - (l - er,)3'3 J - коэффициент колебательности тока дуги ДСП, о.е; а, - СКО тока дуги ДСП или для известного АРМ - параметр зоны нечувствительности /и, o.e.

Предлагается также метод нормирования колебаний напряжения по значениям СКО их законов распределения. Этот метод имеет свои преимущества, так как операция сложения СКО колебаний напряжения в общих точках СЭС, является более простой по сравнению с методом сложения законов распределения.

Расчеты показывают, что при изменении количества ДСП, работающих в СЭС и влияющих на значение колебаний напряжения на шинах осветительных нагрузок (ОН), удаленные от шин питания ДСП элементами СЭС, допустимые значения СКО колебаний напряжения на этих шинах (0,4 кВ) также должны изменяться и не превышать допустимых по ГОСТ 13109-97 значений, составляющих: по кривой 1: при количестве ДСП п = 1: ая, „=| госг - 0,6%, при п = 2\

аш „ 2 !0СГ = 0,37%, при п = 3: <тя] л=2 гост = 0,28%, а по кривой 2: при количестве ДСП п = 1: а ¿а„погост = 0,4%, при п = 2: сгЛ>=2/.0СГ = 0,25%, при п = 3: п-ъ.гсю/ =0,19% и т.д.

Для группы параллельных ДСП п на разных ступенях ПТ с СКО сгю ,%,

допустимые значения СКО колебаний напряжения на шинах осветительной нагрузки будут определяться в общем виде выражением:

а и,m>% = КДСП-он ■ У" ■ f - ,-i.rocr. (29)

где оя, - СКО колебаний напряжения на собственных шинах питания / - ой ДСП, %; К/1(П 0Н - коэффициент передачи колебаний напряжения по СЭС от шин питания ДСП до шин ОН (до средней точки трансформатора с расщепленными обмотками или до шин высокого напряжения силового трансформатора 11111); п~ количество параллельных ДСП; \fn - коэффициент приведения аш к cw „=|.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем.

1. Разработаны метод и алгоритм расчета обобщенных электрических характеристик любого количества параллельных ДСП. Они основаны на приведении сопротивлений печных контуров параллельных ДСП к шинам высокого напряжения и использовании метода наложения

2. Получены аналитические выражения изменения токов дуги и электрических характеристик, как каждой из параллельных ДСП, так и их суммарных значений на шинах питания параллельных ДСП в зависимости от ступени ПТ при условиях неизменности уставок тока дуги ДСП // один = const и ~ const с коэффициентами: ахг =0,062, а1Р -0,062, а,0 =0,025, а]& =0,061 или в зависимости от относительных коэффициентов токов дуги ДСП тащ const и

19

т/ко.) - const с коэффициентами: a,, = 0,1746, ar, л - 0,052, a, P =0,0755,

=0,1387, a, s =0,16. При неизменности значений уставок токов одиночных

ДСП 1ц„ш„ = const и h,M„„ = const в условиях их параллельной работы изменяются коэффициенты тц = var, m¡ v = var и смещаю [ся характеристики от заданных каждой из параллельных ДСП.

3. Разработан графоаналитический метод определения условий обеспечения ЭМС параллельных ДСП с СЭС для всех ступеней ПТ по отклонениям напряжения, нормируемым ГОСТ 13109-97 или Стандартом стран Евросоюза EN 50160 с учетом допустимых значений исходного и рабочего напряжения, мощности короткого замыкания, а также по допустимым значениям полной мощности каждой печи и суммарной мощности параллельных ДСП, ограниченным условиями нагрузки и перегрузки ПТ и силовых трансформаторов ГПП.

4. Разработан графоаналитический метод определения колебаний напряжения на шинах питания как одиночных, так и параллельных ДСП с учетом допустимой суммарной полной мощности параллельных ДСП и характеристик АРМ ДСП. Выявлено, что при использовании регуляторов мощности АРДМТ и АРДГ (дроссельный) значения колебаний напряжения, как правило, не приводят к нарушению условий ЭМС параллельных ДСП-40 с СЭС.

5. На основе проведенных экспериментальных исследований установлены законы распределения и основные вероятностные характеристики тока дуги ДСП и огибающей напряжения для всех этапов плавки и участков стационарности. Получено, что коэффициенты вариации тока дуги ДСП-40 в режимах окисления и восстановления составляют: V = 3,42...4,38 %, совпадают с характеристиками АРМ ДСП-40 и находятся в их зоне нечувствительности: // = 4...6 %. Однако, на участках плавки, где наблюдаются значительные броски тока, связанные с перемещениями шихты и неустойчивым горением дуги (режим расплавления), коэффициент вариации достигает значений: V - 19,69%. Указанное обстоятельство позволяет использовать вероятностные характеристики колебаний тока с учетом случайных технологических факторов при разработке методики ЭМС параллельных ДСП с СЭС. Получено, что с доверительной вероятностью не ниже 0,95 по критерию согласия Пирсона, ток дуги и огибающая напряжения на шинах питания ДСП-40 устойчиво описываются нормальным законом распределения на всех участках плавки и для всех ступеней ПТ, а режим стационарности составляет 240 с.

6. Разработан метод расчета СКО и определения колебаний напряжения по вероятностным характеристикам тока дуги ДСП. Показано, что распределения колебаний на шинах питания одиночных и параллельных ДСП, включая параллельные ДСП на разных ступенях ПТ, подчиняются закону распределения Эр-ланга и - го порядка.

7. Предложен метод нормирования колебаний напряжения по значениям СКО их законов распределения, т.к. операция сложения СКО колебаний напряжения в общих точках СЭС является более простой по сравнению с методом сложения законов распределения.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

1 Салтыков А В, Салтыков А В Разработка метода определения колебаний напряжения в системе электроснабжения для группы из двух параллельных дуговых электропечей с учетом параметров регулятора мощности. Ч В кн.: Тезисы докладов Юбилейной научно - технической конференции, Тольятти, 5-7 мая 1997,- Тольятти: ТолПИ, 1997, С.7.

2 Салтыков А В, Салтыков В М, Салтыков А В Анализ влияния изменяющихся режимов систем электроснабжения на условия сохранения энергосберегающих технологических процессов // В кн.: Межвузовский сборник научных трудов "Педагогические, экономические и социальные аспекты учебной, научной и производственной деятельности". - Тольятти: ТолПИ, 1998, С .324-325.

3. Салтыков А В, Салтыков В М, Салтыкова О А , Салтыков А В , Зыков В.Ю, Снапелев С С Совершенствование теоретических методов расчета рациональных технологических режимов электротехнологических установок. // В кн.: Межвузовский сборник научных трудов "Педагогические, экономические и социальные аспекты учебной, научной и производственной деятельности". - Тольятти: ТолПИ, 1998, С.326-331.

4 Салтыков А В, Салтыков В М Разработка теоретической модели электроснабжения группы дуговых электропечей. // В кн.- Межвузовский сборник научных трудов "Наука, техника, образование г. Тольятти и Волжского региона". Часть 2.- Тольятти: ТолПИ, 1999, С.3-4.

5. Салтыков А.В, Салтыков В М, Салтыкова О А. Оптимизация электротехнологических режимов электротехнологических установок с позиции энергосбережения. // В кн.: Межвузовский сборник научных трудов "Наука, техника, образование г. Тольятти и Волжского региона". Часть 2.- Тольятти: ТолПИ, 1999, С.79.

6 Салтыков А В, Салтыков В М, Салтыкова О А Определение характера влияния нагрузки группы дуговых сталеплавильных печей на питающую электрическую сеть. // В кн.: Межвузовский сборник научных трудов "Наука, техника, образование г. Тольятти и Волжского региона". Часть 2.- Тольятти: ТолПИ, 2000, С.263-267.

7. Салтыков А В., Салтыков В. М, Салтыкова О А, Марченко С А Рационализация электротехнологических режимов дуговых сталеплавильных печей с позиции энергосбережения и обеспечения электромагнитной совместимости. // Сборник материалов II Всероссийской научно-практической конференции "Актуальные проблемы энергетики. Энергоресурсосбережение", 18-20 марта 2004 года, г. Самара. - Самара, 2004, С. 82-83.

8. Салтыков А В Влияние нагрузки дуговых сталеплавильных печей на изменение потерь мощности и электроэнергии в системе электроснабжения // Сборник статей VI Международной научно-практической конференции "Проблемы энергосбережения в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах". - Пенза: Привотжский Дом знаний. 2005,

С.204-205.

9. Салтыков АВ, Салтыков ВМ, Салтыкова О А Условия обеспечения электромагнитной совместимости дуговых сталеплавильных печей с системой электроснабжения по показателям качества напряжения. // V Международная научно-техническая конференция "Эффективность и качество электроснабжения промышленных предприятий", Приазовский государственный технический университет, г. Мариуполь, 2005, С. 75-77.

10.Салтыков А В, Гольдштейн В Г Определение характера изменения электрических и рабочих характеристик одиночной и группы дуговых сталеплавильных печей при их параллельной работе. // V Международная научно-техническая конференция "Эффективность и качество электроснабжения промышленных предприятий", Приазовский государственный технический университет, г. Мариуполь, 2005, С. 284-285.

11.Салтыков А.В, Гольдштейн В.Г Вероятностные характеристики тока дуги ДСП. // Сборник статей XXVII сессии Всероссийского научного семинара Академии наук РФ "Кибернетика электрических систем" по тематике "Электроснабжение промышленных предприятий", 27-29 сент. 2005 г. - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2005г. С.12.

И.Салтыков А.В, Салтыков В М, Салтыкова О.А Обеспечение электромагнитной совместимости дуговых сталеплавильных печей с системой электроснабжения по допустимой нагрузке и показателям качества напряжения. //М.: Электрика. - 2006. №1. -С.11-14.

13.Салтыков А В., Гольдштейн В Г Изменение рациональных электрических характеристик дуговых сталеплавильных печей при их параллельной работе. // Сборник статей VII Международной научно-практической конференции "Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах". - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2006, С. 115-118.

14.Салтыков А.В Вероятностные характеристики колебаний напряжения на шинах питания параллельных дуговых сталеплавильных печей и их нормирование // Сборник статей VII Международной научно-практической конференции "Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах". - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2006, С.113-115.

Личный вклад автора. Все основные положения диссертации разработаны автором лично. В работах, написанных в соавторстве, автору принадлежат разработка математических моделей [1,3,4,9,10,12,13], расчетная часть [2,3,5,6,13] и обработка результатов исследований [3,7,10,11].

Разрешено к печати диссертационным советом Д 212 217 04

Протокол от 19 04 2006

Заказ № 1012 Формат 60x84 1/16 Бумага тип. №1 Печать офсетная Уч-изд л 1,0 Тираж 100 экз

Самарский государственный технический университет Типография СамГТУ 443100, г Самара, Молодогвардейская ул 244, Главный корпус

/робЯ

кандидатской диссертации Салтыкова Александра Валентиновича на тему: • "ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ

ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ДУГОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ С СИСТЕМОЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ"

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ. ф 1.1 Особенности электротехнологического процесса и методов расчета характеристик дуговых сталеплавильных печей.

1.2 Схемы электроснабжения одиночных и группы параллельных дуговых сталеплавильных печей.

1.3 Анализ методов определения и нормирования показателей качества напряжения в СЭС с нагрузкой ДСП.

1.4. Цели и задачи исследования.

ГЛАВА 2 ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА "СЭС

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ДСП" И МЕТОДЫ ИХ РАСЧЕТА.

2.1 Метод расчета обобщенных электрических характеристик одиночных дуговых сталеплавильных печей для всех ступеней печного трансформатора

2.2 Разработка метода расчета электрических характеристик группы параллельных ДСП.

2.3 Выводы.

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ДСП.

3.1 Исследование изменений характеристик параллельных ДСП при неизменных уставках тока дуги.

3.2 Исследование изменений характеристик параллельных ДСП при неизменных относительных коэффициентах тока дуги.

3.3 Исследование изменений характеристик суммарной нагрузки параллельных ДСП при неизменных относительных коэффициентах тока дуги.

3.4 Влияние параметров системы электроснабжения па изменение электрических характеристик параллельных ДСП.

3.5 Выводы.

ГЛАВА 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ф СОВМЕСТИМОСТИ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ДСП ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ

КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ И ЗАГРУЗКЕ СИЛОВОГО

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ.

4.1 Метод расчета и исследования характера изменения уровней и отклонений напряжения па шинах питания параллельных ДСП.

4.2 Электромагнитная совместимость параллельных ДСП по условиям допустимых отклонений напряжения и по загрузке электрооборудования.

4.3 Метод расчета колебаний напряжения на шинах питания параллельных

• ДСП.

4.4 Электромагнитная совместимость по колебаниям напряжения на шинах питания параллельных ДСП.

4.5 Выводы.

ГЛАВА 5 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ ТОКА ДУГИ И ОГИБАЮЩЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ НА ШИНАХ ПИТАНИЯ ДСП ДЛЯ НОРМИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ.

5.1 Экспериментальные исследования и анализ вероятностных характеристик тока дуги ДСП и огибающей напряжения на шинах питания.

5.2 Вероятностные характеристики колебаний напряжения па шинах питания параллельных ДСП.

5.3 Использование вероятностных характеристик для нормирования колебаний напряжения на шинах питания одиночных и параллельных ДСП.

5.4 Выводы.

Металлургические предприятия и металлургические производства машиностроительных предприятий являются крупными потребителями электроэнергии. Рост потребления электроэнергии определяется увеличением производства электростали за счет применения современных энергетических установок, наиболее мощными из которых являются дуговые сталеплавильные печи (ДСП). Причем доля мирового производства стали в ДСП непрерывно возрастает и в настоящее время превышает 33% общего производства стали, а к 2010 году прогнозируется на уровне 40% [44, 45, 51, 56]. Одновременно возрастают емкости электропечей и мощности печных трансформаторов. Введены в эксплуатацию сверхмощные ДСП-100 с печными трансформаторами мощностью 80 МВА.

Увеличение доли производства стали в ДСП определяется рядом причин, в том числе тем, что ДСП могут выплавлять любые марки стали, включая высококачественные, специальные, а процесс ведения плавки поддается высокой степени автоматизации.

С переходом на рыночные отношения составляющая энергетических затрат в себестоимости металлургической продукции выросла с 0,8 % до 30 % [35, 51]. Одновременно наблюдается опережающий рост стоимости энергоресурсов по сравнению с ростом цен на металлопродукцию, что приводит к необходимости решения, как задачи достижения максимальной производительности ДСП, так и задачи более эффективного использования ресурсов и, в частности, электроэнергии.

С ростом мощностей ДСП и интенсификацией процесса плавки повышаются требования к качеству управления режимом работы ДСП с позиций энергосбережения, особенно в период расплавления металла, характеризующийся наибольшими электрическими мощностями и ухудшением показателей качества электроэнергии в питающей сети. Отклонения от энергосберегающих режимов ДСП в этот период приводят к существенным потерям электроэнергии, и могут вызвать нарушение условий электромагнитной совместимости (ЭМС) в системе электроснабжения (СЭС).

Одним из способов увеличения объемов плавки стали, является использование параллельных ДСП. При этом актуальной задачей является улучшение технико-экономических показателей электротехнологического процесса производства металлопродукции и эффективное использование электроэнергии при одновременном обеспечении ЭМС электротехнического комплекса "система электроснабжения - параллельные ДСП".

Для ее решения требуется совершенствование методов расчета как одиночной, так и параллельных ДСП, проведение всесторонних исследований, причем проведенный анализ показывает, что ряд вопросов до настоящего времени остается открытым, а их решение позволит реализовать существующие потенциальные возможности дополнительного повышения экономичности работы электротехнического комплекса "СЭС - параллельные ДСП".

Цель и задачи исследования. Целью диссертации является разработка методов оценки обеспечения ЭМС параллельных ДСП с СЭС по отклонениям и колебаниям напряжения.

Для достижения поставленной цели в работе формулируются и решаются следующие научные и практические задачи.

Научные:

1. Разработка метода расчета электрических характеристик параллельных ДСП для всех ступеней трансформации печного трансформатора (ПТ);

2. Разработка методов расчета отклонений и колебаний напряжения на шинах питания параллельных ДСП для всех ступеней ПТ;

3. Разработка графоаналитических моделей для оценки ЭМС параллельных ДСП с СЭС.

Практические'.

1. Получение информации о видах изменения токов дуги и электрических характеристик как каждой из параллельных ДСП, так и их суммарных значений, на шинах питания параллельных ДСП в зависимости от ступени ПТ;

2. Разработка методического обеспечения экспериментальных исследований тока дуги ДСП и огибающей напряжения на шинах питания ДСП на участках стационарности для использования вероятностных характеристик одиночных и параллельных ДСП при оценке ЭМС;

3. Разработка условий обеспечения ЭМС параллельных ДСП с СЭС.

Объектом исследования являются дуговые сталеплавильные печи и режимы их параллельный работы на соответствующих ступенях ПТ, определяемые с учетом параметров СЭС.

Основные методы научных исследований. При выполнении работы использованы методы математического анализа, теории вероятностей, случайных процессов, физического и математического моделирования электромагнитных помех в СЭС с ДСП. Экспериментальные исследования проводились в реальных условиях эксплуатации ДСП на действующих предприятиях. Результаты исследований обрабатывались на ЭВМ с использованием разработанных автором программ.

Достоверность полученных результатов исследований определяется корректным использованием соответствующего математического аппарата, вычислительных программных комплексов, обоснованностью принятых допущений и подтверждается удовлетворительным совпадением результатов расчетов и экспериментальных данных.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель и методика расчета электрических характеристик параллельных ДСП с использованием относительных коэффициентов т1 токов дуги ДСП и параметров СЭС, что позволяет обеспечить высокую точность определения характеристик параллельных ДСП для всех ступеней ПТ за счет учета их взаимного влияния;

2. Графоаналитические модели для определения условий обеспечения электромагнитной совместимости параллельных дуговых сталеплавильных печей с системой электроснабжения для всех ступеней ПТ по отклонениям и колебаниям напряжения;

3. Вероятностные характеристики и законы распределения тока ДСП и огибающей напряжения для всех этапов плавки и участков стационарности, полученные на основе экспериментальных исследований для оценки электромагнитной совместимости параллельных дуговых сталеплавильных печей с системой электроснабжения.

Научная новизна:

1. Разработан метод и алгоритм расчета электрических характеристик параллельных ДСП с учетом их взаимного влияния для всех ступеней трансформации печного трансформатора (ПТ) на основе использования относительных коэффициентов т, токов дуги ДСП;

2. Разработаны методы расчета отклонений и колебаний напряжения на шинах питания параллельных ДСП для всех ступеней ПТ, учитывающий параметры СЭС и характеристики автоматических регуляторов ДСП.

Практическая ценность:

1. Получены аналитические выражения видов изменения токов дуги и электрических характеристик как каждой из параллельных ДСП, так и их суммарных значений, на шинах питания параллельных ДСП в зависимости от ступени ПТ при условиях неизменности уставок тока дуги ДСП или относительных коэффициентов т/ токов дуги ДСП;

2. Разработаны графоаналитические модели и методы определения условий обеспечения ЭМС параллельных ДСП с СЭС для всех ступеней ПТ ДСП по отклонениям и колебаниям напряжения, нормируемых ГОСТ 13109-97 или Стандартом стран Евросоюза ЕЙ 50160;

3. На основе проведенных экспериментальных исследований установлены законы распределения и основные вероятностные характеристики тока дуги ДСП и огибающей напряжения для всех этапов плавки металла в ДСП. Это позволяет оценить степень участия случайных технологических факторов колебаний тока при разработке методики ЭМС одиночных и параллельных ДСП с системой электроснабжения.

Реализация и внедрение результатов работы.

По теме диссертационной работе с участием автора был выполнен научно-технический отчет по госбюджетной программе Министерства общего и профессионального образования РФ по теме: "Развитие теории энергосбережения электротехнологических процессов", 1997-2000 г. На основе разработанных методов расчета рациональных характеристик и электротехнологических режимов ДСП были выданы рекомендации по ведению оптимальных режимов плавки для металлургического производства АО "АВТОВАЗ", что позволило снизить удельный расход электроэнергии в дуговых сталеплавильных печах ДСП-40 на 9,4 %; методы расчета электрических характеристик параллельных ДСП с обеспечением ЭМС в СЭС внедрены в проектную практику в ООО "ПРОЕКТэ-лектроМОНТАЖ". Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе Самарского государственного технического университета в дисциплинах: "Электромагнитная совместимость в системах электроснабжения", "Энергосбережение", "Электротехнологические установки".

Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы докладывались на ежегодных научно-технических конференциях Тольяттинского государственного университета (Тольяттинского политехнического института) 1997-2004 г., на II Всероссийской научно-практической конференции "Актуальные проблемы энергетики. Энергоресурсосбережение" (Самара, 2004 г.), на VI Международной научно-практической конференции "Проблемы энергосбережения в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах" (Пенза, 2005), на V Международной научно-технической конференции "Эффективность и качество электроснабжения промышленных предприятий", в Приазовском государственном техническом университете г. Мариуполь, 2005, на XXVII сессии Всероссийского научного семинара Академии наук РФ "Кибернетика электрических систем" по тематике "Электроснабжение промышленных предприятий" (Новочеркасск, 2005г.), на VII Международной научно-практической конференции "Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах" (Пенза, 2006).

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 14 печатных работах, опубликованных автором лично и в соавторстве.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, 18 страниц списка литературы из 160 наименований, и приложения; содержит 165 стр. основного текста, 63 иллюстраций и 16 таблиц, 19 стр. приложений.

5.4. Выводы

1. Проведенный анализ экспериментальных исследований показал, что для выделенных участков стационарности изменения тока дуги ДСП-40 и огибающей напряжения на шинах питания ДСП могут быть описаны нормальным законом распределения с доверительной вероятностью не ниже 0,95 по критерию согласия Пирсона и с учетом проверки коэффициентов асимметрии и эксцесса поправочными коэффициентами аппроксимирующего ряда Эджворта.

2. Получено, что в режиме расплавления, характеризуемом технологическими бросками тока дуги, СКО и коэффициенты вариации, в частности, тока дуги ДСП-40, достигают значений 20 %, а на заключительном этапе расплавления и на этапах окисления и восстановления, как правило, составляют V =

3,42.6,74 %, что, в принципе, отражает характеристики регуляторов мощности

ДСП и находятся в их зоне нечувствительности (// - 4. .6 %).

3. Получено, что распределения колебаний на шинах питания одиночных и параллельных ДСП, включая параллельные ДСП на разных ступенях ПТ, подчиняются закону распределения Эрланга п - го порядка. Кроме того уточнены значения колебаний напряжения в общих точках СЭС при параллельных ДСП различной мощности и работающих в разных технологических режимах, а также их вероятностные характеристики.

4. Получено аналитическое выражение, позволяющее вычислять СКО колебаний напряжения по статистическим характеристикам тока дуги ДСП, определяемым с учетом параметров печного контура и питающей сети.

5. Получено, что для нормирования по законам распределения случайных колебаний напряжения на общих шинах питания параллельных ДСП с заданной интегральной вероятностью 0,95 целесообразно вводить поправочный коэффициент К/п .

6. Предложено для нормирования колебаний напряжения на шинах питания параллельных ДСП использование суммарного значения СКО, создаваемого параллельными ДСП, а также приведение его к параметру распределения закона Эрланга п - го порядка.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе поставлена и решена задача разработки методов оценки обеспечения ЭМС параллельных ДСП с СЭС по отклонениям и колебаниям напряжения.

Основные практические и научные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Разработаны метод и алгоритм расчета обобщенных электрических характеристик любого количества параллельных ДСП. Они основаны на приведении сопротивлений печных контуров параллельных ДСП к шинам высокого напряжения и использовании метода наложения

2. Получены аналитические выражения изменения токов дуги и электрических характеристик, как каждой из параллельных ДСП, так и их суммарных значений на шинах питания параллельных ДСП в зависимости от ступени ПТ при условиях неизменности уставок тока дуги ДСП ¡¿.один = const и In,один = const с коэффициентами: аХР) =0,062, аХР =0,062, aXQ =0,025, axs =0,061 или в зависимости от относительных коэффициентов токов дуги ДСП тщщ = const и Щщь) = const с коэффициентами: а,7 =0,1746, аиР =0,052, ах<Р =0,0755, a\,Q =0,1387, axs =0,16. При неизменности значений уставок токов одиночных

ДСП 1ь,один = const и In,один = const в условиях их параллельной работы изменяются коэффициенты тц— var, mIN = var и смещаются характеристики от заданных каждой из параллельных ДСП.

3. Разработан графоаналитический метод определения условий обеспечения ЭМС параллельных ДСП с СЭС для всех ступеней ПТ по отклонениям напряжения, нормируемым ГОСТ 13109-97 или Стандартом стран Евросоюза EN 50160 с учетом допустимых значений исходного и рабочего напряжения, мощности короткого замыкания, а также по допустимым значениям полной мощности каждой печи и суммарной мощности параллельных ДСП, ограниченным условиями нагрузки и перегрузки ПТ и силовых трансформаторов ГПП.

4. Разработан графоаналитический метод определения колебаний напряжения на шинах питания как одиночных, так и параллельных ДСП с учетом допустимой суммарной полной мощности параллельных ДСП и характеристик АРМ ДСП. Выявлено, что при использовании регуляторов мощности АРДМТ и АРДГ (дроссельный) значения колебаний напряжения, как правило, не приводят к нарушению условий ЭМС параллельных ДСП-40 с СЭС.

5. На основе проведенных экспериментальных исследований установлены законы распределения и основные вероятностные характеристики тока дуги ДСП и огибающей напряжения для всех этапов плавки и участков стационарности. Получено, что коэффициенты вариации тока дуги ДСП-40 в режимах окисления и восстановления составляют: V = 3,42.4,38 %, совпадают с характеристиками АРМ ДСП-40 и находятся в их зоне нечувствительности: // = 4. .6 %. Однако, на участках плавки, где наблюдаются значительные броски тока, связанные с перемещениями шихты и неустойчивым горением дуги (режим расплавления), коэффициент вариации достигает значений: V = 19,69%. Указанное обстоятельство позволяет использовать вероятностные характеристики колебаний тока с учетом случайных технологических факторов при разработке методики ЭМС параллельных ДСП с СЭС. Получено, что с доверительной вероятностью не ниже 0,95 по критерию согласия Пирсона, ток дуги и огибающая напряжения на шинах питания ДСП-40 устойчиво описываются нормальным законом распределения на всех участках плавки и для всех ступеней ПТ, а режим стационарности составляет 240 с.

6. Разработан метод расчета СКО и определения колебаний напряжения по вероятностным характеристикам тока дуги ДСП. Показано, что распределения колебаний на шинах питания одиночных и параллельных ДСП, включая параллельные ДСП на разных ступенях ПТ, подчиняются закону распределения Эр-ланга п - го порядка.

7. Предложен метод нормирования колебаний напряжения по значениям СКО их законов распределения, т.к. операция сложения СКО колебаний напряжения в общих точках СЭС является более простой по сравнению с методом сложения законов распределения.

1. Автоматическое управление электротермическими установками //A.M. Кручинин, K.M. Махмудов, Ю.М. Миронов и др.; Под ред. А.Д. Свенчан-ского. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 416 с.

2. Алексеев C.B., Трейвас В.Г. Влияние дуговых сталеплавильных печей на нагрузку и качество напряжения промышленных электрических сетей //В кн. Регулирование напряжения в электрических сетях. М.: Энергия, 1968.-С. 194-204.

3. Аншин В.Ш., Крайз А.Г., Мейксон В.Г. Трансформаторы для промышленных электропечей М.: Энергоиздат, 1982.

4. Аракелов В.Е. Комплексная оптимизация энергоустановок промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1984. - С. 182.

5. Бендат Дн., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. М.: Мир, 1974.-463с.

6. Бронштейн Б.В., Минеев Р.В. Высшие гармоники токов и напряжений в рабочих режимах дуговых сталеплавильных печей //Электротехника. -1980.-№3.-С. 60-62.

7. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М.:Наука, 1965

8. Быков Ю.М., Василенко B.C. Помехи в системах с вентильными преобразователями. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 152 с.

9. В.Г. Турковский, Ю.М. Жовнир Обоснование эффективности применения установки стабилизации режима в системе электроснабжения дуговых сталеплавильных печей переменного тока / Промышленная энергетика-2001 №5 С.40-44

10. Вагин Г.Я. О необходимости замены дуговых печей переменного тока дуговыми печами постоянного тока / Промышленная энергетика 19927 С.22-23

11. Вагин Г.Я., Котельников О.И., Крахмалин И.Г. Оценка доз фликера в осветительных сетях машиностроительных предприятий //Изв. вузов. Электромеханика. 1985. - № 12. - С. 26-28.

12. Вагин Г.Я., Лоскутов А.Б. Исследование режимов работы мощных статических компенсаторов на металлургических предприятиях с дуговыми печами //Промышленная энергетика. 1991. - № 12. - С. 39 - 42.

13. Вагин Г.Я., Лоскутов А.Б., Головкин H.H. Концепция применения мощных дуговых сталеплавильных печей на промышленных предприятиях //Промышленная энергетика. 1990. - № 11. - С.19 - 24.

14. Вагин Г.Я., Лоскутов А.Б., Севостьянов A.A. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике: Учебное пособие / НГТУ 2004. - 213 с.

15. Вагин Г.Я., Севостьянов A.A. О необходимости приведения норм ГОСТ 13109-97 к требованиям международных стандартов / Промышленная энергетика 2004 №9 С.45-49

16. Вагин Г.Я., Севостьянов A.A. Применение динамических моделей при оценке степени помехоустойчивости электроприемников к возмущениям в электрической сети// Электротехника 2001. №6 - С. 38-39.

17. Вагин Г.Я., Солнцев Е.Б., Головкин H.H. Методика технико-экономического обоснования внедрения ресурсо- и энергосберегающих технологий и оборудования в промышленности / Промышленная энергетика-2005 №6 С.8-13

18. Веников В.А., Глазунов A.A., Тюханов Ю.М. Математические модели формирования схем электроснабжения при автоматизированном проектировании //Электричество, 1983, №1,-С. 16-18.

19. Влияние дуговых электропечей на системы электроснабжения //Под ред. М.Я. Смелянского, Р.В. Минеева. М.: Энергия, 1975. - 184 с.

20. Воронов A.A. Основы теории автоматического управления //Автомата

21. Автоматическое регулирование непрерывных линейных систем. 2-е изд., перераб. -М.: Энергия, 1980. С. 195.

22. Высокомощные электрические печи и новая технология производства стали //Тематический отраслевой сборник. Под ред. А.Н.Морозова. М.: Металлургия, 1986. - С. 23-25.

23. ГОСТ 23875-79. Качество электрической энергии. Термины и определения. М.: Издательство стандартов, 1980. - 9 с.

24. Григорьев В.П., Нечкин Ю.М., Егоров A.B., Никольский JI.E. Конструкции и проектирование агрегатов сталеплавильного производства. М.: Изд. МИСИС, 1995. 158 с.

25. Евсеева Н.В. Электрические характеристики дуги переменного тока в дуговой сталеплавильной печи //Изв. вузов. Электромеханика. 1994. -№3. - С. 64-70.

26. Ермуратский П.В. Нетушил A.B. Электрические процессы в цепях с электрической дугой //Электричество. 1993, №3. С. 15-18.

27. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промышленных предприятий //3-е изд., перераб. и доп.- М.: Энергоатомиз-дат, 1994. 272 с.

28. Жежеленко И.В. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях //2-е изд., перераб. и доп. М.: Энерго-атомиздат, 1986. - 186 с. - ( Экономия топлива и электроэнергии ).

29. Жежеленко И.В., Божко В.М, Вагин Г.Я., Рабинович M.JI. Эффективные режимы работы электротехнологических установок. Киев.: Техника,1987.- 183 с.

30. Жежеленко И.В., Кротков Е.А., Степанов В.П. Методы вероятностного моделирования в расчетах характеристик электрических нагрузок потребителей. Самар. гос. техн. ун-т. Самара, 2001. 196 с.

31. Жежеленко И.В., Саенко Ю.Л. Учет активных сопротивлений в расчетах высших гармоник в электрических сетях //Промышленная энергетика. -1992. №4. С. 23-24.

32. Жовинский А.Н., Жовинский В.Н. Инженерный экспресс-анализ случайных процессов. М.: Энергия, 1979, 112 с.

33. Жохов Б.Д. Компенсация реактивной мощности в сетях с электродуговыми печами / Промышленная энергетика 1994 № 3 С. 39-45

34. Заездный А. М. Основы расчетов по статистической радиотехнике. М.: Связь, 1969.-447 с.

35. Иванов B.C., Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энер-гоатомиздат, 1987. - 336 с. ( Экономия топлива и электроэнергии ).

36. Иващенко H.H. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем //Изд. 4-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1978. - 736 с.

37. К.Е. Ананиашвили, М.В. Ольшванг, Е.В. Рычков, B.C. Чуприков Фильт-рокомпенсирующие цепи статических компенсаторов. "Электричество", №1, 1990г.

38. Каганов В.Ю., Блинов О.М., Беленький A.M. Автоматизация управления металлургическими процессами. М.: Металлургия, 1974. - 416 с.

39. Капитанов В.И., Наумов Е.А., Минеев Р.В. Анализ динамики работы САР ДСП с учетом механических колебаний электрода и случайного характера возмущений //Электротермия. 1974. № 5 (141). - С. 13-15.

40. Карташев И.И. Качество электроэнергии в системах электроснабжения. Способы его контроля и обеспечения //Под ред. М.А. Калугиной. М.:1. Изд-во МЭИ, 2000. 120 с.

41. Карякин H.A. Угольная дуга высокой интенсивности, М.: Госэнергоиз-дат, 1978.-216 с.

42. Киселев А.Н., Громилин В.А. Системный подход к обеспечению качества электроснабжения средних промышленных предприятий / Электрика -2005 №10 С.13-17

43. Короткие сети и электрические параметры дуговых электропечей //Справочник. Под общ. ред. Я.Б. Данцисса. М.: Металлургия, 1974. 312 с.

44. Кудрин Б.И. Электропотребление в электрометаллургии // Электрика. -2003. №9.-С. 35-45.

45. Кудрин Б.И., Красиков Е.В., Слепченко В.И. О системе государственного управления рациональным использованием топливно-энергетических ресурсов в Российской Федерации // Промышленная энергетика. 2001. №8.-С. 2-7.

46. Кулиш А.К., Пономарев В.А., Точилин В.В., Яценко A.A., Матюнин Ю.В., Вахнина В.В. Многочастотные фильтрокомпенсирующие устройства на основе одночастотных комбинированных фильтров //Промышленная энергетика. 1988. №4. - С. 51-55.

47. Куренный Э.Г., Дмитриева E.H., Ковальчук В.М. Динамические показатели колебаний напряжения в электрической сети //Электричество, 1982, №2, С. 5-12.

48. Кучумов JI.A., Кузнецов A.A., Сапунов М.В. Вопросы измерения параметров электрических режимов и гармонических спектров в сетях с рез-копеременной и нелинейной нагрузками / Промышленная энергетика. 2005 №3 С.44-48

49. Кучумов JI.A., Маркелов В.В. Электрические схемы замещения дуговой сталеплавильной печи, работающей в режиме расплавления при несинусоидальных и несимметричных токах //Электротермия. 1973. № 12, с. 136.

50. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. М.: Сов. радио, 1974, Т.1. - 552 с.

51. Лопухов Г.А. Ближайшие перспективы развития мировой черной металлургии //Электрометаллургия.- 2001. № 1. С. 7-31.

52. Макаров А.Н. Методика расчета КПД дуг дуговых сталеплавильных печей. //Энергосбережение в промышленности: Межвуз. сб. научн. трудов. Тверь: Изд. ТГТУ, 1999. - С. 14-16.

53. Макаров А.Н. Теплообмен в дуговых сталеплавильных печах. Тверь.: Тверской государственный университет, 1998 - 184 с.

54. Макаров А.Н. Теплообмен в электродуговых и факельных печах и топках паровых котлов: Монография / Тверь: ТГТУ. 2003. 348 с.

55. Макаров А.Н., Макаров P.A., Зуйков P.M. Определение коэффициента полезного действия дуг дуговых сталеплавильных печей трехфазного и постоянного токов //Изв. вузов. Черная металлургия. 2001. № 2. С. 12-17.

56. Макаров А.Н., Макаров P.A., Чернышов Д.В. Динамика технико-экономических показателей дуговых сталеплавильных печей//Электрика. -2001. №2.-С. 22-24.

57. Макаров А.Н., Рубцов В.П., Пешехонов В.И., Папков Д.С. Влияние изменения мощности трансформатора на эффективность работы дуговой печи / Электротехника 1999. №2 С.40-44

58. Макаров А.Н., Шимко М.Б. Влияние КПД дуг на потребление электроэнергии дуговыми сталеплавильными печами постоянного и трехфазного токов //Электротехника, 2002, №7. С. 55-59.

59. Марков H.A. Электрические цепи и режимы дуговых электропечных установок. М.: Энергия, 1975. - 204 с.

60. Методики проведения инструментальных обследований при энергоаудите // НИНЕ. Н. Новгород, 1998. - 80 с.

61. Методические указания по организации приборного контроля качества электроэнергии у потребителей // Промышленная энергетика. 1984. №3.- С. 48-50.

62. Минеев А.Р. Малозатратные методы и структуры фильтросимметрирова-ния и компенсации реактивности (на примере электрических печей). -Электротехника, 1997, №4. С. 14-16.

63. Минеев А.Р. Энергосберегающая статистическая и динамическая оптимизация параметров и структур компьютеризованных электроприводов (на примере электрических печей) //Электротехника, 1998, №10. С. 8-9.

64. Минеев А.Р., Рубцов В.П. Статистические и динамические показатели качества работы электротехнических установок (на примере электропечей) / Электротехника 2000 №1 С.42-51

65. Минеев А.Р., Рубцов В.П., Дмитриев И.Ю. Параметры дугового разряда и их влияние на эффективность работы электротехнологических установок / Электричество 2000. №8. С. 40-45

66. Минеев Р.В., Михеев А.П., Рыжнев Ю.Л. Графики нагрузок дуговых электропечей. М.: Энергия, 1977. - 120 с.

67. Миронов Ю.М. Передаточные функции электрической цепи электрометаллургической печи как элемента системы управления //Электричество.- 1978. №8.-С. 88-91.

68. Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М., "Энергия", 1972, 456 с.

69. Михеев А.П., Ворошилов Н.М., Рыжнев Ю.Л. и др. Анализ несимметричных режимов дуговых сталеплавильных печей //Промышленная энергетика. 1976. №4. - С. 8-10.

70. Михеев А.П., Рабинович В.Л., Минеев Р.В. и др. Расчет несимметричных режимов напряжений мощных дуговых электропечей //Электротехника. -1977. № 12.-С. 46-48.

71. Нормирование показателей качества электрической энергии и их оптимизация // Под ред. А. Богуцкого, А.З. Гамма, И.В. Жежеленко. Гливи-це: Изд-во Силезского политехнического института. - 1988. 215 с.

72. О.П. Нечаев, И.П. Таратута, B.C. Чуприков Электрические воздействия на оборудование статического тиристорного компенсатора на Молдован-ском металлургическом заводе. "Электротехника", №8, 1989г. С 32-34

73. Окороков Н.В., Никольский JI.E. Исследование распределения излучения однофазной и трехфазной дуг на моделях цилиндрической сталеплавильной печи //Изв. вузов. Черная металлургия, 1958, №12. - С. 34-38.

74. Основы повышения качества электрической энергии в промышленности //Константинов Б.А., Багиев Г.Л., Воскобойников Д.М., Зайцев Г.З., Пи-ковский A.A. Рига, ЛатИНТИ, 1978, 63 с.

75. Основы построения промышленных электрических сетей //Г.М. Каялов, А.Э. Каждан, И.Н. Ковалев, Э.Г. Куренный. М.: Энергия, 1978. - 352с.

76. Петров Ю.П. Синтез оптимальных систем управления при не полностью известных возмущающих силах //Учебное пособие. Л.: Изд-во Ленинградский университет, 1987. - 292 с.

77. Повышение эффективности использования электроэнергии в системах электроснабжения //Борисов Б.П., Вагин Г.Я., Лоскутов А.Б., Шидлов-ский А.К. АН УССР. Ин-т электродинамики. - К: Hay к. думка, 1990. -240с.

78. Повышение эффективности электроснабжения электропечей //Р.В. Ми-неев, А.П. Михеев, Ю.Л. Рыжнев. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 208 с.

79. Поликарпов Е.А. Об оптимизации систем промышленного электроснабжения //Промышленная энергетика, 2001, №8. С. 12-16.

80. Правила устройства электроустановок // Раздел 1. Общие правила. Главы 1.1, 1.2, 1.7, 1.9. Раздел 7. Электрооборудование специальных установок. Главы 7.5, 7.6, 7.10. 7-е изд. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002. - 184 с.

81. Прибор для измерения показателей качества электрической энергии. Руководство к эксплуатации. М.: МЭИ (Московский технический университет), 1998.-68 с.

82. Промышленные установки электродугового нагрева и их параметры /Под. ред. JI.E. Никольского. -М.: Энергия, 1971.-272 с.

83. Расчет мощности и параметров электроплавильных печей //Учеб. пособие для вузов. Егоров A.B. М.:*МИСИС*, 2000. - 272с.

84. Расчеты электрических нагрузок систем электроснабжения промышленных предприятий //Шидловский А.К., Вагин Г.Я., Куренный Э.Г. М.: Энергоатомиздат, 1992. - 224 с.

85. Рубцов В.П., Дмитриев И.Ю., Минеев А.Р. Параметры дугового разряда и их влияние на эффективность работы электротехнологических установок. Электричество, 2000, № 8. - С. 18-23.

86. Савицки А. Дуговая печь трехфазного тока как нелинейное звено автоматической системы регулирования мощности //Электричество. 2000. №2. - С. 46-50.

87. Савченко В.Л., Зориков Ю.П., Самыгин Р.П., Платонов П.М., Тихонов П.Г. Выбор структуры и параметров системы автоматического регулирования мощных дуговых и ферросплавных печей //Электричество. 1989. №9. - С. 65 - 70.

88. Салтыков A.B., Салтыков В.М., Салтыкова O.A. Обеспечение электромагнитной совместимости дуговых сталеплавильных печей с системой электроснабжения по допустимой нагрузке и показателям качества напряжения //Электрика. 2006. №1. - С. 11-14.

89. Салтыков В.М., Константинов Б.А., Пиковский A.A., Зайцев Г.З. Качество напряжения в электрических сетях //Повышение качества энергии и интенсификация энергетического хозяйства. Межвуз. сборник научн. трудов. Л.: ЛИЭИ им. П. Тольятти, 1979, - С. 80-93.

90. Салтыков В.М., Константинов Б.А., Салтыкова O.A. Анализ характера изменения максимальных колебаний напряжения в сетях питания параллельных дуговых сталеплавильных печей //Изв. вузов. Энергетика. -1981, №1,-С. 94-97.

91. Салтыков В.М., Константинов Б.А., Салтыкова O.A. О нормировании случайных колебаний напряжения //Промышленная энергетика. 1981, №6, - С. 25-27.

92. Салтыков В.М., Салтыков A.B. Разработка теоретической модели электроснабжения группы дуговых электропечей //Наука, техника, образование г. Тольятти и Волжского региона. Межвуз. сборник научн. трудов. Часть 2. Тольятти, ТолПИ, 1999, - С. 3-4.

93. Салтыков В.М., Салтыкова O.A. Колебания напряжения в сетях параллельных дуговых сталеплавильных печей //Электричество. 1981, №2, -С. 53-56.

94. Салтыков В.М., Салтыкова O.A. Определение влияния компенсации реактивной мощности на изменение электрических и рабочих характеристик дуговых сталеплавильных печей //Изв. вузов. Электромеханика. -1993,№6,-С. 57-58.

95. Салтыков В.М., Салтыкова O.A. Электромагнитная совместимость дуговых сталеплавильных печей в системах электроснабжения промышленных предприятий: Учеб. пособие Самара: Изд-во СамГТУ, 2005, - 107 с.

96. Салтыкова O.A., Вахнина В.В., Борисов В.И. Нормирование колебаний напряжения от группы дуговых электропечей: Тез. докл. XII сессии Всесоюз. науч. семинара//Кибернетика электрических систем. 19-22 ноября 1991г.-Гомель, 1991,-С. 125.

97. Сапко А.И. Исполнительные механизмы регуляторов мощности дуговых электропечей. М. - JL: Госэнергоиздат, 1963. - 112 с.

98. Свенчанский А.Д., Трейзон 3.JL, Мнухин JI.A. Электроснабжение и автоматизация электротермических установок. М.: Энергия, 1980. - 186 с.

99. Смоляренко В.Д., Кузнецов JI.H. Энергетический баланс дуговых сталеплавильных печей. М.: Энергия, 1973. - 88 с.

100. Соколов А.Н. Экономия электроэнергии при эксплуатации дуговых сталеплавильных печей. -М.: Энергия, 1973. 216 с.

101. Соколов B.C., Чернышова Н.В. Предложения по инженерному решению проблемы качества электрической энергии / Промышленная энергетика -2001 №8 С.51-53

102. Солдаткина A.A. Несимметрия напряжения в трехфазных электрических сетях и способы ее снижения //Электричество. 1974. №11. - С. 5 - 11.

103. Статические источники реактивной мощности в электрических сетях/ В.А. Веников, JI.A. Жуков, И.И. Карташев, Ю.П. Рыжов. М.: Энергия, 1975.-218 с.

104. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. М.: Радио, 1966. - 778 с.

105. Фарнасов Г.А. Автоматизация процессов электроплавки стали. 4.1. М.: Металлургия, 1971. - 231 с.

106. Цуканов В.В., Галактионов Г.С., Минеев Р.В. и др. Экспериментальное определение гармонического состава тока и напряжения дуговых электропечей //Промышленная энергетика. 1975. №11. - С. 17-20.

107. Черепанов В.В. Расчеты несинусоидальных и несимметричных режимов систем электроснабжения промышленных предприятий // Учебное пособие. Горький: Изд-во ГТУ, 1989. - 88 с.

108. Шевцов М.С., Бородачев A.C. Развитие электротермической техники //Под ред. А.Ф. Белова. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 208 с.

109. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества энергии в электрических сетях. Киев: Наукова думка, 1985. - 265 с.

110. Шидловский А.К., Куренный Э.Г. Введение в статистическую динамику систем электроснабжения. Киев: Наукова думка, 1984. - 273 с.

111. Шидловский А.К., Таранов С.Г. , В.В. Брайко и др. Серийные средства измерения показателей качества электрической энергии //Промышленная энергетика. 1983. №8. - С. 19 - 21.

112. Экономия электроэнергии в дуговых сталеплавильных печах //Ю.Н. Тулуевский, И.Ю. Зинуров, А.Н. Попов, B.C. Галян. М.: Энергоатомиздат, 1987.- 104 с.

113. Экономия энергии в промышленности //Учебное пособие. Г.Я. Вагин, А.Б. Лоскутов. Н. Новгород, НГТУ, 1998. - 220 с.

114. Экономия энергоресурсов в промышленных технологиях. Справочно-методическое пособие //Авторы-составители: Г.Я. Вагин, Л.В. Дуднико-ва, Е.А. Зенютич, А.Б. Лоскутов, Е.Б. Солнцев; под ред. С.К. Сергеева; НГТУ, НИЦЭ Н. Новгород, 2001. - 296 с.

115. Электрические промышленные печи. Дуговые печи и установки специального нагрева //Под ред. А.Д. Свенчанского. 2-е изд., перераб. М.: Энергоиздат, 1981. - 296 с.

116. Электромагнитная совместимость электроприемников промышленных предприятий //Шидловский А.К., Борисов Б.П., Вагин Г.Я., Куренный Э.Г., Крахмалин И.Г. К: Наук, думка, 1992. - 236 с.

117. Электрооборудование и автоматика электротермических установок: Справочник //Под ред. А.П.Альтгаузена, М.Д. Бершицкого, М.Я. Сме-лянского и др. М.: Энергия, 1978. - 304 с.

118. Электрооборудование и элементы автоматизации электроплавильных установок //Г.А. Фарнасов, В.Л. Рабинович, A.B. Егоров. М.: Металлургия, 1976. -336 с.

119. Электроснабжение электротехнологических установок //Борисов Б.П., Вагин Г.Я. Киев: Наук, думка, 1985. - 248 с.

120. Электротермическое оборудование: Справочник //Под общ. ред. А.П. Альтгаузена. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия, 1980. - 416 с.

121. Электротехнический справочник: В 3 т. Т. 3. В 2 кн. Кн. 1. Производство и распределение электрической энергии //Под общ. ред. профессоров МЭИ. 7-ое изд., испр. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 880 с.

122. Электротехнологические промышленные установки //Под ред. А.Д.

123. Свенчанского. М.: Энергоатомиздат, 1982. - 400 с.

124. Элементы теории управления в расчетах переходных процессов в системах электроснабжения //Учебное пособие. A.M. Абакумов. Куйбышев, Авиационный институт. 1985. - 60 с.

125. Эффективные режимы работы электротехенологических установок //И.В. Жежеленко, В.М. Божко, Г.Я. Вагин и др. К.: Технжа, 1987. - 183 с.

126. A methodology for assessment of Harmonic Impast and compliance with standards for distributions systems/ G.T.Heyclt, D.J.Kish, J.Hill // Proc. 4-th Intern. Conf. On Har-monic in Power System. Budapest. 1990. C. 38-41.

127. A new control strategy for reducing flicker of electric arc furnaces/ Schnah-nerelle Jochen, Horger Woltgang// MPT Int. MPT: Met. Plant. And Techn. -1997.-[20], №4.-C. 60-62.

128. Asupra unor astecte ale regimului electroenergetic la cuptoare trifazafe cu are electric/ Sora I., Balteanu St., Bacila D.// Bui. Sti. Si. Tehn. Inst. Politehn. Ti-misoura. Electro-tehn. 1991. - 36. №1 - 2. - C. 59-68.

129. Bruhim J. Spannungsverzrrung in Energieversorgungsnetzeneine Ueberafichio. Elektrizitatsverwertung, 1974,49, 9. - A. 337 - 346, 336.

130. Electrical analysis of the steel melting arc furnace / Celada Juan S. // Iron and Steel Engineer. 1993. - 70, №5. - C.35-39.

131. Gemini Gianni, Garrito Valerio. New developments in electric aerofurnace technology //Metallurgical Plant and Technology. 1991. № 1. P. 52-54.

132. Ioanovic R. Surtensions intervenant au cours du fonctionnement des fours electriques des reduction et nouveau procede pour compenser 1 energie absrbee par ces fours. VI Congress International Electrothermie, 1968, № 116. -C. 8.

133. Krabiell H. Der Anschluss von Lichtbogenofen zum stahlschmelzen an die of-fenlichen stromversorgunge Netze. Electro-Anz.Ausg.Ind. 1968. №21. C.23.

134. Langman R.D. The supply of power to three-phase electric-arc stell-makingfurnaces. A review. Trans.S.Afr.Inst.Elec.Eng., 1976, 102-112

135. Lemmemmier J. Einflüsse des Lichtbogenofene auf die apeisenden Netze. -Elektri. Zitatsvermertung, 1971, 46, 12. - A. 339 - 352.

136. Lemmenmeier J. Netzstorungen durch den Betrieb von Lichtbogenofen und Schweiss-maschinen // Eiektrizitatsverwertung, 1968, 43, № 9-10. A. 87-89.

137. Mollenkamp F.W. Die Zukunft des Electrostahle "Kiepsing Fachber". 1968, 76, № 10.-C. 36-39.

138. New steel melting technologies/ Jones J.A.T.// Iron and Steelmaker. 1996. -23 №4. - C. 49 - 50.

139. PLC reduces furnace running cots// Steel Times. 1994. - 222, №10. - C. 396.

140. Untersuchung elektro mechanischer Schwingungen der Electroden - Tragarm - System von Lichtbogenofen. Tag. "Selbsterregte Schwingungen", Fulda, 1 -2. April, 1992/ Timm K// VDI - Berlin. - 1992. - №957. - C.59 - 76.