автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Система управления реактивной мощностью тиристорных электроприводов широкополосного стана горячей прокатки

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР

На правах рукописи ЖУРАВЛЕВ Юрий Петрович

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТЬЮ ТИРИСТОРНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ШИРОКОПОЛОСНОГО СТАНА ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

- 1 ОКТ 2009

кандидата технических наук

Магнитогорск - 2009

003478767

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Корнилов Геннадий Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Осипов Олег Иванович

кандидат технических наук, профессор Заславец Борис Иванович

Ведущее предприятие: ГОУ ВПО «Южно-Уральский

государственный университет», г. Челябинск

Защита состоится 23 октября 2009 г. в 1100 часов на заседании диссертационного совета Д 212.111.04 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по адресу: 455000, Челябинская обл., г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, ауд. 227.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Автореферат разослан 22 сентября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совет; канд. техн. наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Необходимым условием нормального электроснабжения промышленного предприятия является его надежное обеспечение электрической энергией в необходимом количестве и определенного качества, которое регламентируется ГОСТ 13109-97. В условиях острого дефицита электроэнергии и ужесточения тарифов использование компенсирующих устройств (КУ) является одним из наиболее приемлемых вариантов решения проблемы энергосбережения.

Программа реформирования энергетики РФ и создание конкурентной среды полностью соответствует энергетической политике ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК»), который в течение последних лет являлся признанным лидером на рынке металлургической продукции России и успешно работает на зарубежных рынках.

Существенное увеличение объемов производства и расширение сортамента выпускаемой продукции прокатных станов привело к повышению нагрузки понизительных трансформаторов и заметному снижению запаса мощности существующих подстанций. Данная проблема наиболее актуальна для широкополосного стана 2000 горячей прокатки, который является крупнейшим в России производителем горячекатаного листа. Установленная мощность тиристорных электроприводов (ЭТТ) стана более 140 МВт, а их энергетические характеристики далеки от оптимальных.

В связи с освоением новых специфических профилей значительно возрастают набросы реактивной мощности на шинах распределительных устройств РУ-10 кВ. Так, например, при прокатке трубной заготовки толщиной 14-18 мм скорость на выходе чистовой группы в несколько раз ниже скоростей, устанавливаемых при прокатке полос основного сортамента. Значительно снижается выпрямленное напряжение главных электроприводов, соответственно тиристорные преобразователи (ТП) работают в глубоко зарегулированном режиме с низким коэффициентом мощности (со$ф ~ 0,3+0,4). Это значит, что реактивная мощность, потребляемая ТП, в 2-3 раза (и более) превышает активную. Дефицит реактивной мощности согласно расчетам превышает 90 Мвар, а коэффициент искажения синусоидальности напряжения составляет более 15%, что приводит к существенным потерям электроэнергии в смежных приемниках и питающей сети.

Вопросам улучшения энергетических показателей тиристорных ЭП прокатных станов и непосредственно разработке компенсирующих устройств посвящены работы многих отечественных научных школ, а также известных ученых в области электроэнергетики и энергосбережения. Однако в литературе до настоящего времени не содержится сведений о широком промышленном внедрении регулируемых компенсирующих устройств в тиристорных электроприводах отечественных прокатных станов.

Целыо диссертационной работы является разработка способа и автоматизированной системы управления реактивной мощностью в узле нагрузки широкополосного стана горячей прокатки, обеспечивающих снижение активных потерь за счет регулируемой компенсации реактивной мощности, улучшение гармонического состава тока и напряжения и повышение устойчивости работы стана.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Проведение теоретических и экспериментальных исследований воздействия тирисгорных электроприводов клетей чистовой группы широкополосного стана горячей прокатки на питающую сеть. Расчет показателей качества электроэнергии на шинах 10 кВ и потребления реактивной мощности.

2. Разработка способа и системы автоматического управления реактивной мощностью и улучшения гармонического состава напряжения в системе электроснабжения стана.

3. Теоретические и экспериментальные исследования установившихся и динамических режимов в узле нагрузки, оснащенном разработанной системой управления.

4. Технико-экономическое обоснование внедрения разработанной системы на стане 2000 ОАО «ММК». Проведение экспериментальных исследований, разработка рекомендаций по внедрению результатов работы.

Методика проведения исследований. Теоретические исследования основывались на положениях теории электропривода и аналитической теории синхронной машины, математических методах теории автоматического регулирования, статистических методах обработки данных. При моделировании использовался пакет имитационного моделирования БтиПпк в среде МаИаЬ. Экспериментальные исследования проводились на действующем прокатном стане путем прямого осциллографирования параметров электроприводов с последующей обработкой результатов.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Результаты исследования воздействия тиристорных электроприводов клетей чистовой группы широкополосного стана 2000 на питающую сеть.

2. Способ автоматического управления реактивной мощностью и улучшения гармонического состава тока и напряжения в узле нагрузки, за счет ступенчатого изменения мощности статических конденсаторов и плавной подстройки реактивной мощности синхронных двигателей (СД) путем автоматического регулирования тока возбуждения.

3. Алгоритм управления, согласно которому конденсаторные батареи (КБ) компенсируют постоянную составляющую реактивной мощности, величина которой определяется сортаментом прокатываемой полосы; колебания реактивной мощности устраняются за счет управления током возбуждения СД, работающего в режиме дополнительного регулятора.

4. Способ автоматического регулирования возбуждения СД с переменной структурой, обеспечивающий регулирование активной составляющей

тока статора при наличии нагрузки на валу СД и регулирование реактивной составляющей в режиме холостого хода.

5. Алгоритм и система управления реактивной мощностью КБ из условия, что расчётные мощности компенсирующих устройств по каждой секции 10 кВ составляют 18 Мвар с дискретой регулирования 3 Мвар, равной предельной мощности, генерируемой СД.

6. Результаты теоретических и экспериментальных исследований разработанной системы автоматического управления реактивной мощностью, подтвердившие работоспособность и высокую технико-экономическую эффективность ее применения.

Обоснованность » достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается правомерностью принятых исходных положений и предпосылок, корректным применением методов математического моделирования, практической реализацией и экспериментальными исследованиями разработанных алгоритмов и систем в промышленных условиях на действующем прокатном стане 2000 ОАО «ММК».

Научная новизна состоит в следующем:

1. Теоретически и экспериментально обосновано построение системы управления реактивной мощностью на базе конденсаторной батареи с автоматическим переключением секций и плавного регулирования за счет использования компенсирующей способности синхронного двигателя.

2. Разработаны способ и система автомагического управления реактивной мощностью, обеспечивающие ступенчатое изменение мощности батарей статических конденсаторов и последующую плавную подстройку за счет автоматического регулирования тока возбуждения синхронного двигателя.

3. Разработан алгоритм управления, согласно которому батареи конденсаторов компенсируют условно постоянную составляющую реактивной мощности, а ее колебания при изменении нагрузок отдельных клетей устраняются за счет управления током возбуждения СД, работающего в режиме дополнительного регулятора.

4. Определены уровни располагаемой реактивной мощности синхронных двигателей черновой группы при различных программах прокатки при условии, что среднеквадратичный ток возбуждения за рабочий цикл не превысит номинального значения.

5. Разработан способ автоматического регулирования возбуждения СД с переменной структурой, обеспечивающий регулирование активной составляющей тока статора при наличии нагрузки на валу СД и регулирование реактивной составляющей в режиме холостого хода.

6. В результате теоретических и экспериментальных исследований доказано, что разработанная система автоматического управления реактивной мощностью обеспечивает снижение потребления реактивной мощности, улучшение гармонического состава тока и стабилизацию напряжения в узле нагрузки.

Практическая ценность заключается в следующем:

1. Разработано устройство, позволяющее практически реализовать принципиально новый способ автоматического управления реактивной мощностью в узле нагрузки 10 кВ широкополосного стана горячей прокатки, обеспечивающее регулируемую компенсацию реактивной мощности в зависимости от нагрузки главных электроприводов.

2. Разработан программно-технический комплекс, обеспечивающий запись и анализ мгновенных значений тока нагрузки и напряжения сети, выполненный на базе регистратора электрических сигналов РЭС-3 и персонального компьютера, позволяющий оценивать наличие высших гармонических составляющих, а также отслеживать динамику их изменения в процессе работы электроприемников.

3. Разработана и практически исполнена система управления тиристор-ным ключом, обеспечивающая бестоковую коммутацию конденсаторных батарей.

4. Разработанная система управления возбуждением СД с переключающейся структурой внедрена в опытно-промышленную эксплуатацию в электроприводах черновой группы стана 2000 ОАО «ММК». Экспериментально доказано, что ее использование обеспечивает снижение потерь электрической энергии за счет регулируемой компенсации реактивной мощности и повышение динамической устойчивости СД в режиме ударного приложения нагрузки.

5. Полученные результаты рекомендуются для практического внедрения в системах электроснабжения действующих прокатных станов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались: на V Международной (XVI Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2007 (г. Санкт-Петербург, 2007 г.); Международном промышленном форуме «Реконструкция промышленных предприятий - прорывные технологии в металлургии и машиностроении» (г. Челябинск, 2007 г.); Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии» (г. Тольятти, 2007 г.); 2-ой Международной научно-технической конференции «Создание и внедрение корпоративных информационных систем на промышленных предприятиях Российской Федерации» (г. Магнитогорск, 2007 г.); I Международной научно-практической конференции «Интехмет-2008» (г. Санкт-Петербург, 2008 г.); 66-й, 67-й научно-технических конференциях по итогам научно-исследовательских работ (г. Магнитогорск, МГТУ, 2008,2009 гг.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 14 печатных трудах, в том числе 3 в рецензируемых изданиях, получен патент РФ на полезную модель.

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 89 наименований. Работа изложена

на 184 страницах основного текста, содержит 76 рисунков, 22 таблиц и приложения объемом 29 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассмотрено состояние проблемы, обоснована актуальность темы, сформулированы цель и основные задачи работы, кратко изложено содержание диссертации.

Первая глава посвящена анализу показателей качества электрической энергии в системе электроснабжения широкополосного стана 2000 горячей прокатки и способов их улучшения.

Питание тиристорных электроприводов десяти клетей и трех синхронных двигателей черновых клетей стана осуществляется от трех секций 10 кВ. При этом к каждой секции подключен один СД черновой группы, что делает принципиально возможным использование его компенсирующей способности в разрабатываемой автоматизированной системе управления реактивной мощностью. Установленная мощность тиристорных электроприводов 140,6 МВт. Питание главных ЭП осуществляется от понизительной подстанции глубокого ввода напряжением 110/10/6 кВ, на которой установлены три трансформатора 110/10 кВ мощностью 63 МВА. Работой трех трансформаторов обеспечивается наиболее тяжелый режим прокатки. Как показал проведенный анализ графиков нагрузок, при работе трех трансформаторов кратковременные нагрузки на один трансформатор при прокатке двух самых тяжелых профилей достигают 75% номинальной мощности трансформатора, эквивалентная тепловая нагрузка составляет 65 % (без компенсации 75 %). При работе двух трансформаторов прокатку в тех же режимах можно вести только с включенными устройствами компенсации реактивной мощности и с понижением скорости.

При проектировании главных ЭП стана 2000 были предусмотрены для сети 10 кВ три комплекта тиристорных компенсаторов реактивной мощности, каждый из которых содержит тиристорно-реакторную группу мощностью 20 Мвар, фильтры 5, 7, U и 13-й гармоник мощностью 6,3 Мвар. Однако эти проектные решения не были реализованы, вследствие чего дефицит реактивной мощности превышает 90 Мвар, несинусоидальность кривой напряжения составляет 16-18%. При этом устойчивая работа электроприводов при снижениях напряжения, доходящих до 10-15%, обеспечивается за счет увеличения запаса тиристорного преобразователя (ТП) по напряжению, составляющего 15-22% номинального выпрямленного напряжения. Это приводит к дополнительным потерям электрической энергии вследствие увеличения потребления реактивной мощности.

На основе представленных аналитических зависимостей дан анализ методов расчета показателей несинусовдальности напряжения и тока. Выполнен расчет показателей качества электроэнергии, по результатам которого установлено, что максимальная пиковая нагрузка наиболее нагруженной секции РУ-10 кВ в нормальном режиме работы превышает 51 МВА, а в утяже-

ленном (при отключении одного питающего трансформатора) - 80 МВА. При этом колебания реактивной мощности составляют 10-15 Мвар, а максимальная величина реактивных нагрузок по секциям более 30 Мвар. Данные показатели значительно превышают нормативные, в связи с чем разработка технических средств компенсации реактивной мощности является актуальной.

В заключительной части представлен анализ способов уменьшения воздействий ТП на питающую сеть. Дана классификация компенсирующих устройств (КУ), обоснована необходимость разработки автоматизированной системы управления реактивной мощностью.

Во второй глапе выполнены исследования энергетических показателей электроприводов и качества напряжения на шинах 10 кВ стана 2000 в существующей системе электроснабжения при отсутствии КУ.

Выполнено исследование детерминированных (технологических) и случайных (статистических) закономерностей работы электроприводов клетей в зависимости от технологических параметров прокатки, на основании которого обосновано построение математической модели электропотребления прокатного стана. На рис. 1 представлен фрагмент суточного графика нагрузки секции РУ-10 кВ, полученного экспериментальным путем (с осреднением на интервале времени 5 мин.). На основании анализа суточных графиков электрических нагрузок по секциям 10 кВ, определены диапазоны изменение активной и реактивной мощностей по каждой из трех секций РУ-10 кВ. Показано соответствие графиков нагрузок нормальному закону распределения. Установлено, что коэффициент реактивной мощности (tgф) в рабочих режимах находится в диапазоне 1,15-2, что является нежелательным с точки зрения устойчивости работы электроприводов.

На основе технологических параметров прокатки и координат главных электроприводов получены математические модели расчета электрических нагрузок РУ-10 кВ для нормального режима (при питании от трех трансформаторов) и утяжеленного - при отключении одного из трансформаторов. Доказана адекватность данных, полученных при моделировании, и реальных графиков нагрузки (погрешность моделирования не превышает 10%), что позволяет использовать предложенную математическую модель в исследованиях режимов работы компенсирующих устройств.

—T*

< д , 4 " p / /

^А Ь . J\ f HI f\ J /

it:^LSL I «, F V иш LH* гч ГАа is ' ц w rf

:■■/■ 1/1/ и ^ , 4 u> 4

kf , H, t r , tf , ........У ......W......, .

00С' 100 2СО ЭОО 4«! 5.СО 6О0 7 Ш 8.00 9СО 10СО 1100 12.00 " 1ЭСС 400 15 00 16СС1 17И

Рис. 1.

Для исследования гармонического состава тока и напряжения секций 10 кВ предложен оригинальный программно-технический комплекс, обеспечивающий запись и анализ мгновенных значений тока нагрузки и напряжения сети, выполненный на базе регистратора электрических сигналов РЭС-3 и персонального компьютера. Выполнены экспериментальные исследований несинусоидальности напряжения и гармонического состава тока на секциях РУ-10 кВ. Для обработки цифровых сигналов в среде \fatlab была разработана специальная программа - спекгроанализатор, принцип которой основан на быстром преобразовании Фурье исследуемого сигнала на интервале 10-15 периодов основной частоты. Осциллограммы гармоник токов первой секции 10 кВ представлена на рис. 2. Определены наиболее значимые гармоники, присутствующие в кривой тока: 5-я, 11-я и 13-я.

Рис.2.

Для оценки динамики изменения гармонического состава токов разработан и программно реализован резонансный фильтр, настроенный на частоту выделяемой гармоники, с помощью которого получены осциллограммы действующих значений тока секции и его гармонических составляющих. Экспериментально определено процентное соотношение уровней высших гармоник на секциях РУ-10 кВ.

По результатам экспериментальных исследований показателей качества напряжения сделаны следующие выводы:

- в кривых тока основной гармоники наблюдаются периодические изменения с периодом 50-100 с, определяемым технологическим циклом прокатки (меньшие значения - для черновых клетей, большие - для выходных тестовых клетей);

- характер изменения уровня высших гармонических в целом соответствует изменению тока основной гармоники;

- по всем секциям уровень 5-й гармоники тока не превышает 1%, 13-й -не более 2% и 11-й - не более 5%;

- отклонения напряжения превышают допустимые значения по ГОСТ-13109-97, максимальная величина коэффициента несинусоидальности достигает 10-14 %, что подтверждает необходимость разработки и применения компенсирующих устройств.

Выполнен предварительный расчет мощности КУ исходя из условий соблюдения баланса реактивной мощности на границе предприятия с внешней

энергосистемой и исключения фликера напряжения. Определена компенсирующая способность синхронных двигателей черновых клетей. Обосновано использование СД в качестве компенсаторов в диапазоне нагрузок до номинальной при непрерывном контроле среднеквадратичного тока возбуждения за цикл прокатки.

Третья глава посвящена разработке системы управления реактивной мощностью на шинах 10 кВ стана 2000. Обоснованы требования к разрабатываемой системе, основными из которых являются:

- высокое быстродействие, соизмеримое с быстродействием ТП;

- возможность плавного регулирования реактивной мощности;

-минимальное содержание высших гармоник тока, генерируемых в сеть.

Предложен способ регулирования реактивной мощности в узле нагрузки, согласно которому осуществляются ступенчатое изменение мощности батарей статических компенсаторов и последующая плавная подстройка за счет автоматического регулирования тока возбуждения синхронного двигателя. Разработана система автоматического управления устройствами компенсации реактивной мощности и улучшения гармонического состава напряжения, реализующая предложенный способ (рис. 3).

Система построена по трехуровнему принципу, в ее структуру входят силовые элементы, система регулирования возбуждения СД, системы управления тиристорными ключами, промышленный контроллер, а также устройства сбора-обработки данных и информационно-управляющие каналы связи. Элементами высшего уровня являются существующие серверы и рабочие станции автоматизированных систем управления энергоресурсами (АСУЭ) и технологическим процессом (АСУТП) стана.

Задавая заранее известный профиль прокатки, активную мощность по клетям, а также приоритеты управления (постоянство напряжения, минимум потребления реактивной мощности и т.п.), в предложенной системе возможно реализовать опережающее адаптивное управление, а также повысить информированность электротехнического и технологического персонала цеха, что расширяет возможности существующих АСУЭ и АСУТП.

При наличии двух и более источников реактивной мощности (КУ и СД) с различным принципом действия одновременное управление ими затруднено в силу различного быстродействия, поэтому возможно появление статической и динамической ошибок. Это вызывает дополнительные колебания реактивной мощности и напряжения, преждевременный отказ оборудования, поэтому возникла задача разработки алгоритма управления, учитывающего быстродействие и последовательность переключений.

110 кВ

Г) /)М

Гйс J ДТ SH

САРс

САРВ СД

LWn Ци, ■ I, '

СУКБ

it-

ПК управления реактивной мощности

ETHERNET

сервер |р]

JË3 ГО ПД Рабочие станции

Рис. 3.

Т - сетевой трансформатор 110/10 кВ; ТП - тиристорный преобразователь; М - двигатель постоянного тока; ТК - тиристорный ключ; Ь - защитный реактор; С - конденсаторная батарея; ТВ - тиристорный возбудитель; СД - синхронный двигатель; ДН -датчик напряжения; ДРТ - датчик реакторного тока; ДТ - датчик тока приводов клетей; ДТВ - датчик тока возбуждения СД; ПК - промышленный контроллер; САРВ -система автоматического возбуждения СД; С У КБ - система управления секциями конденсаторных батарей; БУТф - блоки управления тиристорами фильтра; САРС -система автоматического регулирования скорости; ДТ, ДС - датчики тока и скорости

На основании известных положений теории автоматического регулирования предложен и реализован алгоритм управления, согласно которому батареи конденсаторов работают в «базовом» режиме и компенсируют условно постоянную составляющую реактивной мощности, соответствующую прокатываемому сортаменту, а ее колебания при изменении нагрузок клетей устраняются за счет управления током возбуждения СД, работающего в режиме «дополнительного регулятора» с постоянно изменяемой реактивной мощностью для плавной подстройки главного регулятора. Суммарная мощность определяется общим заданием на компенсацию реактивной мощности, причем главный регулятор формирует задание только на генерирование недостающей мощности в режиме ее дефицита.

Для решения вопроса о целесообразности применения предложенного способа управления реактивной мощностью выполнена оценка компенсирующих возможностей СД черновой группы на основе анализа графиков электрических нагрузок и предварительного расчета мощности КУ по секциям 10 кВ. На рис. 4 приведены осциллограммы зависимости токов возбуждения и генерируемой реактивной мощности от времени. Цифрой «1» обозначены реальные значения реактивной мощности и тока возбуждения в существующей системе. Цифрами «2» и «3» - те же координаты при условиях достижения среднеквадратичного тока возбуждения соответственно 75% и 100% номинального.

Определены уровни располагаемой реактивной мощности СД при различных программах прокатки при условии, что среднеквадратичный ток возбуждения за рабочий цикл не превысит номинального значения (Осрюо%=4,4 Мвар) и 75% номинального (0ср75%=1,6 Мвар). Более точные значения генерируемых реактивных мощностей и уставок тока возбуждения СД в разработанной системе рассчитываются автоматически в реальном времени в зависимости текущего сортамента прокатываемого металла и загруженности СД по активной мощности.

Мвар ьь "Г. ; Т 4 Г

! ........ -г - 4 1 г;» - | 1

—

! -

Рис. 4.

Предложен способ и разработана система автоматического регулирования возбуждения (АРВ) СД с переменной структурой (рис. 5), обеспечивающие регулирование активной составляющей тока статора при наличии нагрузки на валу СД и регулирование реактивной составляющей в режиме холостого хода. Реализация способа обеспечивает динамическую устойчивость синхронного двигателя при ударном приложении нагрузки при одновременном использовании его компенсирующей способности.

Питающая сеть

Рис. 5.

ОВ - обмотка возбуждения; ТВ - тиристорный возбудитель; РТВ - регулятор тока возбуждения; П - переключатель; РСН, ДСН - регулятор и датчик статической нагрузки; РРТ, ДРТ - регулятор и датчик реактивного тока; РН - регулятор напряжения.

За счет переключения контуров регулирования по сигналу, подаваемому с выхода ДСН, при наличии нагрузки на валу СД контур активной составляющей тока статора СД отрабатывает величину активной нагрузки, что ведет к уменьшению качаний ротора и колебаний активного тока статора. В режиме холостого хода осуществляется автоматическое переключение на регулирование реактивной составляющей тока питающей секции. СД в этом случае частично компенсирует реактивную мощность, потребляемую тири-сторными преобразователями, подключенными к данной секции.

Рассчитаны суммарные мощности конденсаторных батарей и их распределение по трем ступеням (3, 6, 9 Мвар) из условий, что максимальные расчетные мощности компенсирующих устройств по каждой секции 10 кВ составляют 18 Мвар, с дискретой регулирования 3 Мвар, равной предельной мощности, генерируемой СД. Предложен алгоритм управления реактивной мощностью КБ, обеспечивающий выполнение перечисленных условий и распределение мощности КБ по фильтрам высших гармоник. Разработаны алгоритм и система управления ступенями КБ, осуществляющая автоматический расчет генерируемой мощности и выбор необходимого количества ступеней.

Разработана и технически исполнена система управления тиристорами, включенными встречно-параллельно в фазу трехфазного ключа, обеспечивающая бестоковую коммутацию КБ. Для исключения бросков тока отпирание тиристора производится в момент перехода напряжения на нем через нуль. Результаты экспериментальных исследований подтвердили высокую надежность разработанной системы, что позволяет рекомендовать ее к применению в быстродействующих компенсирующих устройствах.

В четвертой главе выполнены исследования разработанной системы автоматического управления реактивной мощностью. Представлено технико-экономическое обоснование, даны рекомендации по промышленному внедрению.

Разработана математическая модель синхронного двигателя, на основе уравнений Парка-Горева в матричной форме, реализованная в пакете БшиИпк. Получены передаточные функции регуляторов разработанной системы АРБ СД, содержащей внутренний контур регулирования тока возбуждения, контур регулирования реактивного тока СД и внешний контур регулирования напряжения узла нагрузки. Обосновано применение пропорционального регулятора напряжения.

Разработана математическая модель электропривода постоянного тока с двухзонным зависимым регулированием скорости. Обоснован выбор модели трансформатора. На основе математических моделей ТП, входящих в состав пакета БппиПпк, разработана модель 12-ти-пульсного преобразователя с параллельным соединением мостовых схем выпрямления. Выполнены анализ влияния индуктивности развязывающих дросселей на амплитуду колебаний токов групп преобразователя и расчет внешних характеристик системы «12-ти пульсный преобразователь - двигатель».

С целью ограничения динамического разбаланса реактивной мощности при ударном приложении нагрузки, связанного с различным временем переходных процессов при включении конденсаторных батарей и тиристорного электропривода, предложено осуществлять коммутацию конденсаторных батарей при достижении током якоря двигателя значения, равного 0,25-Ю,3 установившегося тока.

Имитационная модель для исследования динамических показателей АСУ реактивной мощностью составлена на основе функциональной схемы, представленной на рис. 3. Выполнено моделирование переходных процессов в питающей секции при изменениях реактивной мощности двух тиристорных преобразователей, вызванных ударным приложением нагрузки к двигателям чистовых клетей. Отдельные результаты моделирования приведены на рис. 6. Здесь представлены следующие координаты: 0Тп, <2кб, Ясд - реактивные мощности ТП, КБ и СД изменения тока возбуждения СД /„, суммарной реактивной мощности <2г и напряжения на шинах 10 кВ ис.

Исследовался режим ударного приложения нагрузки при следующих условиях:

- в существующей системе при отсутствии регулирования (рис. 6, а);

- при одновременном включении КБ;

- при включении КБ в зависимости от тока якоря;

- при работе системы управления с включением КБ в зависимости от тока якоря и действием системы АРВ синхронного двигателя (рис. 6, б).

В результате моделирования сделаны следующие выводы:

- в установившемся режиме в узле нагрузки при работе системы обеспе-

чивается нулевая ошибка регулирования реактивной мощности;

- работа системы не исключает полностью колебания реактивной мощности и напряжения, что обусловлено различным характером изменения реактивных мощностей ТП и КБ в динамических режимах.

0.1 02 03 04 05 06 07 08 09 ^с 0 01 02 03 04 05 06 0

7 08 09

ОКБ,

• 0 002

01, 2 о.*.

1 5 . Л... / 501 . 50У.......

05 : ....; .; ...... .

- / . . .1

О 01 02 03 04 05 06 0 7 08 09 ГС 0 01 02 03 04 05 06 07 0в 09

О 01 02 03 04 05 06 07 08 09 |.{ 0 01 02 СЗ 04 05 06 07 08 0 9 ц

Г.......

г,

0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1С 6)

1,

... . ->8иу ■

—г1—

О 0 1 02 03 04 05 06 о? 08 09 г.С 0 01 02 03 04 05 06 0 ? 08 09 [.е

б

Рис. 6.

Выполнена оценка колебаний и отклонений напряжения на шинах 10 кВ при ударном приложении нагрузки в замкнутой системе управления реактивной мощностью. Отмечено снижение отклонений напряжения с 7,2% до 0,4% и колебаний напряжения - с 8 % до 2 %.

Следующий этап работы был направлен на исследование устойчивости СД при ударном приложении нагрузки и снижении напряжения питающей

сети. Показано, что применение разработанной системы АРВ СД снижает максимальное значение внутреннего угла в с 54° до 34°. Двигатель находится на границе устойчивости при предельных значениях возмущающих воздействий: снижении напряжения до 0,65 1!ц и статической нагрузке, превышающей номинальную в 1,5 раза, что не является характерным для стана горячей прокатки.

Выполнено технико-экономическое обоснование внедрения разработанной системы управления реактивной мощностью в электроприводах стана 2000. На основе анализа состава высших гармоник в сетевом напряжении 10 кВ и фактического потребления реактивной мощности, выполнены технико-экономические расчеты, результаты которых представлены в таблице.

Таблица

Результаты расчета активных потерь от высших гармоник и реактивной мощности

Расчетные Результаты по секциям РУ-10 кВ

показатели 1 секция 2 секция 3 секция

Потери от высших гармоник напряжения АРВГ, кВт 195,7 381,2 376,9

Всего по трём секциям АРВГ1 ,кВт 953,8

Снижение потерь АРд , кВт 16,5 39,9 '40,2

Всего по трём секциям ,кВт 96,6

ДРд в таблице учитывает снижение потерь активной мощности в сетевых трансформаторах и элементах питающей сети после установки компенсирующих устройств с учётом потерь в самих компенсирующих устройствах.

Получены следующие показатели эффективности внедрения разработанной системы управления реактивной мощностью:

- снижение суммарных потерь от высших гармоник напряжения по трем секциям составляет более 950 кВт;

- снижение мощности активных потерь от токов реактивной мощности 96,6 кВт;

- суммарное снижение потерь мощности от воздействий ТП на установленное электрооборудование более 1000 кВт;

- снижение суммарных годовых потерь электроэнергии в силовом электрооборудовании главных электроприводов стана 7353 тыс. кВгч, что при стоимости электроэнергии 900 руб./тыс. кВт-ч составляет более 6,6 млн. руб./год;

- ожидаемый срок окупаемости с учетом затрат на приобретение оборудования и монтажные работы 4,9 года.

Выполнена техническая реализация системы АРВ СД на базе преобразователя SIMOREG DC Master 6RA70. Дано описание силовой части электропривода, представлено описание блоков выделения реактивной составляющей тока статора и активной мощности двигателя.

Разработанная система автоматического регулирования возбуждения СД выполнена на стане 2000 ОАО «ММК». Проведены экспериментальные исследования режимов ударного приложения нагрузки и энергетических показателей. Подтверждена работоспособность предложенной системы АРВ СД,

отличие переходных процессов основных координат электропривода от расчетных не превышает 5%. Динамическая устойчивость СД не нарушается.

Расчётные осциллограммы полной мощности на шинах 110 кВ до и после внедрения мероприятий по компенсации реактивной мощности представлены на рис. 7, а и рис. 7, б, соответственно. Сопоставление осциллограмм показывает, что средняя мощность снижается с14,5 до 8,5 МВА.

Полномасштабное внедрение разработанной системы управления реактивной мощностью требует значительных капитальных затрат на приобретение и установку компенсирующих устройств на базе статических конденсаторов, что в условиях ОАО «ММК» в настоящее время затруднительно. Такое внедрение планируется в дальнейшем после улучшения экономической ситуации в отрасли. Усовершенствованная система АРВ СД с переключающейся структурой успешно внедрена на приводах черновых клетей стана 2000.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведены теоретические и экспериментальные исследования воздействия тиристорных электроприводов клетей чистовой группы широкополосного стана 2000 на питающую сеть. Показано, что отклонения напряжения на секциях шин 10 кВ составляют 7-10 %, несинусоидальность напряже-

ния превышает 15% при нормативных значениях - 5%, дефицит реактивной мощности более 90 Мвар, что приводит к снижению коэффициента мощности и дополнительным потерям электрической энергии.

2. Установлено, что максимальная пиковая нагрузка секций РУ-10 кВ в нормальном режиме работы превышает 51 МВА, размах колебания реактивной мощности достигает 10-15 Мвар, максимальные реактивные нагрузки по секциям более 30 Мвар, поэтому разработка технических средств компенсации реактивной мощности является актуальнойзадачей.

3. Разработан программно-технический комплекс, обеспечивающий запись и обработку мгновенных значений тока нагрузки и напряжения сети, выполненный на базе регистратора электрических сигналов РЭС-3 и персонального компьютера. Разработаны и программно реализованы резонансный фильтр и спектроанализатор на основе на быстрого преобразования Фурье исследуемого сигнала.

4. Предложен способ и разработана система автоматического управления реактивной мощностью, согласно которым осуществляются ступенчатое изменение мощности батарей статических конденсаторов и последующая плавная подстройка за счет автоматического регулирования тока возбуждения синхронного двигателя.

6. Предложен и реализован алгоритм регулирования, согласно которому батареи конденсаторов компенсируют условно постоянную составляющую реактивной мощности, а её колебания при изменении нагрузок отдельных клетей устраняются за счет управления током возбуждения СД, работающего в режиме дополнительного регулятора.

7. Определены уровни располагаемой реактивной мощности СД черновой группы при различных программах прокатки при условии, что среднеквадратичный ток возбуждения за работай цикл не превысит номинального значения.

8. Разработаны способ и система АРВ СД с переменной структурой, обеспечивающие регулирование активной составляющей тока статора при наличии нагрузки и регулирование реактивной составляющей в режиме холостого хода. Реализация способа обеспечивает динамическую устойчивость СД при ударном приложении нагрузки при одновременном использовании его компенсирующей способности.

9. Предложены алгоритм и разработана система управления реактивной мощностью КБ из условий, что максимальные расчетные мощности КУ по каждой секции 10 кВ составляют 18 Мвар, с дискретой регулирования 3 Мвар, равной предельной мощности, генерируемой СД. Разработана и реализована система управления тиристорным ключом, обеспечивающая бестоковую коммутацию конденсаторных батарей.

10. В результате исследований, проведенных на разработанной математической модели, установлено, что колебания и отклонения напряжения на шинах 10 кВ при ударном приложении нагрузки в разработанной системе управления реактивной мощностью снижаются с 8 до 2 % и с 7 до 0,4 %.

11. Проведенные технико-экономические расчеты показали, что при внедрении разработанной системы управления реактивной мощностью на стане 2000 снижение суммарных годовых потерь электроэнергии превышает 7,3 млн. кВт-ч, что в денежном выражении составляет более 6,6 млн. руб./год. Ожидаемый срок окупаемости с учетом затрат на приобретение оборудования и монтажные работы 4,9 года.

12. Разработанная система АРВ СД выполнена на стане 2000 ОАО «ММК». В ходе проведенных экспериментов подтверждено, что ее внедрение обеспечивает снижение реактивной мощности, стабилизацию напряжения в узле нагрузки при сохранении динамической устойчивости двигателя.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих па-ботах:

1. Журавлев Ю.П. Энерго- и ресурсосбережение - перспективные направления развития энергетики ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» // Изв. вузов. Электромеханика. 2006. № 4. С. 13-16.

2. Управление реактивной мощностью в системах электроснабжения с мощными тпристорными преобразователями прокатных станов / Корнилов Г.П., Шеметов А.Н., Храмшии Т.Р., Журавлев Ю.П. и др. //Промышленная энергетика. 2008. № 1. С. 39-44.

3. Современные способы компенсации реактивной мощности крупных металлургических приводов / Корнилов Г.П., Храмшии Т.Р., Шеметов А.Н., Журавлев Ю.П. и др. // Изв. вузов. Электромеханика. 2009. № 1. С. 28-31.

4. Никифоров Г.В., Журавлев Ю.П., Седельников C.B. Эффективное энергообеспечение новых и реконструируемых объектов ММК // Сталь. 2007. №2. С. 141-143.

5. Журавлев Ю.П. Развитие энергетики ОАО «ММК» в современных условиях // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова, 2006. №2. С. 3 - 5.

6. Опыт реконструкции электрического оборудования прокатных станов ОАО «ММК» / Журавлев Ю.П., Шиляев П.В., Головин В.В., Каравдаев A.C., Храмшин В.Р. //Междунар. промышленный Форум-выставка «Реконструкция промышленных предприятий - прорывные технологии в металлургии и машиностроении»: Сб. докладов. Челябинск, 2007. С. 98.

7. Журавлев Ю.П., Корнилов Г.П., Карандаев A.C. Анализ способов компенсации реактивной мощности тиристорных электроприводов прокатного стана // Проблемы электротехники, электроэнергетики и элекгротехноло-гии: Труды II Всероссийской науч.-техн. конф. с междунар. участием. Ч. 2. -Тольятти: ТГУ. 2007. С. 232 - 236.

8. Корнилов Г.П., Шеметов А.Н., Журавлев Ю.П. Компенсация реактивной мощности в системах промышленного электроснабжения с мощными вентильными преобразователями постоянного тока // Труды V Международной (XVI Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу (АЭП-2007). Санкт-Петербург, 2007. С. 505-507.

9. Журавлев Ю.П., Корнилов Г.П., Карандаев A.C. Исследование гармонического состава напряжения и тока на шинах 10 кВ широкополосного стана горячей прокатки // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова, 2007. № 2.С.65-68.

10. Исследование компенсирующей способности синхронных двигателей с учетом питающей сети / Семенов Е.А., Журавлев Ю.П., Мурзиков A.A. и др. // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. трудов. Магнитогорск: МГТУ. 2007. Вып. 14. С. 192-197.

11. Быстродействующая система автоматического регулирования возбуждения синхронного двигателя в функции активной составляющей тока статора / Семенов Е.А., Журавлев Ю.П., Хамитов Д.Ф. и др. // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. трудов. - Магнитогорск: МГТУ, 2007. Вып. 14. С. 243-247.

12. Модель управления реактивной мощностью в системах электроснабжения с вентильными преобразователями прокатных станов / Корнилов Г.П., Храмшин Т.Р., Шеметов А.Н., Мурзиков A.A., Хамитов Д.Ф., Журавлёв Ю.П., Семёнов Е.А. // Создание и внедрение корпоративных информационных систем на промышленных предприятиях Российской Федерации: Труды 2-ой Междунар. науч.-техн. конф. Магнитогорск, 2007. С. 232-237.

13. Разработка структуры автоматизированной подсистемы управления компенсацией реактивной мощности в системах электроснабжения с вентильными преобразователями / Корнилов Г.П., Шеметов А.Н., Журавлев Ю.П. и др. // Оптимизация режимов работы электротехнических систем: Межвуз. сб. научн. тр. Красноярск, 2008. С. 141-147.

14. Журавлев Ю.П. Перспективы внедрения статкомов для мощных ти-ристорных преобразователей прокатных станов / Журавлев Ю.П., Корнилов Г.П., Храмшин Т.Р. и др. // Сб. труд. I Междунар. науч.-практической конф. «Интехмет-2008» Санкт-Петербург, 2008. С. 162-165.

15. Патент РФ на полезную модель. RU 84646 Ul. Н02Р 9/14. Устройство автоматического регулирования возбуждения синхронного двигателя прокатного стана / Корнилов Г.П., Карандаев A.C., Храмшин Т.Р., Журавлев Ю.П. и др.

Подписано в печать 18.09.2009. Формат 60x84 1/16. Бумага тип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 1,00. Тираж 100 экз. Заказ 649.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

ВВЕДЕНИЕ.

1. РАСЧЁТ И АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

ШИРОКОПОЛОСНОГО СТАНА ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ. СПОСОБЫ ИХ УЛУЧШЕНИЯ.

1.1. Характеристика узла нагрузки стана 2000 ОАО «ММК».

1.2. Анализ нормативных показателей качества электрической энергии.

1.3. Анализ причин ухудшения энергетических показателей тиристорных электроприводов прокатных станов.

1.4. Расчет показателей качества электроэнергии.

1.4.1. Расчет отклонений напряжения.24'

1.4.2. Методы расчета несинусоидальности напряжения и тока.

1.5. Анализ способов уменьшения воздействия ТП на питающую сеть.

1.5.1. Рациональное построение схемы электроснабжения.

1.5.2. Выбор силовой схемы ТП и системы управления.

1.5.3. Выбор компенсирующих устройств.

1.6. Классификация компенсирующих устройств.

1.7. Выводы и постановка задачи исследований.

2. ИССЛЕДОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ И КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ

НА ШИНАХ 10 кВ СТАНА 2000.

2.1. Анализ графиков электрических нагрузок.

2.2. Анализ сортамента выпускаемого проката.

2.3. Математическое моделирование электрических нагрузок прокатного стана.

2.4. Экспериментальные исследования качества напряжения на шинах 10 кВ стана 2000.

2.5. Предварительный расчет мощности и выбор структуры компенсирующих устройств.

ВЫВОДЫ.

3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТЬЮ НА ШИНАХ 10 кВ СТАНА 2000 ОАО «ММК».

3.1. Структурная схема автоматизированной системы компенсации реактивной мощности.

3.2. Исследование компенсирующей способности синхронных двигателей электроприводов черновой группы клетей.

3.3. Расчёт тока возбуждения СД с учётом технологических режимов прокатки.

3.4. Разработка системы управления возбуждением СД.

3.5. Управление реактивной мощностью конденсаторных батарей.

3.5.1. Алгоритм управления.

3.5.2. Система управления тиристорами.

3.5.3. Расчёт элементов силовой части.

ВЫВОДЫ.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТЬЮ. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ.

4.1. Математическая модель СД.

4.2. Математическая модель замкнутой системы АРВ СД.

4.3. Математическая модель электропривода постоянного тока.

4.3.1. Модель трехфазного трансформатора.

4.3.2. Настройка модели тиристорного преобразователя.

4.4. Исследование динамических показателей системы автоматического управления реактивной мощностью.

4.4.1. Исследование показателей качества напряжения.

4.4.2. Исследование устойчивости синхронного двигателя.

4.5. Оценка технико-экономической эффективности внедрения компенсирующих устройств в системе управления реактивной мощностью.

4.5.1. Расчет дополнительных потерь активной мощности от несинусоидальности напряжения.

4.5.2. Расчет активных потерь от перетоков реактивной мощности.

4.6. Техническая реализация системы автоматического регулирования возбуждения синхронного двигателя.

4.6.1. Выбор преобразователя SIMOREG DC Master.

4.6.2. Описание силовой части электропривода.

4.6.3. Выделение реактивной составляющей тока статора и активной мощности двигателя.

4.7. Исследование разработанной системы АРВ СД в промышленных условиях.

ВЫВОДЫ.

штрафных санкций: - отклонения частоты Af\ - отклонения напряжения 8Uy; - доза фликера Pt; - коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения кнс; - коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности кги; - коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности kou; v Особый интерес представляет сравнение отечественных и зарубежных норм на качество электрической энергии. Определяющими в странах Евросоюза являются: - стандарт EN50160:1994 «Характеристики напряжения электричества, поставляемого системами распределения общего назначения»; -стандарт МЭК 1000-2-4:1994 «Электромагнитная совместимость. Уровни ЭМС на промышленных объектах для низкочастотных помех проводимости».В последнем стандарте электроприемники промышленных предприятий разделены по уровню ЭМС на три класса в зависимости от видов применяемого электрооборудования: 1. Электроприемники очень чувствительные к электромагнитным помехам (ЭВМ, вычислительные центры, системы автоматики, аппаратура КИП технологических лабораторий и т. д.).2. Электроприемники, не создающие электромагнитных помех и с низким их уровнем (освещение, металлорежущие станки, общепромышленные механизмы и т. д.).3. Мощные преобразователи тока и частоты, электросварочные установки, резкопеременная нагрузка, двигательная нагрузка с частыми пусками.Такие приемники, как электродуговые печи и мощные преобразователи, следует выделить в отдельный класс, уровни ЭМС для которых должны согласовываться с питающими энергокомпаниями.В дальнейших исследованиях учитывались три основных показателя — отклонение напряжения — 5Uy, быстрые изменения напряжения (фликер - Pt) и несинусоидальность напряжения - кнс, поскольку тиристорный преобразователь является симметричной трехфазной нагрузкой, а изменение частоты при его работе, как правило, не превышает допустимых значений.В табл. 1.1 приведены нормы на качество электрической энергии отечественного стандарта ГОСТ 13109-97, и стандартов EN50160, МЭК1000-2-4.Быстрые изменения напряжения вызывают мерцание освещения (фликер). Наиболее нежелательное воздействие на человека оказывают низкочастотные колебания в диапазоне 8-10Гц. Поэтому российский стандарт ограничивает допустимую амплитуду колебаний напряжения в этой области на уровне 0,29 % номинального.Сравнительный анализ российских и европейских стандартов указывает на то, что допустимые нормы качества примерно одинаковы, а в отношении несинусоидальности напряжения западные стандарты менее требовательны по сравнению с российскими. Существенное отличие заключается в том, что в европейских стандартах учитывается вероятностный характер появления тех или иных нарушений, которые «не допускаются в течение 95 % времени в неделю». Такой подход имеет технико-экономическое обоснование. Действительно, если, например, произойдет однократное десятисекундное превышение допустимого значения несинусоидальности напряжения в течение рабочей смены, то оно не сможет повлиять на производительность Таблица 1.1 Нормы и требования к качеству электроэнергии Показатель 5Uy Pt -^нс Документ ГОСТ 1310997 EN50160 МЭК 1000-2-4 Класс 1 ГОСТ 1310997 EN50160 МЭК 1000-2-4 ГОСТ 1310997 EN50160 МЭК 1000-2-4 Класс 1 Класс 2 Класс 3 Нормы и требования Нормально допустимые значения на зажимах электроприёмника — ± 5 % номинального напряжения.Предельно допустимые значения на зажимах электроприёмника - ±10% номинального напряжения.Для сетей низкого и среднего напряжения - ±10% номинального значения в течение 95% времени в неделю.Для сетей низкого напряжения - ± 8 % Для сетей низкого и среднего напряжения - ±10% Доза фликера: кратковременная-1,3 8 и 1 (при лампах накаливания и высоких требованиях к освещенности); длительная -1,0 и 0,74 (нормируется в точках общего присоединения).Доза фликера: длительная - <1 в течение 95% времени в неделю.Доза фликера: длительная - <1.Для сетей 0,38 кВ: нормально допустимое значение -8%, предельное -12%; Для сетей 6-20 кВ: нормально допустимое значение -5%, предельное -8%; Для сетей 35кВ: нормально допустимое значение -4%, предельное -6%; Для сетей 110-330 кВ нормально допустимое значение -2%, предельное -3%; Для сетей низкого и среднего напряжения (0,38-35кВ) -8% в течении 95% времени в неделю.Для сетей низкого напряжения -5% в течение 95% времени в неделю Для сетей 0,38-35кВ - 8% в течение 95% времени в неделю Для сетей 0,38-35кВ - 10% в течение 95% времени в неделю агрегата и потери электроэнергии, но реализация технических решений, исключающих возможность подобных кратковременных нарушений, требует значительных затрат.Следует отметить, что на это неоднократно обращалось внимание перед обновлением очередного стандарта на качество электроэнергии ГОСТ 13109-97, но в окончательной редакции вероятностный характер к оценке показателей качества отражения не нашел.1.3. Анализ причин ухудшения энергетических показателей тиристорных электроприводов прокатных станов Выше отмечалось, что основной причиной повышенного потребления реактивной мощности преобразователями является глубокое регулирование выпрямленного напряжения. Это обусловлено необходимостью обеспечения надежной работы электропривода в динамических режимах. Тиристорный преобразователь как элемент электропривода, должен обеспечить выполнение следующих условий [13]: 1. Поддержание номинальной скорости двигателя при максимально допустимой перегрузке его по току и снижении напряжения сети на 5%.2. Восстановление скорости с требуемым быстродействием до первоначальной при набросе нагрузки, соответствующей изменению тока двигателя от нуля до номинального.3. Безопасное инвертирование в случае снижения напряжения на 10% и максимально-допустимой перегрузке двигателя по току.Для ЭП, работающих в режимах ударного приложения нагрузки, к которым относятся главные электроприводы непрерывных станов, определяющим, как правило, является второе условие [14]. ТП как элемент электропривода обеспечивает его динамические показатели при достаточном запасе по напряжению. Это значит, что ТП постоянного тока должен удовлетворять противоречивым требованиям: с одной стороны — обеспечивать надежную работу электропривода за счет достаточного запаса по напряжению, а с другой стороны — работать с минимальным потреблением реактивной мощности.Как свидетельствуют материалы проектирования и эксплуатации, эти вопросы решаются в одностороннем порядке, и преобразователи работают со значительным потреблением реактивной мощности, что приводит к неоправданным потерям электроэнергии.Отклонения и колебания напряжения обычно рассчитываются через реактивную мощность преобразователя [15]. «Потребление» реактивной мощности в данном случае означает, что основная гармоника тока отстает от напряжения.Для трехфазной мостовой схемы Кт и=3л/б/я (1.4) Нетрудно показать, что cos(px^j^ (1.5) Внешняя характеристика тиристорного преобразователя в режиме непрерывных токов определяется выражением: Ud =E d -1а11яоб -AUX -AUT * E d -IR3KB, (1.7) где Ed — среднее значение ЭДС преобразователя при заданном угле управления; Кя об - суммарное активное сопротивление в цепи якорного тока; AUT — падение напряжение на тиристорах; AUX - падение напряжения, вызванное коммутацией тока; Ккв — эквивалентное сопротивление якорной цепи.В мощных тиристорных преобразователях основную часть R3KB составляет сопротивление контура коммутации в индуктивностях преобразовательного трансформатора и питающей сети, поэтому в инженерных расчетах падение напряжения рассчитывают по формуле [8]: AU = -IdXT> (1.8) п где Хт - суммарное индуктивное сопротивление питающей сети и преобразовательного трансформатора, приведенное к вторичной обмотке.Для выполнения этого условия, если нет возможности повысить Ud0 (например, переключением отпаек трансформатора), значение уставки напряжения Uoc устанавливают на уровне Uoc = (0,8 -f- 0,85)7^ „оц, вместо рекомендуемого значения 0,95 -Udeu0KI, что приводит к недоиспользованию двигателя по мощности и дополнительным потерям электрической энергии [18].Необходимость поддержания запаса тиристорного преобразователя по напряжению приводит к увеличению потребления реактивной мощности и снижению показателей качества электрической энергии.1.4. Расчет показателей качества электроэнергии Негативные воздействия, оказываемые ТП на питающую сеть, - потребление реактивной мощности на основной частоте и искажение формы питающего напряжения обусловлены коммутацией вентилей. Действительно, потребление реактивной мощности вызвано принудительным сдвигом и отставанием первой гармоники тока преобразователя по отношению к напряжению, а искажение формы питающего напряжения обусловлено тем, что во время коммутации происходит кратковременное короткое замыкание двух фаз на входе ТП. Это хорошо иллюстрируют диаграммы мгновенных фазных напряжений и токов при работе шестипульсного мостового ТП, представленные ниже.1.4.1. Расчет отклонений напряжения Отклонение (колебание) напряжения основной гармоники в любой точке сети в первом приближении можно оценить по величине реактивной мощности преобразователя Qm и мощности короткого замыкания в этой точке.Рассмотрим одиночный ТП, который подключен через трансформатор Т к питающей сети с известной мощностью короткого замыкания £ю (рис. 1.3, а). Схема замещения приведена на рис. 1.3, б, здесь обозначено: Е — фазная ЭДС источника; Ul, U2 - фазные напряжения на высокой и низкой сторонах преобразовательного трансформатора; xs, rs — индуктивное и активное сопротивления питающей сети, хт, гт - индуктивное и активное сопротивления преобразовательного трансформатора. При соединении обмоток преобразовательного трансформатора в звезду в кривой фазного напряжения U2 наблюдается четыре коммутационных провала за период AUC.На рис. 1.4 приведены осциллограммы фазных (и2), линейных напряжений (С/21) на входе преобразователя (в точке П), основной гармоники коммутационных искажений АС/2(1) и 172(1) - основной гармоники результирующего фазного напряжения. В точке С - присоединения трансформатора, глубина коммутационных провалов и колебания основной гармоники напряжения будут меньше в к раз, где к = — коэффициент связи [15]. •Л- о " I" Л у Снижение напряжения в любой точке можно оценить по величине реактивного сопротивления от источника до рассматриваемой точки с помощью векторных диаграмм. На рис 1.3, в приведена векторная диаграмма основных гармоник напряжений для чисто индуктивной нагрузки, когда <рх = —.Если пренебречь активным сопротивлением сети по сравнению с индуктивным, то колебания напряжения основной гармоники на высокой стороне трансформатора определяется по известной формуле [15]: © SK3 ч тп H(M)I ДВ а) © Xs Rs и.1.4.2. Методы расчета несинусоидальности напряжения и тока При расчете несинусоидальности тока тиристорный преобразователь обычно замещается источником тока бесконечной мощности и ток, потребляемый ТП, раскладывается в гармонический ряд вида [8]: i = KmJd sincotT—sin5a)t±—sin!at sinll^y/H—sinl3utf... , (1-23) ч 5 7 11 13 J где Ктт - расчетный коэффициент, учитывающий силовую схему ТП. Для трехфазного моста КТП1=2л/з7п [8]; со — угловая частота.В результате расчет несинусоидальности по схеме замещения не вызывает принципиальных затруднений.Методы расчета несинусоидальности напряжения условно можно разделить на три группы: 1) приближенные, 2) уточненные аналитические, 3) на основе физического и имитационного моделирования.К первой группе относятся методы, в которых на основе аналитических уравнений с учетом ряда допущений получены приближенные зависимости [15, 20]. Так, например, на основе допущения прямолинейной коммутации тока [21] предложено выражение для действующего значения высших гармоник напряжения на входных зажимах преобразователя: *^=^rS—-1' (L24) позволяющее определить соотношение между мощностью преобразовательного трансформатора (SHT) и мощностью к.з. системы, чтобы искажения напряжения не превысили допустимых значений: -^->20 — - 1 (1.25) На основе представленных зависимостей в [22] предложена методика расчета несинусоидальности напряжения в любой точке питающей сети при работе одиночного ТП: к„с=х;.2. Режим работы преобразователя и характер изменения выпрямленного тока и напряжения.3. Состав невентильной нагрузки и другие.Поэтому ниже при обосновании решения, позволяющего уменьшить воздействие ТП на питающую сеть, анализируются следующие методы: 1. Рациональное построение схемы электроснабжения и выбор ее элементов при известных режимах работы ТП и характере невентильной нагрузки.2. Выбор силовой схемы преобразователя и системы управления, обеспечивающих минимальное потребление реактивной мощности и искажение питающего напряжения во всех рабочих режимах при заданной схеме электроснабжения.3. Использование дополнительных компенсирующих устройств, выбор их структуры и законов управления.4. Использование возможностей синхронных двигателей как компенсаторов реактивной мощности.1.5.1. Рациональное построение схемы электроснабжения Уменьшить воздействие преобразователей можно, во-первых, за счет увеличения мощности короткого замыкания в узле нагрузки; во-вторых - выделением преобразователей на отдельную секцию шин.Перспективным является присоединение мощных ТП к трансформаторам с первичным напряжением 110-150 кВ. В этом случае преобразователь, как источник высших гармоник, шунтируется малым сопротивлением сети, отклонения и колебания напряжения в узле нагрузки будут незначительны. В результате сокращения одной трансформации следует ожидать уменьшения эксплуатационных расходов.Желательного эффекта можно добиться при подключении невентильной нагрузки, чувствительной к' изменениям напряжения, на отдельный трансформатор или ветвь сдвоенного реактора. На одном из прокатных станов ОАО «ММК» к одной ветви реактора были присоединены мощные преобразователи электроприводов чистовых клетей, к другой — невентильная нагрузка. В результате изменения напряжения, вызванные работой ТП, снижены примерно в двадцать раз.Положительно сказывается совместная работа ТП и СД черновых клетей. Расчеты показывают, что применяемые синхронные двигатели при наличии быстродействующей системы возбуждения с автоматическим регулированием могут обеспечить выдачу полуторакратной величины реактивной мощности со средней скоростью 6-7 -1- [24]. с 1.5.2. Выбор силовой схемы ТП и системы управления К уменьшению реактивной мощности, потребляемой преобразователем, приводят следующие меры: — применение более сложной силовой схемы: а) включение нулевого вентиля [25]; б) регулирование напряжения на стороне переменного тока [26]; — применение усложненных законов управления: а) поочередное управление последовательно соединенными преобразователями [27]; б) несимметричное управление [28]. — применение искусственной коммутации.Перспективной является схема последовательного соединения мостов с поочередным управлением. Такое исполнение особенно целесообразно для двухякорных двигателей, включаемых по восьмерочной схеме. С поочередным управлением часто выполняются схемы главных электроприводов непрерывных станов горячей прокатки, эта схема использована на стане «2000» ЧерМЗ. В результате того, что изменение выпрямленного напряжения осуществляется регулированием одного преобразователя, потребление реактивной мощности по сравнению с обычными схемами снижается на 30-40%.Известны комбинированные схемы с естественной и искусственной коммутацией вентилей [29], работающие с широким диапазоном регулирования выпрямленного напряжения. Основное достоинство схем с искусственной коммутацией - в высокой эффективности использования конденсаторов.Действительно, генерируемая мощность в 2-4 раза превышает установленную мощность конденсаторов [9].Однако для мощных преобразователей металлургических электроприводов такое совмещение является нежелательным, так как приводит к сниже- '< нию надежности всего агрегата. Проще и надежнее является установка отдельного источника реактивной мощности с достаточным быстродействием и диапазоном регулирования.Вопросы уменьшения воздействий вентильных преобразователей и повышения их технико-экономических показателей следует решать комплексно. Силовые схемы ТП и электроснабжения целесообразно выбирать таким образом, чтобы минимизировать определенный функционал (например, приведенные затраты), в котором учитывались бы суммарные потери электроэнергии в элементах сети и преобразователя, убытки от отклонений и колебаний напряжения при соблюдении всех требований со стороны нагрузки ТП: 3 = f(APz,V, V t,KHC) = min (1.28) Однако такой комплексный подход является чрезвычайной сложным и не всегда может дать конкретное решение, т.к. перечисленные показатели качества напряжения «неудобны» для количественной оценки вызываемых ими убытков. Поэтому поставленную выше задачу можно сформулировать следующим образом: во-первых, при очевидных и значительных превышениях норм показателей качества электроэнергии предусмотреть фильтрокомпенсирующее устройство и рассчитать его минимальную мощность, учитывая при этом генерирующие способности установленных синхронных двигателей. Во-вторых, с учётом расчётной мощности компенсирующего устройства, характера и диапазона регулирования, выбрать приемлемый вариант исполнения этого устройства, исходя из критерия минимума приведённых затрат или суммарных потерь активной мощности.1.5.3. Выбор компенсирующих устройств Мощность и структура компенсирующих устройств (КУ) зависят от мощности компенсируемой вентильной нагрузки и принятого закона регулирования. Анализ показал, что наиболее рациональным законом является следующий [30]: Q(t) = KJJEPQHJJEP + KCPQHCP (1-29) где КЛЕР - доля переменной составляющей реактивной мощности нагрузки; Кср - доля постоянной или медленно изменяющейся составляющей реактивной мощности преобразователей: Следовательно, по структуре КУ может быть: - нерегулируемым — для компенсации реактивной мощности преобразователей: а) работающих с практически постоянной нагрузкой; б) не вызывающих в узле нагрузки изменений напряжения выше допустимых по ГОСТ; - регулируемым — во всех остальных случаях.Достаточным и необходимым условием экономической эффективности при выборе типа и расчете мощности КУ является условие минимума приведенных затрат: 3 = 0,12K3AT+C3=min (1-30) где КЗАТ - капитальные затраты; Сэ — эксплуатационные затраты.Неоднократно отмечалось [6], что экономически целесообразной является почти полная компенсация реактивной мощности в месте ее потребления. Этому условию отвечают, например, схемы компенсированных ТП с конденсаторами в силовых цепях [31]. Было доказано, что при компенсации реактивной мощности преобразователей, работающих с практически постоянной нагрузкой, наиболее экономичным и рациональным решением является присоединение конденсаторов к вентильной обмотке трансформаторов.Это приводит к их разгрузке и уменьшению активных потерь, а также к улучшению работы преобразователей [32]. Методика расчета и выбора конденсаторов, а также оценка условий работы ТП при этом в просмотренных публикациях отсутствуют или рассмотрены недостаточно полно [8, 33].С появлением мощных полностью управляемых силовых ключей - запираемых тиристоров и IGBT-транзисторов, разрабатываются КУ, в которых реализован векторный способ регулирования двух параметров — напряжения и угла сдвига {(р), или активной (Р) и реактивной (Q) мощностей. На Западе они получили название Advantage Var Compensator — усовершенствованный статический компенсатор реактивной мощности, или более коротко — STATCOM [35]. К этой группе относится и вставка постоянного тока в составе выпрямителя и инвертора, применяемая в линиях электропередач [69].Остановимся кратко на основных характеристиках и техникоэкономических показателей перечисленных КУ [36].Устройства первой группы осуществляют прямое или косвенное регулирование реактивной мощности. Например, TSC (Thyristor Switched Capacitor) - это конденсаторная батарея (КБ), коммутируемая тиристорными ключами, производит дискретное регулирование реактивной мощности емкостного характера. Основными элементами в схеме являются конденсаторы, соединённые последовательно со встречно-параллельными тиристорами. С целью ограничения коммутационных процессов, демпфирования* бросков тока и фильтрации гармоник последовательно с конденсаторами устанавливают реакторы. Трехфазные TSC обычно соединены в «треугольник». В состав TSC входит также система управления, задающая управляющие импульсы зажигания и фазу. Момент включения тиристора выбирается таким, чтобы обеспечить минимум переходного тока при включении. Это условие выполняется, когда напряжение ис на конденсаторе равно напряжению сети, т.е. напряжение на тиристоре ит отсутствует. Возможные моменты включения тиристора показаны на рис. 1.6 в зависимости от остаточного напряжения на конденсаторах (ис). Здесь видно, что переходный процесс быстро затухает благодаря потерям в системе.

ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель синхронного двигателя, в основу которой положены уравнения Парка-Горева, представленные в матричной форме. Модель, реализованная в пакете в пакете Simulink, позволяет проводить исследования переходных процессов СД, возникающих при набросе нагрузки, изменениях питающего напряжения и тока возбуждения.

2. Получены передаточные функции контуров и регуляторов разработанной системы автоматического регулирования возбуждения СД, содержащей внутренний контур регулирования тока возбуждения, контур регулирования реактивного тока СД и внешний контур регулирования напряжения узла нагрузки. Обосновано применение пропорционального регулятора напряжения.

3. Разработана математическая модель электропривода постоянного тока с двухконтурной системой подчиненного регулирования параметров и двухзонным зависимым регулированием скорости. Обоснован выбор модели трансформатора, входящей в состав программного пакета Simuiink.

4. На основе математических моделей тиристорных преобразователей, входящих в состав пакета Simuiink, разработана модель 12-ти пульсного преобразователя с параллельным соединением мостовых схем выпрямления. Выполнены анализ влияния индуктивности развязывающих дросселей на амплитуду колебаний токов групп преобразователя и расчет внешних характеристик системы «12-ти пульсный преобразователь — двигатель».

5. Выполнена оценка колебаний и отклонений напряжения на шинах 10 кВ при ударном приложении нагрузки к ТП в замкнутой системе управления реактивной мощностью. Отмечено снижение отклонений напряжения с 7,2 % до 0,4 % и колебаний напряжения - с 8 % до 2 %.

6. С целью ограничения динамического разбаланса реактивной мощности при ударном приложении нагрузки, связанного с различным временем переходных процессов при включении конденсаторных батарей и тиристор-ного электропривода, предложено осуществлять коммутацию конденсаторных батарей при достижении током якоря двигателя значения, равного 0,25— 0,3 установившегося тока.

7. В результате моделирования режимов узла нагрузки, снабженного разработанной системой управления реактивной мощностью, сделаны следующие выводы:

- в установившемся режиме в узле нагрузки обеспечивается нулевая ошибка регулирования реактивной мощности;

- работа системы не исключает полностью колебания реактивной мощности и напряжения, что обусловлено различным характером изменения реактивных мощностей тиристорного преобразователя и конденсатрных батарей в динамических режимах;

- напряжение сети в установившемся режиме имеет незначительное отклонение, что объясняется действием активной составляющей тока нагрузки, которая не компенсируется, а также тем, что контур регулирования напряжения с пропорциональным регулятором имеет статическую ошибку.

8. В результате моделирования показано, что при применении разработанной системы АРВ с переключающийся структурой динамическая устойчивость СД значительно повышается. Так, в режиме наброса нагрузки с последующим снижением напряжения максимальное значение угла в снижается с 54° до 34°, а в режиме наброса нагрузки с одновременным снижением напряжения неустойчивый режим сменился на устойчивый (угол 0 не превышает 50°). Двигатель находится на границе устойчивости при предельных значениях возмущающих воздействий: снижении напряжения до 0,65 Uh и статической нагрузке, превышающей номинальную в 1,5 раза, что не является характерным для стана горячей прокатки.

9. На основе анализа состава высших гармоник в сетевом напряжении 10 кВ выполнены технико-экономические расчеты, в результате которых получены следующие показатели эффективности внедрения разработанной системы управления реактивной мощностью:

- снижение суммарных потерь от высших гармоник напряжения по трем секциям составляет более 950 кВт;

- снижение мощности активных потерь от токов реактивной мощности - 96,6 кВт;

- суммарное снижение потерь мощности от воздействий ТП на установленное электрооборудование более 1000 кВт;

- снижение суммарных годовых потерь электроэнергии в силовом электрооборудовании главных электроприводов стана 7353 тыс. кВт-ч, что при стоимости электроэнергии 900 руб./тыс. кВт-ч составляет более 6,6 млн. руб./год;

- ожидаемый срок окупаемости с учетом затрат на приобретение оборудования компенсирующих устройств и монтажные работы 4,9 года.

10. Выполнена техническая реализация системы АРВ СД на базе преобразователя SIMOREG DC Master 6RA70. Дано описание силовой части электропривода, представлено описание блоков выделения реактивной составляющей тока статора и активной мощности двигателя.

11. Разработанная система АРВ СД выполнена на стане 2000 ОАО «ММК». В ходе проведенных экспериментов подтверждена работоспособность внедренной системы, показано, что ее внедрение обеспечивает расчетное снижение реактивной мощности, стабилизацию напряжения в узле нагрузки и повышение динамической устойчивости двигателя. Отличие переходных процессов основных координат электропривода в динамических режимах от расчетных не превышает 5%.

170

1. Ильинский Н.Ф., Юньков М.Г. Итоги развития и проблемы электропривода // Автоматизированный электропривод.- М.: Энергоатомиздат, 1990.- 4-14.

2. Никифоров Г.В., Карандаев А.С. Совместные разработки ОАО «ММК» иМагнитогорского государственного технического университета в области энергосбережения (Часть 1: Энергосбережение в электроприводе) // Труды

3. Международной (XV Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу «Автоматизированный электропривод в XXI веке: пути развития» (АЭП-2004, Магнитогорск, 14-17 сентября 2004 г.). Часть 2. - Магнитогорск, 2004. - 203 - 208.

4. Никифоров Г.В., Олейников В.К., Заславец Б.И. Энергосбережение иуправление энергопотреблением в металлургическом производстве. - М.: Энергоатомиздат, 2003.- 480 с.

5. Журавлёв Ю.П. Энерго- и ресурсосбережение- перспективные направления развития энергетики ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» // Изв. вузов. Электромеханика.- 2006, №4.- 13-16.

6. Статические источники реактивной в электрических сетях // ВениковВ.А., Жуков Л.А., Карташёв И.И., Рыжов Ю.П. - М.: Энергия, 1975.- 136с.

7. Фёдоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленныхпредприятий.- М.: Энергия, 1979.- 408 с.

8. Солодухо Я.Ю. О влиянии вентильного электропривода на питающуюсеть // Электротехника.- 1974, №10.- 35-38.

9. Глинтерник СР. Электромагнитные процессы и режимы мощных статических преобразователей.- Л.: Наука, 1968.- 308 с.

10. Баев А.В. и др. Вентильные преобразователи с конденсаторами в силовыхцепях.- М.: Энергия, 1969.- 256 с.

11. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость техническихсредств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.- М.: Изд-во стандартов, 1997.

12. Управление вентильными электроприводами постоянного тока / ЛебедевЕ.Д., Неймарк В.Е., Пистрак М.Я., Слежановский О.В.- М.: Энергия, 1970.-200 с.

13. Корнилов Г.П. Улучшение энергетических показателей электроприводов сдвухзонным зависимым регулированием скорости. В сб. Энергетика и автоматика, Магнитогорск.- 1975, № 154.- 18-20.

14. Поссе А.В. Схемы и режимы электропередач постоянного тока.- Л.: Энергия, 1973.-303 с.

15. Горнов В.К., Рабинович В.Б., Вишневецкий Л.М. Унифицированные системы автоуправления электроприводом в металлургии.- М.: Машиностроение, 1971.- 215 с. ил.

16. Лебедев Е.Д. и др. Управление вентильными электроприводами постоянного тока.- М.: Энергия, 1970.- 199 с.

17. Головин В.В., Карандаев А.С., Храмшин В.Р. Энергосберегающие тиристорные электроприводы с автоматическим изменением координаты, регулируемой по цепи возбуждения // Изв. вузов. Электромеханика. 2006. № 4.- 35-39.

18. Шипилло В.П. Влияние тиристорного электропривода на питающую сеть /Электропривод.- 1970, № 1.- 3-7.

19. Иванов B.C., Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий.- М.: Энергоатомиздат, 1987.- 337 с.

20. Фотиев М.М., Шапиро З.Л. Методы повышения коэффициента мощностивентильных электроприводов постоянного тока.- М.: Информэлектро, 1975.-75 с.

21. Аб А.Ф., Кучумов Л.А. Динамические регулирующие эффекты по реактивной мощности регулируемых синхронных машин // Известия АН СССР, сер. Энергетика и транспорт.- 1969, № 1.- 78-87.

22. Каганов И.А. Электронные и ионные преобразователи. Ч.З, Цепи питанияи управления ионных приборов. -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1956.- 528 с.

23. Игольников Ю.С. Выпрямитель, регулируемый симметричными тиристорами на первичной стороне трансформатора // Известия ВУЗов, сер. Электромеханика.- 1965, № 12.

24. Маевский О.А. Поочерёдное управление несимметричными вентильнымигруппами - эффективное средство повышения коэффициента мощности глубоко регулируемых преобразователей // Известия ВУЗов, сер. Энергетика.- 1963, №3.-С. 42-52.

25. Гольденталь М.Э. и др. Система несимметричного управления вентильным преобразователем главного привода обжимного прокатного стана. Труды ВНИИ Проектэлектромонтаж.- 1975, вып. 2,- 204-221.

26. Фёдоров А.А., Корнилов Г.П. Повышение технико-экономических показателей вентильных преобразователей постоянного тока // Промышленная энергетика.- 1977, №11.- 46-48.

27. Бортник И.Н., Буряк Ф., Ольшванг М.В., Таратута И.П. Статическиетиристорные компенсаторы для энергосистем и сетей электроснабжения // Электричество.- 1985, №2.- 13-19.

28. Солодухо Я.Ю. Состояние и перспективы внедрения в электропривод статических компенсаторов реактивной мощности. Статические компенсаторы реактивной мощности ведущих зарубежных фирм и отечественных предприятий.- М.: Информэлектро, 1982.- 66 с.

29. Статические компенсаторы реактивной мощности в электрических системах: Пер. тематического сб. рабочей группы Исследовательского Комитета №38 СИГРЭ/ Под ред. Карташёва И.И.- М.: Энергоатомиздат, 1990.174 с.

30. Статические компенсаторы для регулирования реактивной мощности/ Подред. P.M. Матура: Пер. с англ.- М.: Энергоатомиздат, 1987.- 160 с.

31. Управление реактивной мощностью в системах электроснабжения с мощными тиристорными преобразователями прокатных станов / Корнилов Г.П., Шеметов А.Н., Храмшин Т.Р., Журавлёв Ю.П., Семёнов Е.А. // Промышленная энергетика.- 2008, №1,- 39-44.

32. Журавлёв Ю.П., Корнилов Г.П., Карандаев А.С. Анализ способов компенсации реактивной мощности тиристорных электроприводов прокатного стана // Тольяттинский государственный университет.- 2007, часть 1.- 232-236.

33. Першин Ю.С, Першина Л.М. Расчёт оптимального режима работы синхронного двигателя // Электричество.- 1987, №9.- 30-33.

34. Вейнгер A.M., Янко-Триницкий А.А. Критерии качества автоматическогорегулирования возбуждения крупных синхронных двигателей.- Инструктивные указания Тяжпромэлектропроект, Энергия.- 1967, №7.- 3-6.

35. Першина Л.М., Першин Ю.С. Расчет тока возбуждения и потерь в синхронных машинах в зависимости от характера нагрузки // Электричество.1978, №3.-С. 57-62.

36. Корнилов Г.П., Хабиров P.P., Семенов Е.А. Определение компенсирующей способности синхронных двигателей с учётом влияния питающей сети // Изв. вузов. Электромеханика.- 2007, №5.- 72-73.

37. Гендельман Б.Р., Вайнтруб О.Ш., Швецов А.И. Управление мощнымисинхронными двигателями с тиристорным возбуждением и автоматическим регулированием // Электротехническая промышленность. Сер. Электропривод.- 1973, №5.

38. Бакута В.П., Копырин B.C. Автоматизированное управление реактивноймощностью в узле нагрузки системы электроснабжения предприятия // Промышленная энергетика.- 2002, №5.- 54-57.

39. Корнилов Г.П., Пережигин Е.А., Шурыгина Г.В. Система управления быстродействующим тиристрным ключом для регулирования мощности конденсаторных батарей // Промышленная энергетика.- 1975, №1.- 5254.

40. Жуков Л.А., Карташёв И.И., Рыжов Ю.П. Дискретное быстродействующеерегулирование мощности батарей статических конденсаторов с помощью тиристорных выключателей // Электричество.- 1977, №7.- 68-71.

41. Важнов А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока.- Л.:Энергия. Ленингр. отд-ние, 1980.- 256 с.

42. Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование элементов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты.- Екатеринбург.: Урал. от. РАН, 2000.- 654 с.

43. Герман-Галкин Г. Компьютерное моделирование полупроводниковыхсистем в MATLAB 6.0. Учебное пособие.- СПБ.: Корона, 2001.- 320 с.

44. Корнилов Г.П., Карандаев А.С, Шурыгина Г.В. Исследование автоматизированного электропривода постоянного тока с компенсированным преобразователем// Электротехника.- 1985, №12.- 32-34.

45. Солодухо Я.Ю., Еремеев В.Е., Красновский А.К. Методы расчёта на ЭВМэлектромагнитной совместимости мощных тиристорных электроприводов и электроснабжающих сетей // Электротехника.- 1989, №7.- 36-40.

46. Зиновьев Г.С. Итоги решения некоторых проблем электромагнитной совместимости вентильных преобразователей // Электротехника.- 2000, №11.-С. 12-16.

47. Силовая электротехника и качество электроэнергии / Розанов Ю.К., Рябчицкий М.В., Кваснкж А.А., Гринберг Р.П. // Электротехника.- 2002, №2.С. 16-23.

48. Шевырёв Ю.В. Динамические процессы в электромеханических системахсоизмеримой мощности с фильтрокомпенсирующими устройствами // Электротехника.- 2007, №12,- 24-30.

49. Добрусин Л.А. Автоматизация расчёта фильтрокомпенсирующих устройств для электрических сетей, питающих преобразователи // Промышленная энергетика.- 2004, №5,- 34-39.

50. Координированное противоаварийное управление нагрузкой и устройствами FACTS / Воропай Н.И., Этингов П.В., Удалов А.С., Жермон А., Шеркави Р. // Электричество.- 2005, №10.- 25-37.

51. Розанов Ю.К. О мощностях в цепях переменного и постоянного токов //Электричество.- 2009, №4.- 32-36.

52. Мисриханов М.Ш., Ситников В.Ф., Шаров Ю.В. Модальный синтез регуляторов энергосистемы на основе устройств FACTS // Электротехника.2007, №10.-С. 22-29.

53. Крайчик Ю.С. Связь между реактивной мощностью вентильного преобразователя и искажениями формы напряжений на его вводах // Электричество.- 1998, №5.- 71-73.

54. Нечаев О.П. Оценка колебаний напряжения и определение мощностифликеркомпенсатора // Электротехника.- 1990, №9.- 71-73.

55. Журавлёв Ю.П., Корнилов Г.П., Карандаев А.С. Исследование гармонического состава напряжения и тока на шинах 10 кВ широкополосного стана горячей прокатки // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова, 2007, №2.- 65-68.

56. Современные способы компенсации реактивной мощности крупных металлургических приводов / Корнилов Г.П., Храмшин Т.Р., Шеметов А.Н., Журавлёв Ю.П., Мурзиков // Изв. вузов. Электромеханика.- 2009, №1.- 28-31.

57. Никифоров Г.В., Журавлёв Ю.П., Седельников С В . Эффективное энергообеспечение новых и реконструируемых объектов ММК // Сталь.- 2007, №2.-С. 141-143.

58. Смирнов С. Метод оценки вклада мощной искажающей нагрузки в коэффициенты высших гармоник напряжения сети высокого напряжения // Электричество.- 2008, №8.- 28-39.

59. Способ инструментального выявления источников искажения напряженияи их влияние на качество электроэнергетики / Карташёв И.И., Пономаренко И.С., Сыромятинков Ю., Гук Л.Л. // Электричество,- 2001, №3.

60. Смирнов С. Метод определения фактического вклада сети и потребления в коэффициенты высших гармоник напряжения // Электричество, 2005, №10.

61. Гамазин СИ., Петрович В.А., Никифорова В.Н. Определение фактического вклада потребителя в искажение параметров качества электрической энергии // Промышленная энергетика, 2003, №1.

62. Косматов В.И. Проектирование электроприводов металлургического производства: Учеб. пособие: Магнитогорск: МГМА, 1998. 244 с.

63. Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник /И.Х. Евзеров,А.С Горобец, Б.И. Мошкович и др.; Под ред. В.М. Перельмутера. М.: Энергоатомиздат, 1988. 319 с.

64. Сыромятников В.Я., Оглоблин А.Я., Сыромятникова Т.Н. Электрическиеи электронные аппараты в вопросах и ответах: Учеб. пособие. - Магнитогорск: МГТУ, 2003. - 363 с.

65. Теоретические основы электротехники: В 3-х томах. Т.1 / К.С. Демирчян,Л.Р.Нейман, Н.В. Коровкин и др. - СПб.: Питер, 2004.