ЭНЕРГЕТИКА
Войти на сайт | Регистрация
УДК 658.26:621.315
Способы повышения устойчивости электроприводов непрерывных производств при провалах напряжения
Храмшин Тимур Рифхатович, канд. техн. наук, доцент кафедры «Электротехника и электротехнические системы», Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, timur.hramshin@mail.ru
Корнилов Геннадий Петрович, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Электроснабжение промышленных предприятий», Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, korn_mgn@mail.ru
Крубцов Дмитрий Сергеевич, аспирант кафедры «Электротехника и электротехнические системы», Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, vozburk@mail.ru
Николаев Александр Аркадьевич, канд. техн. наук, докторант, доцент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий», Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, alexniko@inbox.ru
Карандаева Ольга Ивановна, канд. техн. наук, кафедра «Электротехника и электротехнические системы», Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, oikaran@mail.ru
Журавлев Петр Юрьевич, аспирант кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий», Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, korn_mgn@mail.ru
Аннотация
Кратковременные провалы напряжения приводят к отключениям электроприводов, нарушению технологических режимов. В результате исследований, проведенных на металлургических предприятиях, показано, что распределение глубины провалов напряжений носит случайный характер. При этом наиболее частыми являются провалы, вызванные однофазными короткими замыканиями. Рассмотрены технические решения, способствующие уменьшению вероятности возникновения провалов напряжения, реализованные на ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК»). Это деление замкнутых сетей 110 кВ внутризаводского электроснабжения на независимые контуры, непосредственное подключение ответственных потребителей на генераторное напряжение 6–10 кВ собственных станций малой мощности, использование автономного генератора как независимого источника электроэнергии. Выполнен анализ работы синхронных электроприводов стана холодной прокатки 2000 ОАО «ММК» с преобразователями частоты, построенными на базе AFE. Рассмотрены варианты управления активным выпрямителем с адаптацией к несимметрии питающего напряжения. При этом напряжение обратной последовательности используется в качестве корректирующего сигнала для формирования трех фазных напряжений на его входных зажимах. Представлены векторные диаграммы линейных и фазных напряжений при снижении напряжения фазы на 50 %. Приведены результаты расчетов коэффициентов модуляции, необходимых для отработки провалов питающего напряжения при сохранении устойчивой работы активного выпрямителя. Определены границы устойчивого режима работы при снижениях напряжения для случаев однофазного, двухфазных симметричных и несимметричных коротких замыканий. Рассмотрен вариант повышения устойчивости активных выпрямителей за счет обеспечения равенства коэффициентов модуляции по фазам. Показано, что диапазон остаточных напряжений, при котором активный выпрямитель сохраняет устойчивость, при этом расширяется. В целом, при реализации рассмотренных методов электропривод сохраняет устойчивость при значительно меньшем уровне остаточных напряжений.
Ключевые слова
провал напряжения, коэффициент модуляции, активный выпрямитель, широтно-импульсная модуляция.
Литература
1. Энергосбережение в теплоэнергетическом хозяйстве города средствами регулируемого электропривода: моногр. / Ю.А. Крылов, В.Н. Медведев, А.С. Карандаев, Г.П. Корнилов. – Магнитогорск: Изд-во Магнитогор. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2012. – 202 с.
2. Способы повышения устойчивости частотно-регулируемых электроприводов при нарушениях электроснабжения / А.С. Карандаев, Р.Р. Храмшин, Т.Р. Храмшин и др. // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. – 2013. – № 1. – С. 12–21.
3. Системы бесперебойного электропитания особо ответственных потребителей с частотно-регулируемым электроприводом / В.В. Ровнейко, Р.Р. Галлямов, Г.П. Корнилов и др. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2011. – № 4. – С. 51–53.
4. Способы повышения устойчивости частотно-регулируемых электроприводов при нарушениях электроснабжения / Г.П. Корнилов, Т.Р. Храмшин, О.И. Карандаева и др. // Вестник МГТУ. – Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2011. – № 4. – С. 79–84.
5. Особенности электроснабжения металлургического завода «ММК-METALURJI» / Г.П. Корнилов, А.А. Николаев, А.В. Ануфриев и др. // Электротехнические системы и комплексы: междунар. сб. науч. тр. – Магнитогорск: МГТУ, 2012. – Вып. 20. – С. 235–239.
6. Проблемы внедрения частотно-регулируемых электроприводов на ответственных механизмах тепловой электростанции / Ю.А. Крылов, И.А. Селиванов, А.С. Карандаев и др. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2011. – № 4. – С. 19–25.
7. Проблемы качества внутризаводского электроснабжения и их решение на примере ОАО «ММК» / Ю.П. Журавлев, А.Ю. Коваленко, Г.П. Корнилов и др.// Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2011. – № 4. – С. 26–30.
8. Библия электрика: ПУЭ, МПОТ, ПТЭ. – М.: Эксмо, 2010. – 752 с.
9. Исследование воздействия активных выпрямителей большой мощности на питающую сеть / Т.Р. Храмшин, Г.П. Корнилов, А.А. Николаев и др. // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. – 2013. – № 1. – С. 80–83.
10. Храмшин, Т.Р. Оценка методов широтно-импульсной модуляции напряжения активных выпрямителей прокатных станов / Т.Р. Храмшин, Д.С. Крубцов, Г.П. Корнилов // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. – 2013. – № 2. – С. 48–53.
11. Haijun, T. Study of Control Strategy Based Dual-PWM Converter under Unbalanced Input Voltage Condition / T. Haijun, H. Di // Advances in Electronic Engineering, Communication and Management Vol. 1, Lecture Notes in Electrical Engineering. – 2012. – Vol. 139. – P. 267–272.
12. Ульянов, С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах / С.А.Ульянов. – М.: Энергия, 1970. – 520 с.
Источник
Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2014. – Т. 14, № 2. – C. 80-87.