Анализ и перспективы развития дуговых печей постоянного тока как элементов системы электроснабжения

И. Р. Абдулвелеев; Г. П. Корнилов; Т. Р. Храмшин

doi:10.34831/EP.2020.14.34.002

Анализ и перспективы развития дуговых печей постоянного тока как элементов системы электроснабжения

И. Р. Абдулвелеев, Г. П. Корнилов, Т. Р. Храмшин

Аннотация

Проанализированы основные преимущества и недостатки электродуговых печей переменного и постоянного тока с точки зрения технологического процесса и обеспечения электромагнитной совместимости. Рассмотрены вопросы потребления реактивной мощности дуговыми печами переменного и постоянного тока и проведено сравнение установленной мощности дополнительных компенсирующих устройств печей с аналогичными характеристиками. Выполнено сравнение тепловых потерь двух схем равной мощности в зависимости от выходного напряжения. На действующей печи постоянного тока исследованы и проанализированы изменения мгновенных значений выпрямленного напряжения тиристорного выпрямителя для основных стадий технологического процесса и рассчитаны основные статистические показатели тока выпрямителя.

Ключевые слова

дуговая печь постоянного тока; схема питания; компенсация реактивной мощности; тиристорный выпрямитель; стадии плавки

Полный текст:

PDF

Литература

Djeghader, Y. Harmonics Mitigation Using the DC Power Supply Case Electric Arc Furnace / Y. Djeghader and H. Labar // Acta Electrotechnica. - 2013. - № 54(2). - Pp. 109 - 113.

Крутянский, М. М. Электрические режимы дуговых печей постоянного и переменного тока для литейного производства / М. М. Крутянский, С. М. Нехамин, М. В. Митрофанов // Электрометаллургия. - 2018. - № 2. - С. 8 - 16.

Tambe, S. Operating a DC Electric Arc Furnace on a Weak Grid Challenges and Solutions / S. Tambe and R Stadler // The Fourteenth International Ferroalloys Congress "Energy efficiency and environmental friendliness are the future of the global Ferroalloy industry", Kiev. - 2015. - pp. 676 - 681.

Richardeau, F. New Strategy of Control at Low Flicker Level for DC Electrical Arc Furnace Converter / F. Richardeau, Y. Cheron, J. du Parc, C. Glinski and M. Wursteisen // Proceedings of 1994 IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT '94), Guangzhou, China. - 1994. - pp. 500 - 504.

Ladoux, P. A Comparative Study of AC/DC Converters for High-Power DC Arc Furnace / P. Ladoux, G. Postiglione, H. Foch and J. Nuns // IEEE Transactions on Industrial Electronics. - 2005. - Vol. 52. - no. 3. - pp. 747 - 757.

Tsu-Hsun, Fu. Power Quality Analysis and Improvement of DC Arc Furnace Load / Fu Tsu-Hsun and Wu Chi-Jui // Proceedings of 2002 IEEE Region 10 Conference on Computers, Communications, Control and Power Engineering (TENCOM '02), Beijing, China. - 2002. - pp. 1937 - 1940.

Mattavelli, P. Design Aspects of Harmonic Filters for High-Power AC/DC Converters / P. Mattavelli // 2000 Power Engineering Society Summer Meeting. - Seattle. - WA. - 2000. - pp. 795 - 799.

Carpinelli, G. AC and DC arc furnaces: a comparison on some power quality aspects / G. Carpinelli et al. // 1999 IEEE Power Engineering Society Summer Meeting, Conference Proceedings, Edmonton, Canada. - 1999. - pp. 499 - 506.

Khramshin, T. R. Electromagnetic Compatibility of High Power STATCOM in Asymmetrical Conditions / T. R. Khramshin, I. R. Abdulveleev, G. P. Kornilov and D. S. Krubcov // 2015 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON), Omsk. - 2015. - pp. 1 - 6.

Abdulveleev, I. R. Comparison of Capacitor Voltages Balancing Methods for Cascaded H-Bridge STATCOM / I. R. Abdulveleev, T. R. Khramshin, G. P. Kornilov // 2017 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), St. Petersburg. - 2017. - pp. 1 - 6.

Abdulveleev, I. R. Novel Hybrid Cascade H-Bridge Active Power Filter with Star Configuration for Nonlinear Powerful Industrial Loads / I. R. Abdulveleev, T. R. Khramshin and G. P. Kornilov // 2018 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), Moscow. - 2018. - pp. 1 - 7.

Николаев, А. А. Разработка методики оценки резервов реактивной мощности статических тиристорных компенсаторов промышленных предприятий для компенсации провалов напряжения / А. А. Николаев, В. С. Ивекеев, И. А. Ложкин // Электротехнические системы и комплексы. - 2019. - № 3(44). - С. 16 - 26.

Николаев, А. А. Разработка математической модели электротехнического комплекса "дуговая сталеплавильная печь - статический тиристорный компенсатор" / А. А. Николаев, В. В. Анохин, П. Г. Тулупов // Электротехнические системы и комплексы. - 2016. - № 4(33). - С. 61 - 71.

Rodriguez, J. R. Large Current Rectifiers: State of the Art and Future Trends / J. R. Rodriguez et al. // IEEE Transactions on Industrial Electronics. - 2005. - Vol. 52. - no. 3. - pp. 738 - 746.

Naseri, F. A Comparison Study of High Power IGBT-based and Thyristor-based AC to DC Converters in Medium Power DC Arc Furnace Plants / F. Naseri and H. Samet // 2015 9th International Conference on Compatibility and Power Electronics (CPE), Costa da Caparica. - 2015. - pp. 14 - 19.

Srdic, S. Fast and Robust Predictive Current Controller for Flicker Reduction in DC Arc Furnaces / S. Srdic, M. Nedeljkovic, S. N. Vukosavic and Z. Radakovic // IEEE Transactions on Industrial Electronics. - 2016. - vol. 63. no. 7. - pp. 4628 - 4640.

Ogawa, T. Jumbo Size 420t Twin DC Fast Arc EAF at Tokyo Steel / T. Ogawa, R. Sellan, E. Ruscio // Millennium Steel. - 2011. - no. 9. - pp. 52 - 58.

Scaini, V. High Current DC Choppers in the Metals Industry / V. Scaini and T. Ma // Conference Record of the 2000 IEEE Industry Applications Conference, 2000. - Italy. - Rome. - pp. 2629 - 2636.

Абдулвелеев, И. Р. Принципы построения векторной широтно-импульсной модуляции для трехуровневого инвертора / И. Р. Абдулвелеев, Т. Р. Храмшин, Г. П. Корнилов, Г. В. Никифоров // Электротехнические системы и комплексы. - 2016. - № 4 (33). - С. 72 - 77.

Sparkes, J. K. Comparison of Controlled Rectifier and Chopper Power Supplies for DC Smelting Furnace Applications / J. K. Sparkes // Memorial University of Newfoundland, St. John's. - 2005. - 220 p.

Малиновский, В. С. Дуговые печи постоянного тока нового поколения - новый путь эффективной реконструкции металлургического машиностроения России / В. С. Малиновский, Л. В. Ярных // Металлургия машиностроения. - 2001. - № 1. - C. 12 - 19.

Малиновский, В. С. Способ электроплавки и дуговая печь для его осуществления // Патент РФ № 2104450. - 1998.

Нехамин, С. М. и др. Источник питания дуговой печи постоянного тока // Патент РФ № 2216883. - 2001.

Елизаров, К. А. Новые направления развития дуговых печей постоянного тока / К. А. Елизаров, М. М. Крутянский, С. М. Нехамин // Электрометаллургия. - 2013. - № 12. - С. 3 - 9.

Крутянский, М. М. Электромагнитное перемешивание жидкого металла в дуговых печах постоянного тока / М. М. Крутянский, С. М. Нехамин, К. А. Елизаров // Электрометаллургия. - 2018. - № 2. - С. 2 - 12.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2020.14.34.002