CC BY
89
Теория и практика автоматизированного электропривода
УДК 621.382.2-83
Храмшин В.Р., Одинцов К.Э., Шурыгина Г.В., Петухова О.И., Шохина Г.В., Косматов А.К.
Анализ технико-экономической эффективности внедрения энергосберегающих тиристорных электроприводов прокатных станов
Отмечается, что большинство отечественных прокатных станов оснащено тиристорными электроприводами постоянного тока с двухзонным регулированием скорости (ДЗРС). Дается перечень научно-технических разработок, обеспечивающих снижение потребления реактивной мощности за счет ограничения запаса выпрямленной ЭДС тиристорного преобразователя в установившемся и динамических режимах. Промышленное внедрение тиристорных электроприводов, оснащенных разработанными системами ДЗРС, потребовало проведения теоретических и экспериментальных исследований их энергетических показателей. Проводится исследование разработанной комбинированной системы ДЗРС, внедренной в опытно-промышленную эксплуатацию на стане 2000 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК»). Рассматриваются энергетические характеристики электропривода одной из клетей стана при работе существующей и внедряемой систем ДЗРС. Представлены результаты осциллографирования реактивной мощности на секции шин 10 кВ до и после проведения мероприятий по снижению ее потребления, включающих внедрение разработанной системы и снижение вторичного напряжения преобразовательных трансформаторов. Подтверждено снижение потребления реактивной мощности во всем диапазоне изменения тока нагрузки электропривода. Дается оценка технико-экономической эффективности внедрения исследуемой системы ДЗРС во всех электроприводах непрерывной группы стана 2000. Расчетное снижение потерь электрической энергии при прокатке полос «среднего» сортамента составляет не менее 7%. Отмечается, что сокращение потребления реактивной мощности достигается без применения компенсирующих устройств за счет совершенствования систем управления электроприводов, т.е. практически без капитальных затрат.
Ключевые слова: широкополосный стан горячей прокатки, тиристорный электропривод, энергетические показатели, реактивная мощность, система двухзонного регулирования скорости, разработка, внедрение, экспериментальные исследования, технико-экономическая эффективность.
Введение
Как известно, большинство отечественных широкополосных станов горячей прокатки оснащено тиристорными электроприводами (ЭП) постоянного тока с двухзонным регулированием скорости. Анализ энергетических показателей таких электроприводов показывает, что до 30% потерь электрической энергии связаны с потреблением реактивной мощности, вызванным фазовым регулированием выпрямленного напряжения [1, 2]. К этим электроприводам предъявляются жесткие требования в отношении быстродействия и надежности при отработке ударного приложения нагрузки, возникающего при захвате металла валками, а также в режиме разгона под нагрузкой при прокатке с ускорением. Данные требования выполняются, если динамический запас системы регулирования, и в первую очередь запас выпрямленной ЭДС тиристорного преобразователя (ТП), будут обеспечены в названных динамических режимах. Дополнительное увеличение запаса способствует повышению надежности ЭП, однако приводит к ухудшению энергетических показателей за счет увеличения потребления реактивной мощности, зависящей от степени регулирования выпрямленной ЭДС (выпрямленного напряжения) [3].
Для преодоления указанных противоречий в [4] обоснована концепция энергосбережения, основанная на рациональном перераспределении запаса выпрямленной ЭДС ТП в установившемся и динамических режимах. С целью реализации этой концепции разработан комплекс тиристорных электроприводов с ДЗРС с улучшенными энергетическими показателями. К ним относятся: ЭП с автоматическим поддержанием запаса выпрямленной ЭДС [5, 6], с ее ограничением в режиме ударного приложения нагрузки [7, 8], с постоянством выпрямленной ЭДС в течение цикла прокатки [9], с ее ограничением в начальный момент ускорения под нагрузкой [10]. Разработана комбинированная система ДЗРС, объединяющая преимущества перечисленных
технических решений [11]. В работах [12, 13] даны рекомендации по промышленному применению этих разработок. Также выполнен анализ их динамических показателей методами математического моделирования [14-16] и экспериментальным путем на действующих прокатных станах [17].
Постановка задачи
В качестве мероприятий по уменьшению потребления реактивной мощности в чистовой группе стана 2000 ОАО «ММК» выполнены:
- внедрение разработанной комбинированной системы двухзонного регулирования скорости с автоматическим регулированием задания выпрямленной ЭДС ТП в динамических режимах [11];
- переключение отпаек преобразовательных трансформаторов, обеспечивающее снижение вторичного напряжения на 5%;
- повышение задания (уставок) ЭДС двигателей по клетям до номинального уровня (на 8-12%).
Система выполнена на базе ячеек, входящих в комплект тиристорных преобразователей, схема подключения функциональных блоков представлена на рис. 1.
В табл. 1 представлены результаты расчета энергетических показателей ЭП 10-й клети до (строка 1) и после (строка 2) проведения вышеназванных мероприятий. Реактивная мощность Q посчитана по зависимости
Q = lAEM - Ed , (1)
где Id - выпрямленный ток нагрузки; Ed0 - максимальная выпрямленная ЭДС ТП при нулевом угле управления; Ed - текущее значение выпрямленной ЭДС ТП.
Потери мощности вычислялись по формуле [18]
&Pq = K^Q, (2)
20
ЭСиК. №2(27). 2015
Теория и практика автоматизированного электропривода
где КИП - коэффициент изменения потерь (кВт/квар), задается предприятию энергосистемой или принимается по справочным данным.
Величина КИП изменяется от 0,02 до 0,25 кВт/квар и зависит от удаленности потребителя от источника питания. Наименьшее значение коэффициента принимается для трансформаторов, присоединенных непосредственно к шинам станции. В соответствии с рекомендациями [18] величина КИП при расчетах принята равной 0,12 кВт/квар. Годовые потери электрической энергии, связанные с потреблением реактивной мощности, посчитаны по зависимости
W = K T P
WQi кВКЛтГОД PQi
(3)
где Квкл=Тц/ТндгР - коэффициент включения; Тц -время цикла прокатки; Тндгр - время работы под нагрузкой за цикл; ТГОд - среднегодовое число часов работы под нагрузкой. При расчетах принято Квкл=0,9;
Тгод=7000 ч.
Результаты осциллографирования реактивной мощности
Для оценки достоверности расчетных данных выполнено осциллографирование реактивной мощности электропривода 10-й клети при прокатке полосы, параметры которой приняты при расчетах (см. табл. 1). Осциллограммы представлены на рис. 2, там же показаны осциллограммы токов ЭП 8-й, 10-й клетей и напряжения секции 10 кВ, к которой подключены данные электроприводы. Кривые на рис. 2, а получены до проведения мероприятий по снижению потребления реактивной мощности, кривые на рис. 2, б - после внедрения системы ДЗРС и снижения вторичного напряжения на 5%. На осциллограммах показаны интегральные значения реактивной мощности за цикл прокатки
6сРЪ QCP2.
Рис. 1. Схема подключений блоков внедряемой системы ДЗРС
Таблица 1
Энергетические показатели электропривода 10-й клети
Параметры электропривода Энергетические показатели
Тип системы ^нт В Id, А Ed, В Edo, В Cp Q, МВАр Р Q1Qкл, кВт WQгод, млн кВт^ч Э ч-/год? млн кВт^ч
Действующая (расчетные значения) 902 4240 946 1215 0,78 3,23 388 2,44 -
Разработанная (расчетные значения) 902 4240 946 1150 0,82 2,77 332 2,09 0,35
Действующая (экспериментальные значения) 860 4240 900 1215 0,74 3,47 416 2,62 -
Разработанная (экспериментальные значения) 860 4240 900 1150 0,78 3,03 364 2,29 0,33
ЭСиК. №2(27). 2015
21
Теория и практика автоматизированного электропривода
Расхождение теоретических и экспериментальных данных, представленных в табл. 1, для действующей системы составляет 7,4% в сторону увеличения (3,23 и 3,47 Мвар соответственно), для разработанной - 9,4% (2,77 и 3,03 Мвар). Такое различие объясняется тем, что при расчетах ток нагрузки принимался постоянным, в то время как в ходе экспериментов определялись интегральные (усредненные) значения, которые выше, т.к. при прокатке с ускорением ток возрастает по сравнению с расчетной величиной.
Обработка статистических данных
На рис. 3 приведены кривые реактивной мощности Q и Q', потребляемой электроприводом 10-й клети, рассчитанные по выражению (1) (обозначения со штрихом соответствуют разработанной системе). Кривые построены в относительных единицах в функции тока нагрузки i. Величина ЭДС двигателя при расчетах принималась равной своему номинальному значению; Ed0 рассчитывалось из условия снижения подводимого напряжения на 5%. На этом же рисунке приведены значения реактивной мощности, полученные в результате ее осциллографирования при прокатке полос более 90 профилей различного сортамента толщиной от 1,8 до 6 мм. Прокатка 40 полос была проведена при работе существующей системы (значения реактивной мощности Q показаны крестиками), прокатка остальных полос - после внедрения мероприятий по снижению потребления реактивной мощности (значения Q показаны точками).
Выполнена оценка соответствия (адекватности) результатов эксперимента и данных, полученных расчетным путем [20]. Показано, что с доверительной вероятностью 95% уменьшение потребления реактивной мощности связано с внедрением разработанной системы и проведением мероприятий по снижению запаса ТП по напряжению. Следовательно, полученные экспериментальные результаты с достаточной точностью соответствуют ожидаемым теоретическим.
РАСЧЕТ технико-экономической эффективности
В табл. 2 представлены результаты расчета потерь электрической энергии для электроприводов всех клетей (№7-13) чистовой группы стана. Расчеты выполнены по тем же зависимостям (1) - (3), что и для ЭП 10-й клети (см табл. 1), но для другого прокатываемого профиля [19, 21].
Снижение потерь мощности активного характера, вызванных потреблением реактивной составляющей (предпоследняя строка таблицы), вычислялось как разность
bPQi=(PQi - PQ).
Суммарные потери мощности при работе действующей и разработанной систем:
13
ра= 6411,6 кВт;
i=7
13
Рт.=Ъ PQ = 5952 “Вт;
i=7
Рвх- Рвх = 459,6 кВт.
Потери электрической энергии:
WQ = КВКЛТгОДAPgZ = 40,4 млн кВт ч/год;
WQ = КВКЛТГОД APQZ = 37,5 млн кВт ч/год.
Годовая экономия электрической энергии от внедрения мероприятий по уменьшению потребления реактивной составляющей
AWQ = WQ - W'е = 2,9 млн кВт ч/год или AWg % = 7,2%.
Таким образом, расчетное снижение потерь мощности и электроэнергии при прокатке полосы исследуемого профиля составляет около 7%.
Таблица 2
Результаты расчета энергетических показателей электроприводов чистовой группы___________
Параметр Значения по клетям чистовой группы стана 2000
7 8 9 10 11 12 13
Тип двигателя 2МП14200 50У4 2МП14200 125У4 2МП14200 200У3 2МП11200 300У3
Номинальная мощность, кВт 2х6300 2х6300 2х7100 2х7100 2х7100 2х7100 2х7100
Г, А di ’ 8188 9484 11398 11344 10412 9930 9406
^di/^dHH 0,51 0,58 0,71 0,73 0,7 0,72 0,78
4, А 8188 9484 11398 11344 10412 9930 9406
Q,, МВАр 6,24 7,22 8,68 8,64 7,93 7,56 7,16
Q', МВАр 5,79 6,7 8,06 8,02 7,36 7,02 6,65
PQi,кВт 748,8 866,4 1041,6 1036,8 951,6 907,2 859,2
PQi, кВт 694,8 804 967,2 962,4 883,2 842,4 798
PQi , кВт 54 62,4 74,4 74,4 68,4 64,8 61,2
APQi,% 7,2 7,4 7,14 7,2 7,2 7,14 7,12
22
ЭСиК. №2(27). 2015
Теория и практика автоматизированного электропривода
б
Рис. 2. Результаты экспериментальной оценки реактивной мощности: а - до внедрения; б - после внедрения предложенных мероприятий
ЭСиК. №2(27). 2015
23
Теория и практика автоматизированного электропривода
Рис. 3. Потребление реактивной мощности до и после внедрения мероприятий по снижению ее потребления
Обсуждение результатов исследований
В четвертой строке табл. 2 представлены относительные значения токов нагрузки Id. по клетям чистовой группы. За базисные приняты номинальные токи двигателей. Расчетные токи нагрузки изменяются от 0,5 Im - седьмая клеть до 0,78 Im - тринадцатая клеть.
Следовательно, исследуемый профиль с точки зрения нагрузки электроприводов относится к «средним». Это позволяет сделать вывод, что при существующем широком сортаменте стана реальная экономия электрической энергии значительно превысит представленное расчетное значение.
При этом экономический эффект достигается за счет совершенствования алгоритмов управления электроприводами. Для вновь проектируемых ЭП улучшение энергетических показателей при внедрении разработанных систем ДЗРС может быть обеспечено за счет рационального выбора вторичного напряжения преобразовательного трансформатора. По сравнению с напряжением, принимаемым в известных электроприводах подобного класса, его рекомендуется снизить на
10-15%. Это позволит уменьшить потребление реактивной мощности на 7-10%, т.е. практически без затрат добиться снижения потерь электрической энергии. Для главных ЭП эксплуатируемых станов эффект может быть обеспечен за счет переключения отпаек вторичных обмоток трансформаторов.
Заключение и обсуждение
Внедрение на стане 2000 ОАО «ММК» разработанной комбинированной системы ДЗРС позволяет снизить запас выпрямленной ЭДС ТП на величину максимального динамического превышения ЭДС над установившимся значением (при максимальном токе нагрузки электропривода - на 12-16%) [19]. Предложенные практические мероприятия по ограничению запаса выпрямленной ЭДС ТП электроприводов стана предусматривают снижение вторичного напряжения на 5% и повышение уставки ЭДС в установившемся режиме работы под нагрузкой до номинального уровня.
В результате статистической обработки экспериментальных данных, полученных при прокатке полос более 90 профилей различного сортамента, дано под-
24
ЭСиК. №2(27). 2015
Теория и практика автоматизированного электропривода
тверждение, что уменьшение потребления реактивной мощности обеспечено внедрением разработанной системы и проведением мероприятий по снижению запаса ТП по напряжению.
При расчете энергетических характеристик электроприводов всех клетей чистовой группы при прокатке полос «среднего» сортамента определено, что внедрение разработанной комбинированной системы ДЗРС в комплексе с рекомендуемыми мероприятиями обеспечивает уменьшение потерь электрической энергии на 7%.
В процессе длительной эксплуатации доказано, что внедрение разработанной системы ДЗРС обеспечивает:
- уменьшение потерь электрической энергии в среднем на 2,9 млн. кВт-ч/год;
- улучшение условий коммутации двигателей чистовой группы при работе в режиме ослабления поля за счет ограничения межламельного напряжения в динамических режимах [22];
- обеспечение безопасного инвертирования при снижениях напряжения сети [23-25];
- обеспечение технической возможности прокатки полос «тяжелого» сортамента [26-30].
Это позволяет рекомендовать расширенное внедрение разработанных технических решений на действующих прокатных станах, а также на других промышленных агрегатах, оснащенных тиристорными электроприводами с двухзонным регулированием скорости.
Работа выполняется в рамках гранта Президента РФ (МД-3395.2015.8).
Список литературы
1. Храмшин В.Р. Энергосберегающие тиристорные электроприводы прокатных станов: монография. - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2013. 180 с.
2. 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. С. 35-39.
3. Совершенствование автоматизированных электроприводов и диагностика силового электрооборудования / И.А. Селиванов, А.С. Карандаев, С.А. Евдокимов, В.Р. Храмшин, А.А. Шеметова, А.С. Евдокимов, А.А. Лукин, А.Ю. Андрюшин, П.В. Шиляев, В.В. Головин // Изв. вузов. Электромеханика. 2009. №1. С. 5-11.
4. Концепция построения электроприводов прокатных станов с двухзонным регулированием скорости и улучшенными энергетическими показателями / А.С. Карандаев, А.А. Радионов, В.В. Головин, А.В. Осипов // Труды IV Международной (XV Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу «Автоматизированный электропривод в XXI веке: пути развития» (АЭП-2004, Магнитогорск).
Ч. 2. Магнитогорск, 2004. С. 260-264.
5. Пат. 2095931 РФ, МКП6 H 02 P 5/06. Способ управления электроприводом постоянного тока / И.А. Селиванов, А.С. Карандаев, О.И. Карандаева, А.С. Чуманский. Опубл. 10.11.1997. Бюл. №31.
6. Карандаев А.С., Радионов А.А., Головин В.В. Система двухзонного зависимого регулирования скорости в функции выпрямленной ЭДС тиристорного преобразователя // Изв. вузов. Электромеханика. 2004. №2. С. 40-46.
7. А.с. 892634СССР, МКИ H 02 P 5/06. Устройство для управления возбуждением электродвигателя постоянного тока / А.С. Карандаев, Г.П. Корнилов, В.И. Косматов, И.А. Селиванов. Опубл. 23.12.1981. Бюл. № 3.
8. Федоров А.А., Корнилов Г.П., Карандаев А.С. Улучшение энергетических показателей электропривода в системе двухзонного регулирования частоты вращения // Изв. вузов СССР. Энергетика. 1983. № 9. С. 29-33.
9. Пат. 2154892 РФ, МПК H 02 P 5/06. Способ управления потоком возбуждения электродвигателя постоянного тока / Е.В. Карпов, И.А. Селиванов, А.С. Карандаев, С.А. Евдокимов, И.Ю. Кузнецов, М.Ю. Петушков. Опубл. 20.08.2000 №23.
10. Патент 2456741 РФ, МПК7 Н 02 Р 7/28. Способ управления потоком возбуждения электродвигателя постоянного тока / Ю.П. Журавлев, В.В. Головин, П.В. Шиляев, А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, Р.Р. Храмшин // БИПМ №20. 2012. С. 460.
11. Патент 2457611 РФ, МПК7 Н 02 Р 7/06. Способ управления потоком возбуждения электродвигателя постоянного тока в системе двухзонного регулирования / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, Р.Р. Храмшин, А.А. Лукин, Ю.П. Журавлев, П.В. Шиляев, В.В. Головин // БИПМ №21. 2012. С. 394.
12. Храмшин В.Р. Разработка электротехнических систем непрерывной группы стана горячей прокатки при расширении сортамента полос: дис. ... д-ра техн. наук. Магнитогорск: ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2013. - 360 с.
13. Карандаев А.С. Совершенствование автоматизированных электроприводов агрегатов прокатного производства // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2014. №1. С. 3-15.
14. Математическое моделирование тиристорного электропривода с переключающейся структурой / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, В.В. Галкин, А.А. Лукин // Изв. вузов. Электромеханика. 2010. №3. С. 47-53.
15. Математическое моделирование взаимосвязанных электромеханических систем межклетевого промежутка широкополосного стана горячей прокатки / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, И.Ю. Андрюшин, В.В. Головин, П.В. Шиляев // Изв. вузов. Электромеханика. 2009. № 1. С. 12-20.
16. Математическая модель взаимосвязанных электротехнических систем непрерывной группы широкополосного стана / Храмшин В.Р., Андрюшин И.Ю., Гостев А.Н., Карандаев А.С. // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2013. №1. С. 12-21.
17. Карандаев А.С. Экспериментальные исследования тиристорных электроприводов с двухзонным регулированием скорости с улучшенными энергетическими характеристиками / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, А.А. Лукин, Г.В. Шурыгина, В.В. Головин // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Энергетика», 2010. №14. С. 67-72.
18. Федоров А.А., Ристхейн Э.М. Электроснабжение промышленных предприятий. М.: Энергия, 1981. 360 с.
19. Головин В.В.. Карандаев А.С., Храмшин В.Р. Оценка эффективности применения тиристорного электропривода с автоматическим изменением координаты, регулируемой по цепи возбуждения // Изв. вузов. Электромеханика. 2006. № 4. С. 40-45.
20. Новые технические решения в электроприводах и системах регулирования технологических параметров станов горячей прокатки / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, И.Ю. Андрюшин, В.В. Головин, П.В. Шиляев, С.А. Петряков, А.А. Лукин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2010. №. 3-2. С. 34-40.
21. Исследование условий коммутации двигателей электроприводов широкополосного стана горячей прокатки / Ю.В. Мерзляков, Г.Г. Толмачев, А.С. Карандаев, В.В. Галкин, В.В. Головин, А.И. Хлыстов // Известия ТулГУ. Техни-
ЭСиК. №2(27). 2015
25
Теория и практика автоматизированного электропривода
ческие науки. Вып. 3: в 5 ч. 2010. Ч. 3. С. 89-96.
22. Храмшин В.Р. Повышение безопасности режима инвертирования тиристорного электропривода при прокатке полос расширенного сортамента // Электротехника. 2013. №2 С. 52-56.
23. Пат. 121669 РФ, МПК7 Н 02 Р 7/06. Устройство двухзонного регулирования скорости двигателя постоянного тока / В.Р. Храмшин, А.С. Карандаев, Р.Р. Храмшин, И.Ю. Андрюшин // БИМП. №30. 2012. С. 112.
24. Храмшин В.Р. Разработка и внедрение автоматизированных электроприводов и систем регулирования технологических параметров широкополосного стана горячей прокатки //Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2012. №6. С. 100-104.
25. Басков С.Н., Карандаев А.С., Осипов О.И. Энергосиловые параметры приводов и система профилированной прокатки слябов стана 2800 // Приводная техника. 1999. № 1-
2. С. 21-24.
26. Определение энергосиловых параметров процессов
обработки металлов давлением косвенным методом / А.А. Радионов, Д.Ю. Усатый, А.С. Карандаев, А.С. Сарваров; Магнитогорск, 2000. Деп. в ВИНИТИ 20.04.2000.
27. Автоматическая коррекция скоростей электроприводов клетей стана 2000 при прокатке трубной заготовки / И.Ю. Андрюшин, В.В. Галкин, В.В. Головин, А.С. Карандаев, А.А. Радионов, В.Р. Храмшин // Изв. вузов. Электромеханика. 2011. № 4. С. 31-35.
28. Согласование скоростных режимов электроприводов клетей непрерывной группы прокатного стана. / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, А.А. Радионов, И.Ю. Андрюшин, В.В. Галкин, А.Н. Гостев //Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2013. № 1. С. 98-103.
29. Совершенствование алгоритма согласования скоростей электроприводов клетей черновой группы стана горячей прокатки / А.С. Карандаев, В.Р. Храмшин, В.В. Галкин, А.Н. Гостев //Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2011. № 34 (251). С. 35-41.
Information in English
Analysis of technical and economic efficiency of implementation the energy-efficient thyristor electric drives of rolling mills
Khramshin V.R., Odintsov K.E., Shurygina G.V., Petuhova O.I., Shohina G.V., Kosmatov A.K.
The majority of domestic rolling mills are framed by DC thyristor electric drives with a two-zone speed control (TZSC). The list of a scientific and technical developments, which are guarantee the decrease of reactive power consumption at the cost of restriction of capacity of thyristor converter rectified electromotive force in a steady and dynamic modes, was reviewed. An industrial introduction of thyristor electric drives, which are equipped by developed TZsc systems, requires to execution the theoretical and experimental researches of their energetic characteristics. The research of developed combined TZsc system, which is implemented into an experimental-industrial exploitation on the mill 2000 OJSC “Magnitogorsk Iron & Steel Works”, (OJCS “MMK”) was carried out. The energetic characteristics of electric drive one of the mill stand in a working process of existed and implemented TZsc systems were reviewed. The results of reactive power oscillographic testing on the section of 10 kV bus before and after of decrease power arrangement, including the implementation of developed system and decreasing the secondary voltage of rectifier transformers, was shown. The decrease of reactive power consumption in the whole range of electric drive load current changing was confirmed. The assessment of technical and economic efficiency of implementation the examined TZcs system in a whole electric drives of repeating mill 2000 group. Estimated decrease of electric energy loss in process of a “average” range sheet milling upwards of 7%. it is register, that decreasing of reactive power consumption is achieved without appliance of compensating devices due to a improving the electric drive control systems, i.e. almost without capital charges.
Keywords: wide-strip rolling mill of hot reducing, thyristor electric drive, energetics characteristics, reactive power, two-zone speed control system, development, implementation, experimental research, technical and economical efficiency.
References
1. Hramshin V.R. Energosberegayushchie tiristornye elektroprivody prokatnyh stanov: monografiya [Energy-saving thyristor mills]. Magnitogorskij gosudarstvennyj tekhnicheskij universitet im. G.I. Nosova (Magnitogorsk) [Federal public budgetary educational institution of higher education «’’Magnitogorsk state technical university of G.I.Nosov”], 2013, 179 p.
2. Golovin V.V., Karandaev A.S., Hramshin V.R.
Energosberegayushchie tiristornye elektroprivody s avtomaticheskim izmeneniem koordinaty, reguliruemoj po cepi vozbuzhdeniya [Energy-saving thyristor electric drives with automatic coordinate variation, which is controlled by the circuit condenser]. Izvestiya vuzov. Elektromehanika [Proceedings of Higher Educational Institutions. Electromechanics], 2006, no.4, pp. 35-39.
3. Selivanov I.A., Karandaev A.S., Evdokimov S.A., Hramshin V.R., SHemetova A.A., Evdokimov A.S., Lukin A.A., Andryushin A.YU., SHilyaev P.V., Golovin V.V., Titov A.A., Mostovoj S.E., Petryakov S.A. Sovershenstvovanie avtomatizirovannyh elektroprivodov i diagnostika silovogo elektrooborudovaniya [Improving the automated electric drives and diagnostics of power electrical equipment]. Izvestiya vuzov. Elektromehanika [Proceedings of Higher Educational Institutions. Electromechanics], 2009, no. 1, pp.5-11.
4. Karandaev A.S., Radionov A.A., Golovin V.V., Osipov A.V. Koncepciya postroeniya elektroprivodov prokatnyh stanov s dvuhzonnym regulirovaniem skorosti i uluchshennymi energeticheskimi pokazatelyami [Conception of construction an rolling mill electric drives with two-zone speed control and improved energetic characteristics]. Trudy IVMezhdunarodnoj (XV Vserossijskoj) konferencii po avtomatizirovannomu elektroprivodu «Avtomatizirovannyj elektroprivod v XXI veke: puti razvitiya» (AEP-2004, Magnitogorsk) [Proceedings of IV International (XV All-Russian) conference of automated electric drive “Automated electric drive in XXI century: paths of development” (AED-2004, Magnitogorsk)], 2004, vol. 2, pp. 260-264.
5. Selivanov I.A., Karandaev A.S., Karandaeva O.I., chumanskij A.s. Sposob upravleniya elektroprivodom postoyannogo toka [A method of controlling the Dc electric drive]. Patent no. 2095931, MPC H 02 P 5/06. Published 10.11.1997, Bulletin no. 31.
6. Karandaev A.S., Radionov A.A., Golovin V.V. Sistema dvuhzonnogo zavisimogo regulirovaniya skorosti v funkcii vypryamlennoj eds tiristornogo preobrazovatelya [System of two-zone dependent speed regulation in the function of rectified electromotive force of the thyristor converter]. Izvestiya vuzov. Elektromehanika [Proceedings of Higher Educational Institutions. Electromechanics], 2004, no. 2, pp. 40-46.
7. Selivanov I.A., Kosmatov V.I.,Kornilov G.P., Karandaev A.S. Ustrojstvo dlya upravleniya vozbuzhdeniem
26
ЭСиК. №2(27). 2015
Теория и практика автоматизированного электропривода
elektrodvigatelya postoyannogo toka [Device for controlling the excitation DC electric motor]. Certificate of authorship no. 892634, USSR, MKI H 02 P 5/06. Published 23.12.1981, bulletin no. 3.
8. Fedorov A.A., Kornilov G.P., Karandaev A.S. Uluchshenie energeticheskih pokazatelej elektroprivoda v sisteme dvuhzonnogo regulirovaniya chastoty vrashcheniya [Improvement of electric drive energetic characteristics in a system of two-zone rotating frequency control]. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij SSSR Energetika [Proceedings of higher educational institutions of the USSR. Energy], 1983, no. 9, pp. 29-33.
9. Karpov E.V., Selivanov I.A., Karandaev A.S., Evdokimov S.A., Kuznecov I.Yu., Petushkov M.Yu. Sposob upravleniya potokom vozbuzhdeniya elektrodvigatelya postoyannogo toka [A method of controlling the flow of DC motor excitation]. Patent no. 2154892, MPC H 02 P 5/06. Published 20.08.2000, bulletin no. 23.
10. Zhuravlev Yu.P., Golovin V.V., Shilyaev P.V., Karandaev A.S., Hramshin V.R., Hramshin R.R. Sposob upravleniya potokom vozbuzhdeniya elektrodvigatelya postoyannogo toka [A method of controlling the flow of DC motor excitation]. Patent no. 2456741, MPC 7 Н 02 Р 7/28, 2012, BIMP no. 20, 460 p.
11. Karandaev A.S., Hramshin V.R., Hramshin R.R., Lukin A.A., Zhuravlev Yu.P., Shilyaev P.V., Golovin V.V. Sposob upravleniya potokom vozbuzhdeniya elektrodvigatelya postoyannogo toka v sisteme dvuhzonnogo regulirovaniya [A method of controlling the flow of DC motor excitation in a system of two-zone control]. Patent no. 2457611, MPC 7 Н 02 Р 7/06
12. Khramshin V.R. Razrabotka elektrotehnicheskih sistem nepreryvnoi gruppy stana goryachei prokatki pri rasshirenii sortamenta polos [Development of electrotechnical systems for continuous train of hot rolling mill in the process of product range expansion]: Dissertation for a D.Sc. degree in Engineering. Magnitogorsk. Nosov Magnigorsk State Technical University, 2013, 360 p.
13. Karandaev A.S. Sovershenstvovanie
avtomatizirovannyh elektroprivodov agregatov prokatnogo proizvodstva [Improvement of automatic electric drives of rolling stands]. Mashinostroenie [Machine-building]. Network electronic scientific journal, 2014, no.1, pp. 3-15.
14. Karandaev A.S., Khramshin V.R., Galkin V.V., Lukin A.A. Matematicheskoe modelirovanie tiristornogo elektroprivoda s perekluchayuscheisya strukturoi [Mathemati-cal modeling of thyristor electric drive with a flipper]. Izvestiya vuzov. Elektromekhanika [Proceedings of universi-ties. Electrical engineering]. 2010, no.3, pp. 47-53.
15. Karandaev A.S., Khramshin V.R., Andryushin I.Yu., Shilyaev, Golovin V.V. Matematicheskoe modelirovanie vzaimosvyazannyh elektromehanicheskih sistem mezhkletjevogo promezhutka shirokopolosnogo stana goryachei prokatki [Mathematical modeling of interrelated electrical systems of interstand gap of wide strip hot rolling mill]. Izvestiya vuzov. Elektromekhanika [Proceedings of universities. Electrical engineering]. 2009, no.1, pp. 12-20.
16. Khramshin V.R., Andryushin I.Yu., Gostev A.N., Karandaev A.S. Matematicheskaya model vzaimosvyazannyh elektrotehnicheskih sistem nepreryvnoi gruppy shirokopolosnogo stana [Mathematical model of interrelated electrical systems of continuous train of wide strip rolling mill]. Mashinostroenie [Machine building]. Network electronic scientific journal, 2013, no.1, pp. 12-21.
17. Karandaev A.S., Khramshin V.R., Lukin A.A., Shurygina G.V., Golovin V.V. Eksperimental'nye issledovaniya tiristornyh elektroprivodov s dvuhzonnym regulirovaniem skorosti s uluchshennymi energeticheskimi harakteristikami [Experimental researches of thyristor electric drives with two-zone speed control with improved energetic characteristics] Vestnik YuURGU. Seriya energetika [Bulletin of South-Ural state univer-
sity. Power engineering], 2010, no. 14, pp. 67-72.
18. Fedorov A.A., Risthejn E.M. Elektrosnabzhenie promyshlennyh predpriyatij [Industrial power supply]. Moskow. Energiya, 1981, 360 p.
19. Golovin V.V., Karandaev A.S., Hramshin V.R. Otsenka effektivnosti primeneniya tiristornogo elektroprivoda s avtomaticheskim izmeneniem koordinaty, reguliruemoj po cepi vozbuzhdeniya [Perfomance evaluation of applying the thyristor electric drive with automatic coordinate variation, which is controlled by the circuit condenser]. Izvestiya vuzov. Elektromehanika [Proceedings of Higher Educational Institutions. Electromechanics], 2006, no.4, pp. 40-45.
20. Khramshin V.R. Razrabotka elektrotehnicheskih sistem nepreryvnoi gruppy stana goryachei prokatki pri rasshirenii sortamenta polos [Development of electrotechnical systems for continuous train of hot rolling mill in the process of product range expansion]. Dissertation for a D.Sc. degree in Engineering. Magnitogorsk. Nosov Magnigorsk State Technical University, 2013, 360 p.
21. Karandaev A.S., Khramshin V.R., Andryushin I.Yu., Golovin V.V., Shilyaev P.V., Petryakov S.A., Lukin A.A. Novye tehnicheskie resheniya v elektroprivodah i sistemah regulirovaniya tehnologicheskih parametrov stanov goryachei prokatki [New technical solutions in electric drives and con-trol systems of manufacturing parameters of hot rolling mills]. Proceedings of TulGU. Technical sciences. Issue 3. Tula. Publishing center of TulGU, 2010, part 2, pp. 34-40.
22. Merzlyakov, Yu.V., Tolmachev G.G., Karandaev A.S., Galkin V.V., Golovin V.V., Hlystov A.I. Issledovanie uslovij kommutacii dvigatelej elektroprivodov shirokopolosnogo stana goryachej prokatki [Research of conditions of electric drives motor commutation of wide-strip mill of hot rolling]. Izvestiya TulGU. Tekhnicheskie nauki [Proceedings of TulGU. Technical sciences]. Issue 3: in a 5 parts, 2010, vol. 3, pp.89-96.
23. Hramshin V.R. Povyshenie bezopasnosti rezhima invertirovaniya tiristornogo elektroprivoda pri prokatke polos rasshirennogo sortamenta [Improving the security mode of inverting the thyristor electric drive in the process of product range expansion]. Elektrotekhnika [Electrical engineering], 2013, no. 2, pp. 52-56.
24. Hramshin V.R., Karandaev A.S., Hramshin R.R., Andryushin I.Yu. Ustrojstvo dvuhzonnogo regulirovaniya skorosti dvigatelya postoyannogo toka [Instrument of two-zone DC motor speed control]. Patent no. 121669, MPC 7 Н 02 Р 7/06, BIMP no. 30, 2012.
25. Hramshin V.R. Razrabotka i vnedrenie avtomatizirovannyh elektroprivodov i sistem regulirovaniya tekhnologicheskih parametrov shirokopolosnogo stana goryachej prokatki [Developing and implementation of automated electric drive and systems of controlling the process parameters of wide-strip hot rolling mill] Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta [Bulletin of the Ivanovo State Power University], 2012, no. 6, pp.100-104.
26. Baskov S.N., Karandaev A.S., Baskov S.N., Osipov
O.I. Energosilovye parametry privodov i sistema profilirovannoi prokatki slyabov stana 2800 [Power parame-ters of electric drives and system of shape rolling of slabs at rolling mill 2800]. Privodbaya tekhnika [Driving equipment]. 1999, no. 1-2, pp. 2124.
27. Radionov A.A., Usatyi D.Yu., Radionov A.A., Karandaev A.S., Sarvarov A.S. Opredelenie energosilovyh parametrov protsessov obrabotki metallov davleniem kosvennym metodom [Calculation of power parameters of plastic metal working by indirect method]. Magnitogorsk, 2000, dep. in VINITI 20.04.2000, no. 1085-В00
28. Andryushin I.Yu., Galkin V.V., Golovin V.V., Karandaev A.S., Radionov A.A., Khramshin V.R. Avtomaticheskaya korrektsiya skorostei elektoprivodov kletei stana 2000 pri prokatke trubnoi zagotovki [Automatic control of stand electric drive speed of 2000 rolling mill during tube stock
ЭСиК. №2(27). 2015
27
Теория и практика автоматизированного электропривода
rolling], Izvestiya vuzov. Elektromekhanika [Proceedings of universities. Electrical engineering], 2011, no. 4, pp. 31-35.
29. Karandaev A.S., Khramshin V.R., Radionov A.A., Andryushin I.Yu., Galkin V.V., Gostev A.N. Soglasovanie skorostnyh rezhimov elektroprivodov kletei nepreryvnoi gruppy prokatnogo stana [Coordination of rolling stand elec-tric drive speed of continuous train of rolling mill]. Vestnik IGEU [Bulletin of ISPU]. 2013, issue 1, pp. 98-103.
30. Karandaev A.S., Khramshin V.R., Galkin V.V., Gostev A.N. Sovershenstvovanie algoritma soglasovaniya skorostei elektroprivodov kletei chernovoi gruppy stana goryachei prokatki [Improvement of electric drives speed coordination algorithm for roughing train of hot rolling mill]. Vestnik YuURGU. Seriya energetika [Bulletin of South-Ural state university. Power engineering]. Issue 16, 2011, no. 34(251), pp. 35-41.
Информация о других журналах издательства
«Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова» - научный рецензируемый журнал, в котором публикуются результаты прогрессивных научных и проектных работ известных ученых, промышленников, молодых ученых России и зарубежья по широкому спектру исследований в области металлургии, машиностроения, металлообработки и в смежных отраслях. Тематика публикаций охватывает весь комплекс актуальных вопросов от разработки полезных ископаемых, получения чугуна, стали и проката до производства продукции с глубокой степенью переработки для различных отраслей экономики. Большое внимание в журнале уделяется современным тенденциям развития сырьевой базы, энергосбережения, автоматизации, экономики и экологии, стандартизации и управления качеством продукции, подготовки и обучения кадров в области металлургии, машиностроения и металлообработки.
Издается с 2003 г.
Журнал с 2007 года включен в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата наук, а также в Базы данных ВИНИТИ и РИНЦ.
Сведения о журнале ежегодно публикуются в международной справочной системе по периодическим и продолжающимся изданиям «Ulrich's Periodicals Directory».
В редакционный совет журнала входят авторитетные ученые из России, Японии, Индии, Италии, Польши, Южно-Африканской Республики, Казахстана.
Электронная версия журнала доступна:
• на информационном портале ФГБОУ ВПО «МГТУ» www.magtu.ru (раздел «Журнал Вестник МГТУ»);
• на сайте журнала www.vestnik.magtu.ru;
• на платформе еLIBRARY,
28
ЭСиК. №2(27). 2015
