Научная статья на тему 'Исследование влияния провалов напряжения в системе электроснабжения завода MMK Metalurji на работу главных электроприводов стана горячей прокатки'

Исследование влияния провалов напряжения в системе электроснабжения завода MMK Metalurji на работу главных электроприводов стана горячей прокатки Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
430
74
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПРОВАЛ НАПРЯЖЕНИЯ / ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ / АКТИВНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ / ГЛАВНЫЙ ПРИВОД / СТАТИЧЕСКИЙ ТИРИСТОРНЫЙ КОМПЕНСАТОР / VOLTAGE DROP / FREQUENCY CONVERTER / ACTIVE RECTIFIER / HOT STRIP MILL MAIN ELECTRIC DRIVE / STATIC VAR COMPENSATOR

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Николаев Александр Аркадьевич, Денисевич Александр Сергеевич, Ложкин Игорь Александрович, Тухватуллин Мурадым Мавлетдинович

В статье рассмотрен способ повышения надежности работы главных электроприводов стана горячей прокатки «1750» ЗАО «MMK Metalurji» (г. Искендерун), Турция за счет использования резервов реактивной мощности статического тиристорного компенсатора, установленного на электрической подстанции завода. Разработана математическая модель преобразователя частоты с многоуровневым активным выпрямителем. На модели проведены исследования переходных процессов токов и напряжений при возникновении провалов напряжения в сети 34,5 кВ. Определены причины отключения преобразователей частоты и доказана эффективность способов демпфирования провалов напряжения с использованием внутризаводского статического тиристорного компенсатора.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Николаев Александр Аркадьевич, Денисевич Александр Сергеевич, Ложкин Игорь Александрович, Тухватуллин Мурадым Мавлетдинович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Investigation of Voltage Drops’ Influence in the Power Supply System of the "MMK Metalurji" Ironworks on the Main Electric Drives of the Hot Strip Mill

The article describes a method of increasing the reliability of the main drives of the hot strip mill "1750" JSC "MMK Metalurji" (Iskenderun, Turkey) due to use of reserves of reactive power of the static var compensator installed at the ironwork’s electrical substation. The mathematical model of a frequency converter with a multilevel active rectifier was elaborated. Researches of transient processes of currents and voltages during voltage drop in 34.5 kV network have been made on the model. Causes of frequency converter tripping were determined and the effectiveness of methods of damping of voltage drops using the static var compensator was proven.

Текст научной работы на тему «Исследование влияния провалов напряжения в системе электроснабжения завода MMK Metalurji на работу главных электроприводов стана горячей прокатки»

7. Alesina A., Venturini M. The generalized transformer: a new bi-directional sinusoidal waveform frequency converter with continuous variable adjustable input power factor // IEEE PESC'80. 1980, pp. 242-252.

8. Venturini M. A new sinewave in, sinewave out conversion technique which eliminates reactive elements // POWERCON'80. 1980, pp. E3/1-E3/15.

9. Alesina A., Venturini M. Analisys and Design of Optimum-Amplitude Nine-Switch Direct AC-AC Converters // IEEE Transactions on Power Electronics. January 1989, vol. 4, no.1, pp. 101-112.

10. Asynchronous operation of cycloconverter with improved voltage gain by employing a scalar control algorithm / G. Roy, L. Duguay, S. Manias, G. April // IEEE IAS Conference Record. 1987, pp. 889-898.

11. Alesina A., Venturini M. Intrinsic amplitude limits and optimum design of 9-switches direct PWM ac-ac converters // IEEE PESC'88. 1988, vol. 2, pp. 1284-1291.

12. Vinogradov A.B. Vektornoe upravlenie elektroprivodami peremennogo toka [Vector Control of AC electric drives]. GOU VPO "Ivanovskiy gosudarstvennyy energeticheskiy universitet imeni V. I. Lenina " [Ivanovo Power Engineering Institute Publ.]. 2008, 298 p.

УДК621.314.64

Николаев А.А., Денисевич А.С., Ложкин И.А., Тухватуллин М.М.

Исследование влияния провалов напряжения в системе электроснабжения завода MMK METALURJI на работу главных электроприводов стана горячей прокатки

В статье рассмотрен способ повышения надежности работы главных электроприводов стана горячей прокатки «1750» ЗАО «MMK Metalurji» (г. Искендерун), Турция за счет использования резервов реактивной мощности статического тиристорно-го компенсатора, установленного на электрической подстанции завода. Разработана математическая модель преобразователя частоты с многоуровневым активным выпрямителем. На модели проведены исследования переходных процессов токов и напряжений при возникновении провалов напряжения в сети 34,5 кВ. Определены причины отключения преобразователей частоты и доказана эффективность способов демпфирования провалов напряжения с использованием внутризаводского статического тиристорного компенсатора.

Ключевые слова: провал напряжения, преобразователь частоты, активный выпрямитель, главный привод, статический тиристорный компенсатор.

Введение

В настоящее время главные электроприводы прокатных станов выполняются на базе высоковольтных синхронных двигателей и преобразователей частоты (ПЧ) с активными выпрямителями (АВ) и автономными инверторами напряжения (АИН). Силовая схема АВ и АИН выполнена на базе полностью управляемых полупроводниковых вентилей (ЮСТ тиристоры или ЮБТ транзисторы). Опыт эксплуатации показывает, что системы управления этих ПЧ не адаптированы к несимметричным провалам напряжения [1]. Кратковременные провалы напряжения, которые характеризуются длительностью 100- 200 мс и глубиной 10-40% , очень часто приводят к отключению электроприводов и нарушению технологического процесса, сопровождающегося значительным экономическим ущербом. Аналогичная проблема существует на металлургическом заводе ЗАО «ММК Мйа^д» (г. Искендерун, Турция), где функционирует стан горячей прокатки «1750», в состав которого входят группа черновых клетей (2 клети с высоковольтными синхронными двигателями 6600 и 7800 кВт) и группа чистовых клетей (4 клети с двигателями 9500 и 8500 кВт). Силовая схема ПЧ выполнена на базе многоуровневых АВ и АИН.

На данном заводе существует проблема возникновения провалов напряжения в питающей линии 380 кВ. Данные провалы трансформируются сетевыми трансформаторами 380/34,5 кВ во внутризаводскую сеть и вызывают отключение ПЧ. В статье рассмотрен способ повышения надежности работы электроприводов стана горячей прокатки (СГП) за счет объединения секции 34,5 кВ, питающей

электросталеплавильный комплекс, включающий в себя сверхмощную дуговую сталеплавильную печь ДСП-250 (300 МВА), установку ковш-печь (УКП), статический тиристорный компенсатор СТК 330 МВАр, с другой секцией 34,5 кВ, от которой получают питание главные электроприводы СГП.

Описание проблемы влияния провалов напряжения

на работу главных электроприводов стана горячей прокатки «1750»

Металлургический завод получает питание по одной питающей линии электропередачи 380 кВ от районной подстанции Erzin (рис. 1). Главная понизительная подстанция завода включает в себя открытое распределительное устройство (ОРУ) 380 кВ и закрытое распределительное устройство (ЗРУ) 34,5 кВ, которые связаны между собой четырьмя силовыми понизительными трансформаторами единичной мощностью 155 МВА. Трансформаторы Т и Т2 осуществляют подвод питания к четырем секциям ЗРУ-34,5 кВ, к которым подключены электроприемники станов горячей и холодной прокатки, непрерывно-травильного агрегата, агрегатов горячего цинкования и полимерных покрытий, кислородной станции и др. Трансформаторы Т3 и Т4 включены на параллельную работу для питания электросталеплавильного комплекса, включающего самую мощную в мире дуговую сталеплавильную печь ДСП-250 (300 МВА), а также установку ковш-печь (48 МВА). Статический тиристорный компенсатор (СТК) 330 МВАр подключен на одну секцию с дуговой печью и установкой ковш-печь и в нормальном режиме осуществляет компенсацию реактивной мощности электросталеплавильного комплекса, симметрирование и

фильтрацию высших гармоник токов ДСП и УКП [2].

Электроснабжение завода осуществляется по одной питающей линии 380 кВ, поэтому при возникновении коротких замыкании в питающей сети на внутризаводском уровне электроснабжения наблюдаются провалы напряжения, которые оказывают негативное влияние на работу главных электроприводов (СГП) [3]. Анализ статистических данных, полученных с подстанции завода, показывает большое количество однофазных провалов напряжения, приводящих к отключению ПЧ стана горячей прокатки. Аварийная остановка главных электроприводов СГП с застреванием полосы в прокатных клетях ликвидируется в течение 2 ч. Необходимо отметить, что СГП работает в составе непрерывного литейно-прокатного комплекса, и отключение главных электроприводов клетей вызывает остановку всего электросталеплавильного комплекса, что приводит к значительному экономическому и технологическому ущербу.

В предыдущих работах [3, 4] было предложено объединить секции шин 34,5 кВ с целью компенсации провалов напряжения с помощью резервов реактивной мощности СТК. Также были разработаны усовершенствованные алгоритмы управления СТК 330 МВАр с контролем фазных напряжений на период времени возникновения провала. На рис. 1 показана дополнительная кабельная линия, обеспечивающая параллельную работу СГП с комплексом «ДСП-АПК-

СТК».

Детальное исследования процессов, протекающих в ПЧ с активным выпрямителем при возникновении провалов напряжения, с целью оценки эффективности способа повышения надежности работы электроприводов СГП за счет СТК 330 МВАр, требует создания подробной имитационной модели ПЧ с АВ, учитывающей особенности силовой схемы и структуры системы управления АВ.

Разработка имитационной модели

активного выпрямителя в математическом пакете

MATLAB с приложением Simulink

Главный электропривод черновой клети СГП представляет систему, в которой синхронный двигатель мощностью 6600 кВт подключен к двум параллельно соединенным трехуровневым ПЧ (рис. 2). Для улучшения качества выпрямленного напряжения и гармонического состава потребляемого тока применяется двенадцатипульсная схема выпрямления. Для реализации данной схемы первичные обмотки трансформаторов соединены последовательно. Активный выпрямитель и автономный инвертор напряжения ПЧ имеют полностью идентичную структуру и выполнены на базе полностью управляемых тиристоров ЮСТ [1].

Рис. 1. Модернизированная схема электроснабжения с дополнительной кабельной линией, обеспечивающая параллельную работу СГП с комплексом «ДСП-АПК-СТК»

Каждое плечо преобразователя состоит из четырех управляемых ключей с подключенными параллельными диодами и соединительными диодами. Соединительные диоды необходимы для того, чтобы соединять шесть средних силовых модулей к нулевой точке преобразователя [5]. Преобразователи частоты имеют общее звено постоянного тока, которое представлено в виде двух эквивалентных емкостей, соединенных последовательно. Напряжение на одном конденсаторе составляет половину напряжения в звене постоянного тока и равно 2420 В. Точка между конденсаторами образует нулевой потенциал преобразователя.

Имитационная модель преобразователя частоты была разработана в программном продукте MATLAB с приложением Simulink. При моделировании АИН и синхронный двигатель представляются упрощенно в виде источника тока. Для моделирования АВ был использован блок «Three-Level Bridge» из библиотеки Power Electronics. Для улучшения гармонического состава потребляемого АВ тока между зажимами питающей сети и входами АВ включены буферные реакторы, обладающие большим показателем добротности и высоким напряжением короткого замыкания [6]. Упрощенная схема замещения преобразователя частоты с активным выпрямителем представлена на рис. 3.

Для управления силовыми ключами активного выпрямителя используется векторная система управления (СУ) с ориентацией по вектору напряжения питающей сети (рис. 4). Система управления АВ должна поддерживать напряжение в звене постоянного тока на заданном уровне и обеспечивать коэффициент мощности на входе преобразователя, равным единице. В соответствии с этими требованиями СУ выполнена двухконтурной с внутренним двухканальным контуром регулирования dq составляющих токов и внешним контуром регулирования выпрямленного напряжения АВ. В СУ также предусмотрен блок фазовой автоподстройки частоты PLL, который отслеживает изменение частоты и фазы питающего напряжения и формирует опорный сигнал wt для блока преобразования координат abc/dq0. В блоке abc/dq0 происходит преобразование токов, измеренных на входе АВ, из трехфазной системы координат abc во вращающуюся систему dq0. Затем вычисленные активная id и реактивная iq составляющие токов АВ сравниваются с заданными значениями id.ref и iq.ref . Ток задания по активной составляющей idref формируется во внешнем контуре регулирования напряжения, где сравниваются фактическое UDC.act и заданное UDC.ref значения напряжений в звене постоянного тока. Ошибка регулирования напряжения устраняется

пропорционально-интегральным регулятором РН. Ток задания по реактивной составляющей iq.ref напрямую определяет потребление реактивной мощности ПЧ из питающей сети. В нормальном режиме работы значение iq.ref устанавливается равным 0.

Сигналы ошибок регулирования токов обрабатываются пропорционально-интегральными регуляторами PTd и PTq, на выходе которых формируются задания на dq составляющие входного напряжения АВ (Ud

и ид). К выходным сигналам регуляторов PTd и РТд прибавляются дополнительные сигналы компенсирующих связей, после чего результирующие параметры ии и'д поступают на вход блока, где происходят вычисления коэффициента модуляции т и фазового угла в . На основании этих параметров в блоке формирования заданных трехфазных напряжений АВ рассчитываются опорные синусоиды иаЬСгГ^, которые поступают на вход блока широтно-импульсной модуляции РШЫ, где по известным алгоритмам формируются импульсы для управления ключами АВ [6-9].

Система относительных единиц в СУ подобрана таким образом, чтобы обеспечивалось соотношение

m = лU + U2 U < 1,

yd q / л.вх '

/ i i w U -1, (!)

d q/TiRv ' ^^

где Ud, Uq - напряжения задания по активной d и реактивной q составляющей; ил.вх - линейное напряжение на входе АВ.

Системы дифференциальных уравнений в неподвижной abc и во вращающейся dq0 координат имеют следующий вид:

'иsa = ia ■R + pL ■ ia + UaAB ; U = ib ■ R + PL ■ ib + UbAB ; (2)

Usc = ic ■ R + PL ■ ic + UcAB , где Usa, Usb, Usc - мгновенные значения фазных напряжений питающей сети; UaAB, UbAB, UcAB - мгновенные значения фазных напряжений на входе АВ; ia, ib, ic -мгновенные значения токов потребляемых АВ; R, L -активное сопротивление и индуктивность реактора.

Параметры реактора на входе АВ были определены исходя из условий, что напряжение короткого замыкания Uk= 13%, показатель добротности реактора с=100, а ток нагрузки одного АВ равен 621 А:

L =

13 • U,

ф

100 •I

{2* • f

нагр.АВ

13 4824 = 12 • 10- Гн;

100•621•2•%•50

л== 2^50 •12-10 = 0,004 Ом.

а 100

\Uds = UdAB + id'R + PL^d +Ю-L^q ; \Uqs = UqAB + R^q + PL • *q L^d ,

(3)

V -ичАВ + к-гч + рь-1ч '

где и^, и-напряжение питающей сети; и^в, идАВ -напряжения на входе АВ; - значения токов по оси d и д.

Результаты исследования влияния провалов

напряжения на переходные процессы в ПЧ с активным выпрямителем

На основании разработанной имитационной модели были проведены исследования режимов работы АВ при возникновении несимметричного провала напряжения в питающей сети, также была выполнена оценка эффективности компенсации несимметричного провала напряжения за счет СТК 330 МВАр.

34,5 кВ

Т2 4100 кВА 17,25/3,16 кВ

К тиристорному возбудителю

6600 кВт 3,15 кВ

Рис. 2. Упрощенная силовая схема главного электропривода СГП 1750

Сеть 34,5 кВ Трансформатор Т1 Реактор Активныи Звено

выпрямитель 1 постоянного тока Нагрузка

Рис. 3. Упрощенная схема замещения преобразователя частоты с активным выпрямителем

Внешний контур Внутренний контур регулирования dq системы управления составляющих токов

UD Ig (t)

ш

Ic (t)

Uo®

Ub(L

UcM_

DrrMwt / 'q PLL 1 dqo

'qref 0

'dref

PTd

I

jife-

PTq БО

U„,

Uq ^

Блок вычисляющий коэффициент модуляции

Uj + U Блок ^ = —- формирования

и

0 = tg 1 U

U„

0

заданных напряжений

Ug

obcref_

-PWM

Pulses

Рис. 4. Функциональная схема системы управления активным выпрямителем

d

I

d

I

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

d

При исследовании оценивались токи на входе АВ, а также напряжение в звене постоянного тока. Анализ проводился для следующих режимов работы: 1) нормальный режим работы АВ, при котором напряжение в звене постоянного тока поддерживается на заданном уровне (рис. 5, а, б); 2) работа АВ при однофазном провале напряжения глубиной 30%, длительностью 200 мс (рис. 5, в, г); 3) работа АВ при компенсации провала напряжения с помощью СТК 330 МВАр (рис. 5, д, е). Для реализации последнего режима имитационная модель АВ была дополнена моделью СТК 330 МВАр с системой управления тиристорно-реакторной группы, которая разработана ранее и описана в статьях [3, 4].

В нормальном режиме работы преобразователя частоты с активным выпрямителем напряжение в звене постоянного тока поддерживается на заданном уровне 4840 В (см. рис. 5, б). Амплитудное значение тока, потребляемого активным выпрямителем (см. рис. 5, а), составляет 880 А. Возникновение однофазного провала напряжения на уровне 30% приводит к снижению напряжения Пос до критического значения (см. рис. 5, г). При возникновении аварийного режима работы наблюдается несимметрия токов на входе АВ, а также при восстановлении напряжения возникает бросок тока, действующее значение которого превышает уставку срабатывания токовой защиты АВ (см. рис. 5, в).

Заметное улучшение переходных процессов наблюдается при компенсации провала напряжения с помощью резервов реактивной мощности СТК 330 МВАр. Напряжение в звене постоянного тока практически поддерживается на заданном уровне с незначительными колебаниями (см. рис. 5, е). Сетевые токи, потребляемые активным выпрямителем, на протяжении всей длительности провала напряжения остаются на прежнем уровне, сохраняя симметрию по фазам. При восстановлении сети к нормальному режиму наблюдается незначительное увеличение тока, действующее значение которого не превышает уставку срабатывания защиты АВ (см. рис. 5, д).

Заключение и обсуждение

1. Провалы напряжения оказывают существенное влияние на работу преобразователей частоты с активными выпрямителями. Провалы напряжения по одной фазе глубиной 30% и длительностью 200 мс могут привести к отключению ПЧ из-за снижения напряжения в звене постоянного тока, а также из-за увеличения токов, потребляемых из сети.

2. Одним из способов повышения надежности работы преобразователей частоты с активным выпрямителем является демпфирование провалов напряжения за счет использования резервов реактивной мощности СТК, установленного в системе внутризаводского электроснабжения. Реализация данного способа возможна путем объединения секций шин, питающих электросталеплавильный комплекс и главные электроприводы стана горячей прокатки, и изменения алгоритмов управления статическим тиристорным компенсатором.

3. На имитационной модели преобразователя частоты с активным выпрямителем были исследованы процессы влияния провалов напряжения на работу главных электроприводов СГП 1750. Было показано, что в случае параллельной работы СТК и ПЧ колебания напряжения в звене постоянного тока не превышают критических значений. Токи, потребляемые активным выпрямителем, также не превышают значения уставки срабатывания токовой защиты преобразователя частоты.

Список литературы

1. Храмшин Т.Р., Крубцов Д.С., Корнилов Г.П. Математическая модель активного выпрямителя в несимметричных режимах работы // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. 2014. Т. 1. № 2. С. 3-9.

2. Особенности электроснабжения металлургического завода «ММК МеЫиф» / Г.П. Корнилов, А.А. Николаев, А.

B. Ануфриев и др. // Электротехнические системы и комплексы: междунар. сб. науч. трудов. - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. тех. ун-та им. Г.И. Носова, 2012. Вып. 20.

C. 235-239.

3. Использование статического тиристорного

¡ARU, А

i =880 А

iARU A (t)s i'ARU B (t) iARU C (t)

1500 1000 500 0

-500 -1000 -1500

-20000,5 5 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 t, c а

1500 A iARUA (t) 'ARUB (t) 'ARUC (t) | 'max =1400 A

1000 500 0

-500 -1000 -1500

-20000,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 t, c в

1500 A iARUA (t) ■ 'ARUB (t) 'ARUC (t) imax =1100 A

1000 500 0

-500 -1000 -1500 -2000

Возникновение провала напряжения

0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 t, c д

Udchom=4840 В

Udc, В 52005000

4800-

4600 4400 4200

0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 t, c б

Udc, В i i !

5200

5000 4800 4600 4400 4200

Udc max=5080 В

Udchom=4840 В

Время выхода интеграторов из насыщения

-1

^пров=200 мс

При tnpoB =1,9 с 1

—- AUdc = 50 B

=4468 В !

0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 t, c г

Udc, В 5200-

Udc max=4915 В

Udchom=4840 в

Udc min=4668 В

4400 <пров=200 мс

4200-

0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 t, c

Рис. 5. Мгновенные значения токов, потребляемых АВ, и напряжение в звене постоянного тока: а, б - нормальный режим работы; в, г - при провале напряжения в питающей сети; д, е - при компенсации провала напряжения с помощью

резервов реактивной мощности СТК

е

компенсатора сверхмощной дуговой сталеплавильной печи для обеспечения устойчивости электроэнергетической системы и повышения надежности внутризаводского электроснабжения / А.А. Николаев, Г.П. Корнилов, В.С. Ивекеев, И.А. Ложкин, В.Е. Котышев, М.М. Тухватуллин // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2014. №1. С.59-69.

4. Способы повышения надежности устойчивости электроприводов непрерывных производств при провалах напряжения / Т.Р. Храмшин, Г.П. Корнилов, Д.С. Крубцов, А.А. Николаев, О.И. Карандаева, П.Ю. Журавлев // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Энергетика». 2014. Вып. 14. №2. С. 80-87.

5. Маклаков А.С. Имитационное моделирование главного электропривода прокатной клети толстолистового стана 5000 // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2014. №3. С. 16-25.

6. Маклаков А.С., Гасияров В.Р., Белый А.В. Энергосберегающий электропривод на базе двухзвенного преобра-

зователя частоты с активным выпрямителем и автономным инвертором напряжения // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. 2014. Т.1. №1. С. 23-30.

7. Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. Екатеринбург: УрО РАН, 2010. 654 с.

8. Маклаков А.С., Радионов А.А. Влияние на сеть трёхфазного мостового двухуровневого активного выпрямителя напряжения при различных видах ШИМ // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2013. №2. С. 40-47.

9. Исследование воздействия активных выпрямителей большой мощности на питающую сеть / Т.Р. Храмшин, Г.П. Корнилов, А.А. Николаев, Р.Р. Храмшин, Д.С. Крубцов // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2013. №1. С. 80-83.

Information in English

Investigation of Voltage Drops' Influence in the Power Supply System of the "MMK Metalurji" Ironworks on the Main Electric Drives of the Hot Strip Mill

Nikolaev A.A., Denisevich A.S., Lozhkin I.A., Tukhvatullin M.M.

The article describes a method of increasing the reliability Metalurji" (Iskenderun, Turkey) due to use of reserves of reactive of the main drives of the hot strip mill "1750" JSC "MMK power of the static var compensator installed at the ironwork's

electrical substation. The mathematical model of a frequency converter with a multilevel active rectifier was elaborated. Researches of transient processes of currents and voltages during voltage drop in 34.5 kV network have been made on the model. Causes of frequency converter tripping were determined and the effectiveness of methods of damping of voltage drops using the static var compensator was proven.

Keywords: voltage drop; frequency converter; active rectifier; hot strip mill main electric drive; static var compensator.

References

1. Khramshin T.R., Krubtsov D.S., Kornilov G.P. Matematicheskaya model' aktivnogo vypryamitelya v nesimmetrichnyh rezhimah raboty [Mathematical model of the active rectifier under unbalanced voltage operating conditions]. Elektrotekhnika: setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal [Russian Internet Journal of Electrical Engineering], 2014, vol.1, no.2, pp.3-9.

2. Kornilov G.P., Nikolaev A.A., Anufriyev A.V. Osobennosti elektrosnabzheniya metallurgicheskogo zavoda «MMK Metalurji» [Features of electric power supply of a metallurgical plant "MMK Metalurji"]. Elektrotekhnicheskieye sistemy I kompleksy [Electrical systems and complexes]. Magnitogorsk, Magnitogorsk State Technical University, 2012, vol.20, pp.235239.

3. Nikolaev A.A., Kornilov G.P., Ivekeev V.S., Lozhkin I.A., Kotyishev V.E., Tukhvatullin M.M. Ispol'zovanie staticheskogo tiristornogo kompensatora sverhmoshchnoy dugovoy staleplavil'noy pechi dlya obespecheniya ustoychivosti elektroenergeticheskoy sistemy i povysheniya nadezhnosti vnutrizavodskogo elektrosnabzheniya [Using the static thyristor compensator of the ultra-high power electric arc furnace for supporting of electrical power system's stability and increasing reliability of factory power supply]. Mashinostroenie: setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal [Russian Internet Journal of Industrial Engineering], 2014, no.1, pp.59-69.

4. Khramshin T.R., Kornilov G.P., Krubtsov D.S., Nikolaev A.A., Karandaeva O.I., Zhuravlev Yu.P. Sposoby povysheniya nadezhnosti ustoychivosti elektroprivodov

nepreryvnyh proizvodstv pri provalah napryazheniya [Methods of increasing the reliability of electric drives of continuous production in a voltage drops]. Vestnik YUzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya «Energetika» [Bulletin of the South Ural State University. Series "Power Engineering"], 2014, vol.14, no.2, pp.80-87.

5. Maklakov A.S. Imitacionnoe modelirovanie glavnogo elektroprivoda prokatnoy kleti tolstolistovogo stana 5000 [Simulation of the main electric drive of the plate mill rolling stand 5000]. Mashinostroenie: setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal [Russian Internet Journal of Industrial Engineering], 2014, no.3, pp.16-25.

6. Maklakov A.S., Gasiyarov V.R., Belyi A.V. Energosberegayushchiy elektroprivod na baze dvuhzvennogo preobrazovatelya chastoty s aktivnym vypryamitelem i avtonomnym invertorom napryazheniya [Energy-saving electric drive based on the two-inverter with an active rectifier and autonomous voltage inverter]. Elektrotekhnika: setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal [Russian Internet Journal of Electrical Engineering], 2014, no.1, pp.23-30.

7. Shreyner R.T. Matematicheskoye modelirovaniye elektroprivodov peremennogo toka s poluprovodnikovymi preobrazovatelyami chastity [Mathematical simulation of AC drives based on semiconductor frequency converters], Yekaterinburg, UrO RAN, 2010, 654 p.

8. Maklakov A.S., Radionov A.A. Vliyanie na set' trekhfaznogo mostovogo dvuhurovnevogo aktivnogo vypryamitelya napryazheniya pri razlichnyh vidah SHIM [Influence of a triphasic dual level bridge rectifier with different types of PWM to power network]. Mashinostroenie: setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal [Russian Internet Journal of Industrial Engineering], 2013, no.2, pp.40-47.

9. Khramshin T.R., Kornilov G.P., Nikolaev A.A., Khramshin R.R., Krubtsov D.S. Issledovanie vozdeystviya aktivnyh vypryamiteley bol'shoy moshchnosti na pitayushchuyu set' [Research of influence of high power active rectifiers on main supply] // Vestnik IGJeU [Journal of ISPU], 2013, no. 1, pp. 8083.

УДК 621.313.33 Мещеряков В.Н., Толчеев В.М.

Разработка способа снижения динамических нагрузок

ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ СТАНА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ

В статье рассмотрен вопрос разработки способа снижения динамических нагрузок элеткропривода прокатной клети стана бесконечной холодной прокатки. Исследование проводилось на примере клети №4 стана бесконечной холодной прокатки «2030» ПХПП ОАО «НЛМК». Затронут вопрос математического описания электромеханической системы прокатной клети как системы с упругостью первого рода. Произведен анализ влияния натяжений на момент нагрузки электропривода стана холодной прокатки. Проведено моделирование системы электропривода прокатной клети. Сделаны выводы о влиянии упругостей на характер упругого момента и динамической нагруженности передач электромеханической системы клети. Рассмотрены методы снижения динамических нагрузок. Разработан оптимальный способ уменьшения упругого момента на систему электропривода прокатной клети. Математическое моделирование проводилось программой МайаЬ 2011, приложением SImulink. Осциллограммы работы прокатного стана сняты программой FADEX.

Ключевые слова: электропривод, холодная прокатка, динамические нагрузки, моделирование.

Введение

Электроприводы станов холодной прокатки -сложные электромеханические системы, испытывающие влияние разного рода возмущений, влияющих на их работу. Вместе с тем предъявляются серьезные тре-

бования к статической и динамической точности заданных параметров. В большинстве случаев компоновка механического оборудования и его состояние оказывает влияние на работу всей системы прокатной клети. Важным является изучение влияния параметров

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.