УДК 621.365.22
DOI: 10.18503/1995-2732-2020-18-3-58-68
Аннотация
Актуальность работы. В современной промышленности при вводе дуговых сталеплавильных печей в эксплуатацию для решения практических задач широко применяются математические модели электрического контура печи. При этом адекватность модели во многом зависит от корректности определения фактических параметров самого контура. При этом методики определения данных параметров в отечественной литературе описаны не достаточно подробно, а также имеют ряд недостатков. Цель работы – разработка усовершенствованного способа определения параметров электрического контура дуговой сталеплавильной печи на основании экспериментальных данных, полученных непосредственно на промышленной площадке. Используемые методы: для выполнения конечного расчёта параметров электрического контура проводится серия опытов двухфазных и трёхфазного коротких замыканий с полным погружением электродов в расплав с последующей фиксацией результатов эксперимента с использованием регистратора электрических сигналов РЭС-3. Новизна: в отечественной и зарубежной литературе при описании способов проведения опытов КЗ не используется контроль взаимного расположения фаз, что снижает точность определения параметров электрического контура. В предлагаемом методе данная особенность учитывается. Полученные результаты. На основании результатов опытов коротких замыканий получены параметры электрического контура и величины взаимной индуктивности дуговой сталеплавильной печи шахтного типа ШП-125. Практическая значимость. Полученные результаты имеют высокую практическую значимость, поскольку в дальнейшем могут применяться при проведении исследований по выявлению энергетических резервов и оптимизации электрических режимов ДСП.
Ключевые слова
Дуговая сталеплавильная печь, установка ковш-печь, электрическая дуга, электрический контур, электрический режим, энергоэффективность, опыт короткого замыкания.
Для цитирования
Николаев А.А., Тулупов П.Г., Денисевич А.С. Усовершенствованный способ определения параметров электрического контура электродуговой сталеплавильной печи на основе экспериментальных данных// Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2020. Т.18. №3. С. 58–68. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2020-18-3-58-68
1. A.A. Nikolaev, P.G. Tulupov Method of setting optimum asymmetric mode of operation of electric arc furnace// in Proc. 11th France-Japan & 9th Europe-Asia Congress on Mechatronics, 2016, pp. 033-037. DOI:10.1109/MECATRO-NICS.2016.7547111.
2. Экспериментальное исследование гармонического состава токов дуг для дуговых сталеплавильных печей различной мощности / Николаев А.А., Руссо Ж.-Ж., Сцымански В., Тулупов П.Г. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2016. Т.14, №3. DOI:10.18503/1995-2732-2016-14-3-106-120
3. Николаев А.А., Тулупов П.Г., Омельченко Е.Я. Экспериментальные исследования гармонического состава токов и напряжений дуг мощной дуговой сталеплавильной печи шахтного типа // Электротехнические системы и комплексы. 2018. №4 (41). С. 63–72
4. B. Bowman, K. Krüger, Arc Furnace Physics, Verlag Stahleisen GmbH, Düsseldorf, 2009.
5. Cassie A.M. Nouvelle théorie des arcs de rupture et rigidité du circuit (New theory of breaker arcs and circuit rigidity). CIGRE Report No. 102, 1939.
6. Игнатов И.И., Хаинсон А.В. Математическое моделирование электрических режимов дуговых сталеплавильных печей // Электричество. 1985. № 8. С. 69–72.
7. Köhle S., Lichtbogenreaktanzen von Drehstrom-Lichtbogenöfen (Arc reactances of AC arc furnace) // Elektrowärme International 51, B4, 1993, pp. 175–185.
8. Krüger K. Modellbildung und Regelung der elektrischen Energieumsetzung von Lichtbogenöfen (Modeling and control of the electrical energy conversion in arc furnaces). Dr.-Ing. Dissertation, Fachbereich Maschinenbau, Universität der Bundeswehr Hamburg, Fortschritt-Berichte VDI. Reihe 6, Nr. 382, VDI-Verlag, Düsseldorf, 1998.
9. Timm K. Reaktanzsymmetrierung von Hochstromleitungen für drehstrom Lichtbogenöfen (Reactance symmetrization of the high-current lines for AC arc furnaces) // Elektrowärme International 49, B4, 1991, pp. 201–211.
10. Электрические промышленные печи: дуговые печи и установки специального нагрева: учебник для вузов / Свенчанский А.Д., Жердев И.Т., Кручинин А.М. и др. М.: Энергоиздат, 1981. 296 с.
11. B. Boulet, G. Lalli, and M. Ajersch “Modeling and control of an electric arc furnace”// presented at the American Control Conference, Denver, CO, USA, Jun. 4–6, 2000.
12. M. Panoiu, C. Panoiu and L. Ghiormez “Modeling of the electric arc behaviour of the electric arc furnace”// 5th International Workshop on Soft Computing Applications, Szeged, Hungary, 2012, pp. 261–271.
13. Wang Yan, Mao Zhi-zhong, Tian Hui-xin, Li Yan, Yuan Ping Modeling of electrode system for three-phase electric arc furnace // J.Cent. South Univ. Technol. (2010) 17:560-565, DOI:10.1007/s11771-010-0523-3
14. Bowman B., Computer modeling of arc furnace electrical operation // Metalurgia International 1, 1988, no. 4, pp. 286–291.
15. A. A. Nikolaev; P. G. Tulupov; D. A. Savinov “Mathematical model of electrode positioning hydraulic drive of electric arc steel-making furnace taking into account stochastic disturbances of arcs” // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), pp. 1–6, 2017, DOI: 10.1109/ICIEAM.2017.8076205.