Фликер и балластные токи при работе электродуговой сталеплавильной печи.
Flicker, reactive power, harmonics and unbalance current caused by electric-arc furnace.
Объект.
Сталеплавильный завод в черте городской застройки областного центра центральной России. Электроснабжение от существующей подстанции 110/6кВ Единой энергетической системы.
Проблема.
При работе электродуговой сталеплавильной печи уровень фликера и высших гармоник напряжения на шинах 6 кВ питающей подстанции превышает нормативы ГОСТ. Электроснабжающая организация не согласовывает проект технического присоединения дополнительных мощностей предприятия до устранения отклонений параметров качества электроэнергии.
Просто спросить...?
Электроснабжение, электрооборудование, технология.
Мощность силового трансформатора 110/6кВ на подстанции 16 МВА. Одна из отходящих линий секции 6кВ подстанции питает электропечной трансформатор (ЭПТ) дуговой сталеплавильной электропечи. Номинальная мощность трансформатора ЭПТ 4000-1850 кВА.
|
|
| Электропечной трансформатор дуговой сталеплавильной печи. | Технические данные электропечного трансформатора. |
Технологический процесс контролируется оператором в автоматизированном режиме управления.
Экран системы управления электродуговой печи.
Особенностями работы электропечного трансформатора являются частные перенапряжения, токовые перегрузки, эксплуатационные межфазные короткие замыкания.
Результаты обследований и измерений.
Выполнены замеры электрических нагрузок печного трансформатора на стороне 6кВ во время наиболее энергоемких режимов плавки металла. Замеры произведены переносным прибором FLUKE 435 II с усреднением данных замеров каждые 0,25 секунды.
|
|
| Участок розлива сталеплавильного завода. | Измерения на вводе питания сталеплавильной печи. |
Выявлено, что электропечной трансформатор работает со значительными перегрузками. Максимальная полная мощность может превышать 10 500 кВА. Таким образом, мощность, потребляемая ЭПТ, сравнима с мощностью силового трансформатора на подстанции.
Графики полной, активной, реактивной мощности и мощности гармоник.
Большой вклад в полный ток, потребляемый печным трансформатором, вносят балластные токи – реактивный ток, ток гармоник, ток дисбаланса. Они же оказывают наибольшее влияние на уровень напряжения на шинах 6кВ и в основном формируют фликер, превышающий нормативы ГОСТ.
Колебания напряжения на вводе печного трансформатора коррелируют во времени с колебаниями тока.
Графики напряжения и тока на входе электропечного трансформатора.
Колебания напряжения создают уровень фликера, существенно превышающий нормы ГОСТ.
Уровень дозы фликера, создаваемого электропечным трансформатором, по данным замеров лаборатории.
Спектр высших гармоник напряжения, возникающих при работе печи.
В спектре высших гармоник присутствуют гармоники канонические, чётные, кратные трем. Высшие гармоники отдельных порядков превышают нормы ГОСТ.
Временной график уровня гармоник.
Изменение уровня гармоник напряжения во времени соответствуют графикам потребляемого тока.
В осциллограммах токов видны искажения и дисбаланс по фазам.
|
|
| Осциллограмма №1 тока, потребляемого печным трансформатором. | Осциллограмма №2 тока, потребляемого печным трансформатором. |
Выводы и предложения.
Токовые нагрузки электропечного трансформатора сопоставимы с номинальным током силового трансформатора на подстанции электроснабжающей организации. Характер нагрузок резко переменный, с высоким содержанием всех видов балластных токов: реактивного, гармонического, дисбаланса. Балластные токи вносят основной вклад в формирование колебаний напряжения – фликера.
Для снижения дозы фликера необходима динамическая компенсация балластных токов.
Предложения Инженерного центра «АРТ».
- Установка статического генератора реактивной мощности – параллельного Статкома, для компенсации реактивной мощности и дисбаланса по фазам.
- Поставка системы динамической компенсации высших гармоник на базе низковольтных активных фильтров с согласующим трансформатором.
Предварительно согласованы решения по размещению и подключению оборудования систем динамической компенсации.
Реализация предложений.
Предложенные технические решения находятся на рассмотрении бюджетного комитета предприятия.
