Методи та засоби керування режимами систем електропостачання потужних дугових сталеплавильних печей

2. Розвинено теорію та удосконалено модель дуги потужної сталеплавильної печі змінного струму із урахуванням випадкової зміни її динамічної вольт-амперної характеристики, що дозволяє підвищити ефективність аналізу динамічних режимів систем електроживлення таких потужних навантажень при стохастичній зміні їх електричних характеристик.

3. Розвинено метод контурно-вузлових координат для електромагнітних кіл систем електропостачання ДСП, розділених через магнітні зв'язки на дві, або три підсистеми, який у порівнянні з методом контурних координат має нижчий порядок системи рівнянь. Це дозволило розробити математичні моделі, які забезпечують пряме формування моделі з використанням елементарних матрично-векторних операцій та автоматизацію процесу формування цифрової моделі без розробки спеціальних алгоритмів формування параметрів нелінійних елементів матриці Якобі.

4. Запропоновано метод та засоби керування режимами вмикання пічних трансформаторних агрегатів ДСП, які за рахунок підмагнічування магнітної системи дозволяють зменшити кидки струмів та підвищити приблизно у 2 рази ресурс силових трансформаторів, батарей конденсаторів та вимикачів. Доведено, що керування вмиканнями пічних трансформаторів дозволяє відстроїти комутаційні координати режимів від аварійних і вибрати оптимальні уставки засобів захисту батарей конденсаторів фільтрів та силових і пічних трансформаторів, що дозволило збільшити ресурс, скоротити витрати на експлуатацію силового електрообладнання систем електропостачання та вимикачів приблизно на 20% - 30%.

5. На основі комплексних науково-технічних досліджень на математичних моделях визначено характер електромагнітних процесів та граничні значення струмів вищих гармонік після вмикання пічних трансформаторних агрегатів із врахуванням глибоких насичень магнітних контурів електромагнітних апаратів систем електропостачання ДСП місткістю 100 тонн. На моделях виявлено також, що причиною масових пошкоджень конденсаторних батарей фільтрів є 6-8 кратні амплітуди струмів у контурах фільтрів вищих гармонік струмів після вмикання пічних трансформаторів ДСП, що обгрунтувало необхідність керування такими режимами.

6. Розвинено теорію і створено модель керованого фільтру вищих гармонік струмів з урахуванням динамічних параметрів магнітної системи та забезпеченням адекватності моделі в сенсі частотних характеристик і сталих часу. Було створено керований фільтр, який дозволяє безпосередньо під навантаженням змінювати частоту поглинання та добротність, за рахунок чого забезпечується підвищення електромагнітної сумісності елементів в системі електропостачання ДСП.

7. Установлено, що для керованих фільтрів величина найбільшого активного опору у контурі додаткової обмотки фільтрового реактора в 120 разів більша, ніж значення активного опору основної обмотки, а індуктивність додаткової обмотки фільтру в 8-10 разів більша, ніж значення індуктивності розсіювання основної обмотки. Визначено також, що при цьому достатньо вибрати чотири ступені додаткової індуктивності та три ступені активного додаткового опору.

8. Аналіз результатів дослідження режимів системи електропостачання сучасних потужних дугових сталеплавильних печей з пристроєм керування комутаціями показав, що оптимальною для додаткової обмотки регулювального автотрансформатора таких систем електропостачання є напруга 10 кВ, а максимальна потужність - 20% - 25% від номінальної потужності пічного трансформатора.

9. Результати виконаних у дисертації теоретичних досліджень та практичні рекомендації знайшли застосування на підприємствах і установах, а окремі положення дисертаційної роботи використовуються у навчальному процесі.

10. Теоретичні положення, рекомендації та висновки дисертації є достатньо обґрунтованими і коректними, оскільки базуються на фундаментальних законах електротехніки та коректних допущеннях під час розробки математичних моделей. Достовірність результатів та адекватність моделей підтверджена шляхом порівняння з експлуатаційними результатами на експериментальних та промислових системах електропостачання дугових сталеплавильних печей.

ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Гудим В.І. Технічні засоби зниження гармонік в електропостачальних системах//Техн. електродинаміка. - 1996.- №3.- С. 67-72.

2. Гудим В.І., Довбня В.І. Експериментальне дослідження параметрів і характеристик фільтрового реактора з додатковою обмоткою//Вісник держуніверситету ”Львівська політехніка”. Електроенергетичні та електромеханічні системи. - 1998. -№347. - С.11-17.

3. Гудим В.І Математична модель системи керування режимами ДСП прямим регулюванням струмів дуг.//Вісник держуніверситету ”Львівська політехніка”. Електроенергетичні та електромеханічні системи. - 1997. - №334. - С.22-27.

4. Гудим В.І.Математична модель розрахунку початкових значень змішаних координат режимів електропостачальних системах//Вісник держуніверситету ”Львівська політехніка”. Електроенергетичні та електромеханічні системи. - 1997. -№334. - С.16-21.

5. Гудым В.И., Дудурич И.М., Перхач В.С Математическое моделирование электрических цепей в контурно-узловых координатах//Изв. вузов и ЭО СНГ. Энергетика.- 1998. - №1. - С.35-39

6. Гудым В.И.Математическая модель систем электроснабжения в контурно-узловых координатах//Изв вузов и ЭО СНГ. Энергетика.- 1997.- №7-8. - С.38-44.

7. Гудим В.І. Математична модель електропостачальних систем електродугових агрегатів у вузлових координатах//Техн. електродинаміка.- 1999.-№5. - С. 66-70.

8. Перхач В.С., Гудим В.І., Скрипник О.І., Горячко В.І., Ромашко С.М. Математична модель динамічного електромагнітного кола у контурно-вузлових координатах//Техн. електродинаміка. - 1997. - №5. - С.58-61.

9. Гудим В.І. Режими вмикання фільтрів струмів//Вестник Приазовского Государственного технического университета. - 1999.- № 8. - С.197-203.

10. Лозинський О.Ю., Гудим В.І., Костинюк Л.Д. Аналіз моделей дуги і дослідження адекватності процесів у модельованій та реальній ДСП// Вісник державного університету “Львівська політехніка”. Електроенергетичні та електромеханічні системи. - 2000. - №400. - С. 87-92.

11. Гудим В.І. Симулювання режимів ЕПС ДСП-100 з керованим фільтром струмів вищих гармонік//Міжвідомчий науково-технічний збірник Одеського Державного політехнічного університету. Електромашинобудування та електрообладнання. - 2000. - № 55. - С. 63-68.

12. Гудим В.І. Аналіз засобів керування режимами вмикання пічних трансформаторів//Наукові праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України. - 2000. - С. 150-158.

13. Гудим В.І., Турянський І.М.Деякі міркування з проблем енергоощадності// Энергетика и электрификация. Научно-производственный журнал. - 1995. - №5. - С. 29-31.

14. Гудим В.І., Шелепетень Т.М., Скрипник О.І. Керування якістю електроенергії системи електропостачання дугових електропечей//Вісник Львівського політехнічного інституту. Електромеханічні і електроенергетичні системи. - 1992. - №263. - С. 9-12.

15. Перхач В.С., Гудим В.І. Особливості моделювання системи керування режимами статичного тиристорного компенсатора системи електропостачання дугових сталеплавильних печей//Техн. электродинамика.- 1991. - №6. - С. 69-73.

16. Гудим В.І., Шелепетень Т.М. Проблема електромагнітної сумісності електропостачальних систем з нелінійним навантаженням//Технічні вісті (Українське інженерне товариство у Львові), 1999 1(8),2(9). - С. 17-21.

17. Перхач В.С., Гудым В.И. Математическое моделирование электромагнитных процессов систем электроснабжения дуговых сталеплавильных печей со статическими тиристорными компенсаторами// Изв. Вузов СССР. Энергетика. - 1991. - №1. - С. 22-27.

18. Гудим В.І., Забрамна Т.С Процеси вмикання фільтрів вищих гармонік//Вісник Львівського політехічного інституту. Електроенергетичні та електромеханічні системи. - 1991, - №253. - С. 25-27.

19. Гудим В.І. Вибір параметрів фільтрокомпенсувальних пристроїв статичних компенсаторів//Вісник Держуніверситету “Львівська політехніка”. Електроенергетичні та електромеханічні системи. - 1994. - №279. - С. 33-37.

20. Гудым В.И., Галкина Н.С. Особенности работы системы электроснабжения дуговой сталеплаильной печи с фильтрокомпенсирующими цепями// Вестник Львовского политехнического института. Электроэнергетические и электромеханические системы. - 1990. - №224. - С. 30-35.

21. Перхач В.С.,Гудим В.І., Ромашко С.М. Особливості роботи пристрою керування комутаціями трансформаторного агрегату дугової сталеплавильної печі//Вісник держуніверситету ”Львівська політехніка”. Електроенергетичні та електромеханічні системи. - 1994. - №279. - С. 90-95.

22. Перхач В.С., Гудым В.И Переходные процессы включения трансформаторов дуговых сталеплавильных печей//Техн. электродинамика. - 1989. -№1.-С. 27-31

23. Гудим В.І., Скрипник О.І., Тацій А.Р. Моделювання керованого фільтра струмів вищих гармонік для електропостачальних систем дугових сталеплавильних печей//Техн. електродинаміка. - 2001. - №2. - С. 59-62.

24. I. Dudurytch, V. Gudym. Mesh-Nodal Network analysis.// IEEE Transactions on Power System, Vol.14, No 4, Nowember. - 1999. - Р. 1375-1381.

25. Гудим В.І., Березюк Б.М., Цукорник Г.В., Рибак Я.М. Контроль рівня несиметрії трифазних напруг електропостачальних систем// Міжвідомчий науково-технічний збірник, держуніверситету “Львівська політехніка”. Вимірювальна техніка та метрологія. - 1996. - №52. - С. 22-26.

26. Гудим В.І., Березюк Б.М., Рибак Я.М., Цукорник Г.В. Засоби для контролю якості електричної енергії// Вісник держуніверситету ”Львівська політехніка”. Електроенергетичні та електромеханічні системи. - 1995. - №288. - С. 22-26.

27. Гудим В.І.Режими вмикання пічних трансформаторів з під'єднаними до шин пічної підстанції фільтрокомпенсаторами //Технічні вісті. Українське інженерне товариство у Львові. - 2000/1(10), 2(20). - С. 52-56.

28. Система питания дуговой сталеплавильной печи: АС № 1504726 СССР,МКИ H02 J3/18 /Гудым В.И., Лозинский О.Ю., Перхач В.С., Срыпник А.И., Шелепетень Т.М., Яковчук П.Е. (СССР).- 4349922/24-07; Заявл.28.12.87; Опубл. 30.)8.89; Бюл. №32. - 4с.

29. Пат. № 15692 Україна, МКЛ5 H02J3/18. - Система електропостачання/ Гудим В.І., Шелепетень Т.М.; Заявл. 01.07.91; Опубл. 30.06.97. в Бюл. № 3. - 4 с.

30. Пат. №12765 Україна, МКЛ5 H05B7/144, H02J13/00.- Система електропостачання дугової сталеплавильної печі/ Гудим В.І., Перхач В.С., Сивокобиленко В.Ф., Скрипник О.І., Харченко В.А., Шелепетень Т.М. - Заявл. 12.10.87. Опубл. 28.02.97. в Бюл. №1. -3 с.

31. Деклараційний патент №30144А Україна, МКП H05 B7/144. Електропостачальна система електродугових агрегатів/Гудим В.І. (Україна); Заявл. 30.12.97; Опубл. 29.12.1999; Бюл. № 8. - 7 с..

32. Гудим В.І., Скрипник О.І., Тацій А.Р. Моделювання режимів електропостачальної системи дугової сталетопної печі з керованим фільтрокомпенсатором //Збірник праць 4-ї Міжнародної наукової конференції PQ-2000 “Ефективність та якість електропостачання промислових підприємств”. - Маріуполь. - 2000. - С. 303-307.

33. Гудим В.І., Дудурич І.М. Контурно-вузловий метод аналізу електромагнетних кіл ЕЕС та ЕПС.//1-st International Modelling Shool. Alushta (Krym),- 1996.- P. 32.

34. Перхач В.С., Гудим В.І., Ромашко С.М. Математичне моделювання комутаційних електромагнітних процесів електропостачальних систем дугових сталетопних печей.//В матеріалах II Symposjum “Metody matematyczne w electroenergetyce”. - Zakopane. sekсja 1.: Modelowanie w elektroenergetyce. - 1993. - Р. 101-104.

35. Гудым В.И., Перхач В.С., Ромашко С.М. Моделирование динамических характеристик мощных дуг переменного тока.//Проблемы нелинейной электротехники (Материалы конференции). - Киев. - 1992, ч. 1. - С. 151-153.

36. V. Hudym, A. Tatsiy. The higher harmonic currents filters characteristics modeling for ECS of ASP// International Conference on Modeling & Simulation, MS'2001-Lviv. - Р. 47-48.

Размещено на Allbest.ru