Copiați referință bibliografică formatată prin intermediul clipboard, sau faceți clic pe unul dintre link-uri pentru a importa într-un manager bibliografie.
import
1 doctorand, Universitatea din București de munte, 2 dr, Petersburg Putere Institutul de Inginerie de Dezvoltare Profesională al Ministerului Energiei România
Îmbunătățirea eficienței energetice a sistemelor de alimentare cu energie electrică a consumatorilor industriali DC CONVERTIZOARELOR BAZATĂ PE ACTIVĂ
Având în vedere problemele științifice și tehnice de creștere a eficienței energetice a consumatorilor industriali de sisteme de alimentare cu energie de curent constant de mare. Folosind modelul de calculator a confirmat eficacitatea traductoarele activi în ceea ce privește aplicațiile electro-DC. Se arată că, în timp, respectând parametrii de calitate a puterii în cadrul standardelor actuale ale coeficientului complex de energie electrică la tensiunea redresor activ poate ajunge la 0.98-0.99. Rezultatele experimentului asupra capacității fizice de 0,5 MW facilitate a constatat că factorul de putere reală de 0,97-0,98 pentru întreaga gamă de control curent de sarcină.
Cuvinte cheie: Electrolizoare, DC EAF, convertorul activ, factorul de putere.
Veprikov A.A. 1. Polishchuk V.V. 2
1 Postgdauate Student, St. Universitatea Mining Petersburg, 2 doctor în inginerie, St. Petersburg Institutul de Energetică Continuă Ministerul Educației al Energiei al Federației Ruse
Creșterea eficienței energetice a sistemelor DE ALIMENTARE INDUSTRIALE DE CONSUMATORI DC PE BAZA convertoarelor ACTIVE
Articolul discuta probleme științifice și tehnice de creștere a eficienței energetice a sistemelor de alimentare cu energie electrică pentru consumatorii industriali de mare putere de curent continuu. Utilizarea unui model de calculator crește eficiența convertizoarelor active, în condițiile instalațiilor electro-tehnologice ale curentului. Se arată că, dacă sunt respectate normele parametrilor electrici de calitate a puterii în limitele standardelor actuale, factorul de putere al complexului electric cu redresor activ poate ajunge la 0,98-0,99. Pe baza rezultatelor experimentului, o instalație de 0,5 MW fizică a stabilit că factorul de putere reală este 0.97-0.98 peste întreaga gamă de control al curentului de sarcină.
Cuvinte cheie: electrolizoare, DC EAF, convertor activ, factorul de putere.
Acesta este acum utilizat pe scară largă în industria de curent continuu de electricitate, în timp ce cea mai mare parte (până la 60%) sunt în metalurgia neferoasa. consumator de energie de CC este diferită în funcție de specie, modul de funcționare, consumul specific de energie electrică și a productivității, cele mai eficiente sunt:
- instalații de electroliză care produc metale neferoase din topitură (aluminiu, magneziu) și soluțiile (zinc, cupru, nichel, sodiu, etc.) [1] și [2];
- cuptor cu arc electric de curent continuu (siderurgiei, minereu de topire, vacuum) [3];
- convertoare industriale pentru invertor DC-DC și conduce unitatea de frecvență variabilă (excavatoare, mori, burghie, transport, etc.).
Pentru un debit optim al proceselor din unitățile de mai sus trebuie să se adapteze parametrii rectificată tensiunii de curent și în intervalul 0,2-1,15 din valoarea nominală în intervalul 0,1-0,2% timp de câteva secunde. Folosind redresoare controlate pe baza surselor parametrice inductoare și tiristoare de putere crește consumul de putere reactivă. Cele mai multe unități de timp de conversie a instalațiilor de electroliză funcționează la o tensiune redusă cu un control al unghiului nenul, motiv pentru care raportul lor putere este 0,7-0,91 [4] și [5]. Surse de cuptoare cu arc electric DC au un factor de putere nominal în intervalul 0,85-0,94, dar a scăzut la 0,6 [3], la un curent de reglementare profundă.
În [6], rezultatele investigațiilor în putere de timp diferențiate (modulare curentă) serie de celule electrolitice, efectuate în topitorii români și străini pentru a reduce plata pentru sarcina maximă. Rezultatele seriei la modularea curent de 10% a arătat posibilitatea funcționării sale practic nici o reducere a indicatorilor tehnico-economici, precum și consumul de energie în „vârf“ de ore reduse cu cel puțin 16-17%. Astfel, pentru topitoriile de aluminiu care au probleme cu lipsa de putere, sau de a le aplica rate mai mari în timpul perioadelor de vârf în sistemele de energie, aplicarea modulării curent este ea însăși o soluție îndreptățește și nu afectează în mod negativ operațiunile de fabricație.
redresoare semiconductoare duce la apariția unor armonici mai mari în tensiunea de linie și consumul de curent, ceea ce poate duce la o perturbare a sistemului rețeaua de alimentare EMC putere de companie, automatizare funcționare defectuoasă, releu de protecție, iar în unele cazuri, ele însele convertoare de supapă [7], [8 ]. Acesta este accelerat de îmbătrânire a izolației mașinilor electrice, dispozitive și cabluri, care este asociată cu o reducere a fiabilității electrice. Utilizarea sistemelor de control al tensiunii redresate exacerbează aceste neajunsuri, în același timp posibilitatea de a compensa dispozitive pe baza bateriilor condensatorului în astfel de situații este limitată datorită armonicelor lor posibile de suprasarcină actuale și apariția fenomenelor de rezonanță [4], [8].
În acest sens, este necesar pentru a rezolva o serie de probleme legate de creșterea sistemelor de alimentare cu energie de curent continuu marii consumatori industriali prin introducerea în structura lor de traductoare activi (AP), bazate pe tranzistori IGBT care reduc consumul de rețea de putere maximă, instalată de energie electrică și pentru a asigura menținerea parametrilor de calitate electricitate (SCE) în limitele reglementate.
firma Semikron implementat module IGBT semipunte SKIIP 4-2.1 MW de putere tehnologie la o tensiune de 1,2 kV și un curent de 3,6 kA este permisă, în care o conexiune în paralel a mai multor module (6-8 piese), o creștere suplimentară a numărului elemente paralele nu este recomandată din cauza unei canale considerabile de control de dezechilibru și de comutare capacitățile de timp tastele dissynchronization [9].
Pentru a mări curentul de sarcină se propune să utilizeze o conexiune paralelă a secțiunilor de conversie, fiecare dintre care este alimentat cu energie de la transformator convertor (PT) [10] și [11]. Structura sistemului de alimentare cu redresoare active (AB) este prezentată în Fig. 1.
Fig. 1 - Schema de alimentare în curent continuu a unui sistem puternic de consum cu redresoare active,
Intervalul de control dorit al tensiunii de sarcină comutator rectificat se realizează prin utilizarea unui grup de transformatoare de putere (T). Utilizarea AB cu modulație (PWM) convertor-puls lățime pentru corectarea factorului de putere (χ) va rezolva problema reducerii consumului de energie și de a menține aderarea hranei pentru animale SCE în cadrul standardelor existente, oferind în același timp cerințele necesare consumatorilor de energie industriale DC.
Pentru a testa în mediul Matlab Simulink a fost un model activ tensiuni redresor () cu APD următorii parametri: frecvența tensiunii de alimentare fs = 50 Hz, Ul = 380V, rezistența internă a fazelor de alimentare Rf = 0,08 ohmi; inductanță și rezistența rețelei reactor în fază lr limitarea curentului = 0,08 mH, r = 0,6 mOhm; rezistență și inductanța sarcină Rd = 0,4 ohmi, Ld = 0.12 mH forță contra electromotoare de sarcină Ep = 310 V; capacitanță condensator SF = 32 uF; tensiune de stabilizare Uc = 850 V. La crearea unui model, au fost făcute următoarele ipoteze:
- un sistem de tensiuni de alimentare și traductorul simetrice;
- tensiunile de alimentare au o formă sinusoidală (într-o rețea deviații reale ale amplitudinii, frecvenței și formei tensiunii de alimentare în cadrul standardelor existente SCE datorită modificărilor parametrilor de rețea și prezența consumatorilor externi);
- cheile de putere ideală, rezistența lor internă nu depinde de temperatura;
- raportul frecvenței de comutare la frecvența fundamentală a tensiunii de alimentare satisface NS = fS relații / f (1) >> 10;
- emițător introduce doar distorsiune de înaltă frecvență, adică frecvențele armonice este mult mai mare decât frecvența primei armonici ...
Tensiunea de sarcină a variat în intervalul (0,5-1) Unom. Modelul creat și rezultatele obținute în simulare sunt prezentate în Fig. 2.
Fig. 2 - un - model de redresor activ pentru sarcină industriale de curent continuu, formele de undă ale tensiunilor și curenților utilizați pentru rețea - U = Unomv - U = 0,5Unom
Rezultatul simulare a arătat că sistemul de alimentare cu energie folosind PWM va sincroniza APD curentul de linie de fază și de tensiune, și pentru a crește χ 0.98-.99 menținând în același timp parametrii calității energiei electrice limitele reglementate.
Pentru verificarea experimentală a eficienței utilizării sistemului de alimentare cu energie studii AP au fost efectuate 833D cuptor cu arc în vid, cu o capacitate nominală de 0,5 MW și numărul total de invertoare conectate în paralel cu IGBT a fost de 90 de unități, care corespunde razei de acțiune a curentului rectificat de la 450 A la 13,5 kA, cu o suprafață netedă regulament. Valoarea maximă a DC un bloc a fost de 200 A, la o tensiune de 45 V în modul de funcționare nominal curent este de 150 A. Consumul de curent de fază rețea ajunge la 840 A, la un curent de sarcină de 12-13 kA. Raportul de distorsiune armonică totală a tensiunii de peste intervalul de control nu depășește 5,7%, iar factorul de putere a fost investigat de complex electric 0,97-0,98. În cazul în care curentul nominal al arcului 12 Eficiența kA a complexului electric a fost 0,77.
Studiile experimentale au confirmat posibilitatea funcționării paralele eficiente a modulelor individuale sau secțiuni ale acestora, cu numărul de secțiuni paralele poate fi mărită, fără a se limita la, asigurarea eficientă a consumatorilor de energie industriale curent continuu de mare putere.
Referinte / Referinte