ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................... 5
ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ
МОЩНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НА БАЗЕ ПЧ-АВ ВО ВНУТРИЗАВОДСКИХ
СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ...................................................................... 14
1.1. Существующие схемы питания и силовые схемы мощных электроприводов с
АВ .................................................................................................................................... 16
1.2. Анализ существующих конфигураций систем внутризаводского
электроснабжения различных металлургических предприятий .............................. 23
1.3. Анализ существующих способов улучшения качества напряжения
внутризаводских распределительных сетей 6-35 кВ с мощными электроприводами
на базе ПЧ-АВ ................................................................................................................ 26
1.3.1. Применение адаптивных алгоритмов ШИМ для улучшения ЭМС ПЧ-АВ с
внутризаводской распределительной сетью............................................................... 27
1.3.2. Использование специальных схем электроснабжения с использованием
«грязной» секции для независимого питания силовых преобразователей и
применение L-C-L фильтров на входе ПЧ-АВ ........................................................... 33
1.3.3. Применение традиционных фильтрокомпенсирующих устройств для
улучшения ЭМС ПЧ-АВ с внутризаводской распределительной сетью ................ 38
1.4. Выводы по главе ..................................................................................................... 50
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СИСТЕМЕ ВНУТРИЗАВОДСКОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 10 КВ АО «МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ЗАВОД
БАЛАКОВО» С МОЩНЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ НА БАЗЕ ПЧ-АВ ......... 53
2.1. Анализ структуры системы электроснабжения электроприемников 10 кВ АО
«Металлургический завод Балаково» ......................................................................... 53
3
2.2. Исследование силовой схемы и алгоритмов функционирования ШИМ
активных выпрямителей преобразователей TMEIC TMdrive-70 ............................. 59
2.3. Обработка результатов экспериментальных исследований показателей
качества электроэнергии в сети 10 кВ внутризаводского электроснабжения завода
......................................................................................................................................... 63
2.4. Экспериментальное определение частотной характеристики сети 10 кВ ...... 82
2.5 Выводы по главе ...................................................................................................... 86
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ АО «МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ЗАВОД БАЛАКОВО» И
ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ КЛЕТЕЙ СОРТОВОГО СТАНА НА БАЗЕ ПЧ-АВ ........ 88
3.1. Анализ конфигурации электроснабжения электроприемников 10 кВ
металлургического завода АО «Металлургический завод Балаково»..................... 88
3.2 Разработка имитационной модели системы внутризаводского
электроснабжения АО «Металлургический завод Балаково» с ПЧ-АВ .................. 89
3.3. Разработка имитационной модели ПЧ-АВ TMEIC с ШИМ Fixed Pulse Pattern
Control в составе электропривода скоростных проволочных блоков ...................... 99
3.4. Проверка адекватности комплексной имитационной модели системы
внутризаводского электроснабжения АО «Металлургический завод Балаково» с
ПЧ-АВ ........................................................................................................................... 112
3.5. Выводы по главе ................................................................................................... 116
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА НОВОГО СПОСОБА ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ ПЧ-АВ С ПИТАЮЩЕЙ СЕТЬЮ
ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ПАССИВНОГО
ФИЛЬТРА .................................................................................................................... 118
4.1. Разработка и применение СПФ для коррекции частотной характеристики
распределительной сети 10 кВ металлургического завода АО «Металлургический
завод Балаково» ........................................................................................................... 118
4
4.2. Разработка методики расчета параметров СПФ ............................................... 124
4.2.1. Определение места установки СПФ во внутризаводской СЭС ................... 124
4.2.2. Определение номинальной мощности, эквивалентной емкости
конденсаторов и индуктивности воздушного реактора СПФ ................................ 129
4.2.3. Анализ суммарного коэффициента гармонических искажений тока
конденсаторных батарей в СПФ ................................................................................ 134
4.2.4. Анализ величины броска тока и перенапряжения при включении СПФ ... 137
4.3. Уточненный анализ эффективности применения СПФ с использованием
комплексной имитационной модели СЭС АО «Металлургический завод
Балаково» ..................................................................................................................... 141
4.4. Выводы по главе ................................................................................................... 152
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ПРИМЕНЕНИЯ СПФ В СЭС АО «МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ЗАВОД
БАЛАКОВО» ............................................................................................................... 154
5.1. Технические данные реализованного СПФ на металлургическом заводе АО
«Металлургический завод Балаково» ....................................................................... 154
5.2. Экспериментальные исследования эффективности разработанного СПФ на
металлургическом заводе АО «Металлургический завод Балаково» .................... 161
5.3 Выводы по главе .................................................................................................... 172
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 174
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................................... 176
ПРИЛОЖЕНИЕ А ....................................................................................................... 193
ПРИЛОЖЕНИЕ Б ........................................................................................................ 200
ПРИЛОЖЕНИЕ В ....................................................................................................... 202
