Poprawa efektywności energetycznej w wyniku modernizacji układu napędowego walcarki

• Autorzy: Rak J. , Jagieła K. , Kępiński M. , Gala M.

Warianty tytułu

EN

Improvement of energy efficiency as a result of modernization of the rolling mill's drive system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia metodę określenia strat mocy w układach napędowych z układami przekształtnikowymi. Obliczenia wykonano na przykładzie walcarki napędzanej pierwotnie przez silnik prądu stałego zasilany z przekształtnika tyrystorowego, a po modernizacji przez silnik asynchroniczny sterowany przemiennikiem częstotliwości. W obu układach po stronie sieci zasilającej zastosowano pasywny filtr L-C. W analizie strat mocy uwzględniono niesinusoidalny przepływ prądu w elementach instalacji elektrycznej obejmującej transformator oraz kable średniego napięcia. Na podstawie pomiarów komputerowych obliczono wartości mocy oraz zawartości wyższych harmonicznych prądów w systemie zasilania układów napędowych walcarki. Wykonane obliczenia umożliwiły oszacowanie strat mocy i energii elektrycznej w układzie walcarki.

EN

The article presents a method for calculating power losses in drive systems with converter systems. Calculation was made on the example of a rolling mill originally driven by a DC motor supplied from a thyristor converter, and after modernization with asynchronous motor controlled by a frequency converter. Passive L-C filter was used on the supply side in both systems. The power loss analysis includes the nonsinusoidal currents in the electrical installation including the transformer and medium voltage cables. Power values and harmonic currents were calculated in the power system of the mill drive systems on the basis of computer measurements. The calculations made it possible to estimate electrical power losses in the rolling mill system.

Słowa kluczowe

PL

układ napędowy; straty mocy; efektywność energetyczna; wyższe harmoniczne

EN

drive system; power losses; energy efficiency; harmonics

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 3 (119)
• Strony: 123--130
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Rak J.

• Wydział Budowy Maszyn i Informatyki, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała

autor

Jagieła K.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, Al. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa

autor

Kępiński M.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, Al. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa

autor

Gala M.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, Al. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1]. Bernatt J., Bałkowiec M., Gawron S., Glinka T., Polak A.: Silniki energooszczędne dowzbudzane magnesami trwałymi. Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe - Nr 2/2017 (114), s. 205-210.
• [2]. Degeneff R. C., Halleran T. M., McKernan T. M., Palmer J. A.: Pipe - type cable ampacities in the presence of harmonics. IEEE Transactions on Power Delivery, 8 (1993), No.4, pp. 1689-1695.
• [3]. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2012/27/UE z 25 października 2012 roku w sprawie efektywności energetycznej, zmiany dyrektyw 2009/125/WE i 2010/30/UE oraz uchylenia dyrektyw 2004/8/WE i 2006/32/WE (Dz.U. UE L 315 z 14.11.2012 r.).
• [4]. Fryc E., Kochel Z., Krakowiak J., Ziarno R.: Możliwości poprawy efektywności wykorzystania energii elektrycznej czynnej i biernej. Elektroenergetyka, Nr 1-2 (11-12)/2012, s. 78-95.
• [5]. Gała M.: Jakość energii elektrycznej a poprawa efektywności energetycznej.Energia dla przemysłu, Nr 1/2013, s. 30-35.
• [6]. Ghorbani M. J., Mokhtari H.: Impact of Harmonics on Power Quality and Losses in Power Distribution Systems. International Journal of Electrical and Computer Engineering, Nr 1/2015, pp. 166-174.
• [7]. IEC 60287-1-1, Electric cables – Calculation of current rating – Part 1: Current rating equations (100% load factor) and calculation of losses– Section 1: General, 2006.
• [8]. IEEE Std C57.110-2008 IEEE Recommended Practice for Establishing Liquid-Filled and Dry-Type Power and Distribution Transformer Capability When Supplying Nonsinusoidal Load Currents.
• [9]. Jagieła K., Rak J., Kępiński M., Gała M.: Wpływ rodzaju silników na parametry elektroenergetyczne napędu walcarki prętów miedzianych. Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, Nr 71/2005, s. 65-70.
• [10]. Jakubiec M.: Energooszczędność i kompatybilność w napędach elektrycznych.Wyd. BOBRME „Komel”, Katowice 2005.
• [11]. Kot A., Nowak W., Szpyra W., Tarko R.: Analysis of impact of nonlinear loads on losses in Power network elements. Przegląd Elektrotechniczny, Rok 88 Nr 8/2012, s. 327-330.
• [12]. Obwieszczenie Ministra Energii z dnia 23 listopada 2016 r. w sprawie szczegółowego wykazu przedsięwzięć służących poprawie efektywności energetycznej (MP z 2016 r., poz. 1184).
• [13]. Polityka energetyczna Polski do 2030 roku. Załącznik do obwieszczenia Ministra Gospodarki z dnia 21 grudnia 2009 r. (MP z 2010, nr 2, poz. 11).
• [14]. Rak J., Gała M., Jagieła K., Kępiński M.: Analiza obciążenia i strat w transformatorach przekształtnikowych układów napędowych. Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe Nr 89/2011, s. 139-147.
• [15]. Rak J., Gała M., Jagieła K., Kępiński M.: Straty mocy w transformatorach stacji przemysłowych zasilających odbiorniki nieliniowe. Przegląd Elektrotechniczny, R.88 NR 4a/2012, p. 60-63.
• [16]. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 4 maja 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego (Dz.U.z 2007, Nr 93 poz. 623 z późn. zm.).
• [17]. Ustawa z dnia 20 maja 2016 r. o efektywnościenergetycznej (Dz.U. 2016 poz. 831).
• [18]. Tele-Fonika Kable S. A., Kable i przewody elektroenegetyczne, Katalog 2017, s. 281-282.
• [19]. Yazdani-Asrami M., Mirzaie M., Shayegani Akmal A.: Calculation of Transformer Losses under Non-Sinusoidal Currents Using: Two Analytic Methods and Finite Element Analysis. World Applied Sciences Journal, Vol. 9 No 8, 2010, 889-897.
• [20]. Youhannaei M., Mokhtari H., Honarmand M.E., Sharifi A., Talebi J.: Penalty calculation of nonlinear loads in electric power distribution network. 23rd International Conference on Electricity Distribution, CIRED 2015, paper 0392.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).