Wpływ procesów inicjacji i gaszenia łuków w piecach łukowych AC na stany asymetrii układu zasilania

• Autorzy: Gała Marek , Sawicki Antoni , Jagieła Kazimierz , Rak Janusz

Identyfikatory

DOI

10.32016/1.67.22

Warianty tytułu

EN

Impact of arc initiation and extinguishing processes in AC arc furnaces on asymmetry states of the power supply system

• Konferencja: Jakość dostawy energii elektrycznej - wspólna odpowiedzialność wytwórców, dystrybutorów, konsumentów i prosumentów (28-29.11.2019; Częstochowa, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano wybrane czynniki wpływające na zmiany długości łuków występujące w piecach łukowych AC. Szczególną uwagę zwrócono na wydłużenia kolumny plazmowej towarzyszące procesom zainicjowania i gaszenia łuku. Do symulacji pracy pieca wykorzystano matematyczny model Pentegowa łuku elektrycznego z zadaną statyczną charakterystyką napięciowo-prądową, zależną od długości kolumny. Opracowano model układu zasilania pieca z sieci elektroenergetycznej wysokiego napięcia. Przedstawiono wyniki badań uzyskane w stanach asymetrii sieci trójfazowej wywołanych zwarciem i rozciąganiem łuku w jednej fazie, a także rozciąganiem łuków w dwóch fazach. Zaprezentowano wyznaczone wartości wskaźników asymetrii oraz wartości skuteczne prądów i napięć w wybranych węzłach systemu. Stwierdzono silny wpływ stanów zwarcia i rozciągania łuków, występujących w jednej oraz w dwóch fazach, na wartości skuteczne napięć i prądów w pozostałych fazach oraz na asymetrię napięć po stronie pierwotnej transformatora piecowego, a także po stronie wtórnej transformatora sieciowego.

EN

The article describes selected factors affecting changes in arc length occurring in AC arc furnaces. Particular attention was paid to the extension of the plasma column accompanying the processes of initiating and extinguishing the arc. For the simulation of the furnace work, mathematical Pentegov model of the arc was used with a given static voltage-current characteristic depending on the length of the column. A model of the AC arc furnace power supply system from the high voltage power network was developed. The research results obtained in the three-phase network asymmetry caused by short circuit and arc stretching in one phase, as well as arc stretching in two phases are presented. The determined values of asymmetry indices and RMS values of currents and voltages in selected system nodes were presented. A strong influence of short-circuit and arc stretching states, occurring in one and two phases, on the effective values of voltages and currents in the remaining phases and on voltage asymmetry on the primary side of the furnace transformer and on the secondary side of the network transformer was found.

Słowa kluczowe

PL

łuk elektryczny; model Pentegowa; piec łukowy; asymetria sieci

EN

electric arc; Pentegov model; arc furnace; network asymmetry

• Wydawca: Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Rocznik: 2019
• Tom: Nr 67
• Strony: 105--109
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Gała Marek

• Wydział Elektryczny Politechniki Częstochowskiej
• Stowarzyszenie Elektryków Polskich, Oddział Częstochowa

autor

Sawicki Antoni

• Stowarzyszenie Elektryków Polskich, Oddział Częstochowa

autor

Jagieła Kazimierz

• Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej, Katedra Informatyki i Automatyki
• Stowarzyszenie Elektryków Polskich, Oddział Częstochowa

autor

Rak Janusz

• Stowarzyszenie Elektryków Polskich, Oddział Częstochowa

Bibliografia

• 1. Jagieła K., Rak J., Gała M.: Asymetria napięciowoprądowa w torze zasilania pieca łukowego AC, Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, No. 2/2019 (1122), s. 123-129.
• 2. Gała M., Sawicki A., Jagieła K.: Zagadnienia modelowania łuków elektrycznych pieców stalowniczych, Śląskie Wiadomości Elektryczne 2018, No. 6, s. 4-9.
• 3. Gała M., Sawicki A., Jagieła K.: Modeling of asymmetrical operating states of AC-EAF furnaces in the power system XXIX Sympozjum Środowiskowe PTZE Zastosowania Elektromagnetyzmu we Współczesnej Inżynierii i Medycynie. Janów Podlaski 2019, 9-12 czerwiec 2019. (IEEE Xplore Digital Library, DOI: 10.23919/PTZE.2019.8781701)
• 4. Kruczinin A.M., Sawicki A.: Piece i urządzenia łukowe. Seria Monografie nr 74, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2000.
• 5. King-Jet Tseng, Yaoming Wang D.: Mahinda Vilathgamuwa: An Experimentally Verified Hybrid Cassie-Mayr Electric Arc Model for Power Electronics Simulations. IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 12, no. 3, pp. 429-436, 1997.
• 6. Пентегов И.В.: Математическая модель столба динамической электрической дуги. Автоматическая сварка, (279), No 6, 1976, с. 8-12. (in Russian, Pentegov I.V: Mathematical model of the column of electric dynamic arc. Avtomatich. Svarka, no. 6, 1976, pp. 8-12).
• 7. Sawicki A.: Modelowanie wpływu zaburzeń zewnętrznych charakterystyk statycznych o nieokreślonym i określonym napięciu zapłonu na charakterystyki dynamiczne łuku w obwodzie ze źródłem prądu. Cz. 1. Podstawowe zależności analityczne. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa 2019, nr 2, s. 46-51. (Modelling the Effect of External Disturbances in Static Characteristics of Unspecified and Determined Ignition Voltages on Dynamic Characteristics of Arc in a Circuit with the Current Source. Part. 1. Primary Analytical Correlations (DOI:10.17729/ebis.2019.2/6)
• 8. Grishkevich A.A., Hudym V.I., Kruczinin A.M., Sawicki A.: Zagadnienia energetyczne wybranych urządzeń elektrycznych systemów stalowniczych, Pod red. A. Sawickiego. Seria Monografie Nr 195, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2010.
• 9. Sawicki A., Haltof M.: Spectral and integral methods of determining parameters in selected electric arc models with a forced sinusoid current circuit. Archives of Electrical Engineering 2016, VOL. 65, no. 1, pp. 87-103. (DOI: 10.1515/aee-2016-0007)
• 10. Bikeev R.A., Cherednichenko V.S., Korovin V.E., Rakina M.D., Serikov V.A.: Effectiveness of the functioning of arcades in arc discharges. Advances in Engineering Research, volume 133, 2017, pp. 108-112.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).