Asymetria napięciowo - prądowa w torze zasilania pieca łukowego AC

• Autorzy: Jagieła Kazimierz , Rak Janusz , Gała Marek

Warianty tytułu

EN

Voltage-current asymmetry in the AC arc furnace supply line

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Piece łukowe AC są odbiornikami energii elektrycznej dużej mocy o chaotycznym poborze prądów niesinusoidalnych, zwłaszcza w pierwszej fazie topienia stali. Taki charakter pracy powoduje negatywne oddziaływanie na sieć zasilającą w postaci wahań napięcia, asymetrii oraz odkształcenia przebiegu napięcia od sinusoidy. W artykule przedstawiono analizę asymetrii napięć i prądów w torze zasilania pieca łukowego AC. Na podstawie zarejestrowanych komputerowo danych pomiarowych obliczono za pomocą szybkiej transformaty Fouriera podstawowe harmoniczne przebiegów napięć i prądów w poszczególnych punktach toru zasilania. Następnie wyznaczono składowe symetryczne kolejności zgodnej i przeciwnej, współczynniki asymetrii oraz średnie wartości impedancji fazowych na poziomie niskiego i średniego napięcia dla stanu roztapiania i rafinacji.

EN

AC arc furnaces are loads of high-power electric power with chaotic non-sinusoidal currents, especially in the first phase of steel melting. This type of work causes a negative impact on the supply network in the form of voltage fluctuations, asymmetry and distortion of the sinusoidal voltage waveform. The paper presents the analysis of asymmetry of voltages and currents in the power supply path of an AC arc furnace.The basic harmonics of voltage and current waveforms at individual points of the power line were calculated using the Fast Fourier Transform on the basis of computer-recorded measurement data. Next, the symmetrical components of the consistent and opposite order, the asymmetry coefficients and the mean values of phase impedances at the low and medium voltage level were determined for the melting and refining state.

Słowa kluczowe

PL

piec łukowy AC; nieliniowe obciążenie; składowe symetryczne; współczynniki asymetrii

EN

AC arc furnace; nonlinear load; symmetrical components; asymmetry coefficients

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2019
• Tom: Nr 2 (122)
• Strony: 123--129
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jagieła Kazimierz

• Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej Wydział Budowy Maszyn i Informatyki ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała

autor

Rak Janusz

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

autor

Gała Marek

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

Bibliografia

• [1]. Alonso M.A.P., Donsion M.P.: An improved time domain arc furnace model for harmonic analysis. IEEE Transaction on Power Delivery, vol. 19, No.1, January 2004, pp. 367-373.
• [2]. Baggini A. (Editor), Handbook of Power Quality. University of Bergamo-Italy, John Wiley & Sons, Ltd, USA 2008.
• [3]. Czarnecki L.S.: Moce w obwodach elektrycznych z niesinusoidalnymi przebiegami prądów i napięć. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2005.
• [4]. IEC 61000-4-30: Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-30: Testing and measurement techniques - Power quality measurement methods.
• [5]. Jagieła K., Gała M.: Nomograficzna metoda wyznaczania współczynnika asymetrii w trójfazowych sieciach elektroenergetycznych. Przegląd Elektrotechniczny, Rok 80 Nr 1/2004, s. 21-26.
• [6]. Jagieła K., Gała M., Kępiński M., Rak J.: Influence of Harmonic Filters on the Operation of AC Arc Furnace Power Installation (in:) Conference on Electrotechnology: Processes, Models, Control and Computer Science, 12-14 Nov. 2018, Kielce.
• [7]. Jagieła K., Gała M., Rak J., Kępiński M.: Eksperymentalny pomiar parametrów i charakterystyk hydraulicznego napędu elektrod pieca łukowego. Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej, nr 54, 2017, s. 83-87.
• [8]. Jagieła K., Rak J., Gała M., Kępiński M.: Identification of Electric Power Parameters of AC Arc Furnace Low Voltage System. Proceedings 14th International Conference Harmonics and Quality of Power, Bergamo, Italy, 26-29. Sept. 2010.
• [9]. Kuśmierek Z.: Zastosowanie komputerowych technik pomiarowych do badania jakości energii elektrycznej. Jakość i Użytkowanie Energii Elektrycznej, Tom 1-Zeszyt 1, 1995, s. 47-53.
• [10]. Liu Y.J., Chang G.W., Hong R.C.: Curve-fitting-based method for modeling voltage-current characteristic of an ac electric arc furnace. Electric Power Systems Research, No. 80 (2010), 572-581.
• [11]. Montanari G.C., Loggini M., Cavallini A., Pitti L., Zaninelli D.: Arc-model furnace for study of flicker compensation in electrical networks. IEEE Transaction on Power Delivery, Vol. 9, No.4, October 1994, pp. 2026-2036.
• [12]. Rak J.: Influence of AC arc furnace on parameters of industrial medium-voltage network. Proceedings 5th International Conference EPQU’99, Cracow, Poland, 1999, pp. 315-322.
• [13]. Rak J., Gała M., Jagieła K., Kępiński M.: Wpływ parametrów instalacji zasilania pieca łukowego na wskaźniki elektroenergetyczne procesu wytopu stali. Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), ISSN 0033-2097, R.93 NR 1/2017, s. 5-8.
• [14]. Vervenne I., Van Reusel K., Belmans R.: Electric arc furnace modeling from a “power quality” point of view. Proceedings 9th International Conference on Electrical Power Quality and Utilisation, EPQU 2007, Barcelona, Spain, 2007, pp. 1-6.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).