Ocena asymetrii napięć i prądów w instalacji zasilania pieca łukowego AC

• Autorzy: Rak Janusz , Gała Marek , Jagieła Kazimierz

Warianty tytułu

EN

Evaluation of voltage and current asymmetry in the AC arc furnace power supply installation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Elektryczny piec łukowy AC, ze względu na dynamiczny charakter pracy łuku elektrycznego, negatywnie oddziałuje na sieć zasilającą w postaci generowania wyższych harmonicznych, wahań napięcia oraz asymetrii. W artykule przedstawiono analizę asymetrii napięć i prądów w instalacji 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 współczynniki asymetrii napięć i prądów oraz średnie wartości impedancji fazowych na poziomie niskiego i średniego napięcia dla stanów roztapiania i rafinacji.

EN

The electric AC arc furnace, due to the dynamic nature of the electric arc operation, has a negative impact on the supply network in the form of generating higher harmonics, voltage fluctuations and asymmetry. The paper presents the analysis of asymmetry of voltages and currents in the power supply installation 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 voltage and current asymmetry coefficients as well as mean values of phase impedances at the low and medium voltage levels were determined for the melting and refining states.

Słowa kluczowe

PL

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

EN

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

• Wydawca: Wydawnictwo "Druk-Art" SC
• Czasopismo: Napędy i Sterowanie
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 21, nr 10
• Strony: 92--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Rak Janusz

• Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny

autor

Gała Marek

• Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny

autor

Jagieła Kazimierz

• Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Białej, Wydział Budowy Maszyn i Informatyki

Bibliografia

• [1] Alonso M.A.P., Donsión M.P.: An improved time domain arc furnace model for harmonic analysis. IEEE Transaction on Power Delivery, Vol. 19, Issue 1, January 2004.
• [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” 1(80)/2004.
• [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 (EPMCCS), 12–14 Nov. 2018, Kielce, Poland.
• [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” 54/2017.
• [8] Jagieła K., Rak J., Gała M., Kępiński M.: Identification of Electric Power Parameters of AC Arc Furnace Low Voltage System. 14th International Conference on Harmonics and Quality of Power – ICHQP 2010, 26–29 Sept. 2010, Bergamo.
• [9] Khoshkhoo H., Sadeghi S.H.H., Moini R., Talebi H.A.: An efficient power control scheme for electric arc furnaces using online estimation of flexible cable inductance. „Computers and Mathematics with Applications” Vol. 62, Issue 12, December 2011.
• [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” 80/2010.
• [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, Issue 4, October 1994.
• [12] Nikolaev A.A., Tulupov P.G.: Method of Setting Optimum Asymmetric Mode of Operation of Electric Arc Furnace. Proceedings 11th France-Japan & 9th Europe-Asia Congress on Mechatronics (MECATRONICS)/17th International Conference on Research and Education in Mechatronics (REM), 15–17 June 2016, Compiegne, France.
• [13] Rak J.: Influence of AC arc furnace on parameters of industrial medium-voltage network. Proceedings 5th International Conference on Electrical Power Quality and Utilisation, EPQU’99, Cracow, Poland, 1999.
• [14] Rak J., Gała M., Jagieła K., Kępiński M.: Wpływ parametrów instalacji zasilania pieca łukowego na wskaźniki elektroenergetyczne procesu wytopu stali. „Przegląd Elektrotechniczny” 1(93)/2017.
• [15] Ryff P.F.: Calculation of arc-circuit asymmetry in electric-arc furnaces. Electrical and Computer Engineering Publications and Research. Paper 16, 1983. http://digitalcommons.ryerson.ca/ee/16.
• [16] Shurygin Y.A.: Symmetry of Arc Furnace Operation. Steel in Translation, Vol. 47, Issue 11, 2017.
• [17] Wąsowski A.: Wpływ rzeczywistych warunków eksploatacyjnych trójfazowego pieca łukowego na kryterium maksymalnej wydajności oraz sprawność ogólną. „Jakość i Użytkowanie Energii Elektrycznej” Tom VI, Zeszyt 1, 2000.
• [18] 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, 9–11 Oct. 2007, Barcelona, Spain.

Uwagi

PL

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