Wpływ zjawisk w obwodzie wielko prądowym na pracę układu zasilania pieca Lukowego AC

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

Warianty tytułu

EN

Impact of phenomena in a highcurrent circuit for operation of the AC arc furnace supply system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano zjawiska zachodzące w obwodzie wielkoprądowym elektrycznego pieca łukowego AC. Odwzorowano wpływ zmian długości kolumny łukowej na parametry modelu matematycznego Pentegowa łuku elektrycznego wykorzystującego statyczną charakterystykę napięciowo-prądową. W wyniku symulacji otrzymano dynamiczne charakterystyki napięciowo-prądowe łuków elektrycznych. Na podstawie analizy danych pomiarowych przedstawiono wpływ asymetrii i zaburzeń łuku na jakość energii elektrycznej w układzie zasilania AC-EAF.

EN

The article describes the phenomena occurring in the high-current circuit of an AC electric arc furnace. The effect of changes in the arc column length on the parameters of the Pentegov mathematical model of the electric arc based on static voltage-current characteristics is mapped. As a result of the simulation, dynamic voltage-current characteristics of electric arcs were obtained. Based on the analysis of measurement data, the effect of asymmetry and arc disturbances on the quality of electricity in the AC-EAF power system is presented.

Słowa kluczowe

PL

piec łukowy AC; model łuku; asymetria; jakość energii elektrycznej

EN

AC arc furnace; arc model; asymmetry; power quality

• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 96, nr 3
• Strony: 67--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys.

Twórcy

autor

Gała, Marek

• Politechnika Częstochowska,
• SEP Oddział Częstochowski

autor

Rak, Janusz

• SEP Oddział Częstochowski,

autor

Jagieła, Kazimierz

• SEP Oddział Częstochowski,
• ATH Bielsko-Biała

autor

Sawicki, Antoni

• SEP Oddział Częstochowski,

Bibliografia

• [1] 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.
• [2] 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, pp. 367-373. doi: 10.1109/TPWRD.2003.820189.
• [3] Gała M., Rak J., Jagieła K., Praca pieca łukowego AC w systemie elektroenergetycznym, Przegląd Elektrotechniczny, R. 95, Nr 12/2019, s. 246-251. doi: 10.15199/48.2019.12.56.
• [4] 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. doi: 10.1109/EPMCCS.2018.8596452.
• [5] 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, vol. 80, 2010, pp. 572-581. doi: 10.1016/j.epsr.2009.10.015.
• [6] 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 October 2007, Barcelona, Spain, pp. 1-6, doi: 10.1109/EPQU.2007.4424209.
• [7] 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, doi: 10.1109/ICHQP.2010.5625439.
• [8] 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, pp. 4391-4401, doi: 10.1016/j.camwa.2011.10.009.
• [9] Rak J., Gała M., Jagieła K., Kępiński M., Wpływ parametrów instalacji zasilania pieca łukowego na wskaźniki elektroenergetyczne procesu wytopu stali, Przegląd Elektrotechniczny, R. 93, Nr 1/2017, s. 5-8. doi: 10.15199/48.2017.01.02.
• [10] Nikolaev A.A., Tulupov P.G., Method of setting optimum asymmetric mode of operation of electric arc furnace, 11th France- Japan & 9th Europe-Asia Congress on Mechatronics (MECA TRONICS)/17th International Conference on Research and Education in Mechatronics (REM), 15-17 June 2016, Compiegne, France, pp. 33-37. doi: 10.1109/MECATRONICS.2016.7547111.
• [11] Gała M., Sawicki A., Jagieła K., Modeling of asymmetrical operating states of AC-EAF furnaces in the power system, Zastosowania Elektromagnetyzmu we Współczesnej Inżynierii i Medycynie (PTZE), Janów Podlaski, 9-12 czerwiec 2019. IEEE Xplore, doi: 10.23919/PTZE.2019.8781701.
• [12] Jagieła K., Gała M., Rak J., Kępiński M., Eksperymentalny pomiar parametrów i charakterystyk hydraulicznego napędu elektrod pieca łukowego, Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Pol. Gdańskiej, nr 54, 2017, s. 83-87.
• [13] Wang Y., Mao Z., Tian H., Li Y., Yuan P., Modeling of electrode system for three-phase electric arc furnace, Journal of Central South University of Technology, vol. 17, issue 3, June 2010, pp. 560-565, doi: 10.1007/s11771-010-0523-3.
• [14] Rak J., Jagieła K., Kępiński M., Selection of electric parameters of medium voltage supply AC arc furnace, International Conference "Technical and Economic Aspect of Modern Technology Transfer in Context of Integration with European Union", Kosice 2004, vol. I, 87-94.
• [15] Jagieła K., Rak J., Gała M., Asymetria napięciowo-prądowa w torze zasilania pieca łukowego AC, Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, No. 2/2019 (122), s. 123-129.
• [16] Ryff P.F., Calculation of arc-circuit asymmetry in electric-arc furnaces, IEE Proceedings B - Electric Power Applications, vol. 130, No.3, 1983, pp. 213-217. doi:10.1049/ip-b.1983.0032.
• [17] Shurygin Y.A., Symmetry of Arc Furnace Operation, Steel in Translation, 2017, Vol. 47, Issue 11, pp. 732-736. doi: 10.3103/ S0967091217110110.
• [18] Gała M., Sawicki A., Jagieła K., Rak J., Wpływ procesów inicjacji i gaszenia łuków w piecach łukowych AC na stany asymetrii układu zasilania, Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej, Nr 67, 2019, s. 105-109. doi: 10.32016/1.67.22.
• [19] Kruczinin A.M., Sawicki A., Piece i urządzenia łukowe. Seria Monografie nr 74, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2000.
• [20] Haruni A.M.O., Negnevitsky M., M. E. Haque M.E., Muttaqi K.M., Implementation of Artificial Intelligence Technique to Model Arc Furnace Responses, Australasian Universities Power Engineering Conference, 14-17 Dec. 2008, Sydney, Australia, pp. 1-6.
• [21] Gała M., Sawicki A., Jagieła K., Zagadnienia modelowania łuków elektrycznych pieców stalowniczych, Śląskie Wiadomości Elektryczne, No. 6/2018, s. 4-9.
• [22] Tseng K.J., Wang Y., Vilathgamuwa D.M., An Experimentally Verified Hybrid Cassie-Mayr Electric Arc Model for Power Electronics Simulations, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 12, no. 3, 1997, pp. 429-436. DOI: 10.1109/63.575670.
• [23] Пентегов И.В., Математическая модель столба динами- ческой электрической дуги, Автоматическая сварка, (279), № 6, 1976, с. 8-12. (in Russian).
• [24] Sawicki A., 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, Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach, Vol. 63, No. 2/2019, pp. 59-67. doi: 10.17729/ebis.2019.2/6.
• [25] 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, Vol. 65, no. 1, 2016, pp. 87-103. doi: 10.1515/aee-2016-0007.
• [26] IEC 60676:2011, Industrial electroheating equipment - Test methods for direct arc furnaces, Ed. 3.0, ICS 25.180.10, 2011.
• [27] Clayton. R.P., Inductance: Loop and Partial. Wiley-IEEE Press, 2009, pp. 34-42.
• [28] Pănoiu M., Pănoiu C., Şora I., Modeling of Three Phase Electric Arc Furnaces. Acta Electrotehnica, vol.48, Nr 2, 2007, pp.124-132.
• [29] Kldiashvili V., Natriashvili T., Mebonia S., Shermaznashvili A., Analysis of the Parameters of the Ore Restoration Furnaces for Equal Power on the Shelf-Baking and Graphitized Electrodes. Journal of Energy and Power Engineering 10 (2016) p.786-791, doi:10.17265/1934-8975/2016.12.010.
• [30] Aliferov A.I., Bikeev R.A., Vlasov D.S., Goreva L.P., Domarov P.V.: Software Complex Calculate Inductances of Secondary Current Contacts of Electrotechnological Installations. Proceedings of the XVII Congress, 21-25 May 2012, St. Petersburg. Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", p. 321-326.
• [31] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 4 maja 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego (Dz. U. z 2007 r., nr 93, poz. 623 z późn. zm.)

Uwagi

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

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2020.03.17