Введение к работе
' \
is/; }
'.,.1'у,; t
Актуальность тем^. Современной развитие народного хозяйства связано с возрастанием прюлвнения але кг ро термических процессов, обеспечивающих повышение качества материалов и изделий, появление нових прогрессивных технологий, рост производительности груда, улучшение экологической обстановки. Для современных электротермических установок характерно увеличение единичной мощности, которое способствует увеличению производительности и снижении себестоимости производства, коэффициента полезного действия.
Однако возрастание мощности и усложнение самих электротермических установок, режимов их работы и регулирования приводит к тому, что как потребитель электроэнергии они представляют собой нелинейную нагрузку, оказывающую значительное влияние на систему электроснабжения. Значимость влияния электротермических установок на питающую сеть становится понятной, если учесть, что они потребляют около трети всей производимой электроэнергии.
Это делает весьма актуальным решение задач рациональной организации электроснабжения мощных электротехнологических установок, повышения качества электроэнергии.
В настоящей работе на примере мощных электрических печей сопротивления непрерывного действия о тиристорними регуляторами температуры рассматриваются возможные пути улучшения их электроснабжения за счет уменьшения влияния нелинейности нагрузки, которые обеспечиваются выбором рациональных способов управления. Реализация этих более тонких способов управления многоканальной нелинейной нагрузкой может быть обеспечена на современном этапа с помощью микропроцессорных средств.
Целью работы является разработка цифровых систем управления электроснабжением мощных электрических много-зонных печей сопротивления с тиристорними регуляторами температуры, обеспечивающих повышение качества электро-
анергии за счет снижения уровня высших гармонических составляющих.
Для достижения указанной цели в работе были поставле-нн и решены следующие задачи:
I.Анализ схем электроснабжения мощных многозокных электрических печей сопротивления с тиристорними регуляторами и их идентификация как объекта электроснабжения.
2. Разработка математической и физической моделей систем электроснабжения многоканальной нелинейной нагрузкой и определение энергетических характеристик и уровней высших . гармонических составляющих, генерируемых тиристорними регуляторами температуры многозокных электрических печей сопротивления.
3.Разработка способов синхронизированного управления многоканальной нагрузкой с фазоимпульсным и широтно-ишуль-скым регулированием мощности и определение показателей качества электроэнергии при детерминированном и случайном характерах изменения нагрузки.
4.Оптимизация рекимов работы системы электроснабжения многозокных электрических печей сопротивления при синхронизированном управлении.
5. Экспериментальные исследования систем электроснабжения ыногозонными электрическими печами сопротивления при различных способах управления мощностью с целью проверки функционирования разработанных систем управления.
6.Разработка цифровых систем управления электроснабжением многозонных электрических печей сопротивления,алгоритмов управления и аппаратурной реализации.
Метода исследования» В работе использовались методы теории электрических цепей, дифференциального анализа, методы теории автоматического регулирования, численные методы решения уравнений на ЭВМ, методы физического моделирования, методы планирования экспериментов и регрессионного анализа.
Даучная новизна работы состоит в следующем:
Разработана.упрощенная математическая модель системы
электроснабжения многоканальной нелинейной нагрузкой, позволяющая с помощьв зал определять состав и уровни высших гармонических составляющих токов и напряжений, а также суммарные мощность и интегральные энергетические показатели.
2. Разработана физическая модель системы электроснабжения многозонной электрической пата сопротивления с тиристорними регуляторами мощности, позволяющая исследовать влияние внутреннего сопротивления системы на показатели качества электроэнергии.
З.Проведено исследование на моделях состава и уровней высших гармонических составляющих, генерируемых тиристорними регуляторами при фазоишульсном управлении и получены зависимости, позволяющие определить уровни и состав высших гармоник на шинах питающей подстанции и прогнозировать их изменение по времени.
4.Получекы аналитические зависимости основных энергетических показателей и показателей качества для многоканальной активной нагрузки, управляемой широтно-импульсными регуляторами мощности.
5.Получены аналитические зависимости основных энергетических показателей и показателей качества влектроэнергии для синхронизированного управления многоканальной нагрузкой при фазоимпульсном и широтно-импульсном регулировании мощности.
6. Разработаны способы синхронизированного управления многозонными электрическими печами сопротивления, оптимизирующие по критерию минимума дисперсии мощности режим электропотраблекия печи.
7.Получены зависимое ти, связывающие технологические и энергетические показатели электрических печей сопротивления с временными параметрами алгоритма синхронизированного управления, в частности периода дискретности.
Практическая уенноргь работы состоит в том, что предложены новые способы и алгоритмы синхронизированного управления многозокными электрическими печами сопротивления, разработаны экспериментально проверены и внедрены
ка промышленных печах новые системы цифрового управления, снижающие уровень высших гармоник и установленную мощность питающих подстанций.
Реализации результатов работы. Разработаны методики расчета анаргеигчаских показателей уровня и состава высших гармонических сосгавляицих токов и напряжений ка отдельных зонах многозонной печи и питающей подстанции при фазоим* пульсном, широтнс—импульсном и синхронизированном управлении, использованные на ЦКК для модернизации питающей подстанции. Разработанная цифровая система синхронизированного управления многозонной электрической печью сопротивления с тиристорними регуляторами мощности внедрена на печи обжига керамической плитки ЦКК. На ЦКК переданы рекомендации по внедрению разработанной на базе ИИСЭ микропроцессорной системы комплексного управления технологическим режимом и энергопотреблением многозонных электрических печей сопротивления для обжига керамических изделий. Ожидаемый экономически* эффект от внедрения результатов работы составляет около 30 тыс.руб. в год на одну установку.
Апробация рабо ты. Основные положения и результаты дио» сартационной работы докладывались и обсуздались на Республиканских и Всесоюзных научно-технических конференциях: Алма-Ата (1978+ 1988гг.), Павлодар (1989г.). Свердловск, Шюсс (1984,1987гг.),Киев,Черкигов (1985 г.), Рига (1987,1988гг.), Таллин (1981г.), а также на ряде научно-технических семинарах и заседаниях кафедры АЭГУС МЭИ (Москва 1991г.).
ПублдкарШг По теме диссертационной работы опубликовано 12 печатных работ. Получено положительное решзниа о выдаче авторского свидетельства по заявке на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы х приложений. Она содержит 193 страниц основного машинописного текста, 36 рисунков и 12 таблиц на 4 6 страницах, список литературы из 7 7 наименований
