vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2018-45-2-42-51vdgtu-539Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕTECHNICAL SCIENCE. POWER, METALLURGICAL AND CHEMICAL MECHANICAL ENGINEERINGПРОДОЛЬНАЯ КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В КОРОТКОЙ СЕТИ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЕЧИSERIES COMPENSATION OF REACTIVE POWER IN A LOW-VOLTAGE CIRCUIT OF THE ELECTRIC ARC FURNACEБадалянН. П.BadalyanN. P.

600000, г. Владимир, ул. Горького 87

Бадалян Норайр Петикович – доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Электротехника и электроэнергетика».

87 Gorkog Str., Vladimir 600000

Norayr P.Badalyan – Dr. Sci. (Technical), Assoc. Prof., Department of Electrical engineering and Electric power industry

norayrbadalyan@mail.ruКолесникГ. П.KolesnikG. P.

600000, г. Владимир, ул. Горького 87

Колесник Григорий Платонович – кандидат технических наук, доцент, профессор кафедры «Электротехника электроэнергетика».

87 Gorkog Str., Vladimir 600000

Grigory P.Kolesnik – Cand. Sci. (Technical), Prof., Department of Electrical еngineering and Electric power industry.

norayrbadalyan@mail.ruСоловьёваС. Г.SolovyovaS. G.

600000, г. Владимир, ул. Горького 87

Соловьева София Георгиевна – магистрант кафедры «Электротехника электроэнергетика».

87 Gorkog Str., Vladimir 600000

Sofia G.Solovyova - Undergraduate Student, Department of Electrical engineering and Electric power industry

norayrbadalyan@mail.ruЧащинЕ. А.ChaschinYe. A.

601910, г. Ковров, Владимирская обл., ул. Маяковского, 19

Чащин Евгений Анатольевич – кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Электротехника».

19 Mayakovskogo Str., Kovrov 601910, Vladimir region

Yevgeny A.Chaschin - Cand. Sci. (Technical), Assoc. Prof., Department of Electrical engineering

kanircha@list.ruВладимирский государственный технический университет имени А.Г. и Н.Г. СтолетовыхРоссияAlexander and Nikolay Stoletovs Vladimir State UniversityRussian FederationКовровская государственная технологическая академия имени В.А. ДегтяреваРоссияV.A. Degtyarev Kovrov State Technological AcademyRussian Federation2018141220184524251Copyright © Бадалян Н.П., Колесник Г.П., Соловьёва С.Г., Чащин Е.А., 20182018Бадалян Н.П., Колесник Г.П., Соловьёва С.Г., Чащин Е.А.Badalyan N.P., Kolesnik G.P., Solovyova S.G., Chaschin Y.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/539Цель

Цель. Целью исследования является повышение энергетической эффективности в системе электроснабжения и короткой сети дуговой печи. В соответствии с целью исследования поставлена актуальная задача определения емкости конденсаторов для компенсации реактивной мощности и выбора рационального места их установки.

Метод

Метод. В рамках ранее разработанной концепции изменения параметров трансформатора продольного включения в схеме продольной компенсации рассматриваются вопросы эффективного использования и потребления электрической энергии линейной нагрузкой большой мощности при синусоидальном режиме. Принимаем в работе для повышения эффективности дуговой печи установку статических компенсаторов с прямым методом компенсации с автоматическим управлением, предусматривающую 12 ступеней регулирования. Рассмотрена возможность повышения эффективности электропитания дуговых печей переменного тока компенсацией реактивной мощности в короткой линии.

 Результат

 Результат. Обоснована целесообразность применения схемы продольной компенсации реактивной мощности с включением конденсаторов в обмотку высшего напряжения трансформатора продольного включения.

 Вывод

 Вывод. В работе показано, что для эффективного использования и потребления электрической энергии линейной нагрузкой большой мощности при синусоидальном режиме, целесообразно применять схемы продольной компенсации реактивной мощности с включением конденсаторов в обмотку высшего напряжения трансформатора продольного включения. Это позволяет увеличить коэффициент полезного действия устройств электропитания электродуговых печей, уменьшить потери мощности в системе электроснабжения и короткой сети печи в 1,6 раз и снизить в 1,36 раз полную нагрузку в силовом трансформаторе.

Objectives The aim of the study is to increase the energy efficiency of an arc furnace’s power supply system and low-voltage circuit. According to the aim of the research, the relevant tasks of determining the capacitor capacity for reactive power compensation and selecting a rational location for its installation are posed.

Methods Within the framework of the previously developed concept of changing the parameters of the switching transformer in the series compensation circuit, issues of efficient use and consumption of electrical energy by a high power linear load under sinusoidal mode are considered. The installation of static compensators using a direct compensation method with automatic control including 12 stages of regulation is proposed as a means of increasing the efficiency of the arc furnace. Challenges involved in increasing the efficiency of electric power supply to alternating current arc furnaces using compensating reactive power in a low-voltage circuit are considered.

Results The viability of using the series compensation circuit of reactive power with the switching of capacitors in the winding of the higher voltage of the series switching transformer is demonstrated.

Conclusion It is shown that for efficient use and consumption of electric energy by highpower linear load under sinusoidal conditions, it is advisable to apply the series compensation of reactive power with the switching of capacitors in the winding of the higher voltage of the series switching transformer. This makes it possible to increase the efficiency coefficient of electric arc furnace power supply devices by reducing the power losses in the power supply system and in the furnace lowvoltage circuit by 1.6 times, as well as reducing the total load in the power transformer by 1.36 times.

энергоэффективностьпеременный токреактивная мощностьпродольная компенсациякомпенсирующая емкостьвольтодобавкакоэффициент мощностиэлектродуговая печькороткая сетьтрансформаторenergy efficiencyalternating currentreactive powerseries compensationcompensating capacityaccessory voltagepower coefficientelectric arc furnacelow-voltage circuittransformerReferencesМортимер Д. Х. Индукционная плавка: технологии будущего существуют сегодня // Электрометаллургия. 2000, № 10. С. 23–35.Mortimer D. Kh. Induktsionnayaplavka: tekhnologiibudushchegosushchestvuyutsegodnya. Elektrometallurgiya. 2000;10:23–35. [Mortimer D. Kh. Induction melting: the technologies of the future exist today. Electrical Metallurgy. 2000;10:23–35. (in Russ.)]Афонаскин А.В. Результаты первого этапа освоения дугового плавильного агрегата постоянного тока нового поколения на ОАО "Курганмашзавод" // Литейное производство. 2000, № 11. С. 20–23.Afonaskin A.V. Rezul'taty pervogo etapa osvoeniya dugovogo plavil'nogo agregata postoyannogo toka novogo pokoleniya na OAO “Kurganmashzavod”. Liteinoe proizvodstvo. 2000;11:20–23. [Afonaskin A.V. The results of the first stage of development of the direct current arc melting unit of a new generation at JSC “Kurganmashzavod”. Foundry. Technology and equipment. 2000;11:20–23. (in Russ.)]Малиновский В. С., Дубинская Ф. Е. Технико-экономические и экологические аспекты альтернативных технологий плавки металла в дуговых печах // Электрометаллургия. 1999, № 3. С. 8–16.Malinovskii V. S., Dubinskaya F. E. Tekhniko-ekonomicheskie i ekologicheskie aspekty al'ternativnykh tekhnologii plavki metalla v dugovykh pechakh. Elektrometallurgiya. 1999;3:8–16. [Malinovskii V. S., Dubinskaya F. E. Technical and economic and environmental aspects of alternative technologies for melting metal in arc furnaces. Electrical Metallurgy. 1999;3:8–16. (in Russ.)]Бадалян Н.П., Чащин Е.А. Построение математической модели допустимого установившегося режима электроэнергетической системы // Вестник ИГЭУ. 2012, №3. С. 43–47.Badalyan N.P., Chashchin E.A. Postroenie matematicheskoi modeli dopustimogo ustanovivshegosya rezhima elektroenergeticheskoi sistemy. Vestnik IGEU. 2012;3:43–47. [Badalyan N.P., Chashchin E.A. Construction of a mathematical model of the permissible steady-state regime of the electric power system. Vestnik IGEU. 2012;3:43–47. (in Russ.)]Бадалян Н.П., Колесник Г.П., Соловьева С.Г. Изменение параметров трансформатора продольного включения в схеме продольной компенсации // Вестник НПУА. 2017, № 2. С. 33–42.Badalyan N.P., Kolesnik G.P., Solov'eva S.G. Izmenenie parametrov transformatora prodol'nogo vklyucheniya v skheme prodol'noi kompensatsii. Vestnik NPUA. 2017;2:33–42. [Badalyan N.P., Kolesnik G.P., Solov'eva S.G. Changing the parameters of the series switched transformer in the series compensation circuit. Vestnik NPUA. 2017;2:33–42. (in Russ.)]Кудрин Б.И., Минеев А.Р. Электрооборудование промышленности. М.: Издательский центр «Академия», 2008. 432 с.Kudrin B.I., Mineev A.R. Elektrooborudovanie promyshlennosti. M.: Izdatel'skii tsentr “Akademiya”; 2008. 432 s. [Kudrin B.I., Mineev A.R. Electrical equipment of industry. M.: publishing centre “Akademiya”; 2008. 432 p. (in Russ.)]Афонин А.М. Энергосберегающие технологии в промышленности. М.: ФОРРУМ: ИНФРА, 2013. 272 с.Afonin A.M. Energosberegayushchie tekhnologii v promyshlennosti. M.: FORRUM: INFRA; 2013. 272 s. [Afonin A.M. Energy-saving technologies in industry. M.: FORRUM: INFRA; 2013. 272 p. (in Russ.)]Бурман А.П., Розанов Ю.К., Шакарян Ю.Г. Управление потоками электроэнергии и повышение эффективности электроэнергетических систем. М.: Издательский дом МЭИ, 2012. 336 с.Burman A.P., Rozanov Yu.K., Shakaryan Yu.G. Upravlenie potokami elektroenergii i povyshenie effektivnosti elektroenergeticheskikh sistem. M.: Izdatel'skii dom MEI; 2012. 336 s. [Burman A.P., Rozanov Yu.K., Shakaryan Yu.G. Managing electricity flows and increasing the efficiency of electric power systems. M.: Publishing House MEI; 2012. 336 p. (in Russ.)]Данцис Я. Б., Кацевич Л. С, Жилов Г. М. Короткие сети и электрические параметры дуговых электропечей. М.: Металлургия, 1987. 320 с.Dantsis Ya.B., Katsevich L.S, Zhilov G.M. Korotkie seti i elektricheskie parametry dugovykh elektropechei. M.: Metallurgiya; 1987. 320 s. [Dantsis Ya.B., Katsevich L.S, Zhilov G.M. Low-voltage circuits and electrical parameters of electric arc furnaces. M.: Metallurgiya; 1987. 320 p. (in Russ.)]Герасименко А. А., Федин В.Т. Передача и распределение электрической энергии. М.: КНОРУС, 2012. 648 с.Gerasimenko A. A., Fedin V.T. Peredacha i raspredelenie elektricheskoi energii. M.: KNORUS; 2012. 648 s. [Gerasimenko A. A., Fedin V.T. Transmission and distribution of electrical energy. M.: KNORUS; 2012. 648 p. (in Russ.)]Серебряков А.С. Трансформаторы. М.: Издательский дом МЭИ, 2013. 360 с.Serebryakov A.S. Transformatory. M.: Izdatel'skii dom MEI; 2013. 360 s. [Serebryakov A.S. Transformers. M.: Publishing House MEI; 2013. 360 p. (in Russ.)]Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию. М.: Высшая школа, 1991. 169 с.D'yakov V.I. Tipovye raschety po elektrooborudovaniyu. M.: Vysshaya shkola; 1991. 169 s. [D'yakov V.I. Typical calculations for electrical equipment. M.: Vysshaya shkola; 1991. 169 p. (in Russ.)]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.