Аналіз та модернізація системи електропостачання СПЦ 1-ПС-150 ПАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг»

Abstract

Робота присвячена аналізу існуючої системи електропостачання сортопрокатного цеху № 1, зокрема дротового стану ДС-150, та обґрунтуванню технічного рішення з модернізації електропривода головної прокатної кліті. Актуальність роботи зумовлена високою енергоємністю прокатного виробництва, складними режимами роботи електроприймачів, необхідністю підвищення надійності електропостачання, зниження пускових струмів, зменшення експлуатаційних витрат і підвищення керованості електроприводів. Об’єкт дослідження – система електропостачання дротового стану ДС-150 сортопрокатного цеху СПЦ № 1 ПАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг». Мета роботи – аналіз системи електропостачання дротового стану ДС-150 СПЦ-1 ПАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг» та обґрунтування технічного рішення щодо модернізації електропривода головної прокатної кліті шляхом впровадження частотно-регульованого асинхронного електропривода для підвищення надійності, керованості та енергоефективності роботи обладнання. У першому розділі розглянуто загальну характеристику СПЦ-1, призначення та технологічну структуру дротового стану ДС-150, основні електроприймачі та режими їх роботи. Проаналізовано існуючу схему електропостачання на напрузі 10,5 кВ, двосекційну структуру шин, роботу силових трансформаторів і можливість резервування живлення в аварійному режимі. У розрахунково-модульній частині як основний розрахунковий модуль обрано електропривод головної прокатної кліті потужністю 700 кВт, напругою 600 В і номінальною частотою обертання 1750 об/хв. Виконано розрахунок електричних навантажень, визначено робочий струм електропривода, який становить близько 793 А, а також розраховано струм трифазного короткого замикання на стороні 0,6 кВ, що становить приблизно 26 кА. Обґрунтовано доцільність переходу від електропривода постійного струму з колекторно-щітковим вузлом до частотно-регульованого електропривода змінного струму на базі асинхронного електродвигуна та перетворювача частоти. Для модернізованої системи запропоновано застосування перетворювача частоти потужністю 800-850 кВт, автоматичного вимикача з номінальним струмом 1000 А та відключаючою здатністю 42 кА, кабельної лінії з сумарним перерізом 480 мм² на фазу, енкодера для контролю швидкості та датчика температури для контролю теплового стану електродвигуна. Виконано імітаційне моделювання перехідних процесів електропривода головної кліті в середовищі Matlab. Отримані графіки зміни швидкості, струму та електромагнітного моменту підтверджують можливість плавного пуску, контрольованого розгону та стабільного регулювання параметрів електропривода. Техніко-економічна оцінка показала, що запропонована модернізація дозволяє підвищити надійність роботи обладнання, зменшити витрати на технічне обслуговування, скоротити аварійні простої та покращити енергоефективність системи електропривода.