基于电气特性-物理参数耦合的交流电弧炉模型

现有电弧炉模型主要关注电弧内部与外部特性的联系,割裂了电弧内部微观下电气与物理的耦合影响,难以体现电弧的电热物理本质,导致仿真精度有所欠缺。针对上述问题,该文提出一种改进的新型交流电弧炉模型。首先,在电子连续性方程的基础上,构建电弧的电气特性模型;其次,根据弧柱磁压缩力平衡方程和瞬时能量平衡方程分别构建电弧的压强、温度等物理参数模型,推导得到电弧内部的电气特性与物理参数之间的耦合机理,得到两者的耦合模型;然后,基于电弧炉变压器二次侧额定电流和最大电弧温度之间的关系,利用麻雀搜索算法对电弧温度曲线进行辨识,确定物理模型的各个参数;最后,依据50 t、55 t炼钢交流电弧炉的现场实测数据,在Matlab/Simulink平台上搭建模型并验证模型的正确性。仿真结果表明,所提模型更符合交流电弧炉实际运行过程中的物理本质,能更精确地反映其谐波、电压波动特性。

现代交流电弧炉电气运行合理化的研究

研究以非线性工作电抗模型为基础，给出了一套计算电气参量的程序和方法，并将之无量纲化。研究讨论了交流电弧炉的功率特性，利用制定电气运行圆图和工作点总表的方法，给出了确定交流电弧炉电气运行许用范围和合理工作点的途径，并给出了制定合理供电曲线的一般步骤和准则。

炼钢交流电弧炉工作电抗模型

研究了炼钢交流电弧炉在冶炼期间电弧的电气特性，建立了交流电弧炉工作电抗模型，分析了电炉控制参数β、设备线路特征γ、废钢条件及冶炼不同阶段α等对操作电抗的影响．

交流电弧炉炼钢过程谐波状况的实测研究

由于电弧电阻具有非线性特性 ,不管电弧炉的容量和功率水平如何 ,都是电网的非线性负荷。即使电网电压本来是理想的正弦波 ,电极电流却会出现波形畸变 ,即除基波电流外 ,还包含有各高次谐波。特别是在电弧炉炼钢的熔化初期 ,由于产生大量的高次谐波注入电网 ,能引起电网电压的剧烈波动。根据南京钢铁集团有限公司 70 /10 0 t高阻抗电弧炉实测谐波参数 ,结合电弧炉炼钢的工艺特点 ,研究大型交流电弧炉炼钢过程中的谐波问题 ,并讨论了谐波与操作电抗的关系。

交流电弧炉供电系统建模及耦合关系仿真研究

根据能量守恒定律,从电弧的物理机理出发,建立了一个用非线性微分方程描述电弧电导、电弧瞬时电流和弧长之间关系的电弧数学模型,并使用Simulink库中基本模块搭建了电弧仿真模型。以电弧仿真模型为基础,在Simulink仿真环境下,利用电力系统模块库,构建了交流电弧炉供电系统仿真模型。仿真结果表明,该模型计算出的电弧电压、电流与现场实测数据一致,验证了模型的正确性。通过供电系统仿真模型,仿真研究了电弧电流的三相耦合关系。

一种交流电弧炉通用性模型

交流电弧炉作为电力系统一种典型的冲击性、污染性负荷,严重地影响了电力系统的电能质量。其非线性、时变性和随机性的特点给电能质量的综合治理带来了严重的困扰。交流电弧炉工业用途的多样化,使得如何建立通用性模型来表征不同种类交流电弧炉电气特性成为现阶段研究的主要难点。首先从交流电弧炉能量耗散过程入手,分析不同工业用途下的交流电弧炉能量交换过程的共同特点,然后引入混沌现象来表征交流电弧炉负荷的不确定性机理,建立了交流电弧炉实用仿真模型。最后,依据现场实测数据,采用改进的遗传算法对模型中的参数进行了辨识,并对模型的正确性进行验证。研究结果表明,该通用性模型能够有效、精确地反映不同类型交流电弧炉的电气特性。

100t交流竖式电弧炉冶炼电耗技术分析

对影响电弧炉冶炼电耗的主要因素进行了理论分析 ,降低电弧炉冶炼电耗的基本途径是缩短冶炼周期。开发了改性生铁在电弧炉中的应用技术 ;优化了供电曲线 ,使有功功率超过变压器额定功率的 80 % ;在 10 0 t交流竖式电弧炉应用冶炼周期综合控制理论 ,使得电弧炉冶炼周期平均为 4 1 min,生产率超过每吨炉容量每年 1万 t,冶炼电耗平均为 2 2 2 k W· h/

交流电弧炉三相不平衡供电的研究

提出了三相操作电抗随无量纲电流变化的三相交流电弧炉电路模型 ,进而给出了适用于三相电流不对称、电压不对称和阻抗不对称情况的计算模型。基于上述三相交流电弧炉电路模型 ,分析了电流不对称和阻抗不对称对电弧功率的影响 ,并讨论了交流电弧炉三相电参数互相影响的复杂性。依据本模型可灵活实现三相交流电弧炉的平衡和不平衡供电 。

交流电弧炉SVC装置2次滤波支路设计校核新方法

交流电弧炉不仅属于典型的谐波污染源、闪变发生源,而且交流电弧炉冶炼过程在2次附近产生较大的间谐波分量。基于某实际钢铁公司交流电弧炉谐波发生量和SVC装置参数的定量分析及仿真研究,得到交流电弧炉必须设置2次C型滤波器,保证将电弧炉2次左右的谐波和间谐波放大控制在一定范围内的研究结论。在此基础上给出2次滤波支路的设计方法,提出了2次滤波支路安全校核新方法,指导交流电弧炉滤波装置工程设计。

多输入多输出Hammerstein-Wiener交流电弧炉电极系统模型

在交流电弧炉中对于电极系统的描述,目前大都采用针对单相电极的单输入单输出的Hammerstein-Wiener(H-W)模型,这种模型过于简化真实电极系统结构,导致模型的预测精度较低。针对该问题,提出一种基于多输入多输出H-W模型的电极系统建模方法,该模型的结构与实际电极系统结构一致,有利于模型预测精度的提高,另外在多输入多输出的静态非线性块不可逆的条件下,提出可分非线性最小二乘算法对H-W模型参数进行辨识。最后采用实际数据验证,在预测精度上,多输入多输出H-W电极系统模型优于传统的单输入单输出H-W电极系统模型。

基于电子连续性方程的新型交流电弧炉通用模型

交流电弧炉是现代钢铁冶炼的主要设备,但其作为一种典型的非线性时变负荷,给电网电能质量带来了十分严重的影响。交流电弧炉的精确建模对深入理解电弧的时变性和非线性,准确评估其电能质量问题,以及制定针对性的治理方案具有重要的意义。现有模型对电弧的内部特性涉及较少,不能完全反映电弧的物理性质,建模效果较差,数据要求较高,使用局限性较大,适应性不强。基于此,文章研究一种新型的交流电弧炉通用模型,首先,根据电子连续性方程构建确定性电弧模型,并以叠加周期性正弦信号和带通白噪声的方式模拟弧长的变化规则;然后,通过机理分析近似估算模型中各个参数的取值范围;最后,以50t炼钢交流电弧炉和电石炉作为研究对象,在Matlab/Simulink软件中验证模型的可行性和适用性。研究结果表明,所提模型能较好地体现电弧的内在特性,无需大量实测数据,工程实用性较强且适用范围较广。

安钢100 t交流竖式电弧炉控制冶炼周期的工艺实践

安阳钢铁公司100 t交流竖式电弧炉于1999年11月投产,其变压器容量为60～72 MVA.冶炼时兑33%左右的铁水,竖炉预热废钢的温度达400～600 ℃,并采用氧油烧嘴和水冷碳氧枪操作和圆心炉底出钢(出钢量110 t)等操作技术使电弧炉电耗降至220 kWh/t,电弧炉作业率达92%,冶炼周期平均为41 min,年产钢量超过100万t,显著降低了生产成本.

超高功率交流和直流电弧炉用耐火材料

综述了超高功率交流和直流电弧炉炼钢用耐火材料的生产发展现状。根据我国耐火材料的生产水平和对多种引进耐火制品和材料的剖析结果，论证了电冶金炉用耐火材料的发展方向。

交流电弧炉系统建模与仿真研究

针对电弧V-I特性曲线拟合法提出了改进思路,并对实际的交流电弧炉系统提出了建模方案和具体建模实现,并进行了交流电弧炉系统仿真分析。最终的仿真结果证明了建模方案的有效性,其模型误差度仅在4%左右。

人工智能与交流电弧炉合理电气运行

结合交流电弧炉合理工作点选择的现状和问题。

铸钢用50t/32 MVA交流电弧炉炼钢过程电气运行特性

使用电气监测仪表对中信重工机械股份有限公司50t/32 MVA交流电弧炉炼钢过程中的电气参数进行了实测,得到52 310个有效数据。结果表明,有载条件下电抗器上端的功率因数均为0.800以上,供电回路中的电压、电流以及功率因数均处于三相平衡状态。以二次侧工作电流为自变量,建立非线性电抗模型,绘制电气运行特性曲线,确定现用各挡电压下的工作电流许用范围。研究表明,若将电抗器挡位由原来的3挡改设为4挡运行,则炉用变压器容量利用率将提高7.30%,功率因数将由原来的0.812提高为0.841。

铸钢用9MVA交流电弧炉炼钢过程电气运行特性研究

大型重型机器制造企业使用交流电弧炉炼钢提供钢液，制造锻造用钢锭和铸钢件。使用电气监测仪表，对鞍钢重型机械有限责任公司1“交流电弧炉炼钢过程中的电力参数进行了实测，得到72668个有效数据。分析表明，在1挡电压下电弧炉变压器利用率仅为67．79％。研究以二次侧工作电流为自变量，建立该电弧炉炼钢过程电气运行的非线性电抗模型，绘制电气运行特性曲线。研究结果表明，变压器在1，2，5挡电压下运行，工作电流提高至额定电流，输出的有功功率可分别提高35．6％，16．7％，21．3％。

交流电弧炉电弧功率软测量模型

电弧功率对于电弧炉冶炼时间、吨钢电耗有着直接的影响,所以对电弧功率进行在线监测是十分重要的。但是由于现阶段检测技术的限制,对电弧功率进行直接测量比较困难,因此建立电弧功率软测量模型有着十分重要的现实意义。电弧功率软测量模型是以三相不平衡电路计算为基础,选择电炉变压器二次侧出口线电压和相电流作为辅助变量,从而实现了对电弧功率的在线测量。通过与实测数据进行对比,说明了模型具有较好的精度,可以用于对电弧功率进行在线监测。

SVC在交流电弧炉上的仿真应用研究

针对某一具备电弧炉的钢铁生产企业的供电系统,分析了交流电弧炉在运行中对电力系统电能质量的影响,并结合理论分析出所存在的电能质量问题,提出装设动态无功补偿装置(SVC)来改善电能质量的技术方案。最后利用仿真软件CHP对该系统进行了仿真,结果表明该SVC装置能够对电弧炉引起的电能质量问题进行有效治理,且补偿性能良好。

交流电弧炉智能集成计算机控制系统

系统以工控机为中心,配以高性能的模块化外设组成一体化的计算机控制系统。采用温度控制外环和电流平衡控制内环的双环路结构来具体实现交流电弧炉温度和三相电流平衡的智能集成控制。外环采用模糊、神经网络和优化决策共同控制,内环则采用模糊专家解耦控制。系统能实时自适应炉况状态的变化,提高生产效率,降低电能及电极消耗。实际运行证明该系统具有良好的鲁棒性和实时性。