Обоснование структуры и параметров высокоэффективных электротехнических комплексов для электропитания промышленных потребителей постоянного тока большой мощности

Объект исследования - электротехнический комплекс для электропитания промышленных сильноточных потребителей постоянного тока. Цель исследования - выявление закономерностей процессов и характера изменения энергетических показателей электротехнического комплекса, осуществляющего электропитание промышленных потребителей постоянного тока большой мощности для научно обоснованного формирования его структуры и выбора параметров элементов, обеспечивающих минимизацию установленной мощности электротехнического оборудования и потребляемой электроэнергии. Доказано, что применение активных преобразователей в электротехнических комплексах большой мощности обеспечивает минимизацию потребления реактивной мощности при стабилизации тока нагрузки с точностью, заданной по условиям технологического процесса, или осуществлении режима модуляции тока для уменьшения платы за электроэнергию с учётом суточных графиков энергопотребления. Подготовлены рекомендации по выбору параметров секционированного электротехнического комплекса для электропитания мощных потребителей постоянного тока, обеспечивающего близкий к единице входной коэффициент мощности независимо от режима работы. Проведены экспериментальные исследования электротехнического комплекса с большим числом параллельных активных преобразователей, каждый из которых содержит параллельное соединение силовых полупроводниковых ключей в условиях сильноточных промышленных потребителей постоянного тока. Установлено, что внедрение активных преобразователей в состав электротехнических комплексов для электропитания промышленных сильноточных потребителей постоянного тока позволит снизить установленную мощность трансформаторного оборудования за счёт отказа от устройств РПН без уменьшения диапазона регулирования напряжения потребителя. Предложен способ улучшения электромагнитной совместимости с сетью электротехнического комплекса, содержащего активные преобразователи по схеме активного выпрямителя с широтно-импульсной модуляцией путём рассинхронизации коммутационных искажений отдельных выпрямителей. В работе использован комплекс экспериментальных и теоретических методов исследования, в том числе методов теории электрических цепей, теории систем электроснабжения, теории автоматического управления, теории преобразовательной техники, теории силовой электроники, методы гармонического анализа, методы экспериментальных исследований, численные методы решения систем дифференциальных уравнений, а также математическое и имитационное моделирование средствами прикладных вычислительных программ. Разработанные рекомендации по проектированию электротехнических комплексов для электропитания промышленных сильноточных потребителей постоянного тока были использованы при модернизации систем электропитания вакуумных электродуговых плавильно-заливочных установок на литьевом предприятиии ООО «Технолит».