Кафедра электроэнергетики и электромеханики, Санкт-Петербургский Горный университет, Санкт-Петербург, Россия:

Абрамович Б. Н., профессор, babramov2bn@mail.ru

Веприков А. А., аспирант

Сычев Ю. А., доцент

СП ЗАО «ИВС», Санкт-Петербург, Россия:

Хомяков К. А., техник-проектировщик департамента проектирования электроснабжения и электрооборудования предприятий, kostyhom@gmail.com

Сообщается об особенностях электроснабжения предприятий цветной металлургии с электролизерами, подробно рассмотрены недостатки существующих электротехнических преобразовательных комплексов. Диодные и тиристорные выпрямители, широко применяемые в этой отрасли, оказывают существенное влияние на форму кривых напряжения питающей сети и снижают коэффициент мощности, что ведет к ускоренному старению оборудования и дополнительным потерям электроэнергии. В свете вышеозначенных причин приведено обоснование необходимости повышения эффективности выпрямительных комплексов для питания электролизеров, выявлены основные направления совершенствования структуры и режимов работы преобразовательных установок. Для обеспечения требуемого уровня электромагнитной совместимости электрооборудования с сетью и повышения качества электрической энергии предложено использовать совместную работу устройств регулирования напряжения под нагрузкой силовых трансформаторов и выпрямительные установки на базе IGBT-транзисторов, работающих по схеме активного выпрямителя. При этом необходимые требования технологического процесса электролиза выполняются оптимизацией режима работы преобразовательных установок по критерию минимизации токовых перегрузок и числа силовых полупроводниковых элементов. Приведены расчеты серии электролиза алюминия, питаемой параллельными активными выпрямителями на модулях IGBT-транзисторов с высокими управляемыми токами, дана оценка общей эффективности предложенного электротехнического комплекса. Кроме того, предложенный способ электроснабжения электролизной серии позволяет эффективно применять его для производства других цветных металлов.

1. Щербань Г. И., Червоный И. Ф. Анодный эффект и МГД-нестабильность в алюминиевом электролизере. Контроль параметров для их прогноза // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2014. № 70. С. 46–49.
2. Си С. Повышение производительности электролизеров и разработка энергосберегающих технологий в Китае // Сборник докладов четвертого международного конгресса в составе XVIII Международной конференции «Алюминий Сибири» VI конференции «Металлургия цветных и редких металлов» VIII симпозиума «Золото Сибири». Красноярск, 2012. С. 420– 431.
3. Бажин В. Ю. Обоснование ресурсосбережения в технологии производства алюминия в высокоамперных электролизерах с обожженными анодами : автореф. дис. ... докт. техн. наук. — СПб., 2012. С. 42.
4. Вайстнер М., Хабибулин М. Обеспечение качества электроэнергии при производстве алюминия // Мир металла. 2014. № 10. С. 10–14.
5. Pollock P., Duffey C. Power quality and corrective action in an aluminum smelter // IEEE Industry Applications Society Petroleum and Chemical Industry Conf. 1998. P. 181–189.
6. Гарнов В. К., Вишневецкий Л. М., Пак И. С. Мощные полупроводниковые агрегаты в цветной металлургии. — М. : Металлургия, 1970. — 223 с.
7. Agalgaonkar A. P., Muttaqi K., Perera S. Open loop response characterisation of an aluminium smelting plant for short time interval feeding // IEEE Power and Energy Society General Meeting. 2009. P. 1–7.
8. Хохлов Ю. И., Розкин В. О. Квазиустановившиеся электромагнитные процессы и характеристики двадцатичетырехфазного компенсированного преобразователя // Электричество. 1990. № 10. С. 48–54.
9. Журавин Ю. Д., Мусс К. Б., Шулецкая С. П. О критериях электромагнитной совместимости системы электроснабжения и электролизных серий алюминиевых заводов // Цветные металлы. 1987. № 4. С. 51–55.
10. Сальников В. Г., Шевченко В. В. Эффективные системы электроснабжения предприятий цветной металлургии. — М. : Металлургия, 1986. — 34 с.
11. Костюков А. А., Киль И. Г., Никифоров В. П., Вольфсон Г. Е., Рапопорт М. Б., Цыплаков А. М., Гупало И. П., Штерн В. И. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия. — М. : Металлургия, 1971. — 560 с.

12. Pereira V. G., Oliveira R. C. L., Soares F. M. Fuzzy Control Applied to Aluminum Smelting // Fuzzy Logic — Controls, Concepts, Theories and Applications. 2012. Ch. 13. P. 314– 335.
13. Heping Xu, Qipin Xu, Yuan Gao, Haoming Liu. Coordinate Control Strategy for Current Stabilization in an Aluminum Smelter Including on Load Tap Changer // Energy and Power Engineering. 2013. Vol. 5. P. 1410–1414.
14. Винтрих А., Николаи У., Турски В., Рейман Т. Проблемы параллельного и последовательного соединения IGBT. Часть 1. Параллельная работа IGBT ; пер. А. Колпаков, Е. Карташов // Силовая электроника. 2013. № 4. С. 67–74.