На крупных металлургических предприятиях существенное влияние на качество электроэнергии оказывают электроприемники с нелинейными вольтамперными характеристиками – тиристорные преобразовательные агрегаты электроприводов прокатных станов. Они же являются основными потребителями реактивной мощности промышленного энергоузла.
При этом система электроснабжения стана 2000 горячей прокатки имеет ряд особенностей с точки зрения компенсации реактивной мощности:
1. К шинам каждой из трех секций 10 кВ (секции 1, 2А-2Б, 3), наряду с тиристорными электроприводами постоянного тока чистовой группы, подключен, как минимум, один синхронный электропривод черновых клетей.
2. Нагрузки по клетям определяются сортаментом прокатываемых полос, и диапазон их изменения прогнозируем.
3. Нагрузки по секциям 10 кВ определяются пиковой мощностью работающих главных приводов (переменная составляющая) и мощностью вспомогательных агрегатов (условно-постоянная составляющая).
4. Схемы подключения тиристорных преобразователей и синхронных двигателей клетей принципиально позволяют осуществлять компенсацию реактивной мощности путем ступенчатого включения конденсаторных батарей и плавного регулирования тока возбуждения синхронного двигателя.
В этих условиях становятся актуальными такие вопросы, как определение тока возбуждения двигателя в зависимости от его режима работы, расчет располагаемой реактивной мощности, а также суммарных потерь энергии на возбуждение. Решение указанного комплекса задач, в режиме реального времени, возможно только с использованием автоматизированной системы управления реактивной мощностью, обеспечивающей:
– высокое быстродействие, соизмеримое с быстродействием ТП;
– широкий диапазон регулирования реактивной мощности;
– возможность плавного перехода из зоны выдачи в зону потребления;
– минимальное содержание высших гармоник тока, генерируемых в сеть;
– малые перенапряжения на оборудовании.
Принимая во внимание изложенные выше условия, компенсацию реактивной мощности целесообразно выполнить на основе конденсаторных батарей в составе фильтров высших гармоник, коммутируемых тиристорными ключами и синхронных двигателей в режиме перевозбуждения.