The Influence of Reactive Power Compensation Methods on the Burning Characteristics of Shunted Electric Arc in an Ore Reduction Furnace
| dc.contributor.author | Nezhurin, Vadym I. | en |
| dc.contributor.author | Nikolenko, Anatolii V. | en |
| dc.contributor.author | Tsyplenkov, D. | en |
| dc.contributor.author | Bobrov, O. | en |
| dc.contributor.author | Fedorov, Serhii S. | en |
| dc.contributor.author | Savvin, Oleksandr V. | en |
| dc.date.accessioned | 2024-11-22T06:53:05Z | |
| dc.date.available | 2024-11-22T06:53:05Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.description | A. Nikolenko: ORCID 0000-0003-3808-4249; O. Savvin: ORCID 0000-0001-9712-1973 | en |
| dc.description.abstract | ENG: The purpose of the work was to study the effect of compensation on the stability of the combustion of an electric arc in the furnace bath. Methodology. The results of the research of operating furnaces by traditional methods, such as measurement and oscillography of the form of voltage and current on the electrodes during the smelting of ferroalloys, were used. Results. Schemes of transverse capacitive compensation on the high or medium voltage side and longitudinal capacitive compensation in the medium voltage circuit of the furnace transformer are used for Electric ore reduction furnaces. Electric ore reduction furnaces are large consumers of reactive power, and their power has already reached such an amount that the value of the inductive voltage drop becomes unacceptably large; and their natural power factor does not exceed the value of 0.6–0.7. Compensation of the reactive power of the longitudinal compensation devices is traditionally resolved by usage of capacitor banks. Determined that longitudinal compensation devices are based on the phenomenon of voltage resonance, then if there are active, inductive and capacitive resistances in the furnace circuit – the arc burns continuously, even in the case of partial compensation. This mode occurs at a power factor of about 0.85. In case of full compensation of the inductive component of resistance of the furnace circuit, the mode of arc burning changes and becomes intermittent. Scientific novelty. Determined that with a fixed value of the power factor and the value of conductivity bc, it is very difficult to achieve ideal current resonance, and when bc = −⌂bl+bl+⌂blс the burning mode of the electric arc will be continuous; however, if the capacitive conductivity becomes more inductive, overcompensation is possible. In the case of transverse compensation, the total power of the furnace unit should be approximately 10% higher. Practical significance. The results obtained can be used for a reasoned selection of reactive power compensation installations for existing ore reduction electric furnaces. With full compensation of the reactive power (transverse and longitudinal), the arc burning mode of the ore reduction furnace becomes intermittent. | en |
| dc.description.abstract | UKR: Метою роботи було дослідження впливу компенсації на стійкість горіння електричної дуги у ванні печі. Методика. були використані результати дослідження діючих печей традиційними методами, такими як вимірювання та осцилографія форми напруги та струму на електродах під час виплавки феросплавів. Результати. Схеми поперечної ємнісної компенсації на стороні високої або середньої напруги та поздовжньої ємнісної компенсації в колі середньої напруги пічного трансформатора використовуються для електричних рудовідновних печей. Електричні рудовідновлювальні печі є великими споживачами реактивної потужності, їх потужність вже досягла такої величини, що величина індуктивного падіння напруги стає неприпустимо великою, а природний коефіцієнт потужності не перевищує значення 0,6–0,7. Компенсація реактивної потужності пристроїв поздовжньої компенсації традиційно вирішується використанням конденсаторних батарей. Встановлено, що пристрої поздовжньої компенсації засновані на явищі резонансу напруги, то якщо в ланцюзі печі є активний, індуктивний та ємнісний опори – дуга горить безперервно, навіть у разі часткової компенсації. Цей режим виникає при коефіцієнті потужності близько 0,85. При повній компенсації індуктивної складової опору кола печі режим горіння дуги змінюється і стає переривчастим. Наукова новизна. Встановлено, що при фіксованому значенні коефіцієнта потужності та значенні провідності bc дуже важко досягти ідеального резонансу струму, а при bc = −⌂bl+bl+⌂blс режим горіння електричної дуги буде безперервний; однак, якщо ємнісна провідність стає більш індуктивною, можлива надмірна компенсація. При поперечній компенсації загальна потужність топкового агрегату повинна бути приблизно на 10% вище. Практичне значення. Отримані результати можуть бути використані для обґрунтованого вибору установок компенсації реактивної потужності існуючих рудовідновних електропечей. При повній компенсації реактивної потужності (поперечної і поздовжньої) режим горіння дуги рудовідновної печі стає переривчастим. | uk_UA |
| dc.description.sponsorship | Dnipro University of Technology, Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine | en |
| dc.identifier.citation | Nezhurin V., Nikolenko A., Tsyplenkov D., Bobrov O., Fedorov S., Savvin O. The Influence of Reactive Power Compensation Methods on the Burning Characteristics of Shunted Electric Arc in an Ore Reduction Furnace. Collection of Research Papers of the National Mining University. Dnipro, 2024. No. 76. P. 219–227. DOI: https://doi.org/10.33271/crpnmu/76.219. | en |
| dc.identifier.doi | https://doi.org/10.33271/crpnmu/76.219 | en |
| dc.identifier.issn | 2071-1859 (Print) | |
| dc.identifier.issn | 2521-6635 (Online) | |
| dc.identifier.uri | http://znp.nmu.org.ua/index.php/en/archives/61-76en/956-76en18 | en |
| dc.identifier.uri | https://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/19243 | en |
| dc.language.iso | en | |
| dc.publisher | Dnipro University of Technology, Dnipro | en |
| dc.subject | electric ore reduction furnace | en |
| dc.subject | longitudinal and transverse compensation of reactive power | en |
| dc.subject | electric arc | en |
| dc.subject | stability of arc burning | en |
| dc.subject | capacitor bank system | en |
| dc.subject | operator’s model | en |
| dc.subject | remnant part | en |
| dc.subject | identification | en |
| dc.subject | електрична рудовідновна піч | uk_UA |
| dc.subject | поздовжня та поперечна компенсація реактивної потужності | uk_UA |
| dc.subject | електрична дуга | uk_UA |
| dc.subject | стійкість горіння дуги | uk_UA |
| dc.subject | система конденсаторних батарей | uk_UA |
| dc.subject | модель оператора | uk_UA |
| dc.subject | залишкова частина | uk_UA |
| dc.subject | ідентифікація | uk_UA |
| dc.subject | КЕЛІ | uk_UA |
| dc.subject | КЕТтаОП | uk_UA |
| dc.subject.classification | TECHNOLOGY::Electrical engineering, electronics and photonics::Electrical engineering | en |
| dc.title | The Influence of Reactive Power Compensation Methods on the Burning Characteristics of Shunted Electric Arc in an Ore Reduction Furnace | en |
| dc.title.alternative | Вплив методів компенсації реактивної потужності на характеристики горіння шунтуванної електричної дуги в рудовідновлівній печі | uk_UA |
| dc.type | Article | en |