Impact of arc initiation and extinguishing processes in AC arc furnaces on asymmetry states of the power supply system

W artykule opisano wybrane czynniki wpływające na zmiany długości łuków występujące w piecach łukowych AC. Szczególną uwagę zwrócono na wydłużenia kolumny plazmowej towarzyszące procesom zainicjowania i gaszenia łuku. Do symulacji pracy pieca wykorzystano matematyczny model Pentegowa łuku elektrycznego z zadaną statyczną charakterystyką napięciowo-prądową, zależną od długości kolumny. Opracowano model układu zasilania pieca z sieci elektroenergetycznej wysokiego napięcia. Przedstawiono wyniki badań uzyskane w stanach asymetrii sieci trójfazowej wywołanych zwarciem i rozciąganiem łuku w jednej fazie, a także rozciąganiem łuków w dwóch fazach. Zaprezentowano wyznaczone wartości wskaźników asymetrii oraz wartości skuteczne prądów i napięć w wybranych węzłach systemu. Stwierdzono silny wpływ stanów zwarcia i rozciągania łuków, występujących w jednej oraz w dwóch fazach, na wartości skuteczne napięć i prądów w pozostałych fazach oraz na asymetrię napięć po stronie pierwotnej transformatora piecowego, a także po stronie wtórnej transformatora sieciowego.The article describes selected factors affecting changes in arc length occurring in AC arc furnaces. Particular attention was paid to the extension of the plasma column accompanying the processes of initiating and extinguishing the arc. For the simulation of the furnace work, mathematical Pentegov model of the arc was used with a given static voltage-current characteristic depending on the length of the column. A model of the AC arc furnace power supply system from the high voltage power network was developed. The research results obtained in the three-phase network asymmetry caused by short circuit and arc stretching in one phase, as well as arc stretching in two phases are presented. The determined values of asymmetry indices and RMS values of currents and voltages in selected system nodes were presented. A strong influence of short-circuit and arc stretching states, occurring in one and two phases, on the effective values of voltages and currents in the remaining phases and on voltage asymmetry on the primary side of the furnace transformer and on the secondary side of the network transformer was found