حل تعويض الطاقة التفاعلية الديناميكية لمحولات الأفران الكهربائية

حل تعويض الطاقة التفاعلية الديناميكية لمحولات الأفران الكهربائية​

تظهر الأفران الكهربائية (خاصة الأفران القوسية والأفران القائمة على القوس المغمور) خصائص ​حمل الصدمة​ كبيرة أثناء عمليات التصفية، مما يؤدي إلى ​اضطرابات شديدة في عامل القدرة (عادة بين 0.6 و 0.8)​. هذا ليس فقط يسبب تقلبات في الجهد الشبكي والوميض والتلوث التوافقي ولكن أيضا يزيد من خسائر الخط وتقليل كفاءة تزويد الطاقة الشبكية.

لمواجهة هذا التحدي، يستخدم هذا الحل ​أجهزة تعويض الطاقة التفاعلية الديناميكية عالية الأداء (مثل SVC/TSC أو SVG)​، متكاملة مع السيطرة التنسيقية على محول الفرن الكهربائي:

1. ​الرصد الفوري والاستجابة الديناميكية: المستشعرات السريعة التقاط متواصل لمعلمات النظام (عامل القدرة، الجهد، التيار، الخ). باستخدام خوارزميات التحكم المتقدمة (مثل نظرية الطاقة التفاعلية اللحظية)، يتم إكمال تحليل البيانات في ​10~20 مللي ثانية، مما يثير الأوامر التعويضية.
2. ​تنظيم دقيق للطاقة التفاعلية: التحويل التلقائي لبنوك المكثفات/المقاومات (وضع TSC/TCR) أو تعديل سريع لخرج الطاقة التفاعلية بناءً على IGBT (وضع SVG) يستجيب للتغيرات في الحمل. هذا يثبت بشكل ديناميكي عامل القدرة ​فوق 0.92​ ويحد من الوميض الجهد ضمن ​حدود معايير IEEE 519.
3. ​تحسين الكفاءة التناسقي: الجهاز التعويضي والمحول يشكلان نظام تحكم مغلق، مما يقلل من خسائر النحاس والحديد في المحول، ويقلل من تدفق الطاقة التفاعلية في الشبكة، ويقلل جماعياً من ​خسائر الخط بنسبة 6%~15%​.

​تحقيق القيمة:

• تعزيز استقرار الشبكة: يقلل من تقلبات الجهد، مما يمنع انقطاع الأجهزة المحيطة أثناء تشغيل الفرن.
• الامتثال لمعايير جودة الطاقة: يلبي المتطلبات الصناعية الصارمة (THD ≤ 5%، Pst flicker ≤ 1.0).
• ​خفض تكاليف التشغيل: يتجنب غرامات تعديل عامل القدرة من الشركة الكهربائية ويُطيل عمر المحول.
• ​قدرة توسع متوافقة: يدعم التكامل مع مرشحات الطاقة النشطة (APF) لإدارة "الطاقة التفاعلية + التوافقي" مجتمعة.

​سيناريوهات التطبيق النموذجية:
► أفران القوس للصلب ► أفران القوس المغمور للفيروالويس ► أفران صهر Si-Ca-Ba ► أفران تحميص الكربون الكهربائي

​وصف مزايا الحل

1. ​التكنولوجيا الأساسية​
   يستخدم رقائق التحكم الرقمية الكاملة (مثل هيكل DSP+FPGA) للرد بمستوى ميلي ثانية، مما يتجاوز سرعة التعويض (ثواني) للتبديل بالمخمدات التقليدية. هذا يتكيف مع تغييرات الحمل المفاجئة المميزة للأفران الكهربائية.
2. ​تحسين التكلفة​
   صمم للشبكات المتوسطة الجهد (6~35kV). تكوينات بنوك المكثفات متعددة المراحل المتصلة بـ Δ/Y تقلل من تكلفة السعة الواحدة. تنسيق مع مقاومات التحويل للمحول لتقليل متطلبات سعة جهاز التعويض، مما يخفض تكاليف الاستثمار بأكثر من ​30%​.
3. ​ضمان الموثوقية​
   يشمل خوارزميات حماية التوافقي الداخلية (تجنب تلقائي لنقاط الرنين التوافقي 5 و 7 و 11)، ومراقبة درجة الحرارة، وحماية التجاوز السريع للقوس الكهربائي. يحقق معدلاً للفترة الزمنية بين الأعطال (MTBF) يصل إلى ​100,000 ساعة.