Dynamické řešení pro kompenzaci reaktivního výkonu u elektropecí

Řešení pro dynamickou kompenzaci reaktivního výkonu transformátorů elektrických pecí​

Elektrické pece (zejména obloukové pece a ponořené obloukové pece) během tavení ukazují výrazné ​charakteristiky náhlého zatížení​, což způsobuje ​závažné kolísání faktoru využití (typicky mezi 0,6 a 0,8)​. To nejen vedou k kolísání napětí sítě, blikání a harmonickému znečištění, ale také zvyšují ztráty na vodičích a snižují efektivitu dodávky elektrické energie ze sítě.

Pro řešení tohoto problému toto řešení využívá ​vysokovýkonná zařízení pro dynamickou kompenzaci reaktivního výkonu (např. SVC/TSC nebo SVG)​, integrovaná s koordinovaným řízením transformátoru elektrické pece:

1. ​Reálné časové monitorování a dynamická odezva: Vysokorychlostní senzory neustále zachytávají parametry systému (faktor využití, napětí, proud atd.). Pomocí pokročilých řídících algoritmů (např. teorie okamžitého reaktivního výkonu) je analýza dat dokončena do ​10-20 ms, což vyvolává příkazy k kompenzaci.
2. ​Přesná regulace reaktivního výkonu: Automatické přepínání bank kondenzátorů/reaktorů (režim TSC/TCR) nebo rychlá úprava výstupu reaktivního výkonu pomocí IGBT (režim SVG) reaguje na změny zatížení. To dynamicky stabilizuje faktor využití ​nad 0,92​ a potlačuje blikání napětí do mezí ​standardu IEEE 519.
3. ​Synergetická optimalizace efektivity: Kompenzační zařízení a transformátor tvoří uzavřený řídicí systém, který snižuje ztráty mědi a železa v transformátoru, minimalizuje přenos reaktivního výkonu v síti a celkově snižuje ​ztráty na vodičích o 6-15 %​.

​Realizace hodnoty:

• Zlepšení stability sítě: Snížení kolísání napětí, prevence vypnutí okolních zařízení během provozu pece.
• Dodržování standardů jakosti elektrické energie: Splňuje přísné průmyslové požadavky (THD ≤ 5 %, blikání Pst ≤ 1,0).
• ​Snížení provozních nákladů: Vyhnutí se sankcím za úpravu faktoru využití a prodloužení životnosti transformátoru.
• ​Kompatibilní možnost rozšíření: Podporuje integraci s aktivními filtry pro spojené řízení "reaktivní výkon + harmonické složky".

​Typické scénáře použití:
► Obloukové pece pro výrobu oceli ► Ponořené obloukové pece pro výrobu ferotvarů ► Pecí pro tavení Si-Ca-Ba ► Pece pro pálení uhlíkových elektrod

​Popis výhod řešení:

1. ​Základní technologie​
   Využívá plně digitální kontrolní čipy (např. architektura DSP+FPGA) pro odpověď na milisekundové úrovni, což daleko překračuje rychlost kompenzace (sekundy) tradičního přepínání kontaktorem. To umožňuje zvládnout náhlé změny zatížení charakteristické pro elektrické pece.
2. ​Optimalizace nákladů​
   Navrženo pro střední napěťové sítě (6-35 kV). Konfigurace vícestupňových bank kondenzátorů s připojením Δ/Y snižuje náklady na jednotkovou kapacitu. Koordinace s čidlem transformátoru snižuje požadavky na kapacitu kompenzačního zařízení, což snižuje investiční náklady o více než ​30 %​.
3. ​Zajištění spolehlivosti​
   Zahrnuje vestavěné algoritmy ochrany před harmonickými vlnami (automatické vyhýbání rezonančním bodům 5., 7. a 11. harmonické), monitorování teploty a rychlou ochranu proti obloukovému blesku. Dosahuje MTBF (střední doba mezi poruchami) zařízení ​100 000 hodin.