Solución de Compensación de Potencia Reactiva Dinámica para Transformadores de Hornos Eléctricos

Solución de Compensación de Potencia Reactiva Dinámica para Transformadores de Hornos Eléctricos​

Los hornos eléctricos (especialmente los hornos de arco y los hornos de arco sumergido) presentan características de carga de choque significativas durante los procesos de fundición, causando fluctuaciones severas del factor de potencia (típicamente entre 0.6 y 0.8). Esto no solo conduce a fluctuaciones de voltaje en la red, parpadeo y contaminación armónica, sino que también aumenta las pérdidas en la línea y reduce la eficiencia del suministro de energía de la red.

Para abordar este desafío, esta solución emplea dispositivos de compensación de potencia reactiva dinámica de alto rendimiento (como SVC/TSC o SVG), integrados con el control coordinado del transformador del horno eléctrico:

1. ​Monitoreo en Tiempo Real y Respuesta Dinámica: Sensores de alta velocidad capturan continuamente los parámetros del sistema (factor de potencia, voltaje, corriente, etc.). Utilizando algoritmos de control avanzados (por ejemplo, teoría de potencia reactiva instantánea), se completa el análisis de datos en ​10~20ms, lo que desencadena comandos de compensación.
2. ​Regulación Precisa de la Potencia Reactiva: El cambio automático de bancos de capacitores/reactores (modo TSC/TCR) o la rápida ajuste de la salida de potencia reactiva basada en IGBT (modo SVG) responde a los cambios de carga. Esto estabiliza dinámicamente el factor de potencia ​por encima de 0.92​ y suprime el parpadeo del voltaje dentro de los límites de la norma ​IEEE 519.
3. ​Optimización Sincrética de Eficiencia: El dispositivo de compensación y el transformador forman un sistema de control en bucle cerrado, reduciendo las pérdidas de cobre y hierro del transformador, minimizando la transmisión de potencia reactiva en la red y colectivamente reduciendo las pérdidas en la línea en un ​6%~15%​.

​Realización de Valor:

• Estabilidad Mejorada de la Red: Reduce las fluctuaciones de voltaje, evitando el salto de equipos circundantes durante la operación del horno.
• Cumplimiento de Normas de Calidad de Energía: Cumple con los estrictos requisitos industriales (THD ≤ 5%, parpadeo Pst ≤ 1.0).
• ​Reducción de Costos Operativos: Evita las penalizaciones por ajuste del factor de potencia de la empresa de servicios públicos y prolonga la vida útil del transformador.
• ​Capacidad de Expansión Compatible: Soporta la integración con Filtros Activos de Potencia (APF) para la gestión combinada de "Potencia Reactiva + Armónicos".

​Escenarios de Aplicación Típicos:
► Hornos de Arco para Acería ► Hornos de Arco Sumergido para Ferroaleaciones ► Hornos de Fundición de Si-Ca-Ba ► Hornos de Cocción de Electrodo de Carbón

​Descripción de las Ventajas de la Solución:

1. ​Tecnología Central​
   Utiliza chips de control totalmente digitales (por ejemplo, arquitectura DSP+FPGA) para una respuesta a nivel de milisegundos, superando con creces la velocidad de compensación (segundos) del conmutador de contacto tradicional. Esto acomoda los cambios bruscos de carga característicos de los hornos eléctricos.
2. ​Optimización de Costos​
   Diseñado para redes de media tensión (6~35kV). Configuraciones de bancos de capacitores multi-etapa Δ/Y conectadas reducen los costos de capacidad unitaria. Coordinado con los cambiadores de tomas del transformador para minimizar los requisitos de capacidad del dispositivo de compensación, reduciendo los costos de inversión en más de ​30%​.
3. ​Garantía de Fiabilidad​
   Incluye algoritmos de protección contra armónicos (evitación automática de puntos de resonancia de 5º, 7º, 11º armónico), monitoreo de temperatura y protección de bypass de arco rápido. Logra un tiempo medio entre fallos (MTBF) del equipo de ​100.000 horas.