پیشنهاد راه حل جبران توان واکنشی پویا برای ترانسفورماترهای فرنگی

پیشنهاد راه‌حل جبران توان واکنشی پویا برای ترانسفورماتورهای فرّنوس​

فرن‌های الکتریکی (به ویژه فرن‌های قوسی و فرن‌های قوسی زیرآبی) در طول فرآیند ذوب نشان‌دهنده خصوصیات بار شوک بسیار قابل توجه می‌باشند که باعث نوسانات شدید عامل توان (معمولاً بین ۰.۶ تا ۰.۸) می‌گردند. این موضوع نه تنها منجر به نوسان ولتاژ شبکه، تابیدگی و آلودگی هارمونیک می‌شود بلکه همچنین بازدهی تامین توان شبکه را کاهش می‌دهد و ضایعات خط را افزایش می‌بخشد.

برای مقابله با این چالش، این راه‌حل از دستگاه‌های جبران توان واکنشی پویای با عملکرد بالا (مانند SVC/TSC یا SVG) استفاده می‌کند که با کنترل هماهنگ ترانسفورماتور فرن‌های الکتریکی یکپارچه شده‌اند:

1. نظارت و پاسخ‌گویی پویای زنده: سنسورهای با سرعت بالا پارامترهای سیستم (عامل توان، ولتاژ، جریان و غیره) را به صورت مداوم ثبت می‌کنند. با استفاده از الگوریتم‌های کنترل پیشرفته (مانند نظریه توان واکنشی لحظه‌ای)، تجزیه و تحلیل داده‌ها در مدت زمان ۱۰~۲۰ میلی‌ثانیه کامل می‌شود و دستورات جبران را فعال می‌کند.
2. تنظیم دقیق توان واکنشی: تغییر خودکار بانک‌های خازنه/ریاکتور (حالت TSC/TCR) یا تعدیل سریع خروجی توان واکنشی مبتنی بر IGBT (حالت SVG) به تغییرات بار پاسخ می‌دهد. این رویکرد به طور پویا عامل توان را فوق ۰.۹۲ ثابت می‌کند و تابیدگی ولتاژ را در حدود استاندارد IEEE 519 محدود می‌کند.
3. بهینه‌سازی همکاری کارایی: دستگاه جبران و ترانسفورماتور یک سیستم کنترل حلقه بسته را تشکیل می‌دهند که باعث کاهش ضایعات مس و آهن ترانسفورماتور، کاهش جریان توان واکنشی در شبکه و کاهش ضایعات خط به اندازه ۶%~۱۵% می‌گردد.

реализација вредности:

• افزایش پایداری شبکه: کاهش نوسانات ولتاژ و جلوگیری از قطع برق تجهیزات اطراف در حین عملیات فرن.
• هماهنگی با استانداردهای کیفیت توان: تأمین مقررات صنعتی سختگیرانه (THD ≤ ۵٪، تابیدگی Pst ≤ ۱.۰).
• کاهش هزینه‌های عملیاتی: جلوگیری از جرائم تعدیل عامل توان و افزایش طول عمر ترانسفورماتور.
• توسعه سازگار: پشتیبانی از یکپارچه‌سازی با فیلترهای توان فعال (APF) برای مدیریت ترکیبی "توان واکنشی + هارمونیک".

سناریوهای کاربردی معمول:
► فرن‌های قوسی تولید فولاد ► فرن‌های قوسی زیرآبی فروآلیاژ ► فرن‌های ذوب Si-Ca-Ba ► فرن‌های پخت الکترود کربنی

توضیح مزایای راه‌حل

1. فناوری اصلی
   استفاده از مدارهای کنترلی کاملاً دیجیتال (مانند معماری DSP+FPGA) برای پاسخ‌گویی در سطح میلی‌ثانیه، که بسیار فراتر از سرعت جبران (ثانیه‌ای) کلیدزنی تماسی سنتی است. این مورد تغییرات بار ناگهانی مشخصه فرن‌های الکتریکی را تسهیل می‌کند.
2. بهینه‌سازی هزینه
   طراحی شده برای شبکه‌های متوسط ولتاژ (۶~۳۵kV). کنفیگوراسیون‌های بانک خازنه چند مرحله‌ای متصل شده به ∆/Y هزینه ظرفیت واحد را کاهش می‌دهند. هماهنگی با تغییر دهنده‌های پله‌ای ترانسفورماتور برای کاهش نیاز به ظرفیت دستگاه جبران، هزینه سرمایه را بیش از ۳۰٪ کاهش می‌دهد.
3. ضمانت قابلیت اطمینان
   دارای الگوریتم‌های محافظت از هارمونیک داخلی (اجتناب خودکار از نقاط رزونانس ۵، ۷، ۱۱)، نظارت بر دما و محافظت سریع از فلش قوسی. این مسئله به دستیابی به MTBF (میانگین زمان بین خرابی‌ها) ۱۰۰۰۰۰ ساعت برای تجهیزات کمک می‌کند.