Dynamyczne rozwiązanie kompensacji reaktywnej mocy dla transformatorów pieców elektrycznych

Dynamiczne rozwiązanie kompensacji mocy biernej dla transformatorów pieców elektrycznych​

Piecy elektryczne (szczególnie piecy łukowe i zanurzone) podczas procesu topienia wykazują znaczące ​cechy obciążenia szokowego​, co powoduje ​poważne fluktuacje współczynnika mocy (zwykle między 0.6 a 0.8)​. To nie tylko prowadzi do fluktuacji napięcia w sieci, migotania i zanieczyszczenia harmonikami, ale również zwiększa straty liniowe i zmniejsza efektywność dostaw energii z sieci.

Aby sprostać temu wyzwaniu, to rozwiązanie wykorzystuje ​wysokowydajne urządzenia dynamicznej kompensacji mocy biernej (np. SVC/TSC lub SVG)​, zintegrowane z koordynowanym sterowaniem transformatora pieca elektrycznego:

1. ​Monitorowanie w czasie rzeczywistym i dynamiczna reakcja: Wysokoszybkościowe czujniki ciągle zbierają parametry systemu (współczynnik mocy, napięcie, prąd itp.). Z wykorzystaniem zaawansowanych algorytmów sterowania (np. teoria natychmiastowej mocy biernej), analiza danych jest zakończona w ciągu ​10~20ms, co powoduje wydanie poleceń kompensacji.
2. ​Dokładne regulowanie mocy biernej: Automatyczne przełączanie banków kondensatorów/reaktorów (tryb TSC/TCR) lub szybka regulacja mocy biernej oparta na IGBT (tryb SVG) odpowiada na zmiany obciążenia. To dynamicznie stabilizuje współczynnik mocy ​powyżej 0.92​ i tłumione migotanie napięcia do granic ​standardu IEEE 519.
3. ​Synergiczna optymalizacja efektywności: Urządzenie kompensacyjne i transformator tworzą układ sterowania zamkniętego typu, zmniejszając straty miedziowe i żelazne w transformatorze, minimalizując przepływ mocy biernej w sieci, co razem obniża ​straty liniowe o 6%~15%​.

​Wartość realizacji:

• Zwiększenie stabilności sieci: Redukuje fluktuacje napięcia, zapobiegając odłączeniu otaczającego sprzętu podczas pracy pieca.
• Zgodność ze standardami jakości energii: Spełnia surowe przemysłowe wymagania (THD ≤ 5%, flicker Pst ≤ 1.0).
• ​Zmniejszenie kosztów eksploatacji: Unika kary za korektę współczynnika mocy przez operatora sieci i przedłuża żywotność transformatora.
• ​Możliwość rozszerzenia kompatybilnego: Obsługuje integrację z Aktywnymi Filtrami Mocy (APF) dla łączonego zarządzania „Mocą Biernej + Harmonikami”.

​Typowe scenariusze zastosowania:
► Piecy łukowe hutnicze ► Piecy zanurzone do produkcji ferroalloys ► Piecy do topienia Si-Ca-Ba ► Piecy do pieczenia elektrod węglowych

​Opis zalet rozwiązania:

1. ​Technologia rdzeniowa​
   Wykorzystuje pełne cyfrowe układy kontrolne (np. architektura DSP+FPGA) dla odpowiedzi na poziomie milisekund, znacznie przewyższającą prędkość kompensacji (sekundy) tradycyjnego przełączania kontaktorami. To umożliwia radzenie sobie z nagłymi zmianami obciążenia charakterystycznymi dla pieców elektrycznych.
2. ​Optymalizacja kosztów​
   Zaprojektowane dla sieci średniego napięcia (6~35kV). Konfiguracje wielostopniowych banków kondensatorów połączonych w Δ/Y redukują koszty jednostkowej pojemności. Koordynacja z przełącznikami tapów transformatora minimalizuje wymagania dotyczące pojemności urządzeń kompensacyjnych, obniżając koszty inwestycyjne o ponad ​30%​.
3. ​Zapewnienie niezawodności​
   Posiada wbudowane algorytmy ochrony przed harmonikami (automatyczne unikanie punktów rezonansu 5., 7. i 11. harmoniki), monitorowanie temperatury i szybką ochronę przed skokami łuku. Osiąga MTBF (Średni Czas Między Awariami) urządzenia wynoszący ​100 000 godzin.