Solução de Compensação Dinâmica de Potência Reativa para Transformadores de Forno Elétrico

Solução de Compensação Dinâmica de Potência Reativa para Transformadores de Fornos Elétricos​

Fornos elétricos (particularmente fornos de arco e fornos de arco submerso) exibem características significativas de carga de choque durante os processos de fundição, causando flutuações severas do fator de potência (tipicamente entre 0,6 e 0,8). Isto não só leva a flutuações de tensão na rede, cintilação e poluição harmônica, mas também aumenta as perdas nas linhas e reduz a eficiência do fornecimento de energia da rede.

Para abordar este desafio, esta solução emprega dispositivos de compensação dinâmica de potência reativa de alto desempenho (como SVC/TSC ou SVG), integrados com o controle coordenado do transformador do forno elétrico:

1. Monitorização em Tempo Real & Resposta Dinâmica: Sensores de alta velocidade capturam continuamente parâmetros do sistema (fator de potência, tensão, corrente, etc.). Usando algoritmos avançados de controlo (por exemplo, teoria de potência reativa instantânea), a análise de dados é concluída em 10~20ms, acionando comandos de compensação.
2. Regulação Precisa de Potência Reativa: A troca automática de bancos de capacitores/reatores (modo TSC/TCR) ou o ajuste rápido de saída de potência reativa baseada em IGBT (modo SVG) responde às alterações de carga. Isto estabiliza dinamicamente o fator de potência acima de 0,92 e suprime a cintilação de tensão dentro dos limites do padrão IEEE 519.
3. Otimização Sinérgica de Eficiência: O dispositivo de compensação e o transformador formam um sistema de controlo em malha fechada, reduzindo as perdas de cobre e ferro no transformador, minimizando a transmissão de potência reativa na rede e coletivamente reduzindo as perdas nas linhas em 6%~15%.

Realização de Valor:

• Maior Estabilidade da Rede: Reduz as flutuações de tensão, evitando o disparo de equipamentos circundantes durante a operação do forno.
• Cumprimento dos Padrões de Qualidade de Energia: Atende aos rigorosos requisitos industriais (THD ≤ 5%, cintilação Pst ≤ 1,0).
• Redução dos Custos Operacionais: Evita penalidades de ajuste do fator de potência da concessionária e prolonga a vida útil do transformador.
• Capacidade de Expansão Compatível: Suporta a integração com Filtros Ativos de Potência (APF) para gestão combinada de "Potência Reativa + Harmônicos".

Cenários de Aplicação Típicos:
► Fornos de Arco para Siderurgia ► Fornos de Arco Submerso para Ferroligas ► Fornos de Fundição de Si-Ca-Ba ► Fornos de Assamento de Eletrodos de Carbono

Descrição das Vantagens da Solução:

1. Tecnologia Central
   Utiliza chips de controlo totalmente digitais (por exemplo, arquitetura DSP+FPGA) para resposta em milissegundos, muito além da velocidade de compensação (segundos) da comutação por contactor tradicional. Isso acomoda as mudanças abruptas de carga característicos dos fornos elétricos.
2. Otimização de Custos
   Projetado para redes de média tensão (6~35kV). Configurações de bancos de capacitores multi-níveis Δ/Y conectados reduzem os custos de capacidade unitária. Coordenado com reguladores de derivação do transformador para minimizar os requisitos de capacidade do dispositivo de compensação, reduzindo os custos de investimento em mais de 30%.
3. Garantia de Confiabilidade
   Possui algoritmos internos de proteção contra harmônicos (evitação automática dos pontos de ressonância de 5ª, 7ª e 11ª harmônicas), monitorização de temperatura e proteção rápida de bypass de arco. Alcança um MTBF (Mean Time Between Failures) de 100.000 horas.