Büyük Bir Elektrik Ark Fırını Çelik Fabrikasında FGI SVG Uygulama Örneği

Uygulama Senaryosu ve Temel Sorunlar

Büyük bir özel çelik eritme tesisindeki temel üretim ekipmanı, 80 tonluk bir AC elektrik ark ocağıdır. Hurda çelik eritme sırasında, ocağın çalışma akımı son derece kararsızdır. Rastgele, hızlı ve geniş aralıklı dalgalanmalar göstererek, tipik bir darbe tipi doğrusal olmayan yük oluşturur. Bu durum, tesisin 10 kV dağıtım sisteminde ciddi güç kalitesi sorunlarına neden olur:

Şiddetli Reaktif Güç Etkisi : Elektrot kısa devre ve ark ateşleme aşamalarında, fırın anlık olarak büyük miktarda reaktif güç emer. Bu durum, şebeke güç faktörünün 0,5 ile 0,9 arasında şiddetli bir şekilde dalgalanmasına ve ortalama güç faktörünün yalnızca 0,78 olmasına neden olur.

Önemli Gerilim Dalgalanmaları ve Titreme : Reaktif akımdaki ani değişiklikler, sık sık bara geriliminde dalgalanmalara neden olur. Bu durum, atölye aydınlatmasında belirgin "titremelere" yol açarak görsel görevleri ciddi şekilde etkiler ve rafine fırınları ve sürekli döküm makineleri gibi diğer hassas ekipmanların istikrarlı çalışmasını tehdit eder.

Ciddi Harmonik Kirlilik : Ark ocağı yükü, esas olarak 2. ila 7. mertebelerde önemli harmonik akımlar üretir. Bu harmonikler, transformatörlerin ve kabloların aşırı ısınmasına neden olarak ekipman izolasyonunun yaşlanmasını hızlandırır.

Bu sorunlar doğrudan yüksek sonuçlara yol açmaktadır.   güç faktörü ayarlama ücretlerinden kaynaklanan cezalar. Ayrıca, voltaj dengesizliğinden kaynaklanan üretim durdurmaları ve kalite dalgalanmaları, işletme için önemli gizli üretim maliyetleri oluşturmaktadır.

Çözüm ve Uygulama

Sabit kapasitör bankaları (FC) veya tristör anahtarlamalı kapasitörler (TSC) gibi geleneksel çözümler bu sorunları gideremedi. Yavaş tepki süreleri (saniyeler cinsinden) ve sürekli ayarlama yapamamaları, ark ocağının milisaniye düzeyindeki değişimlerine ayak uyduramadı ve hatta rezonansa neden olma riski taşıdı. Çelik fabrikası nihayetinde...FGI SVG çözüm olarak.

Tamamen kontrollü IGBT güç cihazlarına dayanan SVG, "reaktif akım jeneratörü" gibi çalışır. Temel avantajı, yük akımının gerçek zamanlı olarak algılanması ve hassas dinamik kompanzasyona olanak sağlamasıdır. Proje, tesisin 10 kV barasına paralel olarak bir dizi FGI SVG cihazının kurulumunu içeriyordu. Başlıca uygulama özellikleri şunlardı:

Hızlı Takip : SVG'nin kontrol sistemi, ark ocağı akımını gerçek zamanlı olarak izler. Dinamik tepki hızı, ocağın çalışma koşullarındaki değişim hızından çok daha yüksektir.

Çift Fonksiyonlu Yönetim : Sistemin reaktif talebini dengelemek için kapasitif veya endüktif reaktif güç üretirken, aynı anda Aktif Güç Filtresi (APF) fonksiyonu ile belirli mertebelerdeki harmonik akımları filtreler.

Akıllı Çalışma : Cihaz, şebeke talebine bağlı olarak reaktif güç kompanzasyonu ve harmonik filtreleme modları arasında otomatik ve sorunsuz bir şekilde geçiş yaparak, tam otomatik, 7/24 çalışma imkanı sağlar.

Operasyonel Sonuçlar

FGI SVG devreye alındıktan sonra, santralin enerji kalitesi temelden iyileşti ve dikkat çekici sonuçlar elde edildi:

Güç Kalitesinde Önemli İyileşme : Ortalama güç faktörü 0,78'den 0,98'in üzerine istikrarlı bir şekilde yükselerek düşük güç faktöründen kaynaklanan olumsuz etkileri tamamen ortadan kaldırdı. Bara gerilimi dalgalanma genliği %70'in üzerinde azaldı ve aydınlatma titremesi neredeyse tamamen kayboldu. Bu, tüm üretim hattı için istikrarlı ve güvenilir bir gerilim ortamı sağladı. Ana harmonik akımların içerik oranlarının tamamı ulusal standartları karşıladı ve transformatörlerde ve kablolarda oluşan anormal ısınma sorunları çözüldü.

Doğrudan ve Önemli Ekonomik Faydalar : Tesis artık aylık on binlerce dolarlık güç faktörü ayarlama ücretinden tasarruf sağlıyor. Azalan harmonikler ve stabilize edilmiş voltaj, transformatörler ve kablolar gibi iletim ve dağıtım ekipmanlarındaki kayıpları ve sıcaklık artışını önemli ölçüde azaltarak, kullanım ömrünü uzatıyor ve bakım maliyetlerini düşürüyor. Geliştirilmiş güç kaynağı kararlılığı, voltaj sorunları nedeniyle ilgili rafineri ve sürekli döküm üretim hatlarında meydana gelen plansız duruşları sıfıra indirerek, ürün çıktısını ve kalitesini güvence altına alıyor.

Güvenli ve Güvenilir Sistem Çalışması : FGI SVG'nin kendisi çok düşük kayıplarla (<%0,8) ve yüksek verimlilikle çalışır. Ekipman sorunsuz çalışır ve geleneksel kapasitör bankalarının gerektirdiği sık anahtarlama işlemlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırarak şalt cihazı arızası riskini azaltır.

FGI yüksek gerilim SVG, elektrik ark fırınları gibi darbe tipi, doğrusal olmayan yüklerin neden olduğu güç kalitesi sorunları için ideal bir çözümdür. Sadece hızlı dinamik reaktif güç kompanzasyonu sağlamak, gerilimi stabilize etmek ve güç faktörünü iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda harmonikleri etkili bir şekilde bastırarak "tek cihazla çoklu fayda" sağlar. Bu yatırım, enerji tasarrufu ve düşük ücretler sayesinde kısa sürede maliyetini geri kazanır. Daha da önemlisi, işletmenin güç kaynağı sisteminin uzun vadeli güvenliğini, istikrarını ve verimliliğini sağlar. Sürekli ve otomatik üretim için sağlam bir enerji temeli oluşturarak, geleneksel kompanzasyon cihazlarının çok ötesinde kapsamlı bir değer sunar.