كيفية اختيار معدات التحكم التوافقي لفرن القوس الكهربائي

أفران القوس الكهربائي هي معدات شائعة في صناعة المعادن، وتستخدم على نطاق واسع في عمليات صهر المعادن مثل الفولاذ والألمنيوم. ومع ذلك، أثناء التشغيل، تولد أفران القوس الكهربائي كمية كبيرة من التوافقيات، والتي لا تؤثر فقط على جودة الطاقة للنظام الكهربائي ولكن قد يكون لها أيضًا تأثيرات سلبية على المعدات وعمليات الإنتاج. للتخفيف من آثار التوافقيات على النظام، يجب تنفيذ تدابير فعالة للتحكم التوافقي.

 

I. أسباب التوليد التوافقي في أفران القوس الكهربائي

 

1. عدم استقرار القوس الكهربائي
تيار القوس الكهربائي في فرن القوس غير مستقر. ومع تقلب القوس، يتغير شكل الموجة الحالية باستمرار، مما يؤدي إلى توليد توافقيات عالية الترتيب-.

2. محولات التردد والمقومات
تقوم المعدات مثل محولات التردد والمقومات المستخدمة في أفران القوس الكهربائي بتحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر أثناء التشغيل. تقدم هذه العملية عددًا كبيرًا من التوافقيات.

3. الأحمال غير -الخطية
إن خصائص الحمل لأفران القوس الكهربي غير خطية بطبيعتها-، مما يعني أن العلاقة بين التيار والجهد ليست علاقة تناسبية بسيطة. وهذا يؤدي إلى توليد التوافقيات.

 

ثانيا. اختيار معدات التحكم التوافقي

 

1. النظر في نوع وشدة التوافقيات
عادةً ما تهيمن التوافقيات الناتجة عن أفران القوس الكهربائي على التوافقيات عالية الترتيب- وتكون ذات كثافة كبيرة. لذلك، عند اختيار معدات التحكم التوافقي، يجب إعطاء الأولوية للأجهزة التي يمكنها تصفية التوافقيات ذات الترتيب العالي- بشكل فعال. على سبيل المثال، تعد مرشحات الطاقة النشطة (APF) فعالة بشكل خاص في التحكم التوافقي، حيث يمكنها الضبط ديناميكيًا في الوقت الفعلي-والتخلص بكفاءة من التوافقيات ذات الترتيب الأعلى-.

2. سرعة استجابة المعدات
تواجه أفران القوس الكهربائي تقلبات كبيرة في الأحمال، ويتغير التوليد التوافقي على الفور. ولذلك، يجب أن يتمتع الجهاز المحدد بإمكانية الاستجابة السريعة لمراقبة توافقيات الشبكة في الوقت الفعلي-وإيقافها على الفور. بالمقارنة،مرشحات الطاقة النشطة(APF) يتمتع بمزايا في الاستجابة الديناميكية والتحكم في الوقت الفعلي-.

3. وظيفة تعويض معامل القدرة
لا تعمل بعض معدات التحكم التوافقي، مثل المرشحات الهجينة، على قمع التوافقيات فحسب، بل توفر أيضًا تعويض عامل القدرة، مما يؤدي إلى تحسين عامل القدرة في النظام الكهربائي وتقليل فقد الطاقة التفاعلية. بالنسبة للمعدات ذات الطاقة العالية-مثل أفران القوس الكهربائي، فإن تحديد أجهزة التحكم المزودة بوظيفة تعويض عامل الطاقة يمكن أن يؤدي إلى تحسين كفاءة استخدام الطاقة مع تقليل التوافقيات.

4. سعة وحجم المعدات
إن شدة ومدى التلوث التوافقي الناتج عن أفران القوس الكهربائي واسعة النطاق. لذلك، يجب أن تتمتع معدات التحكم التوافقي المختارة بقدرة كافية للتعامل مع التوافقيات الناتجة عن فرن القوس. عند الاختيار، يجب تحديد سعة المعدات بناءً على قوة فرن القوس الكهربائي، وظروف تقلب الحمل، وكمية التوافقيات المتولدة.