2014年4月27日 星期日

大同交流電弧爐採用節能型限流電抗器

鋼鐵業以電弧爐煉鋼,在煉鋼的過程中,主要可分為:熔解期、氧化期到精煉期3階段,其中以熔解期負載的變動最為劇烈。此時因原料與石墨電極棒發生短路,產生隨機的電弧放電,呈現電流極度不平衡與電弧爐虛功率不規則的變動,並隨著鐵料熔解程度的不同,負載變化亦相當劇烈,而有非線性之電壓變動現象的產生,造成電壓閃爍的問題影響電力品質。而在精煉期時鋼鐵已熔化成液態,電弧之長度穩定而平均,故負載較穩定且功率因數亦較高。

目前台灣對電壓閃爍訂定之標準為每秒變化10次,其閃爍電壓變動率最大容許值為1.5%。故若超過最大容許值時,則必須設法降低其閃爍電壓變動率至規定容許值以下。


電弧爐目前應用上有交流(AC)及直流(DC)兩種。以交流(AC)電弧爐而言,改善閃爍電壓變動率的方法,其中之一則是利用緩衝電抗器與變動負載串聯並增加系統阻抗,緩和電極與原料間發生短路時之瞬時過電流,藉電抗器之限流作用改善閃爍電壓。


此外在原料熔解期間其熔解速度越快,則引發的電壓變動愈大,業者為求熔煉快速,通常會藉著爐用變壓器分接頭裝置,機動提升電弧爐電壓或者減少線路電抗值以縮短冶煉時程。


因此,在設置串聯之緩衝電抗器時,容量一般採爐用變壓器容量的10%,並設計將分接頭分作額定電壓之10%—7.5%—5.0%—2.5%—0%,以利於電弧爐冶煉時之線路電抗調變使用。


「XTLR串聯限流電抗器」具備以下5個特點:一是提高操作的簡便性,有別於傳統串聯緩衝電抗器採無載分接頭切換器,必須隔離電弧爐才可改變阻抗,在切換時需斷電,並不能有效達到隨機電弧爐的阻抗需求。本產品附有載分接頭切換器,可在不需斷電的情況下切換電抗器分接頭。為順應電弧爐的工作特性,即時改善閃爍電壓及適合電弧爐的最佳阻抗,增加設置電抗器的操作便利性及利用率。


接著是降低損耗提高效率,傳統的段積式鐵心,其間隙部的漏磁通會垂直入射鐵心面,鐵心表面所產生的漂遊損耗較大。採用最先進的輻射狀排列鐵心,矽鋼片呈輻射狀排列,漏磁通以平行方向入射鐵心,故可有效降低鐵心表面所產生的漂遊損耗及噪音。並且於外箱內面裝有遮磁矽鋼片,可有效防止漏磁通直接入射外箱,降低外箱所產生的漂遊損耗。


第三個,電抗特性穩定不易發生變化,鐵心間隙採用陶瓷材料,特性穩定、收縮率極小,可確保該電抗器長期運轉後,仍具有足夠的締緊強度而不鬆動。


第四、環境保護策略,雖然煉鋼業為一高耗能之產業,但卻又是推動工業與經濟的發展不可或缺的產業。此產品在特性上不論是噪音、損耗方面都優於傳統段積式鐵心電抗器。其省能源之特性可為這高耗能之產業在環境保護上盡一分心力,並且落實設置緩衝電抗器的目的及有效改善電壓閃爍造成的電力品質污染問題。


第五個特色為熔煉效率提升,串聯緩衝電抗器為用運於交流電弧爐之省能技術之一。增加設置電抗器的操作便利性即縮短冶煉時程,提升熔煉效率以及減少電力的損耗。






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