Paralelní aktivní kompenzace
Kompenzace jalové energie v reálném čase
Vypracoval Aki Leinonen, Aleš Karban Merus Power Pirkkalaistie 1
371 00 Nokia Finland www.meruspower.fi
EL‐INSTA CZECH s.r.o.
Jízdárenská 227
664 62 Hrušovany u Brna Česká republika www.el‐insta.cz
External Grid
SR Net
T1 - 6.3kV
Public Consumers A
Public Consumers B
Line
Elektrická oblouková pec o výkonu
5 MVA has je napájena z 6.3kV na
sběrnice z kterého je napojena i
veřejná spotřeba přes sériový
reaktor.
DIgSILENT
Elektrická oblouková pec
Sk 80 - 123 MVA
CB FC
ACTIVE
FC 1
Active Compensation and
harmonic filtering
TR EAF 5MVA
0.6 km
Veřejná síť je ovlivněna vysokými
napěťovými poklesy a nesymetrií
napětím soustavy.
CB
T2 - 6.3kV
CB STG
Slabá soustava, Sk je 80..120MVA
~
EAF 5MVA
DIgSILENT
Elektrická oblouková pec
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
-2.000.00
0.10
0.20
0.30
[s]
0.40
[s]
0.40
2.50
0.400 s
1.709
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
-0.500.00
0.10
0.20
0.30
Elektrická oblouková pec se provozuje na max. 5.8MW činného
výkonu a tomu odpovídajícímu 8.0Mvar jalového výkonu. Cos fi 0.75-0.80
DIgSILENT
Elektrická oblouková pec
2.00
1.00
0.00
-1.00
-2.000.00
0.10
0.20
0.30
[s]
0.40
0.20
0.16
0.12
0.08
0.04
-0.00 1
5
9
13
17
21
[-]
Elektrická oblouková pec – proud při tavící fázi
25
DIgSILENT
Elektrická oblouková pec
1.50
1.00
0.50
0.00
-0.50
-1.00
-1.500.09
0.12
0.15
0.18
0.21
[s]
0.24
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00 0
6
12
18
24
[-]
30
Celkové napěťové zkreslení napětí je 4.5% na 6.3kV
DIgSILENT
Elektrická oblouková pec
2.00
1.00
0.00
-1.00
-2.000.00
0.10
0.20
0.30
[s]
0.40
0.30
[s]
0.40
X = 0.175 s
1.10
1.05
1.00
0.967
0.944
0.95
0.90
0.850.00
0.881
0.10
0.20
Podle IEC normy je nesymetrie 5.3% pokud je oblouková pec v
provozu a má vysoce nesymetrický proudový odběr.
Elektrická oblouková pec
Řešení: ±5.4 Mvar aktivní kompenzace a -4.5 Mvar pasivního
modulu - filtru
Venkovní instalace plocha cca: ~16m * 16m ( lze modifikovat )
DIgSILENT
Elektrická oblouková pec
2.00
1.00
0.00
-1.00
-2.000.18
0.22
0.26
0.30
[s]
0.34
0.22
0.26
0.30
[s]
0.34
1.20
0.80
0.40
0.00
-0.40
-0.80
-1.200.18
EOP ( elektrická oblouková pec ) proud bez (horní graf) a po
instalaci kompenzace (spodní graf)
Proudové zkreslení Ithd bylo sníženo z 165A RMS na 17A RMS..
DIgSILENT
Elektrická oblouková pec
1.50
1.00
0.50
0.00
-0.50
-1.00
-1.500.26
0.27
0.28
0.29
0.30
[s]
0.31
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00 0
6
12
18
24
[-]
30
Uthd ( harmonické zkreslení napětí ) se snížilo z 4.5% na 1.7%.
Elektrická oblouková pec
DIgSILENT
X = 0.173 s
1.04
1.00
0.967
0.96
0.939
0.92
0.882
0.88
0.840.00
0.10
0.20
0.30
[s]
0.40
0.20
0.30
[s]
0.40
X = 0.161 s
1.04
1.004
0.999
1.00
0.976
0.96
0.92
0.88
0.840.00
0.10
Napěťová nestabilizace před ( horní obrázek ) a po instalaci
kompenzace ( spodní obrázek) snížení z 12% na 2% a nesymetrie
z 5,3% na 1,7%
DIgSILENT
Elektrická oblouková pec
8.00
6.00
4.00
2.00
0.000.00
0.10
0.20
0.30
2.50
[s]
0.40
0.400 s
2.028
2.00
1.50
0.400 s
1.709
1.00
0.50
0.000.00
0.10
0.20
0.30
[s]
0.40
Elektrická oblouková pec ( výkon ) bez kompenzace a s aktivní
kompenzací a harmonickým filtrem
Elektrická oblouková pec
Tavící cyklus se snížil z 60min na 49 min (18.7%) .
Toto vylepšení bylo dosaženo stabilním sinusovým napětím, které je
výsledkem aktivní kompenzací a harmonickou filtrací.
Napěťová nestabilizace se snížila z 12% na 2%.
Uthd ( harmonické zkreslení napětí ) na 6.3kV z 4.5% na 1.7%.
Napěťová nesymetrie se snížila z 5% na 1,7%
Tavící cyklus ( s a bez kompenzace )
100
90
80
POWER
70
60
50
40
30
20
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68
TAP TO TAP TIME
Tavící cyklus v čase bez kompenzace TAP TO TAP TIME WITH COMPENSATION SYSTEM
Tavící cyklus v čase při kompenzaci = zkrácení tavícího času
Elektrická oblouková pec návratnost
Návratnost kalkulace
Tavící cyklus se snížil
z 60min na 49 min
úspora (18.7%) .
Snížení vyzařovací
energie
Zvýšení produkce Elektrické Obloukové Pece
Pec
Kapacita
Počet dní práce
tavící cyklus bez kompenzace
Počet vsázek
tavící cyklus s kompenzací Počet vsázek
Zvýšení kapacity pece
Výnos
Výnos na zvýšení kapacity
Elektrické úspory
Energie
Cena energie
Snížení tavíciho cyklu
Vyzařovací ztráty
Úspora el. energie při snížení vyzařovacích ztrát
Snížení ztrát na výkonovém transformátoru Úspora 1
6
330
60
24
54
27
5940
30
178 200
1800
0,08
10
15
19 246
10
6 336
ks
tun/ pec
za rok
min
den
min
den
tun za rok
€ / tuna
€ za rok
kWh / vsázka
€ / kWh
%
%
€ za rok
kW
€ za rok Elektrická oblouková pec návratnost
Stabilní oblouk
Jalový výkon
Účinnost
Úspora na elektrodách
Snížení spotřeby elektrod
Cena elektrody
Úspora elektrod celkem
0,25
3,5
46 778
kg / ton
€ / kg
€ za rok
Úspora na penalizaci za nedodržený cos fi Odhad spotřeby jalové energie cena za MVArh
Úspora elektrod celkem
21000
16
336 000
Mvarh/rok
Ztráty na zařízení Činné ztráty kompenzačního zařízení Při jmenovitém výkonu Ztráty 1,5
3
‐28 512
%
Mvar
€ za rok
Celkový zisk instalovaného zařízení 558 047
€ za rok
€ za rok
Download

Kompenzace obloukové pece CZ - EL