بخشی از مقاله
چکیده
امروزه تولید فولاد در ایران توسط کورههای قوس الکتریکی به سرعت در حال گسترش میباشد. اصول کار کورههای قوس الکتریکی بر اساس گرمای ناشی از تشعشع قوس الکتریکی است که به سبب ماهیت به شدت غیرخطی و تصادفی قوس و فرآیند ذوب، آلودگیهای کیفیت توان را ایجاد میکنند. مشکلات کیفیت توان ناشی از کورههای قوس الکتریکی میتواند اثرات نامطلوبی روی سیستم قدرت و تجهیزات متصل به آن داشته باشد.
یکی از مهمترین مشکلات کیفیت توان کوره های قوس الکتریکی که ناشی از فرآیند تصادفی قوس میباشد، فلیکر ولتاژ است. در این مقاله نفوذ فلیکر در شبکه بالادست مورد بررسی قرار گرفته و در نرمافزار DIgSILENT شبیهسازی و بررسی خواهدشد. همچنین در این مقاله روش محاسبه و تخمین فلیکر ناشی از یک کوره قوس ارائه گردیده و سپس همزمانی چند کوره قوس و نحوه ترکیب نمودن اثرات آنها بررسی و با نتایج اندازهگیری مقایسه میشود.
کلمات کلیدی: جبران کننده استاتیکی توان راکتیو، راکتور سری، فلیکر، کوره قوس الکتریکی.
مقدمه
کورههای قوس الکتریکی به سبب رفتار غیرخطی و تصادفی مشکلات عدیده کیفیت توان نظیر عدم تعادل ولتاژ و جریان، پدیدههای کوتاهمدت و گذرای ولتاژ، هارمونیکهای ولتاژ و جریان، فلیکر و ضریب توان پایین را ایجاد میکنند . رفتار تصادفی قوس، سبب تغییرات طول قوس و در نتیجه تغییرات سریع ولتاژ در محدوده فرکانسی و ایجاد پدیده فلیکر یا چشمکزنی ولتاژ میشود که خستگی و آزردگی چشم را به همراه دارد.
فلیکر ایجاد شده ناشی از عملکرد کورههای قوس یکی از مشکلات کیفیت توان آنها است که وابسته به عواملی نظیر طراحی کوره قوس، توان نامی ترانسفورمر آن، نوع شارژ کوره، مقدار راکتور سری، سطح اتصال کوتاه سیستم در نقطه PCC و همچنین راهکار استفاده شده جهت کاهش فلیکر میباشد. در این مقاله فلیکر ولتاژ در صورت عملکرد یک یا چند کوره قوس بهطور همزمان شبیهسازی و تخمین زده شده و با نتایج اندازهگیری مقایسه میشود.دیاگرام تکخطی اتصال مجتمع فولاد مبارکه به شبکه را نشان میدهد. همچنین مشخصات اتصال کوتاه باسبار 400kV که نقطه اتصال به شبکه مجتمع فولاد مبارکه میباشد.
قدرت اتصال کوتاه قوس در شرایطی که الکترودهای کوره قوسکاملاً غوطهور باشند.:SccN قدرت اتصال کوتاه در نقطه اتصال به شبکه.ضریب :Kst این ضریب به عوامل متعددی نظیر نقطه کار کوره، سیستم الکترود رگولیشن، شرایط شارژ کوره از قبیل کیفیت قراضه، سایز قراضه و... وابسته میباشد. این ضریب مطابق نتایج اندازهگیری بین مقادیر 25 تا 85 متغیر است که در یکی از تقسیمبندیهای قرار میگیرد. ضریب :Klt این ضریب نیز همانند ضریب Kst با توجه به فاکتورهای متعددی تغییر میکند و برای به دست آوردن شاخص بلند مدت فلیکر استفاده میشود.
یکی از کورههای قوس 200 تنی مجتمع فولاد مبارکه با استفاده از اندازهگیری دقیق توان اکتیو و راکتیو و پارامترهای کیفیت توان آن، توسط نرمافزار DIgSILENT شبیه سازی شده و مقادیر شاخص فلیکر در باسهای مختلف سیستم بررسی میگردد. توان اکتیو و راکتیو کوره شبیهسازی شده مطابق میباشد. با توجه به نوسانات توان اکتیو و راکتیو ، نوسانات ولتاژ باس کوره قوس الکتریکی مطابق خواهدبود. براساس شبیهسازی و مطابق با استاندارد مقادیر شاخص کوتاهمدت فلیکر در باس کوره، باس 63kV و باس 400kV مطابق محاسبه شدهاند.
