L'effet de la gouvernance et les précautions des SVG moyenne et haute tension dans l'industrie métallurgique

L'industrie métallurgique est un secteur typiquement « gravement touché par la qualité de l'énergie », et c'est également là que les SVG peuvent offrir les avantages les plus significatifs.

Mon explication sera divisée en deux parties principales : Effets sur la gouvernance et Considérations clés .

Partie 1 : Les effets de la gouvernance de la moyenne et haute tension dans l'industrie métallurgique

Les procédés de production tels que les fours à arc électrique (EAF), les fours à poche (LF) et les laminoirs (en particulier les laminoirs alternatifs) ont des caractéristiques de charge qui sont aléatoire, rapide et impulsif , ce qui entraîne de graves problèmes de qualité de l'énergie pour le réseau. Le SVG moyenne-haute tension, en tant que dispositif de compensation dynamique de puissance réactive basé sur la technologie de l'électronique de puissance, avec ses temps de réponse extrêmement rapide (< 1 ms), haute précision de contrôle et régulation bidirectionnelle continue (capacitive/inductive) de la puissance réactive , est la solution idéale à ces problèmes.

Les effets spécifiques de la gouvernance se manifestent dans les aspects suivants :

1. Amélioration significative du facteur de puissance, évitant les pénalités et obtenant des rabais

• Problème: Les équipements tels que les fours à arc électrique nécessitent une grande quantité de puissance réactive pendant la période de fusion, ce qui conduit à un facteur de puissance du système très faible (pouvant descendre en dessous de 0,5), bien en dessous des exigences des autorités de fourniture d'électricité (généralement requises pour être supérieures à 0,9 ou 0,95).

• Effet SVG : Le SVG peut détecter la demande de puissance réactive du système en temps réel et générer ou absorber instantanément une quantité équivalente de puissance réactive capacitive ou inductive, stabilisant ainsi le facteur de puissance au-dessus de 0,95, voire à un niveau proche de 1,0. Cela permet d'éviter directement de lourdes pénalités sur la facture d'électricité en cas de non-conformité et, dans de nombreuses régions, de bénéficier de réductions, ce qui se traduit par un retour sur investissement très rapide.

2. Suppression efficace des fluctuations de tension et du scintillement

• Problème: Les fluctuations de tension et le papillotement constituent les problèmes de qualité de l'énergie les plus complexes et les plus importants dans l'industrie métallurgique. Les impacts instantanés et massifs de puissance réactive, tels que les courts-circuits d'électrodes dans les fours électriques à arc électrique ou les laminoirs qui mordent l'acier, provoquent des variations rapides de la tension du réseau, provoquant des papillotements lumineux et affectant gravement le fonctionnement normal des autres équipements sensibles de la même ligne.

• Effet SVG : La vitesse de réponse extrêmement rapide du SVG lui permet de capturer chaque impulsion de puissance réactive et de fournir le courant réactif requis en un cycle de fréquence industrielle (voire plus rapidement), comblant ainsi l'écart de puissance réactive. Il supprime ainsi les fluctuations de tension et les valeurs de flicker (par exemple, Pst) au niveau du jeu de barres, dans les limites autorisées par les normes nationales (par exemple, GB/T 12326). Ce résultat est impossible à obtenir avec des dispositifs de compensation lents comme les condensateurs commutés à thyristors (TSC) traditionnels.

3. Stabilisation de la tension du système, amélioration de la fiabilité de l'alimentation électrique

• Problème: De fortes fluctuations de tension peuvent provoquer des déclenchements ou des dysfonctionnements dans des équipements sensibles tels que les automates programmables, les systèmes informatiques et les variateurs, entraînant des interruptions de production et des pertes économiques importantes.

• Effet SVG : En prenant en charge dynamiquement la tension au point de couplage commun (PCC), le SVG agit comme un « stabilisateur de tension rapide », fournissant un environnement de tension stable pour les charges critiques au sein de l'usine, réduisant considérablement les temps d'arrêt imprévus et améliorant la continuité et l'efficacité globales de la production.

4. Atténuation du déséquilibre triphasé

• Problème: Le fonctionnement de charges monophasées importantes (comme les fours électriques à arc électrique) dans les lignes métallurgiques peut provoquer un déséquilibre important du courant triphasé, augmentant les pertes de ligne et de transformateur, et même provoquant des dysfonctionnements du système de protection.

• Effet SVG : Les SVG avancés ont une capacité de compensation par phase, leur permettant de contrôler indépendamment la sortie de courant réactif dans chaque phase, compensant ainsi le courant réactif déséquilibré et améliorant efficacement le déséquilibre triphasé.

5. Augmentation de la capacité de charge des transformateurs et des lignes de transmission

• Problème: Un faible facteur de puissance signifie qu'un courant réactif important circule dans les transformateurs et les lignes, occupant des ressources de capacité précieuses, obligeant les transformateurs et les lignes à atteindre prématurément leur pleine charge et empêchant l'alimentation électrique de charges supplémentaires.

• Effet SVG : Le SVG fournit de la puissance réactive localement, ce qui évite de transporter le courant réactif depuis le réseau distant. Cela libère la capacité des transformateurs et des lignes, permettant ainsi d'utiliser davantage de capacité pour le transport de la puissance active, améliorant ainsi la capacité de charge des installations électriques existantes et retardant les investissements nécessaires à leur extension.

6. Certaines capacités de compensation harmonique (fonction de filtrage actif)

• Note: La fonction principale d'un SVG standard est la compensation de puissance réactive. Cependant, grâce à l'amélioration de ses algorithmes de contrôle et de sa capacité de surcharge matérielle, il peut compenser certaines harmoniques (généralement du 2e au 13e ordre) tout en assurant la compensation de puissance réactive. Cette fonction est souvent appelée SVG « hybride » ou « amélioré ». Pour les sites présentant une distorsion harmonique particulièrement importante, il est toujours recommandé d'utiliser un filtre passe-bas dédié en conjonction avec le SVG.

Partie 2 : Considérations clés pour postuler SVG moyenne-haute tension

L'utilisation de vis sans fin dans les conditions d'exploitation difficiles de l'industrie métallurgique exige une attention particulière lors de la sélection, de l'installation et de la maintenance. Le non-respect de ces consignes peut non seulement compromettre l'obtention des résultats escomptés, mais aussi entraîner une panne de l'équipement. Voici les points essentiels à prendre en compte :

1. L'étude préliminaire du site et la sélection des capacités sont primordiales

• Analyse des caractéristiques de charge : Des tests détaillés de la qualité de l'énergie de la charge cible (par exemple, EAF) sont essentiels pour analyser son impact de la puissance réactive, taux de variation, spectre harmonique, valeurs de scintillement de tension , etc. La capacité du SVG doit répondre à la demande maximale d'impact de puissance réactive avec une marge de 15 à 20 %.

• Paramètres du système : Clarifiez le niveau de tension du réseau, la capacité de court-circuit, les paramètres du transformateur principal, etc., pour garantir que le SVG peut être intégré en toute sécurité et fonctionner efficacement.

2. Sélection du point d'installation (critique)

• Principe: « Compenser à la source de la pollution », c’est-à-dire une compensation locale.

• Emplacement optimal : Il doit être placé au plus près du jeu de barres de la charge d'impact, par exemple directement connecté au jeu de barres du transformateur du four électrique à arc électrique ou du laminoir. Cela garantit le chemin le plus court pour le flux de courant réactif, l'effet de compensation le plus direct et évite la circulation de puissance réactive dans le réseau interne de l'installation.

• Erreur courante : L'installation du SVG sur le jeu de barres principal du poste (côté BT du transformateur principal) peut améliorer le facteur de puissance du réseau en amont, mais réduit considérablement son efficacité à supprimer les fluctuations de tension et le scintillement sur d'autres jeux de barres internes.

3. Prise en compte complète de l'environnement métallurgique difficile

• Conception du système de refroidissement : Le cœur d'un SVG est constitué de composants haute puissance, comme les IGBT, qui génèrent une chaleur importante. Les ateliers métallurgiques connaissent des températures ambiantes élevées et sont remplis de poussière, notamment de poussière métallique conductrice. Le système de refroidissement de l'armoire SVG (généralement à eau) doit être robuste et fiable, et nécessite un entretien régulier pour éviter tout dommage ou déclassement des composants dû à une surchauffe.

• Indice de protection : L'armoire doit avoir un indice de protection élevé (IP) (par exemple, IP54) pour empêcher la pénétration de poussière métallique conductrice et de gaz corrosifs, ce qui pourrait provoquer des courts-circuits du PCB ou la corrosion des composants.

• Compatibilité électromagnétique (CEM) : Les interférences électromagnétiques sont extrêmement importantes dans les environnements métallurgiques. Le système de contrôle et les circuits d'échantillonnage CT/PT du SVG doivent être dotés d'un blindage électromagnétique complet et de mesures anti-interférences pour garantir la précision des signaux de contrôle.

4. Intégration du système et coordination de la protection

• Harmoniques de fond : Avant la mise en service du SVG, il est nécessaire d'évaluer la tension harmonique de fond du réseau. Une distorsion de tension harmonique de fond excessivement élevée peut entraîner une surintensité du SVG. L'installation de dérivations de filtrage peut être nécessaire.

• Paramètres de protection : Les réglages de protection du SVG (surintensité, surtension, sous-tension, etc.) doivent être coordonnés avec les disjoncteurs et dispositifs de protection en amont pour éviter les déclenchements intempestifs ou les pannes de fonctionnement.

5. Exploitation et maintenance professionnelles

• Inspection régulière : Une équipe de maintenance professionnelle est nécessaire pour vérifier régulièrement la pression, le niveau et la température du système de refroidissement par eau ; inspecter le partage de tension des modules d'alimentation ; nettoyer les filtres, etc.

• Analyse des données : Les systèmes SVG modernes sont équipés de fonctions avancées de surveillance de la qualité de l'énergie. Les données opérationnelles doivent être régulièrement téléchargées et analysées pour évaluer l'efficacité de la compensation et anticiper les pannes potentielles.

6. Coordination avec les dispositifs de compensation existants

• De nombreuses usines métallurgiques disposent déjà de dispositifs de compensation tels que TSC/FC. Une approche raisonnable consiste à Le TSC compense la puissance réactive de base à variation lente, tandis que le SVG compense la puissance réactive rapide et impulsive Le contrôle coordonné du TSC + SVG via une unité de contrôle principale peut atteindre une rentabilité et des performances de compensation optimales.

Résumé

Le SVG moyenne-haute tension est un outil performant pour résoudre les principaux problèmes de qualité de l'énergie dans l'industrie métallurgique. Ses avantages : continuité de la production améliorée, économies sur les coûts d'électricité, durée de vie prolongée des équipements et respect du réseau —dépasse de loin son coût d’investissement initial.

Le secret d’une candidature réussie réside dans : analyse de charge précise, sélection scientifique de la capacité, emplacement d'installation correct, conception fiable adaptée aux environnements difficiles et maintenance professionnelle après la mise en service. Ce n'est qu'en exécutant correctement toutes ces étapes que le SVG peut véritablement offrir son immense valeur de stabilité, d'efficacité et d'économies d'énergie dans l'industrie métallurgique exigeante et « gourmande en énergie ».