December 14, 2025
Dampak Tungku Busur Listrik pada Efisiensi Energi Listrik
Lingkungan Listrik dan Karakteristik Operasi Tungku Busur Listrik
Tungku busur listrik(EAF) yang digunakan untuk peleburan biasanya beroperasi dalam tiga tahap berbeda:
1. Fase Peleburan: Peleburan awal muatan padat, yang mewakili periode permintaan energi tertinggi.
2. Tahap Pemurnian dan Pemanasan Awal.
3. Tahap Pemurnian: Di mana masukan energi terutama mengkompensasi kerugian termal.
Tungku busur listrik AC standar memiliki siklus peleburan mulai dari sekitar 3 hingga 8 jam, tergantung pada parameter pasokan daya, kapasitas tungku, dan proses peleburan tertentu. Periode peleburan, yang berlangsung sekitar 0,5 hingga 2 jam, menghadirkan beban dampak tiga fase yang sangat tidak seimbang. Selama fase ini, arus sangat tidak stabil dan konsumsi daya berada pada puncaknya, menyumbang sekitar 60% hingga 70% dari total penggunaan energi. Sebaliknya, fluktuasi tegangan dan konsumsi daya menurun secara signifikan selama periode pemurnian oksidasi dan reduksi.
Karakteristik operasional utama selama peleburan scrap meliputi:
Pemadaman dan penyalaan kembali busur yang sering terjadi pada awal peleburan.
Fluktuasi busur terus-menerus selama periode peleburan, yang menyebabkan perubahan arus yang cepat, keruntuhan material, dan hubungan pendek.
Faktor daya operasi untuk rangkaian EAF standar biasanya berkisar antara 0,8 hingga 0,85, sedangkan untuk tungku berdaya tinggi lebih rendah, antara 0,7 dan 0,8. Faktor daya yang lebih rendah ini secara inheren menghasilkan penurunan efisiensi listrik.
Dampak pada Efisiensi Daya
Pemborosan energi listrik di EAF terutama terwujud dalam dua bentuk: faktor daya yang rendah dan pembangkitan kedip dan harmonik yang signifikan selama peleburan.
Kedilipan adalah sumber utama dari berbagai efek samping, termasuk distorsi harmonik dan ketidakseimbangan fase. Ini mengacu pada distorsi transien—seperti lonjakan, lonjakan, dan harmonik—yang ditumpangkan pada gelombang sinus AC. Seperti yang dicatat oleh ahli teori energi terkemuka Dr. Hersfield, karakteristik utama dari distorsi ini adalah tegangan ultra-tinggi, kecepatan ultra-tinggi, dan frekuensi ultra-tinggi.
Tegangan Ultra-Tinggi: Lonjakan kedipan dapat mencapai 2 hingga 50 kali amplitudo tegangan normal, berpotensi setinggi 500 hingga 10.000 volt.
Kecepatan Ultra-Tinggi: Lonjakan ini terjadi dalam durasi yang sangat singkat, seringkali menyelesaikan ledakan dan peluruhannya dalam hitungan mikrodetik atau nanodetik.
Frekuensi Ultra-Tinggi: Aktivitas kedipan tidak henti-hentinya. Lusinan peristiwa semacam itu dapat terjadi dari tindakan sederhana seperti menyalakan lampu, menyalakan peralatan, atau bahkan mengklik mouse komputer, dengan tegangan terkait mencapai 500-1200 volt.
Efek merusak dari transien tegangan tinggi, frekuensi tinggi pada peralatan listrik sensitif seringkali diabaikan. Lebih lanjut, karena kerja listrik adalah hasil dari arus dan tegangan, peningkatan sesaat pada salah satunya menghasilkan konsumsi daya sesaat yang lebih besar.
Elemen pemanas EAF adalah beban resistif (busur). Oleh karena itu, lonjakan tegangan atau arus sesaat ini tidak dapat berkontribusi pada inisiasi atau pemanasan busur. Sebaliknya, mereka dikembalikan sebagai daya reaktif ke beban induktif dalam sistem, terutama transformator tungku, di mana mereka menghilang sebagai kerugian inti dan tembaga. Konsumsi daya reaktif sesaat ini tidak memberikan manfaat bagi proses peleburan, namun dampaknya terhadap efisiensi keseluruhan secara historis telah diremehkan dalam operasi EAF.
Bahkan dengan mengabaikan pemborosan energi dari faktor daya yang rendah, kedipan substansial yang dihasilkan selama periode peleburan saja menunjukkan bahwa efisiensi listrik EAF lebih rendah dibandingkan dengan perangkat yang beroperasi dengan lancar (dengan kedipan minimal) dengan daya terukur yang sama.
Kesimpulan
Menekan atau mengurangi besaran dan frekuensi transien kedipan yang dihasilkan selama periode peleburan EAF, dan mengubah bagian daya yang tidak efektif ini menjadi daya aktif yang berguna, menghadirkan peluang yang signifikan. Pendekatan ini tidak hanya dapat meningkatkan efisiensi energi listrik tungku dan mencapai penghematan energi yang substansial tetapi juga mengurangi dampak buruk dan polusi tungku pada jaringan listrik, sambil menawarkan perlindungan pada peralatan listrik sensitif.
Kami adalah produsen tungku listrik profesional. Untuk pertanyaan lebih lanjut, atau jika Anda memerlukan tungku busur terendam, tungku busur listrik, tungku pemurnian wadah, atau peralatan peleburan lainnya, jangan ragu untuk menghubungi kami di susan@aeaxa.com
