Elektrik ark ocakları (EAF), hurda metalin yüksek sıcaklıkta elektrik arkı ile ergitildiği ve modern çelik üretiminde yaygın olarak kullanılan sistemlerdir. Bu ocaklar, büyük miktarda enerji tüketir ve şebekeye ciddi yük bindirir. Bu nedenle güç faktörü (power factor) yönetimi, hem enerji verimliliği hem de işletme maliyetleri açısından hayati öneme sahiptir.
Bu yazıda, güç faktörü nedir, neden önemlidir, elektrik ark ocaklarında nasıl optimize edilir ve hangi teknik önlemler alınmalıdır gibi sorulara teknik bir bakış sunuyoruz.
Güç Faktörü Nedir?
Güç faktörü, bir sistemin çektiği enerjinin ne kadarının aktif (iş yapan) enerji olduğunu gösteren değerdir. Formül olarak:
Güç Faktörü (cos φ) = Aktif Güç / Görünür Güç
1’e yakın güç faktörü: enerjinin verimli kullanıldığını gösterir
Düşük güç faktörü (örneğin 0.6): sistemin reaktif enerji yükünün fazla olduğunu ve enerjinin boşa harcandığını gösterir
Ark Ocaklarında Güç Faktörü Neden Düşer?
Ark ocakları çalışırken:
Yük sürekli değişir (şarjın konumu, arkın kararlılığı)
Akım ve gerilim ani dalgalanmalara maruz kalır
Ark kararsızlığı, reaktif enerji ihtiyacını artırır
Dengesiz yüklenme, sistemde “harmonik bozulmalara” sebep olur
Bu nedenlerle güç faktörü düşer ve bu durum:
Enerji faturasını yükseltir
Şebeke gerilimini olumsuz etkiler
Tesisin trafo ve kablolama sistemini zorlar
Elektrik dağıtım şirketleri tarafından ceza uygulanmasına neden olabilir
Elektrik Ark Ocağında Güç Faktörü Optimizasyonu Nasıl Sağlanır?
1. Ark Stabilizasyonu Sağlanmalı
Elektrotların otomatik ark kontrol sistemleriyle sabitlenmesi
Şarj dengesinin iyi kurulması
Elektrot seviyesi ve ark uzunluğunun otomasyonla izlenmesi
Ani gerilim değişimlerinin yazılım ile sönümlenmesi
2. Reaktif Güç Kompanzasyonu Yapılmalı
STATCOM, SVC (Static Var Compensator) veya kondansatör bankları kullanılarak sistemde oluşan reaktif yük kompense edilir
Bu sayede cos φ değeri yükseltilir, fatura düşer
3. Harmonik Filtreleme Uygulanmalı
Ark ocakları yüksek seviyede harmonik (elektriksel kirlilik) üretir
Pasif veya aktif harmonik filtre sistemleri kurulmalı
Bu filtreler, frekans bozulmasını ve ekipman hasarını önler
4. Trafo Seçimi ve Bakımı Önemlidir
Fırına uygun trafo seçilmeli, aşırı yüklemeye izin verilmemelidir
Trafo gücü, ark gücünü karşılayacak seviyede olmalıdır
Reaktif güç akışını dengelemek için trafo ayarları kontrol edilmeli
5. Enerji Kalitesi İzlenmeli
Tesislerde enerji analizörleri ile anlık güç faktörü takibi yapılmalı
Kayıtlı veriler üzerinden günlük/haftalık performans analizleri çıkarılmalı
Aylık ortalama güç faktörü %90’ın (0.90 cos φ) altına düşmemelidir
Kompanzasyon Yapılmazsa Ne Olur?
Aylık enerji faturasına reaktif enerji cezası yansır
Trafo ve kablolarda ısı artışı, erken yaşlanma oluşur
Gerilim dalgalanması sebebiyle PLC, sürücü, bilgisayar gibi sistemler zarar görebilir
Fırın performansı düşer, ergime süresi uzar, elektrot sarfiyatı artar
Alpha Refractory LLC’nin Yaklaşımı
Alpha Refractory olarak yalnızca refrakter ve proses değil, enerji verimliliği mühendisliği konusunda da işletmelere destek sağlıyoruz. Hizmet kapsamımız:
Güç faktörü analizi ve raporlanması
Kompanzasyon sistemi seçimi ve tasarımı
Harmonik analiz ve filtre önerileri
Ark sabitleme sistemlerinin devreye alınması
Enerji kalitesi izleme altyapısı kurulumu
Üretimde verimi sadece malzeme değil, enerji yönetimi de belirler. Biz hem termal hem elektriksel dengeyle çalışırız.
