Transformadores de Processo da Indústria Pesada: Forno Elétrico a Arco (EAF) e Retificadores de Hidrogênio Verde

Forças eletrodinâmicas de curto-circuito de 100 correntes de forno a arco kA, estresse térmico cíclico, resfriamento a água OFWF e pontes retificadoras de mudan

1. Serviço extremo de processo na produção de aço e hidrogênio

Os transformadores de processo suportam tensões mecânicas e elétricas severas que excedem em muito os equipamentos de distribuição padrão:

  • Transformadores EAF: Baixa tensão secundária (400 - 1200 V) com correntes massivas até 120 kA.
  • Eletrolisadores de hidrogênio verde: Fornecimento contínuo de corrente contínua de alta corrente por meio de retificadores multipulsos.

2. Comparação técnica: transformadores EAF vs eletrolisador de hidrogênio

ParâmetroUnidade de Forno Elétrico a Arco (EAF)Unidade Retificadora de Hidrogênio Verde (PEM/Alcalina)
Corrente Secundária60 kA - 120 kA AC10 kA - 40 kA DC por ponte
Frequência de curto-circuito10 a 20 curtos-circuitos mortos por bateriaCarga DC contínua e suave
Método de resfriamentoTrocadores de calor óleo-água forçados (OFWF)Óleo-Ar Forçado (ONAF / OFAF)
Configuração de pulsoEletrodos diretos de forno24 pulsos (± 7.5° com mudança de fase)

3. Formulação de força eletrodinâmica de curto-circuito

Forças eletrodinâmicas radiais e axiais na escala dos enrolamentos do transformador com corrente quadrada (I2):

Fradial = (μ0) / (2) · ((N · Isc) / (hw))2 · 2π Rw

Para suportar as forças de curto-circuito do 120 kA, as bobinas EAF usam condutores de cobre endurecido fixados sob a pressão hidráulica do 10 MPa.

4. Cancelamento Harmônico de 24 Pulsos em Eletrolisadores

Os transformadores eletrolisadores dividem os secundários em quatro sistemas de mudança de fase (+22.5°, +7.5°, -7.5°, -22.5°), cancelando todas as correntes harmônicas até o 23º harmônico e alcançando THD-I < 4.0%.

*Referência: IEEE Std C57.18.10-2021; IEC 61378-1:2011.*