Ívkemencés teljesítménytranszformátor

Az ívkemencék üzemeltetése az egyik legigényesebb feladat a transzformátor számára. A terhelés a megszakadt áramkörből a csavaros hibához közeli állapotba lendül a másodperc töredéke alatt, és ez a ciklus sokszor megismétlődik egyetlen melegítés során. Az ehhez a szolgáltatáshoz épített transzformátornak a megbízhatóság elvesztése nélkül kell kezelnie az extrém áramcsúcsokat, erős elektromágneses erőket és gyakori leágazásokat. A Yulan Transformer ívkemencés teljesítménytranszformátorokat szállít 1000 kVA-tól 80 000 kVA-ig, 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV és 110 kV primer feszültséggel. A tervezési munkák követik az IEC 60076, GB/T 10229 szabványt és a kemence gyártójának speciális követelményeit.

A tervezést meghatározó működési feltételek

Ellentétben az elosztó transzformátorral, amely az idő nagy részében névleges terhelés közelében működik, az ívkemencés transzformátor élettartamának nagy részét tranziens körülmények között tölti. Az olvadási fázis különösen súlyos. A törmelék kiszámíthatatlanul eltolódik, az elektródák hozzáérnek a töltéshez, és a szekunder áram rövid ideig meghaladhatja a névleges érték kétszeresét. Ezek az események nem a hagyományos értelemben vett hibák, de a transzformátornak ismételten túl kell élnie azokat teljes élettartama során.

A szekunder oldal alacsony feszültségen működik, általában 100 V és 800 V között, a kemence méretétől és folyamatától függően, míg a szekunder áram elérheti a több tízezer ampert. Ez a kombináció nehéz vezeték-keresztmetszeteket, párhuzamos tekercselési ágakat és robusztus vezetéktartó szerkezeteket igényel. A rövidzárlati impedancia szintén magasabbra van állítva, mint a szabványos transzformátorokban, gyakran 6% és 12% között, hogy korlátozza az áramcsúcsokat és stabilan tartsa az ívet.

Tervezési megközelítések súlyos feladatokhoz

Az ívkemencés teljesítménytranszformátorok számos olyan alapvető döntés köré épülnek, amelyek befolyásolják a teljesítményt és az élettartamot.

Tekercselés elrendezése

A szekunder tekercs általában több párhuzamos útra van felosztva, hogy az áramsűrűség kezelhető legyen. A transzponált vezetékek gyakoriak a nagyobb névleges teljesítményeknél, és a tekercsvégek gondosan vannak elrendezve, hogy az áram egyenletesen oszlik meg a párhuzamos szálak között. Az egyenetlen áramelosztás forró pontokat hoz létre és lerövidíti a szigetelés élettartamát.

Impedancia szabályozás

Az impedancia értéke nem rögzített táblázatból van kiválasztva. Ez a kemence elektromos vizsgálatából származik, amely egyensúlyt teremt az ívstabilitás és a rövidzárlati feszültség korlátozásának szükségessége között. A nagyobb impedancia csökkenti az áramcsúcsokat, de az ívre leadott teljesítményt is. A transzformátor gyártója úgy állítja be a tekercselés geometriáját és a szivárgási fluxus útvonalát, hogy egy szűk tűréshatáron belül megfeleljen a megadott értéknek.

Sorozatos reaktor opció

Egyes berendezések soros reaktort tartalmaznak, akár a transzformátortartályon belül, akár külön egységként. Ez gyakrabban fordul elő, ha a rács gyenge, vagy amikor a korai olvadási szakasz gyakori selejtbetöréseket okoz. A beépített reaktor helytakarékos, de egy különálló reaktort könnyebb ellenőrizni és cserélni. A döntés a helyszín elrendezésétől és a karbantartási filozófiától függ.

Csapváltó kötelessége

A legtöbb ívkemencés transzformátor terhelés alatti csapcserét használ. A fokozatkapcsoló sokkal gyakrabban működik, mint egy teljesítménytranszformátorban, mivel a kemence feszültségét az olvasztás és a finomítás között kell állítani. Tizenhárom-tizenkilenc pozíció jellemző, és a fokozatkapcsolót a gyakori, terhelés alatti működésre kell minősíteni. Egyes projektek külön választókapcsolót és váltókapcsoló elrendezést írnak elő a hosszabb érintkezők élettartama érdekében.

Hűtőrendszer kiválasztása

A kis és közepes egységek használhatnak természetes olajlevegős természetes hűtést vagy kényszerlevegős hűtést. A nagy veszteségsűrűségű nagy kemencék gyakran kényszerített olaj-vízhűtést igényelnek. A vízhűtéses rendszerek szigorú nyomásszabályozást igényelnek: az olajnyomásnak mindig meg kell haladnia a víznyomást, hogy a szivárgás olajból vízbe kerüljön, nem pedig fordítva.

A specifikáció áttekintése

Az alábbi táblázat az ívkemence-transzformátor sorozat általános paramétereit tartalmazza. A pontos értékeket minden projektnél a tervezési szakaszban határozzák meg.

Mérnöki megjegyzések a kiválasztáshoz

Másodlagos feszültségtartomány

A szekunder feszültségtartományt a kemence folyamata és az olvasztási profil határozza meg. Ez nem fix érték. A transzformátor tervezője a kemence építőjével együttműködve biztosítja, hogy a legalacsonyabb csap elegendő íverőt biztosítson a finomítás során, és a legmagasabb leágazás ne terhelje túl az elektródákat az olvadás során.

Mechanikus merevítés

Az ismétlődő rövidzárlati erők a tekercs mozgását és a szigetelés kopását okozzák. A szorítószerkezetnek szilárdan kell tartania a tekercseket anélkül, hogy túlnyomná a szigetelést. Egyes kialakítások előfeszített kötőrudakat és rugós nyomólapokat használnak a szorítóerő fenntartása érdekében a transzformátor élettartama alatt.

Harmonikus és teljesítménytényező szempontok

Az ívkemencék terhelései nem lineárisak és harmonikusokat hoznak létre. A transzformátor önmagában nem szünteti meg ezeket a harmonikusokat, de a tekercselés extra hőtartalékot tartalmazhat a további veszteségek kezelésére. A teljesítménytényező korrekcióját általában külön kezelik a kemencebusz vagy az alállomás szintjén.

Védelmi rendszerek

Az ívkemencés transzformátorok olyan védelmet igényelnek, amely megkülönbözteti a normál működési tranzienseket és a tényleges hibákat. A túláram reléket elegendő késleltetéssel kell beállítani, hogy elkerüljük az elektróda rövidzárlat közbeni kioldását. Gyakori a differenciálvédelem, de ezt össze kell hangolni a kemence gyakori áramingadozásaival.

Gyártás és minőségellenőrzés

A Yulan Transformer ívkemencés transzformátorokat épít ellenőrzött gyártási körülmények között. A mag laminálásokat automata berendezéssel vágják és rakják egymásra. A tekercseket szükség esetén transzponált vezetőkkel feltekerjük, majd az összeszerelés után kerozingőzfázisú vákuumrendszerben szárítjuk. A tartály és a külső acél részek sörétszórással és porszórt bevonattal vannak ellátva az ipari környezetben való tartósság érdekében.

Minden egység rutinellenőrzésen esik át, beleértve a tekercsellenállást, a feszültségarányt, a szigetelési ellenállást, a teljesítmény-frekvencia-tűrést, az indukált túlfeszültséget, az üresjárati veszteséget, a terhelésveszteséget és a rövidzárlati impedanciát. A súlyos üzemi terhelés miatt sok ügyfél rövidzárlat-ellenállási számításokat vagy típusvizsgálati ellenőrzést is kér. A csapkapcsolókat a szállítás előtt egy teljes sorrendben működtetik a megbízható kapcsolás megerősítése érdekében.

A cég ISO 9001:2015, ISO 14001 és ISO 45001 tanúsítvánnyal rendelkezik. A vizsgálati feljegyzések sorozatszám szerint archiválva vannak, és a nyomon követhetőség érdekében az anyagtételekhez és a gyártási nyilvántartásokhoz kapcsolódnak.

A kemencekezelők kérdései

Hogyan állapítható meg a szekunder feszültségtartomány?

A kemenceépítő biztosítja az olvasztáshoz és finomításhoz szükséges feszültséggörbét. A transzformátor tervezője ezután úgy választja ki a leágazási pozíciókat, hogy az ívteljesítmény minden szakaszban megfeleljen a folyamat követelményeinek. A feszültségtartomány módosítása a tervezési jóváhagyás után általában a tekercselrendezés átdolgozását igényli.

Mennyi az ívkemencés transzformátor várható élettartama?

Megfelelő karbantartás és a tervezési határokon belüli üzemeltetés mellett sok egység 20-30 évig is üzemben marad. A tényleges élettartam a kemence napi műveleteinek számától, a fokozatkapcsoló üzemétől és a hűtőrendszer karbantartásának minőségétől függ. A szigetelés öregedését felgyorsítja a gyakori hőciklus és a mechanikai vibráció.

Használható ívkemencés transzformátor üstfinomításhoz?

Sok esetben igen, de a kötelesség más. Az üstös finomító kemencék kisebb teljesítménnyel és rövidebb ciklusokkal működnek, így a termikus és mechanikai igénybevétel kevésbé súlyos. Az olvasztókemencéhez tervezett transzformátor túlméretezett üstfinomításhoz, de megfelelő feszültségtartomány és impedancia esetén használható. Ennek az ellenkezője nem mindig igaz.

Mi okozza a hangos zajt a kemence működése közben?

Az olvasztás során fellépő hangos zümmögés a nagy áramerősségből és a tekercsekben és vezetékekben fellépő elektromágneses erőkből ered. A zajszint akkor a legmagasabb, amikor a szekunder áram eléri a csúcspontját. A megfelelő rögzítés és az ólomtámasz csökkenti a vibrációt, de némi zaj az ívkemencék működésével együtt jár.

Milyen gyakran kell az olajat tesztelni?

Évente legalább egyszer olajmintát kell venni az oldott gáz elemzéséhez. Nagy igénybevételű üzemben a gyakoribb mintavétel indokolt lehet, különösen, ha a transzformátor ismétlődő rövidzárlatokat tapasztalt, vagy ha a hűtőrendszer szivárgásra utaló jeleket mutatott. Az éghető gázok növekvő tendenciája szigetelési feszültség kialakulását jelzi, és ezt meg kell vizsgálni.

Gyártási képesség

A gyártóüzem támogatja az ívkemencés transzformátorok gyártását 110 kV osztályig. A rendelkezésre álló erőforrások közé tartozik egy 80 tonnás emelőképesség, egy 400 kW-os kerozin gőzfázisú vákuumszárító rendszer, egy 1200 kV-os impulzusvizsgáló rendszer és egy 400 kV-os részleges kisülés nélküli teljesítmény-frekvencia-teszt transzformátor. Ezek a képességek lehetővé teszik a vállalat számára, hogy nagy mag- és tekercsszerelvényeket kezeljen, és elvégezze a nagyfeszültségű kemence üzeméhez szükséges dielektromos vizsgálatokat.

Konkrét projekthez a műszaki osztály a megrendelő egysoros diagramja és kemence adatai alapján tud előzetes tervet adni. Ez magában foglalja a becsült méreteket, súlyt, veszteségszámításokat és a csapfeszültség ütemezését. További megbeszélésért lépjen kapcsolatba a Yulan Transformerrel.