Elektromos ívkemencés transzformátorok

Az elektromos ívkemencében (EAF) végzett olvasztási folyamat során a kemencén belüli impedancia drasztikusan ingadozik, váltakozó elektróda-rövidzárlatokkal és ívkimaradásokkal; következésképpen a transzformátor által tapasztalt áramlökések jóval meghaladják a hagyományos teljesítménytranszformátorok által tapasztalt túlfeszültségeket. A Yulan Transformer 1999 óta gyárt elektromos ívkemencés transzformátorokat; EAF transzformátor sorozata 1000 kVA-tól 80 000 kVA-ig terjed, 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV és 110 kV primer feszültségeket támogat, míg a szekunder feszültségek egyedi kemencetípusok és olvasztási eljárások alapján készülnek.

Az elektromos ívkemence terheléseinek jellemzői

Az ívkemencés (EAF) transzformátorok működési feltételei jelentősen eltérnek a szabványos elosztó- vagy teljesítménytranszformátorokétól. A töltés olvadási fázisában az áram erősen ingadozik; A szekunder áramok a névleges érték két-háromszorosát is elérhetik az elektróda rövidzárlatok során – olyan események, amelyek bár rövidek, de gyakran előfordulnak. A tekercseknek és a magoknak ki kell állniuk ezeknek az ismétlődő elektromágneses erőknek, és a szorítószerkezeteket, valamint a szigetelőtámaszokat ellenőrizni kell ezeknek a feltételeknek.

A szekunder feszültségek viszonylag alacsonyak – jellemzően 100 V és 800 V között mozognak –, míg a szekunder áramok elérhetik a több tízezer ampert. Következésképpen a kisfeszültségű (szelepoldali) tekercsek több párhuzamos vezetőt vagy transzponált vezetéket használnak, a kimeneti vezetékek rézsínekből állnak, és a nagy felületű kapcsok a tartály falára vannak szerelve.

A rövidzárlati impedanciát nagyobbra tervezték, mint a szabványos transzformátoroké, hogy korlátozzák a rövidzárlati áramokat és stabilizálják az ívet. Az impedancia értékek jellemzően 6% és 12% között mozognak, egyes nagykapacitású kemencetranszformátorok esetében még magasabb értékekre van szükség. A túlzott impedancia csökkenti a kemence bemeneti teljesítményét, míg az elégtelen impedancia megnehezíti a rövidzárlati túlfeszültségek elviselését; ezért a tervezést gondosan az adott olvasztási folyamathoz kell igazítani.

Általános konfigurációs módszerek

Sorozatreaktor nélkül

Olyan alkalmazásokban használják, ahol az elektromos hálózatnak elegendő rövidzárlati kapacitása van, és a kemence stabil impedanciajellemzőket mutat. Ez a konfiguráció egyszerű rendszertervezést, kompakt berendezésméretet és alacsonyabb beruházási költségeket kínál. Ez a standard választás a legtöbb kis és közepes teljesítményű elektromos ívkemencés transzformátorhoz.

Sorozatos reaktorral

Egy reaktor sorba van kötve a transzformátor primer vagy szekunder oldalán a rövidzárlati áram további korlátozása és az ívstabilitás növelése érdekében. A reaktor segít mérsékelni az elektromos hálózatra gyakorolt ​​hatást, különösen akkor, ha a hálózat gyenge, vagy a működés kezdeti szakaszában, amikor gyakori a töltés összeomlása. A reaktor beépíthető a transzformátor tartályába, vagy önálló egységként telepíthető. Az integrált kialakítás helytakarékos, de kevésbé kényelmes karbantartása, mint egy külső egység.

Tipikus specifikációk

A következő adatok a sorozatban gyártott egységek nyilvántartásából származnak, és nem jelentik a teljes ellátási tartományt. A konkrét projektek paraméterei a műszaki megállapodás tárgyát képezik.

Nagy kapacitású, terhelés alatti csap-váltó ívkemencés transzformátor

Megjegyzés: A feszültségszabályozási fokozatok közül az első öt fokozat állandó teljesítményt, míg a következő fokozatok állandó áramkimenetet biztosítanak. Az állandó teljesítménytartományt a kezdeti olvasztási fázisban, az állandó áramtartományt pedig a finomítási fázisban használják.

A 6-10 kV-os sorozat reprezentatív modelljei (reaktorok nélkül)

A 6–10 kV-os reaktorsorozat reprezentatív modelljei

A 20–35 kV-os sorozat reprezentatív modelljei

Megjegyzés: A primer feszültség 60 kV-ra vagy 110 kV-ra tervezhető a felhasználói igényeknek megfelelően; ilyen esetekben a zárlati impedanciát és a külső méreteket ennek megfelelően kell beállítani.

Főbb tervezési paraméterek

Terhelési feszültségszabályozás

Az elektromos ívkemencék (EAF) transzformátorai jellemzően terhelés alatti fokozatkapcsolókkal (OLTC) vannak felszerelve, hogy fedezzék az olvasztási és finomítási szakaszok változó feszültségigényét. A szabályozási tartomány általában 13-19 lépést ölel fel, bár néhány projekt ennél többet igényel. A terhelési szabályozás szükségessé teszi, hogy a transzformátor tartályán belül helyet biztosítsanak a fokozatkapcsoló számára, és figyelembe kell venni az olajáramlást és a hőleadást a kapcsolási műveletek során.

Rövidzárlati impedancia kiválasztása

Az impedancia értékek közvetlenül befolyásolják az ívstabilitást és a csúcszárlati áramot. A nagy impedancia segít korlátozni a rövidzárlati túlfeszültségeket, de csökkenti a hatékony bemeneti teljesítményt; az alacsony impedancia ellenkező hatást vált ki. Az impedancia specifikációit általában a kemence gyártója és az elektromos tervezőcsoport közösen határozza meg, a transzformátor gyártója pedig a tekercselés elrendezését és a szivárgási fluxus szabályozását a célértékek elérése érdekében állítja be.

Hűtési módszerek

A kis kapacitású egységek általában olajos önhűtést vagy léghűtést alkalmaznak. A nagy veszteségsűrűség miatt a nagy kapacitású egységek általában olajos kényszerlevegős (OFAF) vagy olajos kényszervízes (OFWF) hűtést alkalmaznak. A vízhűtéses rendszereknek biztosítaniuk kell, hogy az olajnyomás mindig magasabb legyen a víznyomásnál, hogy szivárgás esetén ne kerüljön víz az olajba.

Másodlagos terminálok

A nagy szekunder áramok miatt a kimeneti rézsínek keresztmetszete, távolsága és tartószerkezete speciális tervezést igényel. Egyes nagykapacitású egységek egy fázisú inverz párhuzamos konfigurációt alkalmaznak, ahol a szomszédos gyűjtősínek ellentétes irányú áramot vezetnek; ez csökkenti a külső mágneses tereket és a szerkezeti elemek melegedését.

Gyártás és tesztelés

A tekercsek transzponált vezetőket vagy több párhuzamos vezetéket használnak az egyenletes áramelosztás érdekében. Az összeszerelés után az aktív rész kerozin gőzfázisú vákuumszárításon megy keresztül, hogy eltávolítsa a nedvességet és a gázokat a szigetelőanyagokból. A tartályokat és szerkezeti elemeket sörétszórásnak vetik alá a rozsda eltávolítása érdekében, majd porszórással, hogy megfeleljenek az ipari környezetvédelmi szabványoknak.

A gyári átvételi tesztek magukban foglalják a tekercs egyenáramának ellenállását, a feszültségviszonyt, a szigetelési ellenállást, a teljesítmény-frekvencia ellenállási feszültséget, az indukált ellenállási feszültséget, az üresjárati veszteséget, a terhelésveszteséget és a rövidzárlati impedanciát. Tekintettel az EAF transzformátorok egyedi működési feltételeire, szükség van a hirtelen rövidzárlati teszteléssel történő típusellenőrzésre – vagy a felhasználói igények szerinti számítási jelentésekre – is. A terhelés alatti fokozatkapcsolókat a szállítás előtt működési ciklustesztnek vetik alá, hogy ellenőrizzék a kapcsolási megbízhatóságot. A cég ISO 9001:2015, ISO 14001 és ISO 45001 tanúsítvánnyal rendelkezik; A tesztadatokat sorozatszám alapján archiváljuk, így biztosítva a nyomon követhetőséget a nyersanyagtételekig és a legfontosabb folyamatnyilvántartásokig.

GYIK

K: Milyen körülmények között van szükség soros reaktorra?

A soros reaktor segít korlátozni a túlfeszültségeket és stabilizálni az ívet, ha az elektromos hálózat rövidzárási kapacitása viszonylag alacsony, vagy amikor a kemence működésének kezdeti szakaszában gyakori anyagösszeomlás túlzott rövidzárlati áramokat okoz. Ha a rács kellően robusztus és a kemence kialakítása kiforrott, a rendszer egyszerűsítése érdekében a reaktor elhagyható. A végső döntést az elektromos tervező csapat hozza meg rövidzárlati számítások alapján.

K: Jobb, ha több terhelési feszültségszabályozási lépés van?

Nem feltétlenül. Míg a több lépés finomabb feszültségszabályozást és a különböző olvasztási fokozatokhoz való jobb illeszkedést tesz lehetővé, a fokozatkapcsoló költségét és az olajtartály méretét is növeli. Általában 13-19 lépcsőfok felel meg a legtöbb elektromos ívkemencének; ritkák a 25 lépést meghaladó konfigurációk.

K: Miért nagyobb egy elektromos ívkemence transzformátor rövidzárási impedanciája, mint egy szabványos transzformátoré?

Az ívkemence működése során gyakran előfordul elektróda rövidzárlat; a nagy impedancia korlátozza a csúcszárlati áramot, és csökkenti a tekercsekre és az elektromos hálózatra gyakorolt ​​hatást. Míg a szabványos transzformátorok rövidzárlati impedanciája általában 4% és 6% között van, az ívkemencés transzformátorok általában 6% és 12% között mozognak, míg egyes speciális kemencetípusok ennél is magasabbak.

K: Miért olyan alacsony a szekunder feszültség?

Az elektromos ívkemencék az ívellenálláson keresztül hőt termelnek, és maga az ívfeszültség viszonylag alacsony – általában néhány tucat és néhány száz volt között mozog. A transzformátor szekunder feszültségének meg kell egyeznie az ívfeszültséggel; ezért a tervezési érték jóval alacsonyabb, mint az elsődleges oldalé. Ezzel szemben a szekunder áram rendkívül nagy a teljesítményigény miatt.

K: Mik a legfontosabb szempontok a kényszerű olajkeringtetés és a vízhűtő rendszer napi karbantartásához?

Az olajnyomásnak mindig meg kell haladnia a víznyomást, hogy a szivárgás az olajoldalról a vízoldalra folyjon, megakadályozva a víz bejutását a transzformátorolajba. Rendszeresen ellenőrizze a hűtőket vízkőképződés szempontjából, és ütemezze be a tisztítást a víz minősége alapján. A hűtőrendszert a transzformátor előtt kell elindítani, és a transzformátor leállítása után egy ideig tovább kell működni. Mérnöki tapasztalat és kínálat

A Yulan Transformer széleskörű tapasztalattal rendelkezik az elektromos kemencetranszformátorok mennyiségi ellátásában, amely különféle kemencetípusokat, például szabványos elektromos ívkemencéket, üstös finomítókemencéket és merülő ívkemencéket foglal magában. Gyártó létesítményeink 80 tonnás emelőképességgel, 400 kW-os kerozin gőzfázisú vákuumszárító rendszerrel, 1200 kV-os impulzusvizsgáló berendezéssel és 400 kV-os részleges kisülésmentes teljesítmény-frekvencia teszttranszformátorral rendelkeznek, lehetővé téve, hogy teljesítsük a 110 kV alatti elektromos ívkemencés transzformátorok gyártási és gyári átvételi vizsgálati követelményeit.

A 6 kV-tól 110 kV-ig terjedő primer feszültségű és 1000 kVA-tól 80 000 kVA-ig terjedő kapacitású projektekhez személyre szabott tervezési megoldásokat kínálunk az ügyfél által szállított primer rendszer diagramokon és kemenceparamétereken. Kérjük, forduljon a Yulan Transformer műszaki részlegéhez az egyes modellek vázlatrajzaiért, súlybecsléseiért vagy veszteségszámításaiért.