Специальный трансформатор для электродуговой печи

Работа электродуговой печи предъявляет требования к трансформатору, которые не встречаются в стандартном распределительном или силовом трансформаторе. Ток нагрузки меняется от разомкнутой цепи до почти короткого замыкания в течение нескольких секунд, а специальный трансформатор для электродуговой печи должен поглощать повторяющиеся механические удары, сохраняя при этом стабильное напряжение дуги. Yulan Transformer производит печные трансформаторы с 1999 года. Серия дуговых печей охватывает мощность от 1000 до 80 000 кВА с первичным напряжением 6 кВ, 10 кВ, 15 кВ, 22 кВ, 35 кВ или 110 кВ. Вторичное напряжение и ток подбираются в зависимости от типа печи и профиля плавки. Ссылки на проектирование включают серию IEC 60076, GB/T 10229 и спецификации печи для конкретного проекта.

Поведение нагрузки при обслуживании дуговой печи

На этапе расплавления движение лома приводит к частым коротким замыканиям электродов. Вторичный ток может достигать значения, в 2–3 раза превышающего номинальное, в течение коротких промежутков времени, и это происходит неоднократно в течение плавки. Поэтому обмотки и зажимные конструкции рассчитаны на механическое напряжение на уровне усталости, а не только на устойчивое повышение температуры.

Вторичное напряжение низкое, обычно от 100 до 800 В, тогда как вторичный ток может превышать 30 000 А в более крупных печах. Это приводит к появлению многопроводных обмоток, тяжелым медным стержневым выводам и большим клеммным колодкам на стенках резервуара. Сопротивление короткого замыкания также выше, чем у обычных трансформаторов, обычно от 6% до 12%, что позволяет ограничить пики тока и стабилизировать дугу. Точное значение зависит от процесса печи и обычно указывается изготовителем печи или проектировщиком электротехники.

Конфигурации

Без последовательного реактора
Используется, когда мощность короткого замыкания сети достаточна и процесс в печи стабилен. Система проще, занимает меньше места и имеет меньшие капитальные затраты. Такое расположение используется в большинстве малых и средних печей.

С последовательным реактором
Реактор подключается на первичной или вторичной стороне для дальнейшего ограничения тока короткого замыкания и улучшения стабильности дуги. Это часто случается, когда сетка слабая или когда ранний период плавления вызывает частые обвалы лома. Реактор может быть встроен в бак трансформатора или поставлен как отдельная установка. Встроенные конструкции экономят место, а отдельные реакторы легче обслуживать и заменять.

Репрезентативные рейтинги

Следующие таблицы взяты из производственных записей и не отражают полный ассортимент. Окончательные значения подтверждены в спецификации покупки.

Большие трансформаторы для дуговых печей с переключателем ответвлений под нагрузкой

Первые пять положений ответвлений в этих устройствах обеспечивают постоянную выходную мощность, а остальные положения обеспечивают постоянный выходной ток. Постоянная мощность используется на ранней стадии плавки, а постоянный ток подходит для периода рафинирования.

Серия 6-10 кВ без реактора, отдельные модели

Серия 6-10 кВ с реактором, отдельные модели

Серия 20-35 кВ, отдельные модели

По запросу первичное напряжение может быть рассчитано на 60 кВ или 110 кВ. Соответствующим образом изменятся импеданс и контурные размеры.

Ключевые параметры конструкции

Переключение ответвлений под нагрузкой

В большинстве трансформаторов для дуговых печей используется переключатель ответвлений под нагрузкой для покрытия различных потребностей в напряжении между плавкой и рафинированием. Обычно используется от тринадцати до девятнадцати кранов, но в некоторых проектах требуется больше. Устройство РПН увеличивает объем бака и требует внимания к потоку масла и отводу тепла во время работы.

Выбор импеданса

Импеданс не является фиксированным стандартным значением. Изготовитель печи и проектировщик электрооборудования определяют целевой диапазон на основе стабильности дуги и предельных значений тока короткого замыкания. Производитель трансформатора настраивает расположение обмоток и управление потоком рассеяния в соответствии с указанным значением. Высокий импеданс ограничивает пики тока, но снижает эффективную мощность печи. Низкий импеданс делает обратное.

Охлаждение

В небольших агрегатах используется естественное масляное охлаждение или принудительное воздушное охлаждение. В больших агрегатах с высокой плотностью потерь используется принудительное воздушное охлаждение масла или принудительное водяное охлаждение масла. Системы с водяным охлаждением требуют, чтобы давление масла всегда оставалось выше давления воды, поэтому любая утечка течет от масла к воде, а не наоборот.

Второстепенные лиды

Вторичный ток чрезвычайно высок, поэтому поперечное сечение выводов, расстояние и механическая опора специально разработаны. В некоторых крупных устройствах используются однофазные инверсно-параллельные соединения, при которых токи соседних проводов текут в противоположных направлениях. Это уменьшает внешние магнитные поля и нагрев конструкции.

Производство и тестирование

Обмотки изготавливаются из переставленных проводников или из нескольких параллельных проводников, чтобы обеспечить равномерное распределение тока. Собранный блок сердечника и катушки сушат в вакуумной системе паровой фазы керосина для удаления влаги и газа. Резервуары и конструктивные детали подвергаются дробеструйной очистке и окрашиваются порошковой краской для использования в промышленных условиях.

Плановые испытания включают сопротивление обмотки постоянному току, коэффициент трансформации, сопротивление изоляции, устойчивость к промышленной частоте, наведенное перенапряжение, потери на холостом ходу, потери под нагрузкой и полное сопротивление короткого замыкания. Из-за тяжелых условий эксплуатации часто требуется проверка стойкости к короткому замыканию либо в виде типовых испытаний, либо посредством отчетов о расчетах. Перед отправкой устройства РПН проходят полный цикл эксплуатации для подтверждения надежности переключения.

Компания имеет сертификаты ISO 9001:2015, ISO 14001 и ISO 45001. Записи испытаний архивируются по серийным номерам, и их можно отслеживать по партиям материалов и ключевым этапам процесса.

Часто задаваемые вопросы по выбору и эксплуатации

Когда необходим последовательный реактор?

Когда мощность короткого замыкания сети ограничена или когда раннее плавление приводит к частому обвалу лома, реактор помогает ограничить пики тока и стабилизировать дугу. Если сетка прочная и конструкция печи продумана, реактор можно не использовать. Окончательное решение принимается на основе исследования короткого замыкания.

Означает ли большее количество положений крана лучшую производительность?

Не обязательно. Большее количество отводов позволяет более точно регулировать напряжение на этапах плавки и рафинирования, но также увеличивает стоимость переключателя ответвлений и размер резервуара. Большинство печей хорошо работают с 13–19 кранами, более 25 — редкость.

Почему сопротивление выше, чем у стандартного трансформатора?

Работа дуговой печи предполагает частые короткие замыкания электродов. Более высокий импеданс ограничивает пиковый ток короткого замыкания и снижает механическую нагрузку на обмотки. Обычные трансформаторы обычно имеют полное сопротивление от 4% до 6%, тогда как устройства с дуговыми печами обычно находятся в диапазоне от 6% до 12%.

Почему вторичное напряжение такое низкое?

Сама дуга работает при низком напряжении, обычно от десятков до нескольких сотен вольт. Вторичная обмотка трансформатора должна соответствовать этому напряжению. Требование высокой мощности проявляется в очень высоком вторичном токе, поэтому обмотка и выводы со стороны клапана имеют такую ​​тяжелую конструкцию.

Какое ежедневное обслуживание требует система принудительного масляно-водяного охлаждения?

Давление масла должно всегда оставаться выше давления воды. Любая утечка должна быть направлена ​​от масла к воде, а не наоборот. Образование накипи в охладителе следует проверять по графику, в зависимости от качества воды. Система охлаждения должна запуститься до подачи питания на трансформатор и продолжать работу после выключения до тех пор, пока температура обмотки не упадет.

Инженерный опыт и объем поставок

Yulan Transformer производит печные трансформаторы для обычных дуговых печей, ковшовых печей и печей с погруженной дугой. Производственные мощности включают грузоподъемность 80 тонн, систему вакуумной сушки паровой фазы керосина мощностью 400 кВт, систему импульсных испытаний 1200 кВ и испытательный трансформатор промышленной частоты без частичного разряда 400 кВ. Эти ресурсы поддерживают обработку изоляции и заводскую проверку трансформаторов дуговых печей класса до 110 кВ.

Проекты в диапазоне от 1000 кВА до 80 000 кВА и первичным напряжением от 6 кВ до 110 кВ могут быть оценены на основе однолинейной схемы заказчика и данных печи. Для получения габаритных чертежей, оценки веса или расчета потерь обратитесь в технический отдел Yulan Transformer.