Силовой трансформатор для печи с погружной дугой

Силовые трансформаторы с погружной дуговой печью используются для производства ферросплавов, карбида кальция, промышленного кремния и аналогичных материалов. Во время работы электроды остаются погруженными в шихту, поэтому электрическая нагрузка более стабильна, чем в открытой дуговой печи, но вторичный ток чрезвычайно высок, а коэффициент мощности обычно низкий. Yulan Transformer поставляет трансформаторы с погружной дуговой печью мощностью 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 расположение отводов подбираются в зависимости от типа печи и плавимого материала.

Что отличает эту обязанность

● Вторичное напряжение: обычно от 100 В до 300 В, в зависимости от размера печи и продукта.

● Вторичный ток: может превышать 30 000 А в больших печах.

● Характер нагрузки: относительно стабильный, но длительные периоды полной нагрузки создают термическое напряжение.

● Коэффициент мощности: часто от 0,7 до 0,8, что требует компенсации на уровне системы.

● Режим РПН: частая регулировка напряжения на разных этапах плавки.

● Импеданс: выше, чем у стандартного силового трансформатора, для ограничения колебаний тока и защиты обмоток.

Диапазон технических характеристик

Эталонные модели

Приведенные ниже данные взяты из предыдущих поставок. Окончательные значения подтверждены заводскими документами.

Первичное напряжение можно регулировать от 6 кВ до 110 кВ. Более высокое напряжение снижает первичный ток и потери в линии, но увеличивает требования к изоляции и увеличивает пространство на площадке.

Рекомендации по проектированию

Расположение обмотки и выводов

Во вторичных обмотках используются транспонированные проводники с множеством параллельных ветвей. Выводы сформированы из сложенных друг на друга медных стержней с противоположными направлениями тока для уменьшения внешних магнитных полей. Большие клеммные колодки установлены на стенке резервуара для управления контактным сопротивлением и упрощения полевых соединений.

Выбор импеданса

Импеданс не является фиксированным стандартным значением. Он определяется проектировщиком электрооборудования печи с учетом уровня короткого замыкания сети и процесса плавки. Более высокий импеданс ограничивает пики тока и стабилизирует заряд, но также снижает эффективную потребляемую мощность. Типичные значения для печей с погруженной дугой составляют от 6% до 15%.

Устройство РПН под нагрузкой

В большинстве крупных агрегатов используется переключение ответвлений под нагрузкой, поскольку напряжение печи необходимо регулировать по мере плавления шихты и изменения сопротивления. Переключатель ответвлений подвергается частой эксплуатации, и его следует выбирать для тяжелых условий эксплуатации. В некоторых установках используется грубо-мелкая схема для уменьшения износа контактов.

Охлаждение

Плотность потерь высока, поэтому на более крупных агрегатах обычно используется принудительное водяное или принудительное воздушное охлаждение масла. Системы с водяным охлаждением должны поддерживать давление масла выше давления воды, чтобы предотвратить попадание воды. Номинальная мощность охладителя должна включать дополнительные потери от гармонических токов, а не только от основного тока.

Гармоники и паразитные потери

Нагрузка содержит гармоники, которые увеличивают потери на вихри в обмотках и нагрев конструкции. На внутренней поверхности резервуара установлена ​​магнитная экранировка, а сечения проводников имеют запас на гармонический нагрев. Эти меры предотвращают перегревы во время длительных пробегов с полной нагрузкой.

Общие вопросы

Может ли трансформатор для печи с погруженной дугой заменить трансформатор для печи с открытой дугой?

Обычно нет. Два типа печей имеют разное поведение при нагрузке. Открытые дуговые печи создают резкие перепады тока, которые требуют специальных средств защиты от короткого замыкания. Печи с погруженной дугой имеют более стабильный ток, но более высокую термическую нагрузку. Их замена потребует полной проверки импеданса, диапазона отводов и механической прочности.

Почему диапазон кранов такой широкий?

Сопротивление заряда меняется по мере его плавления и реакции. Оператор регулирует напряжение, чтобы контролировать температуру печи и скорость реакции. Более широкий диапазон метчиков позволяет более точно контролировать процесс, что особенно важно для таких продуктов, как карбид кальция или металлический кремний.

Каков типичный коэффициент мощности?

Большинство печей с погруженной дугой работают с коэффициентом мощности от 0,7 до 0,8. Компенсационные конденсаторы обычно устанавливаются на подстанции или в печной шине для повышения общего коэффициента мощности электростанции и снижения затрат на электроэнергию.

Как первичное напряжение влияет на конструкцию?

Более высокое первичное напряжение, например 110 кВ, снижает первичный ток для заданной номинальной мощности. Это позволяет использовать кабели и распределительные устройства меньшего размера на первичной стороне и снижает потери в линии. Однако уровень изоляции увеличивается, и трансформатор становится физически больше и дороже.

Какое обслуживание требует система охлаждения?

При принудительном водяном охлаждении масла давление масла всегда должно превышать давление воды. Трубки охладителя следует очищать 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 снизится.

Производство и проверка

Yulan Transformer производит печные трансформаторы с 1999 года, а печи с погруженной дугой поставляются производителям ферросплавов, карбида кальция и металлического кремния. Завод оснащен грузоподъемностью 80 тонн, системой вакуумной сушки паров керосина мощностью 400 кВт, системой импульсных испытаний 1200 кВ и испытательным трансформатором промышленной частоты без частичных разрядов 400 кВ. Перед отправкой каждое устройство подвергается испытаниям на сопротивление обмотки постоянному току, коэффициент напряжения, сопротивление изоляции, устойчивость к промышленной частоте, наведенное перенапряжение, потери холостого хода, потери нагрузки, сопротивление короткого замыкания и работу переключателя ответвлений под нагрузкой. Записи испытаний архивируются по серийным номерам и связаны с записями обмоток и укладки сердечников. Компания имеет сертификаты ISO 9001:2015, ISO 14001 и ISO 45001.

Для проектирования конкретного проекта, расчетов потерь или габаритных чертежей обращайтесь в технический отдел Yulan Transformer.