Elektriske lysbueovnstransformere

Under smelteprocessen med elektrisk lysbueovn (EAF) svinger impedansen i ovnen drastisk med skiftende elektrodekortslutninger og lysbueafbrydelser; følgelig overstiger de strømstød, som transformeren oplever, langt dem, som konventionelle krafttransformatorer støder på. Yulan Transformer har fremstillet elektriske lysbueovnstransformere siden 1999; dens EAF-transformerserie spænder fra 1.000 kVA til 80.000 kVA og understøtter primærspændinger på 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV og 110 kV, mens sekundære spændinger er specialdesignede baseret på specifikke ovntyper og smelteprocesser.

Karakteristik af elektrisk lysbueovnsbelastning

Driftsbetingelserne for elektriske lysbueovne (EAF)-transformere adskiller sig væsentligt fra dem for standarddistributions- eller krafttransformatorer. Under ladningssmeltefasen svinger strømmen kraftigt; sekundære strømme kan nå to til tre gange den nominelle værdi under elektrodekortslutninger - begivenheder, der, selvom de er korte, forekommer ofte. Vindinger og kerner skal modstå disse gentagne elektromagnetiske kræfter, og spændestrukturer samt isoleringsunderstøtninger skal verificeres mod disse forhold.

Sekundære spændinger er relativt lave - typisk fra 100 V til 800 V - hvorimod sekundære strømme kan nå titusindvis af ampere. Som følge heraf anvender lavspændingsviklingerne (ventilsiden) flere parallelle ledere eller transponerede ledere, udgangsledninger består af kobberskinner, og terminaler med stort overfladeareal er monteret på tankvæggen.

Kortslutningsimpedansen er designet til at være højere end standardtransformatorens for at begrænse kortslutningsstrømme og stabilisere lysbuen. Impedansværdier varierer typisk fra 6 % til 12 %, med endnu højere værdier, der kræves for nogle ovntransformatorer med stor kapacitet. For høj impedans reducerer strømtilførslen til ovnen, mens utilstrækkelig impedans gør det vanskeligt at modstå kortslutningsstød; derfor skal designet tilpasses nøje til den specifikke smelteproces.

Almindelige konfigurationsmetoder

Uden seriereaktor

Anvendes i applikationer, hvor elnettet har tilstrækkelig kortslutningskapacitet, og ovnen udviser stabile impedansegenskaber. Denne konfiguration tilbyder et enkelt systemdesign, kompakt udstyrsstørrelse og lavere investeringsomkostninger. Det er standardvalget for de fleste lysbueovnstransformatorer med lille til medium kapacitet.

Med seriereaktor

En reaktor er forbundet i serie på enten den primære eller sekundære side af transformeren for yderligere at begrænse kortslutningsstrømmen og forbedre lysbuestabiliteten. Reaktoren hjælper med at afbøde påvirkningen af ​​elnettet, især når nettet er svagt, eller i de indledende faser af driften, når der forekommer hyppige ladningskollapser. Reaktoren kan enten integreres i transformatortanken eller installeres som en selvstændig enhed. Et integreret design sparer plads, men er mindre bekvemt at vedligeholde end en ekstern enhed.

Typiske specifikationer

Følgende data er samlet ud fra registreringer af batch-producerede enheder og repræsenterer ikke hele leveringsområdet. Parametre for specifikke projekter er underlagt den tekniske aftale.

Høj kapacitet On-Load Tap-skiftende lysbueovnstransformer

Bemærk: Blandt spændingsreguleringstrinene giver de første fem trin konstant effekt, mens de efterfølgende trin giver konstant strømudgang. Det konstante effektområde bruges under den indledende smeltefase, og det konstante strømområde bruges under raffineringsfasen.

Repræsentative modeller af 6-10 kV-serien (uden reaktorer)

Repræsentative modeller af 6–10 kV reaktorserien

Repræsentative modeller af 20-35 kV-serien

Bemærk: Den primære spænding kan designes som 60 kV eller 110 kV i henhold til brugerkrav; i sådanne tilfælde vil kortslutningsimpedansen og de udvendige dimensioner blive justeret i overensstemmelse hermed.

Nøgledesignparametre

On-Load Spændingsregulering

Elektriske lysbueovne (EAF) transformere er typisk udstyret med on-load trinkoblere (OLTC'er) for at dække de varierende spændingskrav til smelte- og raffineringstrinene. Reguleringsområdet strækker sig normalt fra 13 til 19 trin, selvom nogle projekter kræver mere. On-load regulering nødvendiggør, at der tildeles plads i transformatortanken til trinkobleren og tage højde for olieflow og varmeafledning under koblingsoperationer.

Valg af kortslutningsimpedans

Impedansværdier har direkte indflydelse på lysbuestabilitet og spidskortslutningsstrøm. Høj impedans hjælper med at begrænse kortslutningsstød, men reducerer den effektive indgangseffekt; lav impedans har den modsatte effekt. Impedansspecifikationer bestemmes typisk i fællesskab af ovnproducenten og det elektriske designteam, hvor transformatorproducenten justerer viklingsarrangementer og lækagefluxkontrol for at opfylde målværdierne.

Kølingsmetoder

Enheder med lille kapacitet anvender generelt olie-nedsænket selvkøling eller luftkøling. På grund af høj tabstæthed anvender enheder med stor kapacitet almindeligvis tvungen olie-tvungen luft (OFAF) eller tvungen olie-tvungen-vand-køling (OFWF). Vandkølesystemer skal sikre, at olietrykket til enhver tid forbliver højere end vandtrykket for at forhindre, at vand kommer ind i olien i tilfælde af en lækage.

Sekundære terminaler

På grund af de høje sekundære strømme kræver tværsnittet, afstanden og støttestrukturen af ​​udgangskobberskinnerne specialiseret design. Nogle enheder med stor kapacitet anvender en in-fase invers-parallel konfiguration, hvor tilstødende samleskinner fører strøm i modsatte retninger; dette reducerer eksterne magnetfelter og opvarmning i strukturelle komponenter.

Fremstilling og test

Viklinger anvender transponerede ledere eller flere parallelle ledere for at sikre ensartet strømfordeling. Efter samling gennemgår den aktive del petroleumdampfase vakuumtørring for at fjerne fugt og gasser fra isoleringsmaterialerne. Tanke og strukturelle komponenter underkastes skudblæsning for rustfjernelse efterfulgt af pulverlakering for at opfylde industrielle miljøstandarder.

Fabriksaccepttest omfatter målinger af viklingens jævnstrømsmodstand, spændingsforhold, isolationsmodstand, strøm-frekvensmodstandsspænding, induceret modstå spænding, ubelastet tab, belastningstab og kortslutningsimpedans. I betragtning af de unikke driftsforhold for EAF-transformere er typeverifikation via pludselig kortslutningsprøvning - eller levering af beregningsrapporter efter brugerkrav - også nødvendig. On-load trinkoblere gennemgår driftscyklustest før forsendelse for at verificere koblingspålidelighed. Virksomheden har ISO 9001:2015, ISO 14001 og ISO 45001 certificeringer; testdata arkiveres efter serienummer, hvilket sikrer sporbarhed tilbage til råmaterialebatcher og nøgleprocesregistreringer.

FAQ

Sp: Under hvilke omstændigheder er en seriereaktor påkrævet?

En seriereaktor hjælper med at begrænse overspændinger og stabilisere lysbuen, når elnettets kortslutningskapacitet er relativt lav, eller når hyppigt materiale kollapser under de indledende faser af ovndriften forårsager for store kortslutningsstrømme. Hvis gitteret er tilstrækkeligt robust, og ovndesignet er modent, kan reaktoren udelades for at forenkle systemet. Den endelige beslutning træffes af el-designteamet baseret på kortslutningsberegninger.

Spørgsmål: Er det bedre at have flere trin til regulering af on-load spænding?

Ikke nødvendigvis. Mens flere trin giver mulighed for finere spændingsregulering og bedre matchning med forskellige smeltetrin, øger de også prisen på trinkobleren og størrelsen på olietanken. Typisk opfylder 13 til 19 trin behovene i de fleste lysbueovne; konfigurationer over 25 trin er sjældne.

Spørgsmål: Hvorfor er kortslutningsimpedansen for en lysbueovnstransformator højere end for en standardtransformator?

Elektrodekortslutninger forekommer hyppigt under drift af en lysbueovn; høj impedans begrænser den maksimale kortslutningsstrøm og reducerer påvirkningen af ​​viklingerne og elnettet. Mens standardtransformatorer typisk har en kortslutningsimpedans på 4% til 6%, varierer lysbueovnstransformatorer normalt fra 6% til 12%, hvor nogle specialiserede ovntyper går endnu højere.

Q: Hvorfor er den sekundære spænding så lav?

Elektriske lysbueovne genererer varme via lysbuemodstand, og selve lysbuespændingen er relativt lav - normalt fra et par dusin til et par hundrede volt. Transformatorens sekundære spænding skal svare til lysbuespændingen; derfor er designværdien langt lavere end den primære sides. Omvendt er den sekundære strøm ekstremt høj på grund af strømkrav.

Q: Hvad er nøglepunkterne for den daglige vedligeholdelse af det tvungne oliecirkulations- og vandkølingssystem?

Olietrykket skal altid overstige vandtrykket, så eventuel lækage løber fra oliesiden til vandsiden og forhindrer vand i at trænge ind i transformatorolien. Inspicér regelmæssigt kølere for skalering og planlæg rengøring baseret på vandkvalitet. Kølesystemet skal startes før transformeren og køre videre i en periode efter at transformeren er slukket. Ingeniørerfaring og leveringsomfang

Yulan Transformer har stor erfaring i volumenforsyning af elektriske ovntransformatorer, der dækker forskellige ovntyper såsom standard lysbueovne, øseraffineringsovne og dykkede lysbueovne. Vores produktionsfaciliteter har en løftekapacitet på 80 tons, et 400 kW petroleumsdampfase vakuumtørringssystem, 1200 kV impulstestudstyr og en 400 kV partiel-afladningsfri effekt-frekvenstesttransformator, hvilket gør os i stand til at opfylde produktions- og fabriksacceptanstestningskrav til kV1-transformatorer og kV1. nedenfor.

Vi leverer kundetilpassede designløsninger baseret på kundeleverede primære systemdiagrammer og ovnparametre til projekter med primærspændinger fra 6 kV til 110 kV og kapaciteter fra 1.000 kVA til 80.000 kVA. Kontakt venligst Yulan Transformers tekniske afdeling for oversigtstegninger, vægtestimater eller tabsberegninger for specifikke modeller.