Speciel transformator til lysbueovn

Elektrisk lysbueovnspligt stiller krav til en transformer, som ikke ses i standarddistribution eller krafttransformatorservice. Belastningsstrømmen svinger fra åbent kredsløb til næsten kortslutning inden for få sekunder, og den specielle transformator til lysbueovn skal absorbere gentagne mekaniske stød og samtidig opretholde en stabil lysbuespænding. Yulan Transformer har produceret ovntransformatorer siden 1999. Lysbueovnsserien dækker 1000 kVA til 80.000 kVA med primærspændinger på 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV eller 110 kV. Sekundær spænding og strøm er afstemt efter ovntype og smelteprofil. Designreferencer inkluderer IEC 60076-serien, GB/T 10229 og projektspecifikke ovnspecifikationer.

Belastningsadfærd i bueovnsservice

Under nedsmeltningsfasen forårsager skrotbevægelse hyppige elektrodekortslutninger. Sekundærstrøm kan nå 2 til 3 gange den nominelle værdi i korte intervaller, og dette sker gentagne gange gennem hele varmen. Viklinger og spændestrukturer er derfor designet til mekanisk belastning på træthedsniveau, ikke kun konstant temperaturstigning.

Sekundærspændingen er lav, sædvanligvis mellem 100 V og 800 V, mens sekundærstrøm kan overstige 30.000 A på større ovne. Dette fører til flerlederviklinger, tunge kobberstangsledninger og store klemplader på tankvæggen. Kortslutningsimpedansen er også højere end i almindelige transformere, typisk 6% til 12%, for at begrænse strømspidser og stabilisere lysbuen. Den nøjagtige værdi afhænger af ovnprocessen og angives normalt af ovnbyggeren eller den elektriske designer.

Konfigurationer

Uden seriereaktor
Anvendes, når nettets kortslutningskapacitet er tilstrækkelig, og ovnprocessen er stabil. Systemet er enklere, med mindre fodaftryk og lavere kapitalomkostninger. De fleste små og mellemstore ovne bruger dette arrangement.

Med seriereaktor
En reaktor er tilsluttet på den primære eller sekundære side for yderligere at begrænse kortslutningsstrømmen og forbedre lysbuens stabilitet. Dette er almindeligt, når gitteret er svagt, eller når den tidlige smelteperiode forårsager hyppige skrothuler. Reaktoren kan indbygges i transformatortanken eller leveres som en separat enhed. Indbyggede designs sparer plads, mens separate reaktorer er nemmere at vedligeholde og udskifte.

Repræsentative vurderinger

Følgende tabeller er udtrukket fra produktionsregistreringer og repræsenterer ikke hele sortimentet. Endelige værdier er bekræftet i købsspecifikationen.

Store trinkobler lysbueovnstransformatorer

De første fem udtagspositioner i disse enheder giver konstant effekt, og de resterende positioner giver konstant strømudgang. Konstant effekt bruges i det tidlige smeltetrin, mens konstant strøm passer til raffineringsperioden.

6-10 kV serie uden reaktor, udvalgte modeller

6-10 kV serie med reaktor, udvalgte modeller

20-35 kV serie, udvalgte modeller

Primærspænding kan designes til 60 kV eller 110 kV på forespørgsel. Impedans- og konturdimensioner vil ændre sig tilsvarende.

Nøgledesignparametre

Skift af hane under belastning

De fleste lysbueovnstransformatorer bruger en trinkobler til at dække de forskellige spændingsbehov mellem smeltning og raffinering. Tretten til nitten haner er almindelige, og nogle projekter kræver mere. Vandhanekobleren tilføjer volumen til tanken og kræver opmærksomhed på olieflow og varmeafledning under drift.

Impedans valg

Impedans er ikke en fast standardværdi. Ovnbyggeren og den elektriske designer bestemmer målområdet baseret på lysbuestabilitet og kortslutningsstrømgrænser. Transformatorproducenten justerer viklingsarrangement og lækagefluxkontrol for at opfylde den specificerede værdi. En høj impedans begrænser strømspidser, men reducerer den effektive ovneffekt. En lav impedans gør det modsatte.

Køling

Små enheder bruger naturlig oliekøling eller tvungen luftkøling. Store enheder med høj tabsdensitet bruger tvungen olieluftkøling eller tvungen olievandkøling. Vandkølede systemer kræver, at olietrykket hele tiden forbliver over vandtrykket, så enhver lækage strømmer fra olie til vand i stedet for omvendt.

Sekundære ledninger

Sekundærstrøm er ekstremt høj, så blytværsnit, afstand og mekanisk støtte er specielt designet. Nogle store enheder bruger samme fase omvendte parallelle forbindelser, hvor tilstødende ledningsstrømme flyder i modsatte retninger. Dette reducerer eksterne magnetfelter og strukturel opvarmning.

Fremstilling og test

Viklinger er lavet med transponerede ledere eller flere parallelle ledere for at holde strømfordelingen jævn. Den samlede kerne- og spoleenhed tørres i et petroleumsdampfase-vakuumsystem for at fjerne fugt og gas. Tanke og konstruktionsdele er sprøjteblæste og pulverlakerede til industrielle miljøer.

Rutinetest omfatter viklings-DC-modstand, spændingsforhold, isolationsmodstand, strømfrekvensmodstand, induceret overspænding, tab uden belastning, belastningstab og kortslutningsimpedans. På grund af de svære driftsforhold er kortslutningsmodstandsverifikation ofte påkrævet enten som en typetest eller gennem beregningsrapporter. On-load trinkoblere betjenes gennem en fuld cyklus før afsendelse for at bekræfte koblingspålidelighed.

Virksomheden har ISO 9001:2015, ISO 14001 og ISO 45001 certificeringer. Testposter arkiveres efter serienummer og kan spores til materialebatches og vigtige procestrin.

Ofte stillede spørgsmål om valg og betjening

Hvornår er der brug for en seriereaktor?

Når nettets kortslutningskapacitet er begrænset, eller når tidlig smeltning forårsager hyppige skrothuler, hjælper en reaktor med at begrænse strømspidser og stabilisere lysbuen. Hvis gitteret er stærkt, og ovndesignet er modent, kan reaktoren udelades. Den endelige beslutning kommer fra kortslutningsundersøgelsen.

Betyder flere trykpositioner bedre ydeevne?

Ikke nødvendigvis. Flere vandhaner tillader en finere spændingsjustering på tværs af smelte- og raffineringstrinene, men de øger også trinkobleromkostningerne og tankstørrelsen. De fleste ovne fungerer godt med 13 til 19 haner, og mere end 25 er ualmindeligt.

Hvorfor er impedansen højere end i en standard transformer?

Lysbueovnsdrift involverer hyppige elektrodekortslutninger. En højere impedans begrænser den maksimale kortslutningsstrøm og reducerer mekanisk belastning på viklingerne. Almindelige transformere har normalt 4% til 6% impedans, mens lysbueovnenheder normalt ligger i området 6% til 12%.

Hvorfor er sekundærspændingen så lav?

Selve lysbuen fungerer ved lav spænding, typisk ti til nogle få hundrede volt. Transformatorens sekundære skal matche den spænding. Det høje effektbehov fremstår så som meget høj sekundærstrøm, hvorfor ventilsidens vikling og ledninger er så kraftigt bygget.

Hvilken daglig vedligeholdelse kræver et tvungen olievandkølesystem?

Olietrykket skal altid være højere end vandtrykket. Enhver lækage skal være fra olie til vand, ikke omvendt. Kølerskalering bør kontrolleres efter en tidsplan baseret på vandkvaliteten. Kølesystemet skal starte, før transformatoren aktiveres, og fortsætte med at køre efter nedlukning, indtil viklingstemperaturen falder.

Ingeniørerfaring og forsyningsomfang

Yulan Transformer har bygget ovntransformatorer til almindelige lysbueovne, øseraffineringsovne og dykkede lysbueovne. Produktionsfaciliteterne omfatter en løftekapacitet på 80 tons, et 400 kW petroleumsdampfase-vakuumtørringssystem, et 1.200 kV impulstestsystem og en 400 kV delvis afladningsfri effektfrekvenstesttransformator. Disse ressourcer understøtter isoleringsbehandling og fabriksverifikation af lysbueovnstransformatorer op til 110 kV klasse.

Projekter inden for 1000 kVA til 80.000 kVA området og primærspændinger fra 6 kV til 110 kV kan evalueres baseret på kundens enkeltlinjediagram og ovndata. Kontakt Yulan Transformers tekniske afdeling for oversigtstegninger, vægtestimater eller tabsberegninger.