Pregled transformatora peći

I. Što je to pećni transformator?

 

A pećni transformatorje električni uređaj koji regulira napon izmjenične struje (AC), bilo da ga povećava ili smanjuje, kako bi odgovarao radnim zahtjevima sustava temeljenih na peći -. U industrijskim aplikacijama za taljenje - metala (npr. za čelik, specijalni čelik, bijeli korund, elektrolitički aluminij), funkcionira kao specijalizirani energetski transformator koji može izdržati velika - strujna opterećenja i opetovana mehanička i toplinska naprezanja od električnih lukova, obično s primarnim naponom koji ne prelazi 72,5 kV, velikim kapacitetom i korištenjem karbonskih šipki kao elektroda. U kontekstu kućanstva i HVAC pretvara struju visokog - napona u niži, sigurni napon za komponente peći (kao što su termostati i sustavi paljenja), omogućujući učinkovit rad putem elektromagnetske indukcije za prijenos energije, a mjesto ugradnje kreće se od unutarnje peći do vanjskih AC jedinica, ovisno o specifičnom dizajnu sustava.

 

 

 

Transformator peći djeluje kao "srce" industrijske peći. Njegova primarna funkcija je pretvaranje visokog napona i niske struje mreže u niski napon i visoku struju potrebne peći, isporučujući preciznu i robusnu snagu za procese kao što su topljenje, grijanje i rafiniranje. Ovisno o specifičnom tipu peći, principu rada i zahtjevima procesa, transformatori za peći značajno se razlikuju u svom dizajnu i tehnologiji. Slijede neke od najčešće korištenih vrsta u metalurškoj, kemijskoj industriji i industriji materijala.

Ukratko,različite vrste pećnih transformatora su proizvodi njihovih specifičnih industrijskih procesa. Specijalizirani su za svoje projektne parametre (napon, struja, impedancija), metode regulacije napona, kapacitet preopterećenja i režime rada. Ispravno razumijevanje i odabir odgovarajućeg transformatora peći ključno je za osiguranje sigurnosti proizvodnje, poboljšanje kvalitete proizvoda i smanjenje potrošnje energije.

 

 

Zbog niskog sekundarnog napona, velike struje i širokog raspona regulacije napona transformatora za peći (zahtijeva podešavanje od maksimalne vrijednosti do 25% ~ 50% maksimalne vrijednosti), njihove metode regulacije napona bitno se razlikuju od onih energetskih transformatora. Glavne metode su sljedeće:

1. Regulacija napona promjenjivog toka

Njegov princip je postavljanje odvojaka za regulaciju napona ili odvojenih namota za regulaciju napona na primarni namot. Kada je primarni napon konstantan, napon po zavoju se mijenja promjenom broja zavoja primarnog namota spojenog na krug, čime se mijenja napon sekundarnog namota. Tijekom regulacije napona mijenja se tok jezgre.

• Značajke: Jednostavna struktura, a namoti mogu biti raspoređeni koncentrično ili raspoređeni na stepenasti način. Kada je broj zavoja odvojaka primarnog namota jednak, razlika koraka sekundarnog napona je nejednaka; ako je potrebna jednaka razlika koraka, mora se koristiti naslagani namot. Kada je sekundarni napon na svom maksimumu, mirni dio primarnog namota je sklon oscilaciji napona, što je nepovoljno za izolaciju. Kada je sekundarni napon na minimumu, magnetska gustoća jezgre je niska, što je neekonomično za proizvode sa širokim rasponom regulacije napona. Situacija se može poboljšati korištenjem D-Y transformacije.
• Opseg primjene: Mali i srednji-transformatori za peći s primarnim naponom od 35 kV ili nižim i rasponom regulacije napona manjim od 20%.

 

2. Regulacija napona serijskog transformatora

Serijski transformator je dodan u spremnik glavnog transformatora. Namoti niskog{1}}napona glavnog transformatora i serijskog transformatora povezani su u seriju. Napon namota visokog{3}}napona serijskog transformatora mijenja se kroz odvojeni namot za regulaciju napona glavnog transformatora, čime se mijenja kompozitni napon namota-niskog napona glavnog transformatora i serijskog transformatora.

• Prednosti: Širok raspon regulacije napona, a sekundarna razlika koraka napona je jednaka kada je broj okreta slavine jednak. Primarni napon nije ograničen razinom izolacije od-izmjenjivača i može se izravno smanjiti sa 63~220kV, eliminirajući potrebu za međutrafostanicom. Kapacitet namota za regulaciju napona mnogo je manji od izlaznog kapaciteta transformatora peći, što olakšava odabir mjenjača s visokim faktorom sigurnosti. Namot za regulaciju napona može se spojiti na kompenzacijski kondenzator za poboljšanje faktora snage. Glavni transformator radi s konstantnim protokom, što dizajn proizvoda s velikim kapacitetom i širokim rasponom regulacije napona čini ekonomičnijim.
• Nedostaci: Složena struktura, dugotrajna-izrada i nezgodno održavanje. Kada su negativni odvojci, gubitak opterećenja je velik, a gubitak opterećenja na minimalnom sekundarnom naponu malo se razlikuje od onog na maksimalnom sekundarnom naponu, a povećanje napona impedancije je veliko.
• Opseg primjene: Transformatori za peći s kapacitetom od 10000 kVA ili više, ili transformatori za peći s visokim primarnim naponom (63 kV ili više).

 

3. Regulacija napona autotransformatora

Sastoji se od autotransformatora i transformatora peći s fiksnim omjerom transformacije, koji se mogu ugraditi u isti spremnik ili odvojeno, s maksimalnom razinom izolacije od 35kV.

• Značajke: Zajednička neutralna točka autotransformatora mora biti pouzdano uzemljena (kada su razine napona primarne i sekundarne strane različite); može biti neuzemljen kada su razine napona iste. Kada je broj zavoja slavine jednak, razlika-koraka napona niskog napona transformatora peći je jednaka. Promjena impedancije je mala tijekom procesa regulacije napona. Za jedno-fazne proizvode, može se koristiti tro-kraka jezgra s nejednakim poprečnim-presjecima, s jednim krakom za namot regulacije napona autotransformatora, jednim krakom za namot transformatora peći i jednim krakom kao zajedničkim jarmom, što rezultira ekonomičnijim dizajnom. Proizvodi velikog-kapaciteta trebali bi imati zasebnu strukturu, a spojna sabirnica između autotransformatora i transformatora peći trebala bi biti skraćena i zatvorena kako bi se spriječilo oštećenje autotransformatora zbog ekstremno velike-struje kratkog spoja u slučaju kratkog spoja.

 

 

 

 

Transformatori za peći sastoje se od visoko{0}}naponskih, naponskih-regulacijskih i nisko{2}}naponskih namota, a njihov raspored slijedi ova ključna načela:

 

 

 

 

Zbog potrebe prilagodbe radnim uvjetima električnih peći kao što su visoka temperatura, velika struja i česta regulacija napona, transformatori peći imaju ciljane razlike u strukturama jezgre komponenti od običnih energetskih transformatora. Slijedi detaljan opis ključne razlikovne komponente.

1. Konjugirana jezgra

• Strukturna značajka: Jezgra reaktora ijezgra transformatoradijele zajednički jaram, tvoreći integrirani "konjugirani" dizajn.
• Točka razlike: jezgra transformatora i jezgra reaktora običnih energetskih transformatora uglavnom su neovisne odvojene strukture bez zajedničkog jarma.
• Svrha dizajna: komprimirati ukupni volumen kroz zajednički jaram, smanjiti magnetske gubitke zbog curenja i poboljšati učinkovitost spajanja jezgrenog magnetskog kruga za prilagodbu potrebama dinamičke regulacije opterećenja električne peći.

 

2. Pomaknuti namoti

Namoti transformatora za peći imaju poseban stepenasti dizajn, koji se razlikuje od konvencionalne metode namotavanjaenergetski transformatori. Uglavnom se dijele na dvije vrste:

• Izravno-namotani raspoređeni namoti: Vodiči su raspoređeni naizmjenično na određenim razmacima tijekom izravnog namotavanja, ne slijedeći jedinstvenu logiku sekvencijalnog namotavanja energetskih transformatora.
• Sastavljeni raspoređeni namoti: Namoti su tvornički izrađeni u dijelovima i zatim sastavljeni u setovima, pri čemu su smjer namotaja i položaj svakog dijela namota raspoređeni naizmjenično.
• Glavna prednost: Povećajte otpor kratkog-spoja namota, poboljšajte distribuciju električnih i magnetskih polja unutar namota, smanjite lokalne gubitke i prilagodite se uvjetima udarne struje tijekom pokretanja električne peći.

 

3. Koncentrični namoti (Poseban dizajn za regulaciju napona i namotaje-niskog napona)

Koncentrični namoti transformatora peći imaju značajne razlike od energetskih transformatora u strukturnim oblicima namota za regulaciju napona i namota niskog-napona:

Namoti za regulaciju napona

• Vrste namotaja: uključuju četiri posebna dizajna: kontinuirani tip, isprepleteni tip, spiralni tip i cilindrični tip, s više ciljanih scenarija primjene.
• Točka razlike: Namoti za regulaciju napona energetskih transformatora uglavnom su kontinuiranog tipa i namjenske strukture za-regulaciju napona pod opterećenjem. Isprepleteni i spiralni namoti za regulaciju napona transformatora u peći više se fokusiraju na otpornost na napon impulsa, dok cilindrični tip optimizira stabilnost magnetskog polja tijekom regulacije napona.
• Zahtjev za prilagodbu: Zadovoljite potrebe širokog-raspona i česte regulacije napona tijekom taljenja u električnoj peći i poboljšajte pouzdanost izolacije namota.

Namoti-niskog napona

(1) Posebne konstrukcijske vrste:

• Niskonaponski-namoti-niskog napona: Namotani u segmente dvostrukog{2}}diska, s većim područjem rasipanja topline u usporedbi s konvencionalnim niskonaponskim-namotima energetskih transformatora.
• Niskonaponski namoti u obliku "slika-8": Namoti su raspoređeni u obliku "slike-8", učinkovito smanjujući magnetski tok curenja i prilagođavajući se velikom prijenosu struje.
• Pločasti-niskonaponski-namoti: usvojite ravnu-pločastu konstrukciju, smanjite skin efekt pod velikom strujom i poboljšajte-kapacitet prijenosa struje.

(2) Osnovna razlika: Niskonaponski-namoti energetskih transformatora uglavnom su cilindrični i spiralni. Svi-namoti niskog napona transformatora za peći dizajnirani su da se prilagode radnim uvjetima velike struje, više se fokusirajući na niske gubitke i visoku učinkovitost rasipanja topline.

 

4. Nisko{1}}naponske žice

• Strukturna značajka: nisko{0}}naponske žice koriste vodiče velikog-presjeka, a raspored je optimiziran za kratku-udaljenost, nisku-impedanciju. U nekim scenarijima koristi se zaštitna struktura.
• Razlika: niskonaponske žice energetskih transformatora usmjerene su više na zaštitu izolacije i uredno ožičenje. Niskonaponske provodne žice transformatora za peći uglavnom su optimizirane za "veliki prijenos struje" s većim-presjekom vodiča i nižom impedancijom kako bi se smanjio gubitak provodne žice.

 

5. Izlazni terminali-niskog napona

(1) Posebne vrste:

• Stezaljke s bakrenom pločom: Izrađene od jednog komada debele bakrene ploče, s velikom kontaktnom površinom, pogodne za prijenos struje srednjeg i velikog kapaciteta.
• Vodeno{0}}zaključci bakrenih cijevi: Koristite šuplje bakrene cijevi kao nosač, u kombinaciji sa-sustavom vodenog hlađenja, koji može brzo raspršiti toplinu koju stvaraju velike struje.

(2) Točka razlike: Niskonaponski-izlazni terminali energetskih transformatora uglavnom su konvencionalne bakrene šipke ili vijčani-priključci bez namjenskog vodenog-hlađenja. Struktura terminala transformatora za peći posebno je dizajnirana da izdrži radne uvjete velike struje i visoke-temperature, osiguravajući stabilnost prijenosa struje i vijek trajanja.