Prehľad pecného transformátora

I. Čo je to pecný transformátor?

 

A pecový transformátorje elektrické zariadenie, ktoré reguluje napätie striedavého prúdu (AC), buď ho zvyšuje alebo znižuje, aby zodpovedalo prevádzkovým požiadavkám systémov založených na peciach -. V aplikáciách priemyselného tavenia kovov - (napr. ocele, špeciálnej ocele, bieleho korundu, elektrolytického hliníka) funguje ako špecializovaný výkonový transformátor schopný odolávať veľkému - prúdovému zaťaženiu a opakovanému mechanickému a tepelnému namáhaniu elektrickým oblúkom, typicky má primárne napätie nepresahujúce 72,5 kV, veľkú kapacitu a ako elektródy využíva uhlíkové tyče. V domácnostiach a v kontexte HVAC konvertuje elektrickú energiu s vysokým - napätím na nižšie, bezpečné napätie pre komponenty pece (ako sú termostaty a zapaľovacie systémy), čo umožňuje efektívnu prevádzku prostredníctvom elektromagnetickej indukcie na prenos energie, pričom jej umiestnenie siaha od vnútra pece až po vonkajšie AC jednotky v závislosti od konkrétneho dizajnu systému.

 

 

 

Transformátor pece funguje ako "srdce" priemyselnej pece. Jeho primárnou funkciou je premena vysokého napätia a nízkeho prúdu siete na nízke napätie a vysoký prúd požadovaný pecou, ​​čím poskytuje presný a robustný výkon pre procesy ako tavenie, ohrev a rafinácia. V závislosti od konkrétneho typu pece, princípu činnosti a procesných požiadaviek sa pecné transformátory výrazne líšia svojou konštrukciou a technológiou. Nasledujú niektoré z najpoužívanejších typov v metalurgickom, chemickom a materiálovom priemysle.

v súhrnerôzne typy pecných transformátorov sú produktmi ich špecifických priemyselných procesov. Špecializujú sa na ich konštrukčné parametre (napätie, prúd, impedancia), spôsoby regulácie napätia, preťaženie a prevádzkové režimy. Správne pochopenie a výber vhodného pecného transformátora je rozhodujúci pre zaistenie bezpečnosti výroby, zlepšenie kvality produktov a zníženie spotreby energie.

 

 

Kvôli nízkemu sekundárnemu napätiu, veľkému prúdu a širokému rozsahu regulácie napätia pecných transformátorov (vyžadujúce nastavenie z maximálnej hodnoty na 25%~50% maximálnej hodnoty), sú ich metódy regulácie napätia podstatne odlišné od metód výkonových transformátorov. Hlavné metódy sú nasledovné:

1. Regulácia napätia s premenlivým tokom

Jeho princípom je nastavenie odbočiek regulácie napätia alebo samostatných vinutí regulácie napätia na primárnom vinutí. Keď je primárne napätie konštantné, napätie na otáčku sa mení zmenou počtu závitov primárneho vinutia pripojeného k obvodu, čím sa mení napätie sekundárneho vinutia. Pri regulácii napätia sa mení tok jadra.

• Vlastnosti: Jednoduchá štruktúra a vinutia môžu byť usporiadané sústredne alebo striedavo. Keď je počet závitov odbočiek primárneho vinutia rovnaký, krokový rozdiel sekundárneho napätia je nerovnaký; ak sa vyžaduje rovnaký krokový rozdiel, musí sa použiť stohované vinutie. Keď je sekundárne napätie na maxime, nečinná časť primárneho vinutia je náchylná na osciláciu napätia, čo je nepriaznivé pre izoláciu. Keď je sekundárne napätie na minime, magnetická hustota jadra je nízka, čo je neekonomické pre produkty so širokým rozsahom regulácie napätia. Situáciu je možné zlepšiť použitím transformácie D-Y.
• Rozsah aplikácie: Malé a stredné{0}}transformátory pre pece s primárnym napätím 35 kV alebo nižším a rozsahom regulácie napätia menším ako 20 %.

 

2. Regulácia napätia sériového transformátora

V nádrži hlavného transformátora je pridaný sériový transformátor. Nízkonapäťové vinutia hlavného transformátora a sériového transformátora sú zapojené do série. Napätie vysokonapäťového vinutia sériového transformátora sa mení prostredníctvom samostatného vinutia regulácie napätia hlavného transformátora, čím sa mení zložené napätie nízkonapäťových vinutí hlavného transformátora a sériového transformátora.

• Výhody: Široký rozsah regulácie napätia a krokový rozdiel sekundárneho napätia je rovnaký, keď je počet závitov rovnaký. Primárne napätie nie je obmedzené úrovňou izolácie-prepínača a možno ho priamo znížiť z 63~220 kV, čím sa eliminuje potreba prechodnej rozvodne. Kapacita vinutia regulácie napätia je oveľa menšia ako výstupná kapacita pecného transformátora, čo uľahčuje výber-prepínača s vysokým bezpečnostným faktorom. Vinutie regulácie napätia môže byť pripojené ku kompenzačnému kondenzátoru na zlepšenie účinníka. Hlavný transformátor pracuje s konštantným tokom, vďaka čomu je dizajn produktov s veľkou kapacitou a širokým rozsahom regulácie napätia ekonomickejší.
• Nevýhody: Zložitá štruktúra, čas-náročná na výrobu a nepohodlná údržba. Pri záporných odbočkách je strata záťaže veľká a strata záťaže pri minimálnom sekundárnom napätí sa mierne líši od straty pri maximálnom sekundárnom napätí a prírastok impedančného napätia je veľký.
• Rozsah aplikácie: Pecové transformátory s výkonom 10 000 kVA alebo viac, alebo pecné transformátory s vysokým primárnym napätím (63 kV alebo viac).

 

3. Regulácia napätia autotransformátora

Pozostáva z autotransformátora a pecného transformátora s pevným transformačným pomerom, ktoré môžu byť inštalované v rovnakej nádrži alebo samostatne, s maximálnou úrovňou izolácie 35 kV.

• Vlastnosti: Spoločný neutrálny bod autotransformátora musí byť spoľahlivo uzemnený (keď sú napäťové úrovne primárnej a sekundárnej strany rozdielne); môže byť neuzemnený, keď sú úrovne napätia rovnaké. Keď je počet otáčok rovnaký, krokový rozdiel nízkonapäťového napätia pecného transformátora je rovnaký. Zmena impedancie je malá počas procesu regulácie napätia. V prípade jednofázových-výrobkov možno použiť troj-jadro s nerovnakými prierezmi-, s jednou vetvou pre vinutie autotransformátorovej regulácie napätia, jednou vetvou pre vinutie pecného transformátora a jednou vetvou ako spoločným strmeňom, čo vedie k ekonomickejšej konštrukcii. Veľkokapacitné produkty by mali mať samostatnú štruktúru a spojovacia zbernica medzi autotransformátorom a transformátorom pece by mala byť skrátená a uzavretá, aby sa predišlo poškodeniu autotransformátora v dôsledku extrémne veľkého skratového-prúdu v prípade skratu.

 

 

 

 

Pecné transformátory pozostávajú z vysokonapäťových, napäťových{1}regulačných a nízkonapäťových vinutí, pričom ich usporiadanie sa riadi týmito kľúčovými princípmi:

 

 

 

 

Kvôli potrebe prispôsobiť sa pracovným podmienkam elektrických pecí, ako je vysoká teplota, veľký prúd a častá regulácia napätia, sa pecné transformátory zamerali na rozdiely v štruktúre základných komponentov od bežných výkonových transformátorov. Nasleduje podrobný popis kľúčového rozlišovacieho komponentu.

1. Konjugované jadro

• Konštrukčné vlastnosti: Jadro reaktora ajadro transformátorazdieľajú spoločné jarmo a tvoria integrovaný „konjugovaný“ dizajn.
• Rozdiel: Jadro transformátora a jadro reaktora bežných výkonových transformátorov sú väčšinou nezávislé samostatné konštrukcie bez spoločného strmeňa.
• Účel dizajnu: Komprimujte celkový objem cez zdieľané strmeň, znížte únikovú magnetickú stratu a zlepšite účinnosť spojenia magnetického obvodu jadra, aby sa prispôsobil potrebám dynamickej regulácie zaťaženia elektrických pecí.

 

2. Striedavé vinutia

Vinutia pecných transformátorov majú špeciálnu stupňovitú konštrukciu, ktorá sa líši od konvenčnej metódy vinutiavýkonové transformátory. Delia sa hlavne na dva typy:

• Priame-vinutie striedavo vinutia: Vodiče sú počas priameho vinutia usporiadané striedavo s určitými rozstupmi, pričom sa neriadia jednotnou logikou postupného vinutia výkonových transformátorov.
• Zostavené striedavé vinutia: Vinutia sú prefabrikované v sekciách a potom zostavené v sadách, pričom smer vinutia a poloha každej sekcie vinutia sú rozdelené striedavo.
• Hlavná výhoda: Zvýšte skrat{0}}odolnosť vinutí, zlepšite distribúciu elektrických a magnetických polí vo vnútri vinutí, znížte lokálne straty a prispôsobte sa podmienkam spínacieho prúdu počas spúšťania elektrickej pece.

 

3. Sústredné vinutia (Špeciálny dizajn pre reguláciu napätia a nízkonapäťové vinutia-)

Sústredné vinutia pecných transformátorov sa výrazne líšia od výkonových transformátorov v štrukturálnych formách vinutí regulujúcich napätie a nízkonapäťových vinutí:

Vinutia regulujúce napätie

• Typy vinutia: Zahŕňajú štyri špeciálne návrhy: kontinuálny typ, prekladaný typ, špirálový typ a valcový typ s viac cielenými aplikačnými scenármi.
• Rozdiel: Vinutia regulujúce napätie výkonových transformátorov sú prevažne kontinuálneho typu a-štruktúry určené na reguláciu napätia pri záťaži. Preložené a špirálové napäťové regulačné vinutia pecných transformátorov sa zameriavajú skôr na odolnosť impulzného napätia, zatiaľ čo valcový typ optimalizuje stabilitu magnetického poľa pri regulácii napätia.
• Požiadavka na prispôsobenie: Spĺňajte potreby širokého{0}}rozsahu a častej regulácie napätia počas tavenia v elektrickej peci a zvýšte spoľahlivosť izolácie vinutí.

Nízkonapäťové vinutia-

(1) Špeciálne konštrukčné typy:

• Dvojité{0}}diskové nízkonapäťové-vinutia: Navinuté v dvojitých-diskových segmentoch s väčšou plochou rozptylu tepla v porovnaní s konvenčnými nízkonapäťovými-vinutiami výkonových transformátorov.
• Nízkonapäťové vinutia v tvare „obrázku{1}}8: Vinutia sú rozmiestnené v tvare „8“, čím sa účinne znižuje zvodový magnetický tok a prispôsobuje sa prenosu veľkého prúdu.
• Nízkonapäťové vinutia -typu-doskového typu: Prijmite plochý{2}}doskový štrukturálny dizajn, znížte kožný efekt pri veľkom prúde a zvýšte prúdovú-kapacitu.

(2) Rozdiel v jadre: Nízkonapäťové vinutia výkonových transformátorov sú hlavne valcového a špirálového typu. Niz

 

4. Nízkonapäťové-vodiče

• Konštrukčný prvok: Nízkonapäťové vodiče používajú vodiče s veľkým prierezom{1} a rozloženie je optimalizované pre návrh na krátku -vzdialenosť a nízku-impedanciu. V niektorých scenároch sa používa tieniaca konštrukcia.
• Rozdiel: Nízkonapäťové vodiče výkonových transformátorov sa viac zameriavajú na ochranu izolácie a úhľadné vedenie. Nízkonapäťové vodiče pecných transformátorov sú optimalizované hlavne na „prenos veľkého prúdu“ s väčším prierezom vodiča- a nižšou impedanciou, aby sa znížili straty oloveného vodiča.

 

5. Nízkonapäťové-zásuvky

(1) Špeciálne typy:

• Medené doskové svorky: Spracované z jedného kusu hrubej medenej platne, s veľkou kontaktnou plochou, vhodné pre stredný a veľkokapacitný prenos prúdu.
• Vodou{0}}chladené medené rúrkové koncovky: Ako nosič použite duté medené rúrky v kombinácii s vodným-chladiacim systémom, ktorý dokáže rýchlo rozptýliť teplo generované veľkými prúdmi.

(2) Rozdiel: Nízkonapäťové výstupné svorky výkonových transformátorov sú väčšinou bežné medené tyčové alebo skrutkové svorky -bez špeciálneho dizajnu vodného-chladenia. Koncová štruktúra pecných transformátorov je špeciálne navrhnutá tak, aby odolala veľkým prúdom a vysokým{5}}teplotám v pracovných podmienkach, čím sa zabezpečí stabilita prenosu prúdu a životnosť.