Seit der zweiten industriellen Revolution ist Elektrizität die Energie der Industrie geworden, und der Mensch hat das “elektrische Zeitalter” betreten. Der Leistungstransformator ist ein wichtiger Bestandteil unserer Schwerindustrie; der Leistungstransformator wandelt die Hochspannung des Energieübertragungssystems in Niederspannung für die elektrischen Geräte in unserer Industrie um.
Ölofen-Transformator ist eine Art von ölgetauchten Leistungstransformatoren, die zur Stromversorgung von Öfen verwendet werden. Was ist also ein Ölofen-Transformator? Gibt es im Vergleich zu anderen Transformatoren besondere Eigenschaften bei elektrischen Ofentransformatoren? Lesen Sie den Artikel von heute und finden Sie die Antworten heraus.
Was ist ein Ölofen-Transformator?
Die elektrischer Ölofen-Transformator, auch als Schmelztransformator bekannt, ist ein spezieller Leistungstransformator, der hauptsächlich zur Schmelze von Metallen wie Stahl verwendet wird. Er kann ultragroße Stromlasten aushalten und wiederholte hohe mechanische und thermische Spannungen, die durch elektrische Lichtbögen entstehen, ertragen. Typischerweise überschreitet die Primärspannung des elektrischen Ölofen-Transformators 72,5 kV nicht. Der Transformator kann Ströme von mehreren tausend bis zehntausenden Ampere bewältigen. Im Allgemeinen hat er eine große Kapazität und kommt in zwei Bauarten: Trennbauart und integrierte Bauart. Der elektrische Ölofen-Transformator verwendet Kohlenstoffstäbe als Elektroden und wird häufig in der elektrischen Ofenschmelze von Spezialstahl, weißem Korund, elektrolytischem Aluminium und anderen Materialien eingesetzt.
Gestaltungsmerkmale von elektrischen Ölofen-Transformatoren
Elektrische Ölofen-Transformatoren sind so konstruiert, dass sie die hohen Ströme und variablen Spannungen bewältigen, die für elektrische Öfen erforderlich sind. Zu den wichtigsten Konstruktionsmerkmalen gehören:
Spannungsabgriffe und Kernkonstruktion
Elektrische Ölofen-Transformatoren beinhalten typischerweise mehrere Abgriffe, um die sekundäre Spannung anzupassen. Aufgrund des hohen Stroms und der wenigen effektiven Windungen in der Niederspannungswicklung werden die Abgriffe oft in der Hochspannungswicklung platziert. Die Hochspannungswicklung benötigt mehr Windungen, um den erforderlichen Spannungsbereich an der Sekundärseite bereitzustellen.
Die Flussdichte im Kern variiert mit jedem Abgriff aufgrund unterschiedlicher Primärwindungen für jede sekundäre Spannung. Die größte sekundäre Spannung bestimmt die Kerngröße, während die kleinste sekundäre Spannung die Gesamtzahl der Primärwindungen beeinflusst. Folglich hat der Spannungsbereich der Sekundärseite erheblichen Einfluss auf das Gewicht und die Kosten des Transformators.
Reaktanzmerkmale
Der Bereich der sekundären Spannung beeinflusst die Reaktanz des Transformators. In einem gut gestalteten Transformator sollte die Reaktanz umgekehrt proportional zum Quadrat der sekundären Spannung variieren. Typischerweise sollte die Reaktanz 15% nicht überschreiten. Ein größerer Abgriffbereich kann die Spulenanordnung komplizieren, während ein kleinerer Abgriffbereich zu einem kompakteren Transformator führt.
Spulenanordnung
Die Spulen sollten so angeordnet werden, dass die Positionen der Primärabgriffe die Reaktanz jeder Mehrspule in der Niederspannungswicklung gleichmäßig beeinflussen. Ein gängiger Ansatz besteht darin, jede Hochspannungsspule vollständig zu wickeln und alle Spulen parallel in mehreren Gruppen zu verbinden. Abgriffe werden aus der Mitte jeder Wicklung genommen, und entsprechende Abgriffe werden auf verschiedene Weise verbunden und schnell von einem Spannungsregler umgeschaltet.
Transformatorbau
Der Transformatorbehälter, das Gehäuse und die Spulenklemmenstrukturen bestehen in der Regel aus Stahl. Angesichts der hohen Stromanforderungen muss darauf geachtet werden, die Sammelschienen und Leitungen so anzuordnen, dass Verlustkonzentrationen und die Erwärmung umliegender magnetischer Materialien aufgrund von Streufluss vermieden werden. Die Sammelschienen sollten entsprechend der Spulenanordnung unterteilt und versetzt angeordnet werden, um entgegengesetzte Strompolaritäten in benachbarten Sammelschienen zu gewährleisten.
Dreiphasenanschlüsse
Die meisten großen Lichtbogenöfen verwenden eine dreiphasige Stromversorgung, und es ist gängige Praxis, einen Dreiphasen-Transformator mit einer Delta-Verbindung für die Niederspannungswicklung zu verwenden. Traditionell wurde im Transformator eine Delta-Verbindung verwendet, was oft zu übermäßigen Verlusten führte. Heutzutage werden versetzte Sammelschienen durch das Gehäuse des Transformators geleitet, und die Delta-Verbindung befindet sich außerhalb des Transformators. Ist der Abstand zum elektrischen Ofen groß, sollten die Sammelschienen nahe am Ofen platziert werden, nachdem sie den Transformator verlassen haben, um Verluste zu minimieren und die Erwärmung benachbarter magnetischer Materialien zu vermeiden.
Kühlsysteme
Wassergekühlte Transformatoren werden aufgrund von Kosten- und Platzersparnissen sowie der oft ausreichenden Verfügbarkeit von Kühlwasser für sowohl das Elektrodenrack des Ofens als auch den Transformator bevorzugt. Wenn die Wasserqualität fragwürdig ist, werden stattdessen natürlich gekühlte Transformatoren verwendet.
Staubschutz
Elektrodenöfen-Transformatoren werden oft in staubigen Umgebungen installiert. Um das Eindringen von Staub zu verhindern, müssen die Transformatoren gut abgedichtet sein. Richtig gestaltete Stopfen um jeden Sammelschiene können effektiv verhindern, dass Schmutz in den Transformator gelangt.
Reaktanzanforderungen
Ein wesentliches Merkmal von Lichtbogenöfen ist, dass der Lichtbogenwiderstand abnimmt, wenn der Strom steigt. Dies kann zu Instabilität führen, es sei denn, es wird eine ausreichende konstante Impedanz in Reihe mit der Versorgungsspannung geschaltet. Für große Lichtbogenöfen ist die inhärente Reaktanz des Transformators normalerweise ausreichend. Für kleinere Lichtbogenöfen kann zusätzliche Reaktanz erforderlich sein, entweder durch die Konstruktion des Transformators mit höherer Reaktanz oder durch das Hinzufügen eines separaten Reaktors in Reihe. Die inhärente Reaktanz des Transformators sollte 10% bis 15% nicht überschreiten, und dieser Wert wird festgelegt, sobald er ausgewählt ist. Wenn ein separater Reaktor verwendet wird, sollte er Abzapfungen enthalten, um die Reaktanz nach Bedarf anzupassen.
Was sind die grundlegenden Spezifikationen des Ofentransformators?
(1) Primärnennspannung. Diese Spannung ist die Spannung, die vom Stromversorgungsnetzwerk an die Primärwicklung des Transformators angelegt wird, d.h. die Standardspannung des Stromversorgungsnetzwerks, hauptsächlich einschließlich 6kV, 10kV, 20kV, 35kV und 110kV.
(2) Sekundärspannung. Die Sekundärspannung ist auch als Niederspannung bekannt. Ihre Größe und ihre Reihen hängen hauptsächlich von den Anforderungen des Stahlherstellungsprozesses ab, und ihr Bereich liegt im Allgemeinen zwischen 100 und 1200V.
(3) Nennstrom. Unabhängig davon, wie der Transformator angeschlossen ist, bleibt der Nennstrom in der Niederspannungswicklung unverändert; während der Strom in der Hochspannungswicklung mit der Änderung des Sekundärstroms variiert.
(4) Nennleistung. Die Leistung bei der höchsten Sekundärspannung wird als Nennleistung des Elektrolichtbogenofentransformators definiert.
(5) Frequenz der Stromversorgung. In China beträgt die Frequenz f=50Hz, in anderen Ländern sind die Regelungen der Frequenz jedoch unterschiedlich, basierend auf dem lokalen elektrischen System.
(6) Die Anschlussleitung und die Anschlussgruppe der Wicklung. Wenn die Wicklungen in Y-△-Form oder in △-△-Form verbunden sind, lautet die Bezeichnung der Anschlussgruppe Yd11 (11 bedeutet, dass sich die Primär- und Sekundärphasenwinkel um 11° unterscheiden) oder Dd0 (0 bedeutet, dass sich die Primär- und Sekundärphasenwinkel um 0° unterscheiden).
(7) Effizienz. Im Allgemeinen liegt η = 95% bis 98% für kleine und mittelgroße Transformatoren, und η = 99% für große Transformatoren.
Was sind die Typen von Elektroofentransformatoren?
(1) Widerstandsöfen-Transformator
Mechanische Teile können in Widerstandsöfen und Salzbadanlagen zur Wärmebehandlung, Pulvermetallurgie-Sintern, Nichteisenmetallschmelze usw. erhitzt werden. Um die Eingangsspannung des Elektroofens zu reduzieren und anzupassen, muss ein Widerstandsöfen-Transformator zwischen dem Ofen und dem Stromnetz installiert werden, da der Widerstand des Heizelements zu klein ist oder sich während des Heizprozesses zu stark ändert.
Niederspannungs-, Kleinleistungs- und Salzbadanlagen-Transformatoren sind normalerweise Trocken-Typ-Transformatoren mit Gehäusen und natürlicher Kühlung; Widerstandsöfen-Transformatoren mit mittlerer Leistung (Hunderte bis Tausende von VA) sind normalerweise ölgetauchte, selbstkühlende Transformatoren; große Leistungstransformatoren sind gezwungene Ölzirkulation, wassergekühlt.
(2) Elektrolichtbogenofentransformator
Spezielle Transformatoren, die zur Speisung von Elektrolichtbogenöfen für die Stahlschmelze verwendet werden. Diese Transformatoren sind groß, komplex und haben hohe technologische Anforderungen. Die Sekundärseitenspannung ist niedrig, normalerweise zwischen einigen Dutzend und mehreren Hundert Volt, und sie muss innerhalb eines breiten Bereichs geregelt werden; der Sekundärseitige Strom erreicht typischerweise Tausende bis Zehntausende von Amperes. Die Schmelzphase in Eisen und Stahl Das Schmelzen erfordert ebenfalls hohe Leistung, und der Transformator muss innerhalb von 2 Stunden eine Überlastkapazität von 20% haben. Die Primärseite eines elektrischen Lichtbogenofen-Transformators sollte mit einem strombegrenzenden Reaktor verbunden sein oder eine große Impedanz aufweisen, um den Kurzschlussstrom im Prozess der Stahlherstellung zu begrenzen, da der Zusammenbruch der Charge wahrscheinlich einen Kurzschluss der Elektrode verursachen wird.
Für den Betrieb des Elektroofens muss der Versorgungstransformator auch in der Lage sein, die Spannung anzupassen. Die Spannung kann auf zwei Arten angepasst werden.
① Direkte Spannungsregelung: Der Abgriff ist mit dem Abgriffwechsler auf der Primärwicklung des Transformators verbunden. Ein *-Y-Umschaltmechanismus kann auch zwischen den drei Phasen der Primärseite verwendet werden, um die Spannung auf der Sekundärseite zu regeln. Die *-Y-Umschalttechnik ist eine sehr effiziente Methode zur Spannungsregelung, die die Sekundärspannung auf 1/ des Originals reduzieren kann, ohne die Anzahl der Wicklungen auf der Primärseite zu ändern. Die 9 Abgriffe auf jeder Phasenwicklung plus das *-Y-Umschalten ergeben insgesamt 18 Spannungsstufen.
② Indirekt Spannungsregelungsverfahren: Indirektes Spannungsregelungsverfahren mit Transformator in Reihe. Dieser Haupttransformator hat drei Wicklungen (siehe Mehrwicklungstransformator), Wicklung 1 ist eine Hochspannungswicklung, die mit dem Netz verbunden ist, Wicklung 2 ist eine Wicklung mit einem Abgriff, der über einen Abgriffwechsler mit der Primärwicklung 4 des Reihentransformators II verbunden ist, und Wicklung 3 ist mit der Sekundärwicklung 5 des Reihentransformators II verbunden, um Strom für die Last des Elektroofens bereitzustellen. Über den Abgriffwechsler kann die Ausgangsspannung der Wicklungen 3 und 5 durch Änderung der Primärspannung des Reihentransformators II verändert werden. In der Regel sind die Wicklungen 3 und 5, die mit der Last verbunden sind, 1 bis 2 Wicklungen und bestehen aus einer Achtwindung aus Kupfer oder Aluminiumplatte.
(3) Transformator für Schalenöfen
Strukturelle Merkmale:
① Eisenkern
Der Eisenkern des schalenförmigen elektrischen Ofentransformators ist eine Rahmenstruktur mit vollständigen Gehrungsstößen. Die Kernbreite ist schmal, die Wärmeableitungsbedingungen sind gut und die Struktur ist einfach.
② Wicklung
Die Wicklung des schalenförmigen elektrischen Ofentransformators ist ein Rechteck mit der gleichen Querschnittsform wie der Stamm. Die Niederspannungswicklung besteht aus einem einzigen Stück Kupferplatte, hat gute Wärmeableitungsbedingungen und der Kopf ist eine geschweißte Struktur; die Hochspannungswicklung ist eine Pie-Struktur. Die Wicklungsanordnung muss versetzt sein. Der Hochspannungsleitungen und die Niederspannungsleitungen in jeder Gruppe sollten das gleiche magnetische Potenzial haben, und ihre radialen Abmessungen sollten im Wesentlichen gleich sein. Theoretisch sind die Niederspannungsleitungen an beiden Enden platziert, weil der Isolationsabstand zum Eisenkern gering ist. Um jedoch die Kurzschlussimpedanz des Transformators kleiner zu machen, sind mehrere Gruppen von magnetischen Flussverlusten erforderlich, um den Anforderungen zu entsprechen, und das Platzieren der Niederspannungsleitungen an beiden Enden wird die Anzahl der Gruppen von magnetischen Flussverlusten einschränken, so dass manchmal die Hochspannungsleitungen an beiden Enden platziert werden. Im Prozess der Spannungsregelung wird normalerweise eine symmetrische Konfiguration des Leitungssegments angestrebt, um das Gleichgewicht des magnetischen Potenzials zu gewährleisten; das Spannungsregelungs-Leitungssegment verwendet normalerweise mehrere Parallelschaltungen, um sicherzustellen, dass die Impedanz jeder Leckfluxgruppe gleich ist, und der Strom jedes Niederspannungsleitungssegments ebenfalls gleich ist.
③ Kühlmethode
Transformatoren für Schalenöfen verwenden im Allgemeinen erzwungene ölgeführte Zirkulation, erzwungene Wasser Kühlung, erzwungene ölgeführte Zirkulation und erzwungene Luftkühlung. Da der schalenförmige Transformator bequem eine Trennwand zwischen dem Öltank und dem Gehäuse einstellen kann, fließt das gekühlte Transformatorenöl gezwungenermaßen durch den Drahtkuchen, der Ölfluss ist gleichmäßig, der Temperaturunterschied jedes Teils ist gering, die Wärmeabfuhr ist gut und die Temperatur des heißesten Punktes kann um etwa 5 °C gesenkt werden, um die zusätzliche Überlastkapazität des Transformators zu erhöhen.
④ Öltank
Da die Wicklung des schalenförmigen Transformators vollständig vom Eisenkern abgeschirmt ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass sie von äußeren Kräften beschädigt wird, so dass ein passender Öltank in entsprechender Form zum Gehäuse verwendet werden kann, was die Größe und das Gewicht des Transformators erheblich verringert.
Vorteil:
① Kleine mechanische Kräfte und gute Festigkeit
Theoretische Berechnungen zeigen, dass die radiale elektromagnetische Kraft des schalenförmigen Transformators sehr gering ist. Obwohl die axiale elektromagnetische Kraft relativ groß ist, kann sie auch signifikant verringert werden, wenn viele magnetische Leckgruppen vorhanden sind. Die Wicklungen des schalenförmigen Transformators sind vollständig von isolierenden Teilen umgeben, und der Eisenkern umschließt sie. Die Kurzschlusskraft wird direkt über die isolierenden Teile und den Eisenkern an den Öltank übertragen, im Gegensatz zur kerntypischen Struktur mit weniger Wicklungsstützflächen, sodass der schalenförmige Transformator eine hohe mechanische Stärke aufweist.
② Hohe Stoßfestigkeit der Wicklung
Da die Wicklung des schalenförmigen Transformators nur wenige Spulen und eine große radiale Größe hat, ist die Kapazität zwischen den Spulen groß, aber die Kapazität zur Erde ist klein. Daher beträgt die anfängliche Spannung, wenn die Impuls Spannung auf den schalenförmigen Transformator wirkt, im Wesentlichen eine lineare Verteilung, und der Spannungsgradient wird erheblich reduziert. Gleichzeitig verlängert sich durch die große inherent Kapazität des schalenförmigen Transformators die Oszillationszeit der Wicklungs Spannung, und die transiente Spannung wurde abgeschwächt, bevor die Wicklung die Amplitude erreicht. Daher hat die Wicklung des schalenförmigen Transformators eine gute Rückhaltefähigkeit gegenüber Übertragungsspannungsschüben.
③ Geringe Impedanz
Jede Phase des schalenartigen Transformators kann in mehrere Leckagemagnetgruppen unterteilt werden, und die radiale Größe des Drahtkuchens ist groß, die Impedanz kann auf 2% bis 3% ausgelegt werden, und die mechanische Kraft sowie die Lastverluste sind ebenfalls gering. Da die Blindleistung des Transformators erheblich reduziert ist, erhöht sich der Leistungsfaktor des Elektrischen Ofens natürlich.
④ Die Split-Phasen-Spannungsregelung hat keinen Einfluss auf den magnetischen Kreis.
Aufgrund der Asymmetrie des dreiphasigen Magnetfelds der Split-Phasen-Spannungsregelung muss der kernartige Transformator einen Fünfspalten-Eisenkern verwenden. Im schalenartigen Transformatorkern hat jedoch jede Phase bereits einen unabhängigen magnetischen Kreis, und die Asymmetrie des magnetischen Kreises beeinflusst das Design des Kerns nicht.
⑤ Kurze Leitungen und einfache Impedanzbalance.
Der Drahtendanschluss und der Abzweigdraht werden so kurz wie möglich im oberen Teil der Wicklung gezogen, und der Niederspannungswicklungsanschluss kann die gleiche Länge haben, wodurch die Impedanzungleichgewichts des Niederspannungsleiters beseitigt und die Leistungsübertragung während des Betriebs des Elektroofens reduziert wird.
⑥ Geringe Verluste.
Die Ofentransformatoren von Daelim werden nach Mexiko, Argentinien und in andere Länder exportiert. Unser Team zeichnet sich durch das Design und die technischen Anforderungen an Ofentransformatoren aus und bringt umfangreiche Erfahrung in jedes Projekt ein. Wenn Sie einen zuverlässigen Lieferanten von Ofentransformatoren suchen, zögern Sie nicht, kontaktieren Sie uns heute!
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