了解电炉变压器：基本指南

概述电炉变压器

 

电弧炉的工作原理

电弧炉主要用于精炼优质钢和合金钢。-现代电弧炉使用不导电的炉底直接加热。-电弧炉的工作原理是直接加热金属。每个电极和金属炉料之间形成电弧，熔融金属形成负载的中性点。

 

1、熔化期：电弧炉变压器将电网高电压（6-110 kV）降低到电炉工作所需的电压。该电压用在电弧炉的三个电极上。它在电极和内部材料之间产生电弧。这种热量达到超过 3500 度的温度，熔化炉料。熔化时间随炉容量增加而增加，一般需1-2.5小时。熔化阶段能耗最高，变压器处于过载状态。

 

2、氧化期：此时间用于去除钢水中的杂质。它还有助于保持钢的温度和成分始终相同。还原阶段也称为精炼阶段，进一步去除杂质并将钢的化学成分调整到所需的钢种。

 

3、还原阶段：进一步精炼钢材，调整化学成分至目标标准。在氧化和还原阶段，电力需求减少，变压器在恒定的次级输出电流和降低的电压下运行。

 

电弧炉变压器的负载特性

具体表现：

 

负载波动大：在熔化阶段，电弧不稳定。电流和电压变化很大。负载非常不稳定。

 

强大的短期-过载能力：变压器必须能够承受比额定电流高几倍的短时浪涌。

 

显着的运营周期：熔化阶段、氧化阶段和还原阶段需要不同的电压和电流。这样就形成了一个清晰的循环。

 

频繁的浪涌电流：在启动阶段和燃弧阶段，电流波动较大。这对绝缘和机械强度提出了很高的要求。

 

低功率因数：通常小于0.7。这使得网格更难运行。

 

高次谐波含量：电弧放电会产生许多谐波。这些都会影响电网和变压器。

 

电弧炉变压器技术要求

 

在熔化期和初期氧化阶段，电弧炉常常处于不可避免的-短路状态。整个熔化期间的短路次数可达数十次甚至数百次。-由于短路是不可避免的，因此电弧炉变压器的设计必须能够处理工作短路条件。-电弧炉变压器的技术要求主要如下：

 

(1)在熔化期和氧化初期，频繁的工作短路-会给变压器带来很大的危险。为了稳定燃弧和限制工作短路电流值，应增大变压器自身阻抗或在变压器回路中串接电抗器，以保证工作短路电流不超过额定电流的3倍。当容量等于或大于10000kVA时，由于短路阻抗足够大，因此无需增加变压器自身阻抗或附加电抗器。到了氧化还原后期，这种危险就基本结束了。为了减少损耗，提高功率因数，可采用分接开关降低变压器自身阻抗或去掉电抗器。

 

(2)熔炼期间电弧炉变压器允许超载20%。根据其典型负载曲线，可得其周期内的均方根电流

因此，变压器的负载损耗、温升的计算以及开关、套管、-载流导体等的选择，均应根据1.121H来考虑

 

(3)由于电弧炉内的电弧经常突然熄灭和突然点燃，电弧炉变压器经常处于瞬态状态，导致反复操作过电压。经常出现的情况是，绕组、开关、套管等的绝缘无法承受这种过电压而被关闭。特别是对于调压范围较大的变压器，当工作在较高的输出电压时，闲置的初级绕组会产生不可忽略的工频电压升-，导致绕组和开关的某些部位出现高电位。因此，应根据实际结构认真检查电弧炉变压器的绝缘情况，并采取可靠措施，提高运行可靠性。

 

(4)由于电弧炉负载电流剧烈变化，引起绕组振动。如果预紧力不足，较大的轴向电磁力可能会导致绝缘和隔垫因“气隙”的出现和消失而产生机械振动，导致绝缘损坏。因此，电弧炉变压器的设计应合理选择导体的几何尺寸和绝缘厚度，制造时应保证绕组压紧力，以抵抗电磁力的影响。当工作短路电流设定为3倍额定电流并持续6秒时，电弧炉变压器各部件应无损坏。此外，电弧炉变压器应能承受突然短路的影响，短路电流稳定值不超过额定电流的10倍，并持续2秒而不损坏。

 

电炉变压器的实际应用与维护

使用电炉变压器时应注意以下事项：

 

1、定期检查：经常检查电炉变压器。这可以确保它运行良好。它还有助于及早发现问题并解决它们。

2、温度控制：变压器工作时会发热。保持适当的温度以防止过热和故障。

3.负载均衡：保持炉负荷平衡。这降低了变压器的压力并使其使用寿命更长。