Valokaariuunin tehomuuntaja

Valokaariuunin käyttö on tehomuuntajan vaativimpia tehtäviä. Kuorma heilahtuu avoimesta piiristä tilaan, joka on lähellä pulttivikaa sekunnin murto-osassa, ja tämä sykli toistuu monta kertaa yhden lämmityksen aikana. Tätä palvelua varten rakennetun muuntajan on kestettävä äärimmäisiä virtapiikkejä, voimakkaita sähkömagneettisia voimia ja toistuvia välioton vaihtoja menettämättä luotettavuutta. Yulan Transformer toimittaa valokaariuunien tehomuuntajia 1000 kVA - 80 000 kVA primäärijännitevaihtoehdoilla 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV ja 110 kV. Suunnittelutyöt noudattavat standardeja IEC 60076, GB/T 10229 ja uunin valmistajan erityisvaatimuksia.

Toimintaolosuhteet, jotka muokkaavat suunnittelua

Toisin kuin jakelumuuntaja, joka toimii lähellä nimelliskuormitusta suurimman osan ajasta, kaariuunimuuntaja viettää suuren osan käyttöiästään ohimenevissä olosuhteissa. Sulamisvaihe on erityisen ankara. Romu siirtyy arvaamattomasti, elektrodit koskettavat varausta ja toisiovirta voi ylittää kaksinkertaisen nimellisarvon lyhyitä aikoja. Nämä tapahtumat eivät ole vikoja perinteisessä mielessä, vaan muuntajan on kestettävä niitä toistuvasti koko käyttöikänsä ajan.

Toisiopuoli toimii matalalla jännitteellä, tavallisesti välillä 100 V ja 800 V riippuen uunin koosta ja prosessista, kun taas toisiovirta voi nousta kymmeniin tuhansiin ampeeriin. Tämä yhdistelmä vaatii raskaita johtimien poikkileikkauksia, yhdensuuntaisia ​​käämihaaroja ja kestäviä johtimen tukirakenteita. Oikosulkuimpedanssi on myös asetettu korkeammaksi kuin tavallisissa muuntajissa, usein välillä 6 % - 12 % virranhuippujen rajoittamiseksi ja valokaaren pitämiseksi vakaana.

Suunnittelumenetelmät ankariin tehtäviin

Valokaariuunien tehomuuntajat on rakennettu useiden ydinpäätösten ympärille, jotka vaikuttavat suorituskykyyn ja käyttöikään.

Käämitysjärjestely

Toisiokäämi on yleensä jaettu useisiin rinnakkaisiin polkuihin, jotta virrantiheys pysyy hallittavissa. Transponoidut johtimet ovat yleisiä suuremmissa mitoissa, ja käämien päät on järjestetty huolellisesti siten, että virta jakautuu tasaisesti yhdensuuntaisten säikeiden kesken. Epätasainen virranjako luo kuumia kohtia ja lyhentää eristeen käyttöikää.

Impedanssin ohjaus

Impedanssiarvoa ei valita kiinteästä taulukosta. Se tulee uunin sähkötutkimuksesta, joka tasapainottaa valokaaren vakautta ja tarvetta rajoittaa oikosulkujännitystä. Suurempi impedanssi vähentää virtapiikkejä, mutta myös kaarelle syötettyä tehoa. Muuntajan valmistaja säätää käämin geometriaa ja vuotovirtareittejä vastaamaan määritettyä arvoa kapealla toleranssilla.

Sarjareaktorivaihtoehto

Joissakin asennuksissa on sarjareaktori joko muuntajasäiliön sisällä tai erillisenä yksikkönä. Tämä on yleisempää, kun ristikko on heikko tai kun varhainen sulamisvaihe aiheuttaa toistuvia romuluolauksia. Sisäänrakennettu reaktori säästää tilaa, mutta erillinen reaktori on helpompi tarkastaa ja vaihtaa. Päätös riippuu sivuston ulkoasusta ja ylläpitofilosofiasta.

Hananvaihtimen velvollisuus

Useimmat valokaariuunimuuntajat käyttävät kuormitettua hanan vaihtoa. Käämikytkin toimii paljon useammin kuin tehomuuntaja, koska uunin jännitettä on säädettävä sulatuksen ja jauhamisen välillä. Tyypillisiä on 13-19 asentoa, ja käämikytkimen on oltava mitoitettu käytettäväksi usein kuormitettuna. Joissakin projekteissa on erillinen valintakytkin ja tehokytkinjärjestely pidentää koskettimien käyttöikää.

Jäähdytysjärjestelmän valinta

Pienet ja keskikokoiset yksiköt voivat käyttää luonnollista öljyilman luonnollista jäähdytystä tai pakotettua ilmajäähdytystä. Suuret uunit, joissa on suuri häviötiheys, tarvitsevat usein pakotettua öljyvesijäähdytystä. Vesijäähdytteiset järjestelmät vaativat tiukkaa paineenhallintaa: öljynpaineen tulee aina ylittää veden paine, jotta mahdollinen vuoto siirtyy öljystä veteen, ei päinvastoin.

Teknisten tietojen yleiskatsaus

Alla oleva taulukko antaa yleisen parametrialueen kaariuunimuuntajasarjalle. Tarkat arvot määritellään jokaiselle hankkeelle suunnitteluvaiheessa.

Tekniset huomautukset valintaa varten

Toissijainen jännitealue

Toisiojännitealue määräytyy uuniprosessin ja sulamisprofiilin mukaan. Se ei ole kiinteä arvo. Muuntajasuunnittelija työskentelee uunin rakentajan kanssa varmistaakseen, että alin väliotto antaa riittävästi kaaritehoa puhdistuksen aikana ja korkein väliotto ei ylikuormita elektrodeja sulatuksen aikana.

Mekaaninen jäykistys

Toistuvat oikosulkuvoimat aiheuttavat käämin liikettä ja eristyksen kulumista. Kiinnitysrakenteen tulee pitää käämit lujasti puristamatta eristystä liikaa. Joissakin malleissa käytetään esijännitettyjä raidetangoja ja jousikuormitettuja painelevyjä puristusvoiman ylläpitämiseksi muuntajan käyttöiän ajan.

Harmoninen ja tehokerroin huomioitavaa

Valokaariuunien kuormat ovat epälineaarisia ja tuottavat harmonisia yliaaltoja. Muuntaja itsessään ei poista näitä yliaaltoja, mutta käämitys voi sisältää ylimääräisen lämpömarginaalin lisähäviöiden käsittelemiseksi. Tehokertoimen korjaus hoidetaan yleensä erikseen uuniväylällä tai sähköasematasolla.

Suojausjärjestelmät

Valokaariuunimuuntajat vaativat suojauksen, joka pystyy erottamaan normaalit toimintahäiriöt ja todelliset viat. Ylivirtareleet on asetettava riittävällä viiveellä, jotta vältetään laukaisu elektrodien oikosulkujen aikana. Differentiaalisuojaus on yleinen, mutta se on sovitettava yhteen uunin toistuvien virranvaihteluiden kanssa.

Tuotanto ja laadunvarmistus

Yulan Transformer rakentaa kaariuunimuuntajia valvotuissa valmistusolosuhteissa. Sydänlaminaatiot leikataan ja pinotaan automatisoiduilla laitteilla. Käämit kääritään tarvittaessa transponoiduilla johtimilla ja kuivataan kerosiinihöyryfaasityhjiöjärjestelmässä asennuksen jälkeen. Säiliö ja ulkopuoliset teräsosat on suihkupuhallettu ja viimeistelty jauhemaalauksella kestävän teollisuusympäristöissä.

Jokaiselle yksikölle suoritetaan rutiinitestit, mukaan lukien käämin vastus, jännitesuhde, eristysvastus, tehotaajuuden kesto, indusoitu ylijännite, tyhjäkäyntihäviö, kuormitushäviö ja oikosulkuimpedanssi. Kovan käyttömäärän vuoksi monet asiakkaat vaativat myös oikosulkusuojalaskelmia tai tyyppitestausta. Käämikytkimiä käytetään täydellisessä järjestyksessä ennen toimitusta luotettavan kytkennän varmistamiseksi.

Yrityksellä on ISO 9001:2015, ISO 14001 ja ISO 45001 sertifikaatit. Testitietueet arkistoidaan sarjanumeron mukaan ja linkitetään materiaalieriin ja tuotantotietueisiin jäljitettävyyden vuoksi.

Uunien operaattorien kysymyksiä

Miten toisiojännitealue määritetään?

Uunin rakentaja tarjoaa tarvittavan jännitekäyrän sulatusta ja jauhamista varten. Muuntajan suunnittelija valitsee sitten välioton asennot siten, että valokaaren teho vastaa prosessin vaatimuksia kussakin vaiheessa. Jännitealueen muuttaminen suunnitteluhyväksynnän jälkeen vaatii yleensä käämijärjestelyn uusimista.

Mikä on kaariuunimuuntajan odotettu käyttöikä?

Asianmukaisella huollolla ja suunnittelun rajoissa käytettäessä monet yksiköt pysyvät käytössä 20–30 vuotta. Todellinen käyttöikä riippuu uunin käyntien määrästä vuorokaudessa, käämikytkimen toiminnasta ja jäähdytysjärjestelmän huollon laadusta. Toistuva lämpökierto ja mekaaninen tärinä nopeuttavat eristeen ikääntymistä.

Voidaanko valokaariuunimuuntajaa käyttää senkan puhdistukseen?

Monissa tapauksissa kyllä, mutta velvollisuus on erilainen. Kauhanpuhdistusuunit toimivat pienemmällä teholla ja lyhyemmillä sykleillä, joten lämpö- ja mekaaninen rasitus on vähemmän vakava. Sulatusuuniin suunniteltu muuntaja voi olla ylimitoitettu kauhapuhdistukseen, mutta sitä voidaan käyttää, jos jännitealue ja impedanssi ovat sopivat. Päinvastoin ei aina pidä paikkaansa.

Mikä aiheuttaa kovaa ääntä uunin käytön aikana?

Kova humina sulamisen aikana johtuu suurista virroista ja niistä aiheutuvista sähkömagneettisista voimista käämeissä ja johtimissa. Melutaso on korkein, kun toisiovirta saavuttaa huippunsa. Oikea kiristys ja lyijytuki vähentävät tärinää, mutta valokaariuunien käyttöön liittyy jonkin verran melua.

Kuinka usein öljy kannattaa testata?

Öljynäytteet tulee ottaa vähintään kerran vuodessa liuenneen kaasun analysointia varten. Raskaassa käytössä tiheämpi näytteenotto voi olla perusteltua, varsinkin jos muuntajassa on ollut toistuvia oikosulkuja tai jos jäähdytysjärjestelmässä on havaittu merkkejä vuodosta. Palavien kaasujen lisääntyvä trendi viittaa eristysjännityksen kehittymiseen, ja se on tutkittava.

Valmistuskyky

Tuotantolaitos tukee kaariuunimuuntajien valmistusta 110 kV luokkaan asti. Käytettävissä olevat resurssit sisältävät 80 tonnin nostokapasiteetin, 400 kW:n kerosiinihöyryfaasin tyhjökuivausjärjestelmän, 1 200 kV:n impulssitestijärjestelmän ja 400 kV:n osapurkausvapaan tehotaajuustestimuuntajan. Näiden ominaisuuksien ansiosta yritys pystyy käsittelemään suuria sydän- ja käämikokonaisuuksia ja suorittamaan korkeajännitteisessä uunikäytössä vaadittavat dielektriset testit.

Tiettyä projektia varten tekninen osasto voi tehdä alustavan suunnittelun asiakkaan yksirivisen kaavion ja uunitietojen perusteella. Tämä sisältää arvioidut mitat, painon, menetyslaskelmat ja väliottojänniteaikataulun. Ota yhteyttä Yulan Transformeriin lisäkeskusteluja varten.