Sähkökaariuunimuuntajat

Sähkökaariuunin (EAF) sulatusprosessin aikana impedanssi uunin sisällä vaihtelee rajusti vuorotellen elektrodien oikosulkuja ja valokaaren katkoksia; näin ollen muuntajan kokemat virtapiikit ylittävät huomattavasti tavanomaisten tehomuuntajien kohtaamat virtapiikit. Yulan Transformer on valmistanut valokaariuunimuuntajia vuodesta 1999 lähtien; sen EAF-muuntajasarjat vaihtelevat 1 000 kVA - 80 000 kVA, ja ne tukevat ensiöjännitteitä 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV ja 110 kV, kun taas toisiojännitteet on suunniteltu räätälöityjen uunityyppien ja sulatusprosessien mukaan.

Valokaariuunien kuormituksen ominaisuudet

Sähkökaariuunien (EAF) muuntajien käyttöolosuhteet poikkeavat merkittävästi tavallisten jakelu- tai tehomuuntajien käyttöolosuhteista. Varauksen sulamisvaiheen aikana virta vaihtelee jyrkästi; toisiovirrat voivat saavuttaa kaksi tai kolme kertaa nimellisarvon elektrodien oikosulkujen aikana – tapahtumia, jotka ovat lyhyitä, mutta niitä esiintyy usein. Käämien ja hylsyjen on kestettävä näitä toistuvia sähkömagneettisia voimia, ja kiristysrakenteet sekä eristyskannattimet on tarkistettava näiden olosuhteiden suhteen.

Toisiojännitteet ovat suhteellisen alhaiset - tyypillisesti 100 V - 800 V, kun taas toisiovirrat voivat nousta kymmeniin tuhansiin ampeeriin. Tästä johtuen pienjännitteiset (venttiilipuolen) käämit käyttävät useita rinnakkaisia ​​tai transponoituja johtimia, lähtöjohdot koostuvat kuparikisoista ja suuren pinta-alan liittimet on asennettu säiliön seinään.

Oikosulkuimpedanssi on suunniteltu korkeammaksi kuin tavallisten muuntajien oikosulkuvirtojen rajoittamiseksi ja valokaaren vakauttamiseksi. Impedanssiarvot vaihtelevat tyypillisesti 6 %:sta 12 %:iin, ja joissakin suuritehoisissa uunimuuntajissa vaaditaan vielä korkeampia arvoja. Liiallinen impedanssi vähentää tehon syöttöä uuniin, kun taas riittämätön impedanssi vaikeuttaa oikosulkujälkien kestämistä; siksi suunnittelu on sovitettava huolellisesti kulloiseenkin sulatusprosessiin.

Yleiset konfigurointimenetelmät

Ilman sarjareaktoria

Käytetään sovelluksissa, joissa sähköverkossa on riittävä oikosulkukapasiteetti ja uunin impedanssiominaisuudet ovat vakaat. Tämä kokoonpano tarjoaa yksinkertaisen järjestelmäsuunnittelun, kompaktin laitekoon ja pienemmät investointikustannukset. Se on vakiovalinta useimpiin pieni- ja keskitehoisiin valokaariuunimuuntajiin.

Sarjareaktorin kanssa

Reaktori on kytketty sarjaan muuntajan ensiö- tai toisiopuolelle oikosulkuvirran rajoittamiseksi entisestään ja valokaaren stabiilisuuden parantamiseksi. Reaktori auttaa lieventämään sähköverkkoon kohdistuvaa vaikutusta erityisesti silloin, kun verkko on heikko tai käytön alkuvaiheessa, kun varaus romahtaa usein. Reaktori voidaan joko integroida muuntajan säiliöön tai asentaa erillisenä yksikkönä. Integroitu rakenne säästää tilaa, mutta on vähemmän kätevä huoltaa kuin ulkoinen yksikkö.

Tyypilliset tekniset tiedot

Seuraavat tiedot on koottu erätuotettuja yksiköitä koskevista tietueista, eivätkä ne edusta koko toimitusvalikoimaa. Tiettyjen hankkeiden parametrit ovat teknisen sopimuksen alaisia.

Suuren kapasiteetin hanan vaihtava kaariuunimuuntaja

Huomautus: Jännitteensäätöportaista ensimmäiset viisi vaihetta tuottavat tasaisen tehon, kun taas seuraavat vaiheet tuottavat vakiovirran. Alkusulatusvaiheessa käytetään vakiotehoaluetta ja jalostusvaiheessa vakiovirta-aluetta.

6–10 kV sarjan edustavat mallit (ilman reaktoreita)

6–10 kV reaktorisarjan edustavat mallit

20–35 kV sarjan edustavat mallit

Huomautus: Ensiöjännite voidaan suunnitella 60 kV tai 110 kV käyttäjän vaatimusten mukaan; tällaisissa tapauksissa oikosulkuimpedanssi ja ulkomitat säädetään vastaavasti.

Tärkeimmät suunnitteluparametrit

On-Load jännitteen säätö

Valokaariuunien (EAF) muuntajat on tyypillisesti varustettu on-load-käämikytkimillä (OLTC) kattamaan sulatus- ja jalostusvaiheen vaihtelevat jännitevaatimukset. Säätöalue kattaa yleensä 13-19 vaihetta, vaikka jotkut projektit vaativat enemmän. Kuorman säätö edellyttää tilan varaamista muuntajan säiliössä käämikytkimelle ja öljyn virtauksen ja lämmön haihtumisen huomioon ottamiseksi kytkentätoimintojen aikana.

Oikosulkuimpedanssin valinta

Impedanssiarvot vaikuttavat suoraan valokaaren vakauteen ja huippuoikosulkuvirtaan. Suuri impedanssi auttaa rajoittamaan oikosulkupiikkejä, mutta vähentää tehollista syöttötehoa; matalalla impedanssilla on päinvastainen vaikutus. Uunin valmistaja ja sähkösuunnittelutiimi määrittävät tyypillisesti impedanssimääritykset yhdessä, ja muuntajan valmistaja säätää käämitysjärjestelyt ja vuotovirran säädön tavoitearvojen saavuttamiseksi.

Jäähdytysmenetelmät

Pienen kapasiteetin yksiköissä käytetään yleensä öljyllä upotettua itsejäähdytystä tai ilmajäähdytystä. Suuren häviötiheyden vuoksi suurikapasiteettisissa yksiköissä käytetään yleensä öljy-paineilma (OFAF) tai pakotettu öljy-painevesi (OFWF) -jäähdytystä. Vesijäähdytysjärjestelmien on varmistettava, että öljynpaine pysyy jatkuvasti korkeampana kuin veden paine, jotta vesi ei pääse vuodon sattuessa öljyyn.

Toissijaiset päätteet

Suurista toisiovirroista johtuen kuparilähtöjen poikkileikkaus, etäisyys ja tukirakenne vaativat erikoissuunnittelua. Jotkut suuren kapasiteetin yksiköt käyttävät samanvaiheista käänteis-rinnakkaiskonfiguraatiota, jossa vierekkäiset kiskot kuljettavat virtoja vastakkaisiin suuntiin; tämä vähentää ulkoisia magneettikenttiä ja lämpöä rakenneosissa.

Valmistus ja testaus

Käämit käyttävät transponoituja johtimia tai useita rinnakkaisia ​​johtimia tasaisen virranjakauman varmistamiseksi. Kokoamisen jälkeen aktiivinen osa läpikäy kerosiinihöyryfaasityhjökuivauksen kosteuden ja kaasujen poistamiseksi eristemateriaaleista. Säiliöt ja rakenneosat suihkutetaan ruosteenpoistoon, minkä jälkeen jauhemaalataan teollisuuden ympäristöstandardien mukaisesti.

Tehdashyväksyntätestit sisältävät käämin tasavirtaresistanssin, jännitesuhteen, eristysvastuksen, teho-taajuuden kestojännitteen, indusoidun kestojännitteen, kuormittamattoman häviön, kuormitushäviön ja oikosulkuimpedanssin mittaukset. EAF-muuntajien ainutlaatuiset käyttöolosuhteet huomioon ottaen on myös tarpeen suorittaa tyyppivarmistus äkillisen oikosulkutestauksen avulla – tai laskentaraporttien toimittaminen käyttäjän vaatimusten mukaan. Kuormitetuille käämikytkimille tehdään toimintajaksotesti ennen toimitusta kytkennän luotettavuuden varmistamiseksi. Yrityksellä on ISO 9001:2015-, ISO 14001- ja ISO 45001 -sertifikaatit; testitiedot arkistoidaan sarjanumeron mukaan, mikä varmistaa jäljitettävyyden raaka-aineeriin ja keskeisiin prosessitietoihin.

FAQ

K: Missä olosuhteissa sarjareaktoria tarvitaan?

Sarjareaktori auttaa rajoittamaan jännitteitä ja stabiloimaan kaaria, kun sähköverkon oikosulkukapasiteetti on suhteellisen alhainen tai kun uunin käytön alkuvaiheessa toistuva materiaali romahtaa aiheuttaa liiallisia oikosulkuvirtoja. Jos verkko on riittävän vankka ja uunin rakenne on kypsä, reaktori voidaan jättää pois järjestelmän yksinkertaistamiseksi. Lopullisen päätöksen tekee sähkösuunnittelutiimi oikosulkusaskelmien perusteella.

K: Onko parempi olla enemmän kuormitusjännitteen säätövaiheita?

Ei välttämättä. Vaikka useammat portaat mahdollistavat hienomman jännitteen säädön ja paremman sovituksen eri sulatusvaiheisiin, ne lisäävät myös käämikytkimen kustannuksia ja öljysäiliön kokoa. Tyypillisesti 13-19 porrasta vastaavat useimpien sähkökaariuunien tarpeita; yli 25 askelta sisältävät kokoonpanot ovat harvinaisia.

K: Miksi valokaariuunimuuntajan oikosulkuimpedanssi on suurempi kuin tavallisen muuntajan?

Elektrodien oikosulkuja esiintyy usein valokaariuunin käytön aikana; korkea impedanssi rajoittaa oikosulkuvirran huippua ja vähentää vaikutusta käämiin ja sähköverkkoon. Vaikka tavallisten muuntajien oikosulkuimpedanssi on tyypillisesti 4 % - 6 %, kaariuunimuuntajilla on yleensä 6 % - 12 %, joidenkin erikoisuunityyppien ollessa vielä suurempi.

K: Miksi toisiojännite on niin alhainen?

Sähkökaariuunit tuottavat lämpöä valokaaren vastuksen kautta, ja itse valokaarijännite on suhteellisen alhainen - yleensä muutamasta kymmenestä muutamaan sataan volttiin. Muuntajan toisiojännitteen on vastattava kaarijännitettä; siksi suunnitteluarvo on paljon pienempi kuin ensiöpuolen. Toisaalta toisiovirta on erittäin suuri tehovaatimuksista johtuen.

K: Mitkä ovat pakotetun öljykierron ja vesijäähdytysjärjestelmän päivittäisen huollon avainkohdat?

Öljynpaineen tulee aina ylittää vedenpaine, jotta mahdollinen vuoto virtaa öljypuolelta vesipuolelle, mikä estää veden pääsyn muuntajaöljyyn. Tarkista säännöllisesti jäähdyttimet hilseilyn varalta ja ajoita puhdistus veden laadun perusteella. Jäähdytysjärjestelmä on käynnistettävä ennen muuntajaa ja sitä on jatkettava jonkin aikaa muuntajan sammuttamisen jälkeen. Suunnittelukokemus ja toimitusten laajuus

Yulan Transformerilla on laaja kokemus sähköuunimuuntajien volyymitoimituksista, jotka kattavat erilaisia ​​uunityyppejä, kuten tavalliset sähkökaariuunit, kauhapuhdistusuunit ja uppokaappiuunit. Tuotantolaitoksissamme on 80 tonnin nostokapasiteetti, 400 kW:n kerosiinihöyryfaasityhjiökuivausjärjestelmä, 1200 kV impulssitestauslaitteisto ja 400 kV:n osapurkausvapaa teho-taajuustestimuuntaja, joiden avulla voimme täyttää valmistus- ja tehdashyväksyntätestausvaatimukset valokaariuunien 110 kV:n muuntajille.

Tarjoamme asiakkaan toimittamiin primäärijärjestelmäkaavioihin ja uuniparametreihin perustuvia räätälöityjä suunnitteluratkaisuja projekteihin, joiden ensiöjännitteet vaihtelevat 6 kV - 110 kV ja tehot 1 000 kVA - 80 000 kVA. Ota yhteyttä Yulan Transformerin tekniseen osastoon tiettyjen mallien ääriviivapiirroksia, painoarvioita tai häviölaskelmia varten.