Erikoismuuntaja sähkökaariuuniin

Valokaariuunin käyttö asettaa muuntajalle vaatimuksia, joita ei tavallisissa jakelu- tai tehomuuntajapalveluissa nähdä. Kuormavirran heilahtelut avoimesta piiristä lähes oikosulkuun sekunneissa, ja sähkökaariuunin erikoismuuntajan on vaimennettava toistuvia mekaanisia iskuja säilyttäen samalla vakaa kaarijännite. Yulan Transformer on valmistanut uunimuuntajia vuodesta 1999. Valokaariuunien sarja kattaa 1000 kVA - 80 000 kVA, ensiöjännitteillä 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV tai 110 kV. Toisiojännite ja -virta sovitetaan uunin tyyppiin ja sulamisprofiiliin. Suunnitteluviitteet sisältävät IEC 60076 -sarjan, GB/T 10229:n ja projektikohtaiset uunin tekniset tiedot.

Kuormituksen käyttäytyminen Arc Furnace Servicessä

Sulamisvaiheen aikana romun liike aiheuttaa toistuvia elektrodien oikosulkuja. Toisiovirta voi saavuttaa 2–3-kertaisen nimellisarvon lyhyillä aikaväleillä, ja tämä tapahtuu toistuvasti koko lämmön ajan. Käämit ja kiinnitysrakenteet on siksi suunniteltu väsymistason mekaanista rasitusta varten, ei vain vakiolämpötilan nousua varten.

Toisiojännite on alhainen, yleensä välillä 100 V ja 800 V, kun taas toisiovirta voi ylittää 30 000 A suuremmissa uuneissa. Tämä johtaa monijohtimiskäämiin, raskaisiin kuparitankojohtoihin ja suuriin liitinlevyihin säiliön seinämässä. Oikosulkuimpedanssi on myös suurempi kuin tavallisissa muuntajissa, tyypillisesti 6–12 % virtahuippujen rajoittamiseksi ja valokaaren stabiloimiseksi. Tarkka arvo riippuu uuniprosessista, ja sen määrittää yleensä uunin rakentaja tai sähkösuunnittelija.

Kokoonpanot

Ilman sarjareaktoria
Käytetään, kun verkon oikosulkukapasiteetti on riittävä ja uuniprosessi on vakaa. Järjestelmä on yksinkertaisempi, pienempi jalanjälki ja pienemmät pääomakustannukset. Useimmat pienet ja keskisuuret uunit käyttävät tätä järjestelyä.

With series reactor
Reaktori on kytketty ensiö- tai toisiopuolelle rajoittamaan edelleen oikosulkuvirtaa ja parantamaan valokaaren vakautta. Tämä on yleistä, kun ristikko on heikko tai kun varhainen sulamisjakso aiheuttaa usein romuluolauksia. Reaktori voidaan rakentaa muuntajan säiliöön tai toimittaa erillisenä yksikkönä. Sisäänrakennetut mallit säästävät tilaa, kun taas erilliset reaktorit on helpompi huoltaa ja vaihtaa.

Edustavia arvioita

Seuraavat taulukot on poimittu tuotantotietueista eivätkä edusta koko valikoimaa. Lopulliset arvot vahvistetaan ostoselityksessä.

Suuret käämikytkimet, kaariuunimuuntajat

Näiden yksiköiden viisi ensimmäistä väliottopaikkaa tarjoavat jatkuvan tehon, ja loput asennot tarjoavat vakiovirran. Varhaisessa sulatusvaiheessa käytetään vakiotehoa, kun taas vakiovirta sopii jalostusjaksoon.

6-10 kV sarja ilman reaktoria, valitut mallit

6-10 kV sarja reaktorilla, valikoidut mallit

20-35 kV sarja, valikoidut mallit

Ensisijainen jännite voidaan suunnitella 60 kV tai 110 kV tilauksesta. Impedanssin ja ääriviivan mitat muuttuvat vastaavasti.

Tärkeimmät suunnitteluparametrit

Hanan vaihto kuormitettuna

Useimmat kaariuunimuuntajat käyttävät käämikytkimiä kattamaan sulatuksen ja jalostuksen väliset erilaiset jännitetarpeet. 13-19 napaa ovat yleisiä, ja jotkut projektit vaativat enemmän. Käämikytkin lisää säiliön tilavuutta ja vaatii huomiota öljyn virtaukseen ja lämmönpoistoon käytön aikana.

Impedanssin valinta

Impedanssi ei ole kiinteä vakioarvo. Uunin rakentaja ja sähkösuunnittelija määrittelevät tavoitealueen valokaaren stabiilisuuden ja oikosulkuvirran rajojen perusteella. Muuntajan valmistaja säätää käämitysjärjestelyn ja vuotovuon säädön määritetyn arvon mukaiseksi. Korkea impedanssi rajoittaa virran huippuja, mutta vähentää tehollista uunin tehoa. Pieni impedanssi tekee päinvastoin.

Jäähdytys

Pienet yksiköt käyttävät luonnollista öljyjäähdytystä tai pakotettua ilmajäähdytystä. Suuret yksiköt, joissa on suuri häviötiheys, käyttävät pakotettua öljyilmajäähdytystä tai pakotettua öljyvesijäähdytystä. Vesijäähdytteiset järjestelmät edellyttävät, että öljynpaine pysyy vedenpaineen yläpuolella koko ajan, joten kaikki vuodot virtaavat öljystä veteen eikä päinvastoin.

Toissijaiset johdot

Toisiovirta on erittäin korkea, joten johtimen poikkileikkaus, väli ja mekaaninen tuki on suunniteltu erityisesti. Jotkut suuret yksiköt käyttävät samanvaiheisia käänteisiä rinnakkaisliitäntöjä, joissa vierekkäiset johdinvirrat kulkevat vastakkaisiin suuntiin. Tämä vähentää ulkoisia magneettikenttiä ja rakenteiden kuumenemista.

Valmistus ja testaus

Käämit tehdään transponoiduilla johtimilla tai useilla rinnakkaisilla johtimilla, jotta virran jakautuminen pysyy tasaisena. Koottu sydän- ja kelayksikkö kuivataan kerosiinihöyryfaasityhjiöjärjestelmässä kosteuden ja kaasun poistamiseksi. Säiliöt ja rakenneosat puhalletaan ja jauhemaalataan teollisuusympäristöihin.

Rutiinitestit sisältävät käämin tasavirtaresistanssin, jännitesuhteen, eristysresistanssin, tehotaajuuden kestävyyden, indusoidun ylijännitteen, kuormittamattoman häviön, kuormitushäviön ja oikosulkuimpedanssin. Vaikeiden käyttöolosuhteiden vuoksi oikosulkukestävyys on usein tarkistettava joko tyyppitestinä tai laskentaraporttien kautta. Kuormitettuja käämikytkimiä käytetään koko syklin ajan ennen lähettämistä kytkennän luotettavuuden varmistamiseksi.

Yrityksellä on ISO 9001:2015, ISO 14001 ja ISO 45001 sertifikaatit. Testitietueet arkistoidaan sarjanumeron mukaan, ja ne voidaan jäljittää materiaalieriin ja tärkeimpiin prosessivaiheisiin.

Valinta ja käyttö UKK

Milloin sarjareaktoria tarvitaan?

Kun verkon oikosulkukapasiteetti on rajoitettu tai kun varhainen sulaminen aiheuttaa toistuvia romuaukkoja, reaktori auttaa rajoittamaan virtapiikkejä ja vakauttamaan valokaaren. Jos ristikko on vahva ja uunin rakenne on kypsä, reaktori voidaan jättää pois. Lopullisen päätöksen tekee oikosulkututkimus.

Tarkoittaako useampi napautus parempaa suorituskykyä?

Ei välttämättä. Useammat hanat mahdollistavat hienomman jännitteen säädön sulatus- ja jalostusvaiheissa, mutta ne lisäävät myös käämikytkimen kustannuksia ja säiliön kokoa. Useimmat uunit toimivat hyvin 13-19 hanalla, ja yli 25 on harvinaista.

Miksi impedanssi on suurempi kuin tavallisessa muuntajassa?

Valokaariuunin toimintaan liittyy usein elektrodien oikosulkuja. Suurempi impedanssi rajoittaa oikosulkuvirran huippua ja vähentää käämien mekaanista rasitusta. Tavallisten muuntajien impedanssi on yleensä 4 % - 6 %, kun taas kaariuuniyksiköt ovat normaalisti välillä 6 % - 12 %.

Miksi toisiojännite on niin alhainen?

Valokaari itsessään toimii matalalla jännitteellä, tyypillisesti kymmenistä muutamaan sataan volttiin. Muuntajan toisiopuolen on vastattava tätä jännitettä. Suuri tehotarve näkyy silloin erittäin suurena toisiovirrana, minkä vuoksi venttiilipuolen käämitys ja johdot ovat niin raskaasti rakennettuja.

Mitä päivittäistä huoltoa pakollinen öljyvesijäähdytysjärjestelmä vaatii?

Öljynpaineen on oltava koko ajan korkeampi kuin vedenpaine. Kaikkien vuotojen tulee tapahtua öljystä veteen, ei päinvastoin. Kylmän hilseily tulee tarkistaa aikataulun mukaan, joka perustuu veden laatuun. Jäähdytysjärjestelmän tulee käynnistyä ennen kuin muuntaja saa jännitteen ja jatkaa toimintaansa sammutuksen jälkeen, kunnes käämien lämpötila laskee.

Suunnittelukokemus ja tarjonta

Yulan Transformer on rakentanut uunimuuntajia tavallisiin valokaariuuneihin, senkkaraffinointiuuneihin ja uppokaariuuneihin. Tuotantolaitokset sisältävät 80 tonnin nostokapasiteetin, 400 kW:n kerosiinihöyryfaasin tyhjökuivausjärjestelmän, 1 200 kV:n impulssitestijärjestelmän ja 400 kV:n osapurkausvapaan tehotaajuustestimuuntajan. Nämä resurssit tukevat kaariuunimuuntajien eristyskäsittelyä ja tehdastarkastusta 110 kV luokkaan asti.

Projektit alueella 1000 kVA - 80 000 kVA ja ensiöjännitteet 6 kV - 110 kV voidaan arvioida asiakkaan yksijohtokaavion ja uunitietojen perusteella. Pyydä ääriviivapiirroksia, paino-arvioita tai häviölaskelmia Yulan Transformerin tekniseltä osastolta.