หม้อแปลงไฟฟ้าเตาอาร์ค

การทำงานของเตาอาร์คถือเป็นหน้าที่ที่มีความต้องการมากที่สุดสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้า โหลดจะแกว่งจากวงจรเปิดไปสู่สภาวะใกล้กับฟอลต์แบบสลักภายในเสี้ยววินาที และวงจรนี้จะเกิดซ้ำหลายครั้งระหว่างการให้ความร้อนครั้งเดียว หม้อแปลงที่สร้างขึ้นสำหรับบริการนี้จะต้องจัดการกับกระแสไฟสูงสุดที่รุนแรง แรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรง และการเปลี่ยนก๊อกน้ำบ่อยครั้งโดยไม่สูญเสียความน่าเชื่อถือ Yulan Transformer จัดหาหม้อแปลงไฟฟ้าสำหรับเตาอาร์คตั้งแต่ 1,000 kVA ถึง 80,000 kVA พร้อมตัวเลือกแรงดันไฟฟ้าหลักที่ 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV และ 110 kV งานออกแบบเป็นไปตาม IEC 60076, GB/T 10229 และข้อกำหนดเฉพาะของผู้ผลิตเตาเผา

สภาพการทำงานที่กำหนดรูปแบบการออกแบบ

ซึ่งแตกต่างจากหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายที่ทำงานใกล้กับโหลดที่ได้รับการจัดอันดับเกือบตลอดเวลา หม้อแปลงไฟฟ้าแบบอาร์คใช้ชีวิตส่วนใหญ่ในสภาวะชั่วคราว ระยะการหลอมละลายมีความรุนแรงเป็นพิเศษ เศษเหล็กจะเลื่อนอย่างคาดเดาไม่ได้ อิเล็กโทรดสัมผัสประจุ และกระแสไฟฟ้าทุติยภูมิอาจเกิน 2 เท่าของค่าพิกัดในช่วงเวลาสั้นๆ เหตุการณ์เหล่านี้ไม่ใช่ข้อผิดพลาดในความหมายดั้งเดิม แต่หม้อแปลงไฟฟ้าจะต้องทนอยู่ได้ซ้ำแล้วซ้ำอีกตลอดอายุการใช้งาน

ด้านทุติยภูมิทำงานที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 100 V ถึง 800 V ขึ้นอยู่กับขนาดเตาหลอมและกระบวนการ ในขณะที่กระแสทุติยภูมิสามารถเข้าถึงแอมแปร์ได้หลายหมื่นแอมแปร์ การรวมกันนี้ต้องใช้หน้าตัดของตัวนำที่มีน้ำหนักมาก การพันกิ่งแบบขนาน และโครงสร้างรองรับลีดที่แข็งแกร่ง นอกจากนี้ อิมพีแดนซ์ของการลัดวงจรยังได้รับการตั้งค่าให้สูงกว่าหม้อแปลงมาตรฐาน ซึ่งมักจะอยู่ในช่วง 6% ถึง 12% เพื่อจำกัดจุดสูงสุดของกระแสและทำให้ส่วนโค้งคงที่

แนวทางการออกแบบสำหรับงานหนัก

หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังแบบเตาอาร์คถูกสร้างขึ้นจากการตัดสินใจหลักหลายประการที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งาน

การจัดเรียงที่คดเคี้ยว

ขดลวดทุติยภูมิมักจะแบ่งออกเป็นหลายเส้นทางขนานกันเพื่อให้สามารถจัดการความหนาแน่นกระแสได้ ตัวนำขนย้ายเป็นเรื่องปกติในระดับพิกัดที่ใหญ่กว่า และปลายขดลวดจะถูกจัดเรียงอย่างระมัดระวังเพื่อให้กระแสแบ่งเท่าๆ กันระหว่างสายคู่ขนาน การแบ่งปันกระแสไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมอทำให้เกิดจุดร้อนและทำให้อายุการใช้งานของฉนวนสั้นลง

การควบคุมความต้านทาน

ค่าความต้านทานไม่ได้ถูกเลือกจากตารางคงที่ มาจากการศึกษาทางไฟฟ้าของเตาเผา ซึ่งรักษาสมดุลของความเสถียรของส่วนโค้งกับความจำเป็นในการจำกัดความเค้นจากการลัดวงจร อิมพีแดนซ์ที่สูงกว่าจะลดจุดสูงสุดของกระแสไฟฟ้า แต่ยังลดกำลังที่ส่งไปยังส่วนโค้งด้วย ผู้ผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าจะปรับรูปทรงของขดลวดและเส้นทางฟลักซ์การรั่วไหลเพื่อให้เป็นไปตามค่าที่ระบุภายในพิกัดความเผื่อที่แคบ

ตัวเลือกเครื่องปฏิกรณ์แบบอนุกรม

การติดตั้งบางอย่างรวมถึงเครื่องปฏิกรณ์แบบอนุกรม ไม่ว่าจะอยู่ภายในถังหม้อแปลงหรือเป็นหน่วยแยกต่างหาก กรณีนี้พบบ่อยมากขึ้นเมื่อกริดอ่อนแอหรือเมื่อขั้นตอนการหลอมละลายเร็วทำให้เกิดถ้ำเศษซากบ่อยครั้ง เครื่องปฏิกรณ์ในตัวช่วยประหยัดพื้นที่ แต่เครื่องปฏิกรณ์แบบแยกจะตรวจสอบและเปลี่ยนได้ง่ายกว่า การตัดสินใจขึ้นอยู่กับเค้าโครงของไซต์งานและปรัชญาการบำรุงรักษา

หน้าที่เปลี่ยนแตะ

หม้อแปลงเตาอาร์คส่วนใหญ่ใช้การเปลี่ยนแทปขณะโหลด เครื่องเปลี่ยนแทปทำงานบ่อยกว่าในหม้อแปลงไฟฟ้ามาก เนื่องจากต้องปรับแรงดันไฟฟ้าของเตาหลอมระหว่างการหลอมและการกลั่น โดยทั่วไปจะมีตำแหน่ง 13 ถึง 19 ตำแหน่ง และตัวเปลี่ยนแทปต้องได้รับการจัดอันดับสำหรับการทำงานบ่อยครั้งภายใต้ภาระ บางโครงการระบุสวิตช์เลือกและสวิตช์เปลี่ยนทิศทางแยกต่างหากเพื่ออายุการใช้งานการสัมผัสที่ยาวนานขึ้น

การเลือกระบบทำความเย็น

หน่วยขนาดเล็กและขนาดกลางอาจใช้การระบายความร้อนด้วยน้ำมันตามธรรมชาติตามธรรมชาติหรือการระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับ เตาเผาขนาดใหญ่ที่มีความหนาแน่นของการสูญเสียสูงมักจำเป็นต้องบังคับการระบายความร้อนด้วยน้ำด้วยน้ำมัน ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำต้องมีการควบคุมแรงดันที่เข้มงวด: แรงดันน้ำมันจะต้องเกินแรงดันน้ำเสมอ เพื่อให้การรั่วไหลจากน้ำมันไปสู่น้ำ ไม่ใช่ย้อนกลับ

ภาพรวมข้อมูลจำเพาะ

ตารางด้านล่างแสดงช่วงพารามิเตอร์ทั่วไปสำหรับซีรีย์หม้อแปลงเตาอาร์ค ค่าที่แน่นอนจะถูกสร้างขึ้นในระหว่างขั้นตอนการออกแบบสำหรับแต่ละโครงการ

หมายเหตุทางวิศวกรรมสำหรับการคัดเลือก

ช่วงแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ

ช่วงแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิถูกกำหนดโดยกระบวนการของเตาหลอมและโปรไฟล์การหลอมเหลว มันไม่ใช่ค่าคงที่ ผู้ออกแบบหม้อแปลงไฟฟ้าทำงานร่วมกับผู้สร้างเตาหลอมเพื่อให้แน่ใจว่าต๊าปต่ำสุดให้พลังงานอาร์คเพียงพอในระหว่างการกลั่น และต๊าปสูงสุดจะไม่สร้างความเครียดเกินให้กับอิเล็กโทรดระหว่างการหลอมละลาย

การค้ำยันทางกล

แรงลัดวงจรซ้ำๆ ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของขดลวดและการสึกหรอของฉนวน โครงสร้างตัวจับต้องยึดขดลวดให้แน่นโดยไม่บีบฉนวนจนเกินไป การออกแบบบางแบบใช้แท่งยึดแบบเน้นความเครียดและแผ่นแรงดันแบบสปริงเพื่อรักษาแรงจับยึดตลอดอายุการใช้งานของหม้อแปลง

ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับฮาร์มอนิกและตัวประกอบกำลัง

โหลดของเตาอาร์คไม่เป็นเชิงเส้นและผลิตฮาร์โมนิกส์ ตัวหม้อแปลงเองไม่ได้กำจัดฮาร์โมนิคเหล่านี้ แต่การออกแบบขดลวดสามารถรวมระยะความร้อนเพิ่มเติมเพื่อจัดการกับการสูญเสียเพิ่มเติม การแก้ไขตัวประกอบกำลังมักจะได้รับการจัดการแยกกันที่บัสเตาเผาหรือระดับสถานีย่อย

แผนการคุ้มครอง

หม้อแปลงเตาอาร์คต้องการการป้องกันที่สามารถแยกแยะระหว่างการทำงานชั่วคราวปกติและความผิดพลาดที่เกิดขึ้นจริง ต้องตั้งค่ารีเลย์กระแสเกินโดยมีความล่าช้าเพียงพอเพื่อหลีกเลี่ยงการสะดุดระหว่างการลัดวงจรของอิเล็กโทรด การป้องกันส่วนต่างเป็นเรื่องปกติ แต่ต้องประสานกับการแกว่งของกระแสบ่อยครั้งของเตาเผา

การผลิตและการตรวจสอบคุณภาพ

Yulan Transformer สร้างหม้อแปลงไฟฟ้าแบบเตาอาร์คภายใต้สภาวะการผลิตที่ได้รับการควบคุม การเคลือบแกนจะถูกตัดและซ้อนด้วยอุปกรณ์อัตโนมัติ ขดลวดจะถูกพันด้วยตัวนำแบบขนย้ายตามที่จำเป็น และแห้งในระบบสุญญากาศเฟสไอน้ำมันก๊าดหลังการประกอบ ถังและชิ้นส่วนเหล็กภายนอกถูกยิงและเคลือบด้วยสีฝุ่นเพื่อความทนทานในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม

ทุกยูนิตผ่านการทดสอบเป็นประจำ รวมถึงความต้านทานของขดลวด อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้า ความต้านทานของฉนวน ความทนทานต่อความถี่ของกำลัง แรงดันไฟฟ้าเกินเหนี่ยวนำ การสูญเสียขณะไม่มีโหลด การสูญเสียโหลด และอิมพีแดนซ์การลัดวงจร เนื่องจากหน้าที่การปฏิบัติงานที่รุนแรง ลูกค้าจำนวนมากจึงขอการคำนวณการทนต่อการลัดวงจรหรือการตรวจสอบการทดสอบประเภทด้วย เครื่องเปลี่ยนแทปจะดำเนินการตามลำดับทั้งหมดก่อนจัดส่งเพื่อยืนยันการสับเปลี่ยนที่เชื่อถือได้

บริษัทได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO 9001:2015, ISO 14001 และ ISO 45001 บันทึกการทดสอบจะถูกจัดเก็บถาวรตามหมายเลขซีเรียล และเชื่อมโยงกับชุดวัสดุและบันทึกการผลิตเพื่อให้สามารถตรวจสอบย้อนกลับได้

คำถามจากผู้ปฏิบัติงานเตาหลอม

ช่วงแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิถูกกำหนดไว้อย่างไร?

ผู้สร้างเตาหลอมจะให้กราฟแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการหลอมและการกลั่น จากนั้นผู้ออกแบบหม้อแปลงจะเลือกตำแหน่งต๊าปเพื่อให้กำลังอาร์คตรงกับความต้องการของกระบวนการในแต่ละขั้นตอน การเปลี่ยนช่วงแรงดันไฟฟ้าหลังจากได้รับการอนุมัติการออกแบบมักจะต้องมีการปรับปรุงการจัดเรียงขดลวด

อายุการใช้งานที่คาดหวังของหม้อแปลงอาร์คเตาหลอมคือเท่าไร?

ด้วยการบำรุงรักษาและการทำงานที่เหมาะสมภายในขีดจำกัดการออกแบบ หลายหน่วยยังคงให้บริการได้เป็นเวลา 20 ถึง 30 ปี อายุการใช้งานจริงขึ้นอยู่กับจำนวนการทำงานของเตาเผาต่อวัน หน้าที่เปลี่ยนก๊อก และคุณภาพของการบำรุงรักษาระบบทำความเย็น การเสื่อมสภาพของฉนวนจะถูกเร่งให้เร็วขึ้นโดยการหมุนเวียนด้วยความร้อนและการสั่นสะเทือนทางกลบ่อยครั้ง

หม้อแปลงเตาอาร์คสามารถใช้ในการกลั่นทัพพีได้หรือไม่?

หลายๆกรณีก็ใช่แต่หน้าที่มันต่างกัน เตากลั่นแบบทัพพีทำงานโดยใช้กำลังไฟต่ำและรอบการทำงานสั้นลง ดังนั้นความเครียดจากความร้อนและทางกลจึงรุนแรงน้อยกว่า หม้อแปลงที่ออกแบบมาสำหรับเตาหลอมอาจมีขนาดใหญ่เกินไปสำหรับการกลั่นทัพพี แต่สามารถใช้ได้หากช่วงแรงดันไฟฟ้าและอิมพีแดนซ์มีความเหมาะสม สิ่งที่ตรงกันข้ามไม่จริงเสมอไป

เสียงดังระหว่างการทำงานของเตาเกิดจากอะไร?

เสียงครวญครางระหว่างการหลอมละลายมาจากกระแสสูงและเป็นผลให้เกิดแรงแม่เหล็กไฟฟ้าในขดลวดและสายนำ ระดับเสียงรบกวนจะสูงที่สุดเมื่อกระแสทุติยภูมิถึงจุดสูงสุด การหนีบและการรองรับตะกั่วที่เหมาะสมจะช่วยลดการสั่นสะเทือน แต่เสียงรบกวนบางอย่างอาจเกิดขึ้นได้ในหน้าที่ของเตาอาร์ค

ควรทดสอบน้ำมันบ่อยแค่ไหน?

ควรเก็บตัวอย่างน้ำมันอย่างน้อยปีละครั้งเพื่อวิเคราะห์ก๊าซละลาย ในการให้บริการงานหนัก อาจมีเหตุผลในการสุ่มตัวอย่างบ่อยครั้งมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากหม้อแปลงไฟฟ้าลัดวงจรซ้ำแล้วซ้ำอีก หรือหากระบบทำความเย็นมีสัญญาณการรั่วไหล แนวโน้มที่เพิ่มขึ้นของก๊าซที่ติดไฟได้บ่งชี้ถึงการพัฒนาความเครียดของฉนวน และควรได้รับการตรวจสอบ

ความสามารถในการผลิต

โรงงานผลิตรองรับการผลิตหม้อแปลงอาร์คเตาหลอมได้ถึงคลาส 110 kV ทรัพยากรที่มีอยู่ ได้แก่ ความสามารถในการยก 80 ตัน ระบบทำแห้งสุญญากาศแบบเฟสไอน้ำมันก๊าด 400 kW เครื่องทดสอบแรงกระตุ้น 1,200 kV และหม้อแปลงทดสอบความถี่พลังงานปล่อยบางส่วน 400 kV ความสามารถเหล่านี้ช่วยให้บริษัทสามารถจัดการกับแกนและส่วนประกอบคอยล์ขนาดใหญ่ และทำการทดสอบไดอิเล็กทริกที่จำเป็นสำหรับหน้าที่เตาไฟฟ้าแรงสูง

สำหรับโครงการเฉพาะ แผนกเทคนิคสามารถจัดเตรียมการออกแบบเบื้องต้นโดยอิงตามไดอะแกรมบรรทัดเดียวและข้อมูลเตาเผาของลูกค้า ซึ่งรวมถึงขนาดโดยประมาณ น้ำหนัก การคำนวณการสูญเสีย และกำหนดการแรงดันไฟประปา ติดต่อ Yulan Transformer เพื่อขอหารือเพิ่มเติม