Trasformatore di potenza per forno ad arco sommerso

I trasformatori di potenza con forno ad arco sommerso vengono utilizzati per produrre ferroleghe, carburo di calcio, silicio industriale e materiali simili. Gli elettrodi rimangono immersi nella carica durante il funzionamento, quindi il carico elettrico è più stabile rispetto a un forno ad arco aperto, ma la corrente secondaria è estremamente elevata e il fattore di potenza è generalmente basso. Yulan Transformer fornisce trasformatori per forni ad arco sommerso da 1.000 kVA a 80.000 kVA, con tensioni primarie di 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV o 110 kV. La tensione secondaria e la disposizione delle prese sono adattate al tipo di forno e al materiale da fondere.

Ciò che distingue questo dovere

● Tensione secondaria: solitamente da 100 V a 300 V, a seconda delle dimensioni del forno e del prodotto

● Corrente secondaria: può superare i 30.000 A su forni di grandi dimensioni

● Modello di carico: relativamente stabile, ma lunghi periodi a pieno carico creano stress termico

● Fattore di potenza: spesso compreso tra 0,7 e 0,8, che richiede una compensazione a livello di sistema

● Servizio di commutatore: frequenti regolazioni della tensione durante le diverse fasi di fusione

● Impedenza: superiore a quella di un trasformatore di potenza standard per limitare le oscillazioni di corrente e proteggere gli avvolgimenti

Gamma di specifiche

Modelli di riferimento

I dati seguenti provengono da consegne precedenti. I valori finali sono confermati nei documenti di fabbrica.

La tensione primaria può essere adattata da 6 kV fino a 110 kV. Una tensione più elevata riduce la corrente primaria e le perdite di linea, ma aumenta i requisiti di isolamento e lo spazio del sito.

Considerazioni sulla progettazione

Disposizione degli avvolgimenti e dei conduttori

Gli avvolgimenti secondari utilizzano conduttori trasposti con più rami paralleli. I conduttori sono formati da barre di rame impilate con direzioni di corrente opposte per ridurre i campi magnetici esterni. Sulla parete del serbatoio sono montate morsettiere di grandi dimensioni per gestire la resistenza di contatto e semplificare i collegamenti sul campo.

Selezione dell'impedenza

L'impedenza non è un valore standard fisso. Viene specificato dal progettista elettrico del forno in base al livello di cortocircuito della rete e al processo di fusione. Un'impedenza più elevata limita i picchi di corrente e stabilizza la carica, ma riduce anche l'assorbimento di potenza effettiva. I valori tipici per i forni ad arco sommerso sono compresi tra il 6% e il 15%.

Commutatore sotto carico

La maggior parte delle unità di grandi dimensioni utilizza la commutazione sotto carico poiché la tensione del forno deve essere regolata man mano che la carica si scioglie e la resistenza cambia. Il commutatore di presa è sottoposto a un funzionamento frequente e deve essere selezionato per impieghi gravosi. Alcune installazioni utilizzano una disposizione grossolana-fine per ridurre l'usura dei contatti.

Raffreddamento

Loss density is high, so forced oil water cooling or forced oil air cooling is common on larger units. Water-cooled systems must keep oil pressure above water pressure to prevent water ingress. The cooler rating must include additional losses from harmonic currents, not just the fundamental current.

Armoniche e perdite parassite

Il carico contiene un contenuto armonico che aumenta le perdite parassite dell'avvolgimento e il riscaldamento strutturale. La schermatura magnetica è installata sulla superficie interna del serbatoio e le sezioni trasversali dei conduttori includono un margine per il riscaldamento armonico. Queste misure prevengono i punti caldi durante i lunghi viaggi a pieno carico.

Domande comuni

Un trasformatore per forno ad arco sommerso può sostituire un trasformatore per forno ad arco aperto?

Di solito no. I due tipi di forno presentano un comportamento di carico diverso. I forni ad arco aperto producono violente oscillazioni di corrente che richiedono uno speciale rinforzo del cortocircuito. I forni ad arco sommerso hanno una corrente più stabile ma uno stress termico più elevato. Scambiarli richiederebbe una revisione completa dell'impedenza, della portata delle prese e della resistenza meccanica.

Perché la gamma di rubinetteria è così ampia?

La resistenza della carica cambia mentre si scioglie e reagisce. L'operatore regola la tensione per controllare la temperatura del forno e la velocità di reazione. Una gamma di maschi più ampia consente un controllo più preciso del processo, il che è particolarmente importante per prodotti come il carburo di calcio o il silicio metallico.

Qual è il fattore di potenza tipico?

La maggior parte dei forni ad arco sommerso funziona con un fattore di potenza compreso tra 0,7 e 0,8. I condensatori di compensazione vengono solitamente installati nella sottostazione o nel bus del forno per migliorare il fattore di potenza complessivo dell'impianto e ridurre i costi della domanda.

In che modo la tensione primaria influisce sulla progettazione?

Una tensione primaria più elevata, come 110 kV, riduce la corrente primaria per una determinata potenza nominale. Ciò consente cavi e quadri più piccoli sul lato primario e riduce le perdite di linea. Tuttavia, i livelli di isolamento aumentano e il trasformatore diventa fisicamente più grande e più costoso.

Che manutenzione richiede il sistema di raffreddamento?

Per il raffreddamento forzato dell'olio ad acqua, la pressione dell'olio deve sempre superare la pressione dell'acqua. I tubi del refrigeratore devono essere puliti secondo un programma basato sulla qualità dell'acqua. Il sistema di raffreddamento deve avviarsi prima che il trasformatore venga alimentato e continuare a funzionare dopo lo spegnimento finché la temperatura dell'avvolgimento non scende.

Produzione e Verifica

Yulan Transformer produce trasformatori per forni dal 1999, con unità di forno ad arco sommerso fornite a produttori di ferroleghe, carburo di calcio e metallo silicio. La fabbrica è dotata di una capacità di sollevamento di 80 tonnellate, un sistema di essiccazione sotto vuoto in fase di vapore di cherosene da 400 kW, un sistema di prova a impulso da 1.200 kV e un trasformatore di prova a frequenza di rete senza scarica parziale da 400 kV. Prima della spedizione, ciascuna unità viene sottoposta a test di resistenza CC dell'avvolgimento, rapporto di tensione, resistenza di isolamento, resistenza alla frequenza di alimentazione, sovratensione indotta, perdita a vuoto, perdita di carico, impedenza di cortocircuito e funzionamento del commutatore sotto carico. I record dei test vengono archiviati per numero di serie e collegati ai record di avvolgimento e impilamento delle anime. L'azienda possiede le certificazioni ISO 9001:2015, ISO 14001 e ISO 45001.

Per progettazione specifica del progetto, calcoli delle perdite o disegni di massima, contattare l'ufficio tecnico di Yulan Transformer.