Máy biến áp đặc biệt cho lò điện hồ quang

Nhiệm vụ của lò hồ quang điện đặt ra các yêu cầu đối với máy biến áp không được thấy trong dịch vụ phân phối tiêu chuẩn hoặc máy biến áp điện. Tải dòng điện dao động từ mạch hở đến gần ngắn mạch trong vòng vài giây và Máy biến áp đặc biệt cho lò hồ quang điện phải hấp thụ các cú sốc cơ học lặp đi lặp lại trong khi vẫn duy trì điện áp hồ quang ổn định. Máy biến áp Yulan đã sản xuất máy biến áp lò từ năm 1999. Dòng lò hồ quang bao gồm 1000 kVA đến 80.000 kVA, với điện áp sơ cấp là 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV hoặc 110 kV. Điện áp và dòng điện thứ cấp phù hợp với loại lò và hồ sơ nấu chảy. Các tài liệu tham khảo về thiết kế bao gồm dòng sản phẩm IEC 60076, GB/T 10229 và các thông số kỹ thuật của lò dành riêng cho dự án.

Hành vi tải trong dịch vụ lò hồ quang

Trong giai đoạn nóng chảy, sự dịch chuyển của phế liệu thường xuyên gây ra hiện tượng đoản mạch điện cực. Dòng điện thứ cấp có thể đạt gấp 2 đến 3 lần giá trị định mức trong khoảng thời gian ngắn và điều này xảy ra liên tục trong suốt quá trình sưởi ấm. Do đó, các cuộn dây và kết cấu kẹp được thiết kế để chịu được ứng suất cơ học ở mức độ mỏi chứ không chỉ chịu được sự tăng nhiệt độ ở trạng thái ổn định.

Điện áp thứ cấp thấp, thường từ 100 V đến 800 V, trong khi dòng điện thứ cấp có thể vượt quá 30.000 A trên các lò lớn hơn. Điều này dẫn đến các cuộn dây nhiều dây dẫn, các thanh dẫn bằng đồng nặng và các bảng đấu nối lớn trên thành bể. Trở kháng ngắn mạch cũng cao hơn so với các máy biến áp thông thường, thường từ 6% đến 12%, để hạn chế dòng điện đạt đỉnh và ổn định hồ quang. Giá trị chính xác phụ thuộc vào quy trình sản xuất lò và thường được xác định bởi người xây dựng lò hoặc nhà thiết kế điện.

Cấu hình

Không có lò phản ứng nối tiếp
Được sử dụng khi công suất ngắn mạch của lưới đủ và quá trình lò ổn định. Hệ thống đơn giản hơn, diện tích nhỏ hơn và chi phí vốn thấp hơn. Hầu hết các lò vừa và nhỏ đều sử dụng cách sắp xếp này.

Với lò phản ứng nối tiếp
Một lò phản ứng được kết nối ở phía sơ cấp hoặc thứ cấp để hạn chế hơn nữa dòng điện ngắn mạch và cải thiện độ ổn định của hồ quang. Điều này thường xảy ra khi lưới điện yếu hoặc khi thời kỳ tan chảy sớm gây ra hiện tượng sụt lún phế liệu thường xuyên. Lò phản ứng có thể được lắp vào thùng máy biến áp hoặc được cung cấp dưới dạng một bộ phận riêng biệt. Thiết kế tích hợp giúp tiết kiệm không gian, trong khi các lò phản ứng riêng biệt dễ bảo trì và thay thế hơn.

Xếp hạng đại diện

Các bảng sau đây được trích xuất từ ​​hồ sơ sản xuất và không đại diện cho toàn bộ phạm vi. Giá trị cuối cùng được xác nhận trong thông số kỹ thuật mua hàng.

Máy biến áp lò hồ quang thay đổi vòi có tải lớn

Năm vị trí vòi đầu tiên trong các thiết bị này cung cấp công suất đầu ra không đổi và các vị trí còn lại cung cấp đầu ra dòng điện không đổi. Công suất không đổi được sử dụng trong giai đoạn đầu tan chảy, trong khi dòng điện không đổi phù hợp với giai đoạn tinh chế.

Dòng 6-10 kV không có cuộn kháng, các model được chọn

Dòng 6-10 kV có lò phản ứng, các model được chọn

Dòng 20-35 kV, model được chọn

Điện áp sơ cấp có thể được thiết kế ở mức 60 kV hoặc 110 kV theo yêu cầu. Trở kháng và kích thước đường viền sẽ thay đổi tương ứng.

Thông số thiết kế chính

Thay đổi vòi khi tải

Hầu hết các máy biến áp lò hồ quang đều sử dụng bộ chuyển đổi nấc đang tải để đáp ứng các nhu cầu điện áp khác nhau giữa quá trình nấu chảy và tinh chế. Phổ biến là 13 đến 19 vòi và một số dự án yêu cầu nhiều hơn. Bộ thay vòi tăng thêm thể tích cho bình và cần chú ý đến lưu lượng dầu và tản nhiệt trong quá trình vận hành.

Lựa chọn trở kháng

Trở kháng không phải là một giá trị tiêu chuẩn cố định. Người xây dựng lò và nhà thiết kế điện xác định phạm vi mục tiêu dựa trên độ ổn định hồ quang và giới hạn dòng điện ngắn mạch. Nhà sản xuất máy biến áp điều chỉnh cách bố trí cuộn dây và kiểm soát từ thông rò rỉ để đáp ứng giá trị quy định. Trở kháng cao sẽ hạn chế dòng điện đạt đỉnh nhưng lại làm giảm công suất hiệu dụng của lò. Trở kháng thấp thì ngược lại.

làm mát

Các thiết bị nhỏ sử dụng làm mát bằng dầu tự nhiên hoặc làm mát bằng không khí cưỡng bức. Các thiết bị lớn có mật độ tổn thất cao sử dụng làm mát không khí bằng dầu cưỡng bức hoặc làm mát bằng nước bằng dầu cưỡng bức. Hệ thống làm mát bằng nước yêu cầu áp suất dầu luôn cao hơn áp suất nước, do đó, mọi rò rỉ sẽ chảy từ dầu sang nước chứ không phải ngược lại.

Khách hàng tiềm năng phụ

Dòng điện thứ cấp cực kỳ cao nên tiết diện dây dẫn, khoảng cách và giá đỡ cơ học được thiết kế đặc biệt. Một số thiết bị lớn sử dụng kết nối song song ngược pha cùng pha, trong đó dòng điện dẫn liền kề chạy theo hướng ngược nhau. Điều này làm giảm từ trường bên ngoài và sưởi ấm cấu trúc.

Sản xuất và thử nghiệm

Cuộn dây được chế tạo bằng các dây dẫn chuyển vị hoặc nhiều dây dẫn song song để giữ cho dòng điện phân bố đều. Bộ phận lõi và cuộn dây đã lắp ráp được sấy khô trong hệ thống chân không pha hơi dầu hỏa để loại bỏ độ ẩm và khí. Bồn chứa và các bộ phận kết cấu được phun cát và sơn tĩnh điện dành cho môi trường công nghiệp.

Các thử nghiệm định kỳ bao gồm điện trở DC cuộn dây, tỷ số điện áp, điện trở cách điện, khả năng chịu tần số nguồn, quá điện áp cảm ứng, tổn thất không tải, tổn thất tải và trở kháng ngắn mạch. Do các điều kiện vận hành khắc nghiệt nên việc kiểm tra khả năng chịu ngắn mạch thường được yêu cầu dưới dạng thử nghiệm điển hình hoặc thông qua các báo cáo tính toán. Bộ chuyển đổi vòi khi tải được vận hành trong toàn bộ chu trình trước khi gửi đi để xác nhận độ tin cậy chuyển mạch.

Công ty có các chứng chỉ ISO 9001:2015, ISO 14001 và ISO 45001. Hồ sơ kiểm tra được lưu trữ theo số sê-ri và có thể truy tìm các lô nguyên liệu cũng như các bước quy trình chính.

Câu hỏi thường gặp về lựa chọn và vận hành

Khi nào cần sử dụng lò phản ứng nối tiếp?

Khi công suất ngắn mạch của lưới điện bị hạn chế hoặc khi sự tan chảy sớm gây ra hiện tượng lõm phế liệu thường xuyên, lò phản ứng sẽ giúp hạn chế dòng điện đạt đỉnh và ổn định hồ quang. Nếu lưới điện đủ mạnh và thiết kế lò đã hoàn thiện thì lò phản ứng có thể bị bỏ qua. Quyết định cuối cùng đến từ nghiên cứu ngắn mạch.

Nhiều vị trí nhấn hơn có nghĩa là hiệu suất tốt hơn không?

Không nhất thiết phải như vậy. Nhiều vòi hơn cho phép điều chỉnh điện áp tốt hơn trong các giai đoạn nấu chảy và tinh chế, nhưng chúng cũng làm tăng chi phí bộ đổi vòi và kích thước bể. Hầu hết các lò đều hoạt động tốt với 13 đến 19 vòi, và hiếm hơn 25 vòi.

Tại sao trở kháng lại cao hơn ở máy biến áp tiêu chuẩn?

Hoạt động của lò hồ quang liên quan đến hiện tượng đoản mạch điện cực thường xuyên. Trở kháng cao hơn sẽ hạn chế dòng điện ngắn mạch cực đại và giảm ứng suất cơ học lên cuộn dây. Máy biến áp thông thường thường có trở kháng từ 4% đến 6%, trong khi các lò hồ quang thường nằm trong khoảng 6% đến 12%.

Tại sao điện áp thứ cấp quá thấp?

Bản thân hồ quang hoạt động ở điện áp thấp, thường là hàng chục đến vài trăm volt. Máy biến áp thứ cấp phải phù hợp với điện áp đó. Khi đó, yêu cầu công suất cao sẽ xuất hiện dưới dạng dòng điện thứ cấp rất cao, đó là lý do tại sao cuộn dây và dây dẫn phía van được chế tạo rất nặng.

Hệ thống làm mát bằng dầu cưỡng bức cần phải bảo dưỡng hàng ngày những gì?

Áp suất dầu phải luôn cao hơn áp suất nước. Mọi rò rỉ phải từ dầu sang nước chứ không phải ngược lại. Cần kiểm tra cặn làm mát theo lịch trình dựa trên chất lượng nước. Hệ thống làm mát phải khởi động trước khi máy biến áp được cấp điện và tiếp tục chạy sau khi tắt máy cho đến khi nhiệt độ cuộn dây giảm xuống.

Kinh nghiệm kỹ thuật và phạm vi cung cấp

Máy biến áp Yulan đã chế tạo máy biến áp lò cho lò hồ quang thông thường, lò luyện lò muôi và lò hồ quang chìm. Cơ sở sản xuất bao gồm sức nâng 80 tấn, hệ thống sấy chân không pha hơi dầu hỏa công suất 400 kW, hệ thống kiểm tra xung 1.200 kV và máy biến áp thử nghiệm tần số điện không phóng điện cục bộ 400 kV. Những tài nguyên này hỗ trợ quá trình xử lý cách điện và xác minh tại nhà máy của máy biến áp lò hồ quang lên đến cấp 110 kV.

Các dự án trong phạm vi 1000 kVA đến 80.000 kVA và điện áp sơ cấp từ 6 kV đến 110 kV có thể được đánh giá dựa trên sơ đồ đường dây và dữ liệu lò của khách hàng. Để có bản vẽ phác thảo, ước tính trọng lượng hoặc tính toán tổn thất, hãy liên hệ với bộ phận kỹ thuật Máy biến áp Yulan.