Isang pangkalahatang-ideya ng furnace transformer

I. Ano ang furnace transformer?

 

A transpormer ng pugonay isang de-koryenteng aparato na kinokontrol ang alternating current (AC) na boltahe, alinman sa pagtaas o pagbaba nito, upang tumugma sa mga kinakailangan sa pagpapatakbo ng furnace - based system. Sa industriyal na metal - smelting applications (hal., para sa bakal, espesyal na bakal, puting corundum, electrolytic aluminum), ito ay gumagana bilang isang dalubhasang power transformer na may kakayahang makatiis ng malalaking - kasalukuyang load at paulit-ulit na mekanikal at thermal stress mula sa mga electric arc, na karaniwang nagtatampok ng pangunahing boltahe na hindi lalagpas sa 72.5 kV, malalaking kapasidad, carbon, bilang mga electrodes. Sa mga konteksto ng sambahayan at HVAC, kino-convert nito ang mataas na - boltahe na kuryente sa isang mas mababang, ligtas na boltahe para sa mga bahagi ng furnace (gaya ng mga thermostat at ignition system), na nagpapagana ng mahusay na operasyon sa pamamagitan ng electromagnetic induction para sa paglipat ng enerhiya, kasama ang lokasyon ng pag-install nito mula sa loob ng furnace hanggang sa panlabas na mga AC unit depende sa partikular na disenyo ng system.

 

 

 

Ang furnace transformer ay nagsisilbing "puso" ng isang pang-industriyang pugon. Ang pangunahing function nito ay upang i-convert ang mataas na boltahe at mababang kasalukuyang grid sa mababang boltahe at mataas na kasalukuyang kinakailangan ng furnace, na naghahatid ng tumpak at matatag na kapangyarihan para sa mga proseso tulad ng pagtunaw, pag-init, at pagpino. Depende sa partikular na uri ng furnace, prinsipyo ng pagpapatakbo, at mga kinakailangan sa proseso, malaki ang pagkakaiba ng mga transformer ng furnace sa kanilang disenyo at teknolohiya. Ang mga sumusunod ay ilan sa mga pinakakaraniwang ginagamit na uri sa industriya ng metalurhiko, kemikal, at materyales.

Sa buod,ang iba't ibang uri ng mga transformer ng furnace ay mga produkto ng kanilang partikular na prosesong pang-industriya. Dalubhasa sila sa kanilang mga parameter ng disenyo (boltahe, kasalukuyang, impedance), mga pamamaraan ng regulasyon ng boltahe, kapasidad ng labis na karga, at mga rehimen sa pagpapatakbo. Ang wastong pag-unawa at pagpili ng naaangkop na furnace transformer ay mahalaga para matiyak ang kaligtasan ng produksyon, pagpapabuti ng kalidad ng produkto, at pagbabawas ng pagkonsumo ng enerhiya.

 

 

Dahil sa mababang sekundaryong boltahe, malaking kasalukuyang, at malawak na hanay ng regulasyon ng boltahe ng mga transformer ng furnace (nangangailangan ng pagsasaayos mula sa pinakamataas na halaga hanggang 25%~50% ng pinakamataas na halaga), ang kanilang mga pamamaraan sa regulasyon ng boltahe ay lubos na naiiba sa mga transformer ng kuryente. Ang mga pangunahing pamamaraan ay ang mga sumusunod:

1. Variable Flux Voltage Regulation

Ang prinsipyo nito ay ang magtakda ng mga gripo ng regulasyon ng boltahe o hiwalay na mga paikot-ikot na regulasyon ng boltahe sa pangunahing paikot-ikot. Kapag ang pangunahing boltahe ay pare-pareho, ang boltahe sa bawat pagliko ay binago sa pamamagitan ng pagbabago sa bilang ng mga pagliko ng pangunahing paikot-ikot na konektado sa circuit, sa gayon ay binabago ang pangalawang paikot-ikot na boltahe. Ang core flux ay nagbabago sa panahon ng regulasyon ng boltahe.

• Mga tampok: Simpleng istraktura, at ang mga paikot-ikot ay maaaring ayusin nang concentrically o sa isang staggered na paraan. Kapag ang bilang ng mga pagliko ng pangunahing paikot-ikot na mga gripo ay pantay, ang pangalawang boltahe na hakbang na pagkakaiba ay hindi pantay; kung kinakailangan ang pantay na pagkakaiba sa hakbang, dapat gumamit ng stacked winding. Kapag ang pangalawang boltahe ay nasa pinakamataas nito, ang idle na bahagi ng pangunahing paikot-ikot ay madaling kapitan ng boltahe oscillation, na hindi pabor sa pagkakabukod. Kapag ang pangalawang boltahe ay nasa pinakamababa nito, ang core magnetic density ay mababa, na hindi matipid para sa mga produkto na may malawak na saklaw ng regulasyon ng boltahe. Mapapabuti ang sitwasyon sa pamamagitan ng paggamit ng D-Y transformation.
• Saklaw ng Application: Maliit at katamtamang -mga transformer ng furnace na may pangunahing boltahe na 35kV o mas mababa at isang hanay ng regulasyon ng boltahe na mas mababa sa 20%.

 

2. Series Transformer Voltage Regulation

Ang isang serye ng transpormer ay idinagdag sa tangke ng pangunahing transpormer. Ang mababang-voltage windings ng pangunahing transpormer at ang seryeng transpormer ay konektado sa serye. Ang boltahe ng mataas na-boltahe na paikot-ikot ng seryeng transpormer ay binago sa pamamagitan ng hiwalay na regulasyon ng boltahe na paikot-ikot ng pangunahing transpormer, sa gayon ay binabago ang pinagsama-samang boltahe ng mababang-boltahe na paikot-ikot ng pangunahing transpormer at ang seryeng transpormer.

• Mga kalamangan: Malawak na saklaw ng regulasyon ng boltahe, at ang pagkakaiba ng pangalawang boltahe na hakbang ay pantay kapag ang bilang ng mga pagliko ng gripo ay pantay. Ang pangunahing boltahe ay hindi nalilimitahan ng antas ng pagkakabukod ng tap-changer at maaaring direktang ibaba sa 63~220kV, na inaalis ang pangangailangan para sa isang intermediate na substation. Ang kapasidad ng paikot-ikot na regulasyon ng boltahe ay mas maliit kaysa sa kapasidad ng output ng furnace transformer, na ginagawang madali ang pagpili ng tap-changer na may mataas na safety factor. Ang paikot-ikot na regulasyon ng boltahe ay maaaring konektado sa isang compensation capacitor upang mapabuti ang power factor. Ang pangunahing transpormer ay nagpapatakbo sa pare-pareho ang pagkilos ng bagay, na ginagawang mas matipid ang disenyo ng mga produkto na may malaking kapasidad at malawak na saklaw ng regulasyon ng boltahe.
• Mga disadvantages: Kumplikadong istraktura,-nakakaubos ng oras sa paggawa, at hindi maginhawa sa pagpapanatili. Kapag sa mga negatibong gripo, malaki ang pagkawala ng load, at ang pagkawala ng load sa pinakamababang pangalawang boltahe ay bahagyang naiiba mula doon sa pinakamataas na pangalawang boltahe, at malaki ang pagtaas ng boltahe ng impedance.
• Saklaw ng Application: Mga transformer ng furnace na may kapasidad na 10000kVA o higit pa, o mga transformer ng furnace na may mataas na pangunahing boltahe (63kV o higit pa).

 

3. Regulasyon ng Boltahe ng Autotransformer

Binubuo ito ng isang autotransformer at isang furnace transformer na may nakapirming ratio ng pagbabagong-anyo, na maaaring mai-install sa parehong tangke o hiwalay, na may pinakamataas na antas ng pagkakabukod na 35kV.

• Mga tampok: Ang karaniwang neutral na punto ng autotransformer ay dapat na mapagkakatiwalaan na pinagbabatayan (kapag ang mga antas ng boltahe ng pangunahin at pangalawang panig ay magkaiba); maaari itong ma-unground kapag ang mga antas ng boltahe ay pareho. Kapag pantay ang bilang ng mga tap turn, ang mababang-boltahe ng boltahe na step difference ng furnace transformer ay pantay. Ang pagbabago ng impedance ay maliit sa panahon ng proseso ng regulasyon ng boltahe. Para sa mga produkto ng single-phase, maaaring gumamit ng tatlong-limb core na may hindi pantay na cross-sections, na may isang limb para sa autotransformer voltage regulation winding, isang limb para sa furnace transformer winding, at isang limb bilang isang common yoke, na nagreresulta sa mas matipid na disenyo. Ang mga produktong malalaking-kapasidad ay dapat magpatibay ng isang hiwalay na istraktura, at ang nagkokonektang bus sa pagitan ng autotransformer at ng furnace transformer ay dapat paikliin at isara upang maiwasan ang pinsala sa autotransformer dahil sa napakalaking short-circuit current kung sakaling magkaroon ng short circuit.

 

 

 

 

Ang mga transformer ng furnace ay binubuo ng mataas na-boltahe,{1}}boltahe{1}}na nagre-regulate, at mababa-voltage windings, na ang kanilang pagsasaayos ay sumusunod sa mga pangunahing prinsipyong ito:

 

 

 

 

Dahil sa pangangailangang umangkop sa mga kondisyon ng pagtatrabaho ng mga electric furnace tulad ng mataas na temperatura, malaking kasalukuyang, at madalas na regulasyon ng boltahe, ang mga transformer ng furnace ay nagta-target ng mga pagkakaiba sa mga istruktura ng pangunahing bahagi mula sa mga ordinaryong transformer ng kuryente. Ang sumusunod ay isang detalyadong paglalarawan ng pangunahing sangkap na nagpapakilala.

1. Conjugate Core

• Structural feature: Ang reactor core atcore ng transpormermagbahagi ng isang karaniwang pamatok, na bumubuo ng isang pinagsamang "conjugate" na disenyo.
• Punto ng pagkakaiba: Ang core ng transpormer at core ng reaktor ng mga ordinaryong transformer ng kuryente ay halos independiyenteng magkahiwalay na istruktura na walang karaniwang pamatok.
• Layunin ng disenyo: I-compress ang kabuuang volume sa pamamagitan ng shared yoke, bawasan ang leakage magnetic loss, at pagbutihin ang coupling efficiency ng core magnetic circuit upang umangkop sa mga dynamic na pangangailangan sa regulasyon ng mga electric furnace load.

 

2. Staggered Windings

Ang mga paikot-ikot ng mga transformer ng hurno ay nagpapatibay ng isang espesyal na staggered na disenyo, na iba sa karaniwang paraan ng paikot-ikot namga transformer ng kuryente. Pangunahing nahahati sila sa dalawang uri:

• Direktang-mga sugat na paikot-ikot na paikot-ikot: Ang mga konduktor ay nakaayos nang halili sa mga partikular na pitch sa panahon ng direktang paikot-ikot, hindi sumusunod sa pare-parehong sequential winding logic ng mga power transformer.
• Pinagsama-samang mga paikot-ikot na paikot-ikot: Ang mga paikot-ikot ay gawa sa mga seksyon at pagkatapos ay pinagsama sa mga hanay, na ang direksyon ng paikot-ikot at posisyon ng bawat seksyon ng mga paikot-ikot ay ipinamahagi nang halili.
• Pangunahing bentahe: Pahusayin ang maikling-circuit resistance ng mga windings, pahusayin ang distribusyon ng mga electric at magnetic field sa loob ng windings, bawasan ang lokal na pagkawala, at iangkop sa kasalukuyang kondisyon ng pag-usbong sa panahon ng pagsisimula ng electric furnace.

 

3. Concentric Windings (Espesyal na Disenyo para sa Voltage Regulating at Low-Voltage Windings)

Ang concentric windings ng furnace transformer ay may makabuluhang pagkakaiba mula sa power transformer sa mga istrukturang anyo ng voltage regulating windings at low-voltage windings:

Voltage Regulating Windings

• Mga uri ng paikot-ikot: Isama ang apat na espesyal na disenyo: uri ng tuluy-tuloy, uri ng interleaved, uri ng spiral, at uri ng cylindrical, na may mas naka-target na mga sitwasyon ng aplikasyon.
• Punto ng pagkakaiba: Ang mga winding na nagre-regulate ng boltahe ng mga power transformer ay pangunahin nang tuluy-tuloy na uri at nasa-mga istrukturang nakatuon sa regulasyon ng boltahe ng pag-load. Ang interleaved at spiral voltage regulating windings ng mga transformer ng furnace ay higit na tumutuon sa pagpigil sa boltahe ng impulse, habang ang cylindrical na uri ay nag-o-optimize sa katatagan ng magnetic field sa panahon ng regulasyon ng boltahe.
• Kinakailangan sa pag-aangkop: Matugunan ang mga pangangailangan ng malawak na-saklaw at madalas na regulasyon ng boltahe sa panahon ng pag-smelting ng electric furnace, at pagbutihin ang pagiging maaasahan ng pagkakabukod ng mga windings.

Mababang-Voltage Windings

(1) Mga espesyal na uri ng istruktura:

• Dobleng-disc low-voltage windings: Sugat sa dobleng-disc segment, na may mas malaking lugar ng pagwawaldas ng init kumpara sa karaniwang mababang-voltage windings ng mga power transformer.
• "Figure-8" na hugis mababang boltahe na windings: Ang mga windings ay ipinamamahagi sa isang "figure-8" na hugis, na epektibong binabawasan ang leakage magnetic flux at umaangkop sa malaking kasalukuyang transmission.
• Plate-type low-voltage windings: Magpatibay ng flat-plate structural design, bawasan ang epekto ng balat sa ilalim ng malaking current, at pagbutihin ang kasalukuyang-carrying capacity.

(2) Core difference: Ang mababang-voltage windings ng mga power transformer ay pangunahing mga cylindrical at spiral na uri. Ang mababang-voltage windings ng furnace transformer ay idinisenyo lahat upang umangkop sa malalaking kasalukuyang kondisyon ng pagtatrabaho, na higit na tumutuon sa mababang pagkawala at pagganap ng mataas na init.

 

4. Mga Mababang-Voltage Lead Wire

• Tampok sa istruktura: Ang mga low-voltage lead wire ay gumagamit ng malalaking cross-section conductor, at ang layout path ay na-optimize sa isang maikling-distansya, mababang-impedance na disenyo. Ginagamit ang isang shielding structure sa ilang mga sitwasyon.
• Punto ng pagkakaiba: Ang mababang-boltahe na mga lead wire ng mga power transformer ay higit na nakatuon sa proteksyon ng pagkakabukod at maayos na mga kable. Ang mababang-boltahe na mga lead wire ng furnace transformer ay pangunahing na-optimize sa paligid ng "large current transmission" na may mas malaking conductor cross-section at mas mababang impedance upang mabawasan ang pagkawala ng lead wire.

 

5. Mababang-Mga Terminal ng Voltage Outlet

(1) Mga espesyal na uri:

• Mga terminal ng copper plate: Naproseso mula sa isang piraso ng makapal na copper plate, na may malaking contact area, na angkop para sa medium at malaking kapasidad na kasalukuyang transmission.
• Mga terminal ng copper tube na pinalamig ng tubig: Gumamit ng mga hollow copper tube bilang carrier, na sinamahan ng isang water-cooling system, na maaaring mabilis na mawala ang init na nalilikha ng malalaking alon.

(2) Difference point: Ang mababang-mga terminal ng saksakan ng boltahe ng mga power transformer ay kadalasang karaniwang mga copper bar o bolt-type na terminal na walang dedikadong water-cool na disenyo. Ang terminal na istraktura ng mga transformer ng furnace ay espesyal na idinisenyo upang mapaglabanan ang malalaking kasalukuyang at mataas na-temperatura na kondisyon sa pagtatrabaho, na tinitiyak ang kasalukuyang katatagan ng transmission at buhay ng serbisyo.