En oversigt over ovntransformator

I. Hvad er en ovntransformator?

 

A ovn transformerer en elektrisk enhed, der regulerer vekselstrøm (AC) spænding, enten op eller ned for at matche driftskravene for ovn - baserede systemer. I industrielle metal - smeltningsapplikationer (f.eks. til stål, specialstål, hvid korund, elektrolytisk aluminium), fungerer den som en specialiseret krafttransformator, der er i stand til at modstå store - strømbelastninger og gentagne mekaniske og termiske belastninger fra elektriske lysbuer, typisk med en primær spænding, der ikke overstiger 72,5 kV, og en elektrokapacitet på højst 72,5 kV. I husholdnings- og HVAC-sammenhænge konverterer den højspændingselektricitet til en lavere, sikker spænding for ovnkomponenter (såsom termostater og tændingssystemer), hvilket muliggør effektiv drift gennem elektromagnetisk induktion til energioverførsel, med dens installationsplacering lige fra inde i ovnen til udendørs AC-enheder afhængigt af det specifikke systemdesign.

 

 

 

Ovntransformatoren fungerer som "hjertet" i en industriovn. Dens primære funktion er at konvertere nettets højspænding og lave strøm til den lave spænding og høje strøm, der kræves af ovnen, og levere præcis og robust strøm til processer som smeltning, opvarmning og raffinering. Afhængigt af den specifikke ovntype, driftsprincip og proceskrav varierer ovntransformatorer betydeligt i deres design og teknologi. Følgende er nogle af de mest udbredte typer i den metallurgiske, kemiske og materialeindustri.

Sammenfattende,forskellige typer ovntransformatorer er produkter af deres specifikke industrielle processer. De er specialiserede i deres designparametre (spænding, strøm, impedans), spændingsreguleringsmetoder, overbelastningskapacitet og operationelle regimer. Korrekt forståelse og valg af den passende ovntransformator er afgørende for at sikre produktionssikkerheden, forbedre produktkvaliteten og reducere energiforbruget.

 

 

På grund af den lave sekundære spænding, store strømstyrke og brede spændingsreguleringsområde for ovntransformatorer (der kræver justering fra den maksimale værdi til 25% ~ 50% af den maksimale værdi), er deres spændingsreguleringsmetoder væsentligt forskellige fra effekttransformatorernes. De vigtigste metoder er som følger:

1. Variabel fluxspændingsregulering

Dens princip er at indstille spændingsreguleringsudtag eller separate spændingsreguleringsviklinger på primærviklingen. Når den primære spænding er konstant, ændres spændingen pr. omdrejning ved at ændre antallet af vindinger af den primære vikling forbundet til kredsløbet, og derved ændre den sekundære viklings spænding. Kernefluxen ændres under spændingsregulering.

• Funktioner: Enkel struktur, og viklingerne kan arrangeres koncentrisk eller forskudt. Når antallet af vindinger af de primære viklingsudtag er ens, er den sekundære spændingstrinforskel uens; hvis lige trinforskel er påkrævet, skal der anvendes en stablet vikling. Når den sekundære spænding er på sit maksimum, er den ledige del af primærviklingen tilbøjelig til spændingsoscillation, hvilket er ugunstigt for isoleringen. Når den sekundære spænding er på sit minimum, er kernens magnetiske tæthed lav, hvilket er uøkonomisk for produkter med et bredt spændingsreguleringsområde. Situationen kan forbedres ved at bruge D-Y-transformation.
• Ansøgningsomfang: Små og mellemstore-ovnstransformatorer med en primær spænding på 35 kV eller derunder og et spændingsreguleringsområde på mindre end 20 %.

 

2. Serietransformatorspændingsregulering

En serietransformator er tilføjet i tanken på hovedtransformatoren. Lavspændingsviklingerne på hovedtransformatoren og serietransformatoren er forbundet i serie. Spændingen i serietransformatorens højspændingsvikling ændres gennem den separate spændingsreguleringsvikling på hovedtransformatoren, hvorved den sammensatte spænding af lavspændingsviklingerne på hovedtransformatoren og serietransformatoren ændres.

• Fordele: Bredt spændingsreguleringsområde, og den sekundære spændingstrinforskel er ens, når antallet af tapomdrejninger er ens. Den primære spænding er ikke begrænset af isolationsniveauet for vandhanen- og kan nedtrappes direkte fra 63~220kV, hvilket eliminerer behovet for en mellemstation. Kapaciteten af ​​spændingsreguleringsviklingen er meget mindre end udgangskapaciteten af ​​ovntransformatoren, hvilket gør det nemt at vælge en ledningskobler- med en høj sikkerhedsfaktor. Spændingsreguleringsviklingen kan tilsluttes en kompensationskondensator for at forbedre effektfaktoren. Hovedtransformatoren arbejder med konstant flux, hvilket gør designet af produkter med stor kapacitet og bredt spændingsreguleringsområde mere økonomisk.
• Ulemper: Kompleks struktur, tidskrævende-at fremstille og ubelejligt at vedligeholde. Ved negative udtag er belastningstabet stort, og belastningstabet ved den mindste sekundære spænding er lidt anderledes end ved den maksimale sekundære spænding, og impedansspændingstilvæksten er stor.
• Ansøgningsomfang: Ovntransformatorer med en kapacitet på 10000kVA eller mere, eller ovntransformatorer med høj primærspænding (63kV eller mere).

 

3. Autotransformer spændingsregulering

Den består af en autotransformer og en ovntransformator med et fast transformationsforhold, som kan installeres i samme tank eller separat, med et maksimalt isoleringsniveau på 35kV.

• Funktioner: Autotransformerens fælles neutrale punkt skal være pålideligt jordet (når spændingsniveauerne på primær- og sekundærsiden er forskellige); den kan være ujordet, når spændingsniveauerne er de samme. Når antallet af tapomdrejninger er det samme, er ovntransformatorens lavspændingsspændingstrinforskel lig. Impedansændringen er lille under spændingsreguleringsprocessen. Til enkeltfasede-produkter kan der bruges en tre-benskerne med uens- tværsnit, med en gren til autotransformerens spændingsreguleringsvikling, en gren til ovntransformatorviklingen og en gren som et fælles åg, hvilket resulterer i et mere økonomisk design. Produkter med stor-kapacitet bør antage en separat struktur, og forbindelsesbussen mellem autotransformatoren og ovntransformatoren bør afkortes og lukkes for at forhindre beskadigelse af autotransformatoren på grund af ekstrem stor-kortslutningsstrøm i tilfælde af kortslutning.

 

 

 

 

Ovntransformatorer består af høj-spændings-, spændings--regulerende og lav-spændingsviklinger, hvor deres arrangement følger disse nøgleprincipper:

 

 

 

 

På grund af behovet for at tilpasse sig arbejdsforholdene for elektriske ovne, såsom høj temperatur, stor strøm og hyppig spændingsregulering, har ovntransformatorer målrettet forskelle i kernekomponentstrukturer fra almindelige krafttransformatorer. Det følgende er en detaljeret beskrivelse af den vigtigste kendetegnende komponent.

1. Konjugeret kerne

• Strukturelt træk: Reaktorkernen ogtransformer kernedeler et fælles åg og danner et integreret "konjugeret" design.
• Forskelspunkt: Transformatorkernen og reaktorkernen i almindelige krafttransformatorer er for det meste uafhængige separate strukturer uden et fælles åg.
• Designformål: Komprimer det samlede volumen gennem det delte åg, reducer magnetisk lækagetab og forbedre koblingseffektiviteten af ​​det magnetiske kernekredsløb for at tilpasse sig de dynamiske reguleringsbehov for elektriske ovnbelastninger.

 

2. Forskudte viklinger

Vindingerne af ovntransformatorer vedtager et specielt forskudt design, som er forskelligt fra den konventionelle viklingsmetode.krafttransformatorer. De er hovedsageligt opdelt i to typer:

• Direkte-viklede forskudte viklinger: Ledere er arrangeret skiftevis i bestemte stigninger under direkte vikling, uden at følge den ensartede sekventielle viklingslogik for krafttransformatorer.
• Samlede forskudte viklinger: Vindingerne er præfabrikeret i sektioner og derefter samlet i sæt, med viklingsretningen og -positionen af ​​hver sektion af viklinger fordelt skiftevis.
• Kernefordel: Forbedre kortslutningsmodstanden- af viklingerne, forbedre fordelingen af ​​elektriske og magnetiske felter inde i viklingerne, reducere lokalt tab og tilpasse sig indkoblingsstrømmen under opstart af elektrisk ovn.

 

3. Koncentriske viklinger (Specialdesign til spændingsregulering og lav-spændingsviklinger)

De koncentriske viklinger af ovntransformatorer har betydelige forskelle fra effekttransformatorer i de strukturelle former for spændingsregulerende viklinger og lav-spændingsviklinger:

Spændingsregulerende viklinger

• Opviklingstyper: Inkluder fire specielle designs: kontinuerlig type, interleaved type, spiraltype og cylindrisk type, med mere målrettede anvendelsesscenarier.
• Forskelspunkt: De spændingsregulerende viklinger af krafttransformatorer er hovedsagelig dedikerede strukturer af kontinuerlig type og på-belastningsspændingsregulering. De sammenflettede og spiralspændingsregulerende viklinger af ovntransformatorer fokuserer mere på at modstå impulsspænding, mens den cylindriske type optimerer magnetfeltstabiliteten under spændingsregulering.
• Tilpasningskrav: Imødekomme behovene for bred-vifte og hyppig spændingsregulering under elektrisk ovnsmeltning, og forbedre viklingernes isoleringspålidelighed.

Lav-spændingsviklinger

(1) Særlige strukturelle typer:

• Dobbelt-pladelavspændingsviklinger-: Viklet i dobbelte-skivesegmenter med et større varmeafledningsområde sammenlignet med de konventionelle lavspændingsviklinger i krafttransformatorer.
• "Figur-8"-formede lavspændingsviklinger: Viklinger er fordelt i en "figur-8"-form, hvilket effektivt reducerer lækagemagnetisk flux og tilpasser sig stor strømtransmission.
• Plade-type lavspændingsviklinger-: Anvend et fladt-pladestrukturelt design, reducer hudeffekten under stor strøm og forbedre strøm-bærekapaciteten.

(2) Kerneforskel: Lavspændingsviklingerne i krafttransformatorer er hovedsageligt cylindriske og spiralformede. Lavspændingsviklingerne i ovntransformatorer er alle designet til at tilpasse sig store strømforhold og fokuserer mere på lavt tab og høj varmeafledning.

 

4. Lav-ledningsledninger

• Strukturel funktion: Lav-ledningsledninger bruger store-tværsnitsledere, og layoutstien er optimeret til en kort-afstand, lav-impedansdesign. En afskærmningsstruktur bruges i nogle scenarier.
• Forskelspunkt: Lavspændingsledningerne i strømtransformatorer fokuserer mere på isolationsbeskyttelse og pæne ledninger. Lav-ledningstrådene i ovntransformatorer er hovedsageligt optimeret omkring "stor strømtransmission" med et større ledertværsnit og lavere impedans for at reducere tab af ledningstråde.

 

5. Lav-udgangsterminaler

(1) Særlige typer:

• Kobberpladeterminaler: Bearbejdet af et enkelt stykke tyk kobberplade, med et stort kontaktareal, velegnet til strømtransmission med mellem og stor kapacitet.
• Vand-afkølede kobberrørsterminaler: Brug hule kobberrør som bærer, kombineret med et vand-kølesystem, som hurtigt kan sprede varmen, der genereres af store strømme.

(2) Forskelspunkt: Lavspændingsudgangsklemmerne på strømtransformatorer er for det meste konventionelle kobberstænger eller bolte-terminaler uden et dedikeret vand-køledesign. Terminalstrukturen af ​​ovntransformatorer er specielt designet til at modstå store strømme og høje-temperaturarbejdsforhold, hvilket sikrer strømtransmissionsstabilitet og levetid.