Comprendre les transformateurs de la fournaise électrique: Guide essentiel

Aperçu des transformateurs de la fournaise électrique

Les fours électriques sont des équipements industriels importants. Ils sont utilisés en métallurgie, en génie chimique et en machines. En métallurgie, ils sentaient les aciers en alliage et les ferro-alliages. En génie chimique, ils fabriquent du phosphore jaune, du carbure de calcium et des résines synthétiques. Dans les machines, ils sentaient l'acier en acier et la fonte.

Le transformateur de fournaise électrique donne de la puissance à la fournaise. Les gens l'appellent souvent le cœur de la fournaise. Le transformateur abaisse la tension du réseau et donne la puissance dont la fournaise a besoin. Il a une puissance élevée et une grande efficacité. Le fonctionnement stable d'un four à arc électrique est crucial. Il est crucial d'acheter un transformateur approprié et fiable pour la fournaise électrique. Une compréhension approfondie des principes de fonctionnement, des caractéristiques de charge et des exigences du transformateur d'un four à arc électrique est crucial.

Principe de travail d'une fournaise à arc électrique

Les fours à arc électrique sont principalement utilisés pour affiner les aciers à qualité - et aux aciers alliés. Les fours à arc modernes utilisent un chauffage direct avec un fond de four à conducteur non -. Les fours à arc électrique fonctionnent en fonction du principe de chauffage direct du métal. Un arc se forme entre chaque électrode et la charge métallique, le métal fondu formant le point neutre de la charge.

Processus d'acier

Le processus d'acier de four à arc électrique est divisé en trois étapes:

1. Période de fusion: le transformateur de fournaise à arc électrique abaisse la tension haute grille (6-110 kV) à la tension nécessaire pour que le four fonctionne. Cette tension est utilisée sur les trois électrodes du four à arc électrique. Il crée un arc entre les électrodes et le matériau à l'intérieur. Cette chaleur, atteignant des températures dépassant 3500 degrés, fait fondre la charge. Le temps de fusion augmente avec la capacité du four, prenant généralement 1 à 2,5 heures. La consommation d'énergie est la plus élevée pendant la phase de fusion et le transformateur fonctionne sous surcharge.

2. Période d'oxydation: cette fois est utilisée pour éliminer les impuretés de l'acier fondu. Il aide également à maintenir la température et la composition de l'acier tout au long. La phase de réduction, également appelée phase de raffinage, élimine en outre les impuretés et ajuste la composition chimique de l'acier au grade d'acier souhaité.

3. Phase de réduction: affine en outre l'acier et ajuste la composition chimique à la norme cible. Pendant les phases d'oxydation et de réduction, la demande de puissance est réduite et le transformateur fonctionne à un courant de sortie secondaire constant et une tension réduite.

Caractéristiques de chargement des transformateurs de la fournaise à arc

Pendant la phase de fusion initiale, la chaleur absorbée par la charge à froid est significative, nécessitant une entrée de puissance élevée. Pour raccourcir le temps de fusion, le transformateur fonctionne généralement à une surcharge de 20%. Pendant la phase d'oxydation, la puissance est consommée par la perte de chaleur, le chauffage des scories et la fusion, de sorte que l'entrée de puissance est réduite. Pendant la phase de réduction, l'entrée de puissance du four est encore plus faible car le métal est surchauffé et des réactions chimiques exothermiques se produisent.

Un diagramme de charge typique pour un transformateur de fournaise à arc est illustré sur la figure. Pendant la phase de fusion, le courant de charge peut être contrôlé à 1,2 fois le courant nominal.
La durée admissible est de 0,55 T (le temps de cycle t fait référence au temps requis de la charge à un apparition d'une chaleur d'acier), mais la durée maximale autorisée est de 2,5 heures.

Manifestations spécifiques:

Grands fluctuations de charge:Dans la phase de fusion, l'arc est instable. Le courant et la tension changent beaucoup. La charge est très instable.

Strong Short - Capacité de surcharge du terme:Le transformateur doit gérer des surtensions courtes qui sont plusieurs fois plus élevées que le courant nominal.

Cyclicité de fonctionnement significative:La phase de fusion, la phase d'oxydation et la phase de réduction nécessitent une tension et un courant différents. Cela fait un cycle clair.

Courant inrush fréquent:Pendant la phase de début et la phase de combustion de l'arc, le courant fluctue considérablement. Cela met une forte contrainte sur l'isolation et la résistance mécanique.

Facteur de puissance faible:Il est généralement inférieur à 0,7. Cela rend la grille plus difficile à exécuter.

Contenu harmonique élevé:La décharge de l'ARC fait de nombreuses harmoniques. Ceux-ci peuvent affecter à la fois la grille et le transformateur.

Exigences techniques pour les transformateurs de la fournaise à arc

Pendant la période de fusion et l'étape d'oxydation initiale, le four à arc est souvent dans un état de circuit court - inévitable. Le nombre de circuits courts - pendant toute la période de fusion peut atteindre des dizaines, voire des centaines de fois. Étant donné que les circuits courts - sont inévitables, les transformateurs de la fournaise à arc doivent être conçus pour gérer les conditions de circuit courtes de travail -. Les exigences techniques pour les transformateurs de la fournaise arc sont principalement les suivantes:

(1) Pendant la période de fusion et l'étape d'oxydation initiale, les circuits courts de travail- fréquents apporteront un grand danger au transformateur. Afin de stabiliser la combustion de l'arc et de limiter la valeur de courant de circuit courte - de travail, la propre impédance du transformateur doit être augmentée ou qu'un réacteur doit être connecté en série du circuit du transformateur pour garantir que le courant court fonctionnant - ne dépasse pas 3 fois le courant nominal. Lorsque la capacité est égale ou supérieure à 10 000 KVA, car l'impédance du circuit court - est suffisamment grande, il n'est pas nécessaire d'augmenter la propre impédance du transformateur ou d'attacher un réacteur. Dans les étapes tardives d'oxydation et de réduction, ce danger est essentiellement terminé. Afin de réduire les pertes et d'améliorer le facteur de puissance, le changeur de robinet peut être utilisé pour réduire la propre impédance du transformateur ou supprimer le réacteur.

(2) Le transformateur de la fournaise à arc est autorisé à être surchargé de 20% pendant la période de fusion. Selon sa courbe de charge typique, le courant moyen carré de racine dans son cycle

Ainsi, le calcul de la perte de charge du transformateur, de l'élévation de la température et de la sélection des commutateurs, des bagues, du courant - conducteur de transport, etc., doit tous être considérés sur la base de 1.121H

(3) Étant donné que l'arc dans le four à arc s'éteint souvent et s'enflamme soudainement, le transformateur de la fournaise à arc est souvent à l'état transitoire, entraînant une surtension de fonctionnement répétée. Il est souvent vrai que l'isolation des enroulements, commutateurs, bagues, etc., ne peut pas résister à une telle surtension et est fermée. Surtout pour les transformateurs avec une grande plage de régulation de tension, lors du fonctionnement à une tension de sortie plus élevée, l'enroulement primaire inactif générera un - de la tension de fréquence de puissance négligeable, ce qui entraîne un potentiel élevé dans certaines parties des enroulements et des commutateurs. Par conséquent, l'isolation du transformateur du four à arc doit être soigneusement vérifiée en fonction de la structure réelle, et des mesures fiables doivent être prises pour améliorer la fiabilité opérationnelle.

(4) En raison des changements drastiques du courant de charge du four à arc, l'enroulement vibre. Si la précharge est insuffisante, la grande force électromagnétique axiale peut entraîner l'isolation et les espaceurs souffrant d'oscillation mécanique en raison de l'apparence et de la disparition de «l'espace d'air», entraînant des dommages à l'isolation. Par conséquent, la conception du transformateur de four à arc devrait raisonnablement sélectionner les dimensions géométriques et l'épaisseur d'isolation du conducteur, et la force de compression de l'enroulement doit être garantie dans la fabrication pour résister à l'impact de la force électromagnétique. Lorsque le courant de circuit court qui fonctionne - est défini à 3 fois le courant nominal et dure 6 secondes, toutes les parties du transformateur de la fournaise à arc doivent être exemptes de dégâts. De plus, le transformateur de la fournaise à arc devrait être capable de résister à l'effet d'un court-circuit soudain avec une valeur stable du courant court - ne dépassant pas 10 fois le courant nominal et dure 2 secondes sans dommage.

Applications pratiques et maintenance des transformateurs de fournaise électrique

Lorsque vous utilisez un transformateur de fournaise électrique, veuillez noter ce qui suit:

1. Inspection régulière:Vérifiez souvent le transformateur de la fournaise électrique. Cela s'assure que cela fonctionne bien. Il aide également à trouver des problèmes tôt et à les résoudre.

2. Contrôle de la température:Le transformateur fait de la chaleur quand il fonctionne. Gardez la température à droite pour arrêter la surchauffe et les défauts.

3. Équilibrage de chargement:Gardez la charge du four équilibrée. Cela abaisse le stress sur le transformateur et le fait durer plus longtemps.