درک ترانسفورماتورهای کوره برقی: راهنمای ضروری

نمای کلی از ترانسفورماتورهای کوره برقی

کوره های برقی تجهیزات مهم صنعتی هستند. آنها در متالورژی ، مهندسی شیمی و ماشین آلات استفاده می شوند. در متالورژی ، آنها فولادهای آلیاژ و فرولویا را بو می کنند. در مهندسی شیمی ، آنها فسفر زرد ، کاربید کلسیم و رزین های مصنوعی را تهیه می کنند. در ماشین آلات ، آنها فولاد و چدن را بو می کنند.

ترانسفورماتور کوره برقی به کوره قدرت می دهد. مردم اغلب آن را قلب کوره می نامند. ترانسفورماتور ولتاژ شبکه را پایین می آورد و به قدرتی که کوره نیاز دارد می دهد. دارای قدرت و راندمان بالایی است. عملکرد پایدار یک کوره قوس الکتریکی بسیار مهم است. خرید یک ترانسفورماتور مناسب و قابل اعتماد برای کوره برقی بسیار مهم است. درک کامل از اصول عملیاتی ، ویژگی های بار و الزامات ترانسفورماتور یک کوره قوس الکتریکی بسیار مهم است.

اصل کار یک کوره قوس الکتریکی

کوره های قوس الکتریکی عمدتاً برای اصلاح فولادهای بالا -}} استفاده می شوند. کوره های قوس مدرن از گرمایش مستقیم با پایین کوره غیر- استفاده می کنند. کوره های قوس الکتریکی بر اساس اصل گرمایش مستقیم فلز کار می کنند. یک قوس بین هر الکترود و بار فلزی شکل می گیرد و فلز مذاب نقطه خنثی بار را تشکیل می دهد.

فرآیند سازی فولادی

فرآیند ساخت فولاد کوره برقی به سه مرحله تقسیم می شود:

1. دوره ذوب: ترانسفورماتور کوره قوس الکتریکی ولتاژ شبکه بالا (6-110 کیلو ولت) را به ولتاژ مورد نیاز برای کار کوره کاهش می دهد. این ولتاژ روی سه الکترود کوره قوس الکتریکی استفاده می شود. این قوس را بین الکترودها و مواد داخل ایجاد می کند. این گرما با رسیدن به دمای بیش از 3500 درجه ، بار را ذوب می کند. زمان ذوب با ظرفیت کوره افزایش می یابد و به طور کلی 1-2.5 ساعت طول می کشد. مصرف انرژی در مرحله ذوب بالاترین است و ترانسفورماتور تحت اضافه بار عمل می کند.

2. دوره اکسیداسیون: این بار برای از بین بردن ناخالصی ها از فولاد مذاب استفاده می شود. همچنین به نگه داشتن دما و ترکیب فولاد در کل کمک می کند. مرحله کاهش ، که به آن مرحله پالایش نیز گفته می شود ، ناخالصی ها را بیشتر از بین می برد و ترکیب شیمیایی فولاد را به درجه فولاد مورد نظر تنظیم می کند.

3 مرحله کاهش: بیشتر فولاد را اصلاح می کند و ترکیب شیمیایی را با استاندارد هدف تنظیم می کند. در طی مراحل اکسیداسیون و کاهش ، تقاضای برق کاهش می یابد و ترانسفورماتور با جریان خروجی ثانویه ثابت و ولتاژ کاهش می یابد.

ویژگی های بار ترانسفورماتورهای کوره قوس

در مرحله ذوب اولیه ، گرمای جذب شده توسط بار سرد قابل توجه است و نیاز به ورودی با انرژی بالا دارد. برای کوتاه کردن زمان ذوب ، ترانسفورماتور به طور معمول با اضافه بار 20 ٪ عمل می شود. در مرحله اکسیداسیون ، قدرت با از دست دادن گرما ، گرمایش سرباره و ذوب مصرف می شود ، بنابراین ورودی برق کاهش می یابد. در مرحله کاهش ، ورودی برق به کوره حتی پایین تر است زیرا این فلز بیش از حد گرم می شود و واکنش های شیمیایی گرمازدایی در حال وقوع است.

یک نمودار بار معمولی برای ترانسفورماتور کوره قوس در شکل نشان داده شده است. در مرحله ذوب ، جریان بار مجاز است در 1.2 برابر جریان دارای امتیاز کنترل شود.
مدت زمان مجاز 0.55 T است (زمان چرخه T به زمان مورد نیاز از شارژ تا ضربه زدن به گرمای فولاد اشاره دارد) ، اما حداکثر مدت زمان مجاز 2.5 ساعت است.

تظاهرات خاص:

نوسانات بار بزرگ:در مرحله ذوب ، قوس ناپایدار است. جریان و ولتاژ بسیار تغییر می کند. بار بسیار ناپایدار است.

قوی -} ظرفیت اضافه بار:ترانسفورماتور باید با افزایش کوتاه که چندین برابر بیشتر از جریان امتیاز است ، داشته باشد.

چرخه عملیاتی قابل توجه:مرحله ذوب ، مرحله اکسیداسیون و مرحله کاهش نیاز به ولتاژ و جریان متفاوتی دارد. این یک چرخه واضح را ایجاد می کند.

جریان مکرر Inrush:در مرحله شروع و مرحله سوزاندن قوس ، جریان به طور قابل توجهی نوسان می کند. این استرس زیادی بر عایق و قدرت مکانیکی می کند.

فاکتور کم توان:معمولاً کمتر از 0.7 است. این باعث می شود شبکه اجرا شود.

محتوای هارمونیک بالا:تخلیه قوس باعث ایجاد هارمونیک بسیاری می شود. اینها می توانند بر شبکه و ترانسفورماتور تأثیر بگذارند.

الزامات فنی برای ترانسفورماتورهای کوره قوس

در طول دوره ذوب و مرحله اکسیداسیون اولیه ، کوره قوس اغلب در حالت مدار کوتاه {{0} غیرقابل اجتناب است. تعداد مدارهای کوتاه- در کل دوره ذوب می تواند به ده ها یا حتی صدها بار برسد. از آنجا که مدارهای کوتاه- اجتناب ناپذیر هستند ، ترانسفورماتورهای کوره قوس باید برای کنترل شرایط مدار کوتاه- طراحی شوند. الزامات فنی ترانسفورماتورهای کوره قوس عمدتا به شرح زیر است:

(1) در دوره ذوب و مرحله اکسیداسیون اولیه ، مدارهای مکرر کار کوتاه- خطر بزرگی را برای ترانسفورماتور به وجود می آورد. به منظور تثبیت قوس سوزاندن و محدود کردن مقدار جریان مدار کوتاه- ، باید امپدانس خود ترانسفورماتور افزایش یابد یا یک راکتور باید به صورت سری در مدار ترانسفورماتور متصل شود تا اطمینان حاصل شود که جریان مدار کوتاه- از 3 برابر جریان رده تجاوز نمی کند. هنگامی که ظرفیت برابر یا بیشتر از 10،000 کیلو ولت باشد ، از آنجا که امپدانس مدار کوتاه- به اندازه کافی بزرگ است ، دیگر نیازی به افزایش امپدانس خود ترانسفورماتور یا اتصال یک راکتور نیست. در مراحل اکسیداسیون و کاهش اواخر ، این خطر اساساً به پایان رسیده است. به منظور کاهش تلفات و بهبود فاکتور قدرت ، می توان از تغییر دهنده شیر برای کاهش امپدانس خود ترانسفورماتور یا حذف راکتور استفاده کرد.

(2) ترانسفورماتور کوره قوس مجاز به بیش از 20 ٪ در طول دوره ذوب است. با توجه به منحنی بار معمولی آن ، میانگین جریان مربع در چرخه خود

بنابراین ، محاسبه از دست دادن بار ترانسفورماتور ، افزایش دما و انتخاب سوئیچ ها ، بوش ها ، {0- حمل و غیره ، همه باید بر اساس 1.121h در نظر گرفته شود

(3) از آنجا که قوس موجود در کوره قوس اغلب به طور ناگهانی خاموش می شود و مشتعل می شود ، ترانسفورماتور کوره قوس اغلب در حالت گذرا قرار می گیرد و در نتیجه عملیات مکرر ولتاژ انجام می شود. غالباً این مورد است که عایق سیم پیچ ، سوئیچ ، بوش و غیره ، نمی تواند در برابر چنین ولتاژ مقاومت کند و خاموش است. به خصوص برای ترانسفورماتورها با دامنه تنظیم ولتاژ بزرگ ، هنگام کار با ولتاژ خروجی بالاتر ، سیم پیچ اولیه بیکار باعث افزایش ولتاژ فرکانس قدرت غیر قابل اغماض می شود و در نتیجه پتانسیل بالایی در قسمت های خاصی از سیم پیچ ها و سوئیچ ها ایجاد می شود. بنابراین ، عایق ترانسفورماتور کوره قوس باید با توجه به ساختار واقعی با دقت بررسی شود و برای بهبود قابلیت اطمینان عملیاتی باید اقدامات قابل اعتماد انجام شود.

(4) به دلیل تغییرات شدید در جریان بار کوره قوس ، سیم پیچ ارتعاش می کند. اگر از پیش بارگیری کافی نباشد ، نیروی الکترومغناطیسی بزرگ محوری ممکن است باعث شود عایق و فضا به دلیل ظاهر و ناپدید شدن "شکاف هوا" از نوسانات مکانیکی رنج ببرد و در نتیجه آسیب عایق باشد. بنابراین ، طراحی ترانسفورماتور کوره قوس باید به طور منطقی ابعاد هندسی و ضخامت عایق هادی را انتخاب کند و نیروی فشرده سازی سیم پیچ باید در ساخت تضمین شود تا در برابر تأثیر نیروی الکترومغناطیسی مقاومت کند. هنگامی که جریان مدار کوتاه - در 3 برابر جریان درجه بندی شده تنظیم شده و 6 ثانیه به طول می انجامد ، تمام قسمت های ترانسفورماتور کوره قوس باید بدون آسیب باشد. علاوه بر این ، ترانسفورماتور کوره ARC باید بتواند اثر یک مدار کوتاه ناگهانی را با یک مقدار پایدار جریان کوتاه- در برابر 10 برابر جریان دارای رتبه و 2 ثانیه بدون آسیب در برابر 2 ثانیه مقاومت کند.

کاربردهای عملی و نگهداری ترانسفورماتورهای کوره برقی

هنگام استفاده از ترانسفورماتور کوره برقی ، لطفاً موارد زیر را یادداشت کنید:

1. بازرسی منظم:ترانسفورماتور کوره برقی را اغلب بررسی کنید. این اطمینان حاصل می کند که به خوبی کار می کند. همچنین به یافتن مشکلات زود هنگام و رفع آنها کمک می کند.

2. کنترل دما:ترانسفورماتور هنگام کار گرما ایجاد می کند. دما را برای متوقف کردن گرمای بیش از حد و گسل ها نگه دارید.

3. تعادل بار:بار کوره را متعادل نگه دارید. این باعث کاهش استرس بر ترانسفورماتور می شود و باعث ماندگاری آن می شود.