Конструкции и проектирование электропечей
  2.2.1 Печные трансформаторы

К печным трансформаторам предъявляются следующие основные требования:

  • большая механическая прочность крепления обмоток и отводов, необходимая в связи с частыми бросками тока и эксплуатационными короткими замыканиями, особенно в период плавления шихты;
  • значительная перегрузочная способность, позволяющая выдерживать в течение 5-10 с частые эксплуатационные короткие замыкания и подводить к печи в период плавления мощность, превышающую номинальную на 20-25%;
  • широкий диапазон изменения ступеней вторичного напряжения в соответствие с требованиями технологическо-го процесса в от¬дельные периоды плавки, а также возмож-ность их переключения под нагрузкой.

Трансформатор состоит из трех обмоток высокого напряжения, выполненных из медного провода относительно небольшого сечения и трех обмоток низкого напряжения, выполненных из шин большого сечения.

На первичной обмотке имеется ряд отпаек от разного числа витков, что позволяет изменять соотношение числа витков первичной и вторичной обмоток и значение вторичного напряжения, так как U2=U1*(n1/n2, где U1 и U2 - первичное и вторичное напряжение трансформатора, n1 и n2 - числа витков первичной и вторичной обмоток. Все десть обмоток посажены на связанные между собой три сердечника (магнитопровод). Сердечник трансформатора с обмотками погружен в плотно закрываемый кожух, заполненный трансформаторным маслом. Масло является хорошим электрическим изолятором и обладает большой теплопроводностью, что обеспечивает отвод тепла от катушек и сердечника трансформатора. Трансформатор нагревается в результате потерь мощности на активное сопротивление медных обмоток и на перемагничивание сердечника. В случае повреждения или оголения обмоток происходит разложение масла с выделением газов. О появлении газов в трансформаторе сигнализирует газовое реле, установленное в верхней части бака трансформатора. Для ограничения силы токов короткого замыкания в трансформатор встраивают дроссель, включение и выключение которого осуществляют специальным шунтирующим контактором. Современные печные трансформаторы снабжают устройствами переключения ступеней напряжения под нагрузкой.

Масло в трансформаторе в процессе работы нагревается, поэтому выполняют его естественное или принудительное охлаждение.

В трансформаторах с естественным воздушным охлаждением (рис.2.3.а) бак 1, в котором расположены сердечник и обмотка с выводами 2 и 3, делается ребристым или имеет развитую поверхность за счет внешних труб для увеличения теплоотдачи в окружающую среду. Расширяющееся при нагреве масло поступает через измерительный датчик температуры 4 в бак 5, где охлаждается.

Способы охлаждения печных трансформаторов

Рис. 2.3 Способы охлаждения печных трансформаторов: а) естественное охлаждение;б) внутреннее водяное охлаждение; в) внешнее водяное охлаждение

Трансформаторы с естественным воздушным охлаждением обычно выполняются небольшой мощности - примерно до 3000 кВ А. Трансформаторы с внутренним водяным охлаждением (рис.2.З.б) изготавливаются за рубежом. Их преимущество – небольшие габаритные размеры. В этом случае кожух делается гладким, водоохлаждаемый змеевик 4 располагается в верхней части трансформатора над его сердечником и обмотками 5.

Наиболее распространены в средних и крупных печных установках трансформаторы с внешним водяным охлаждением (рис.2.3. в), хотя такие установки являются наиболее сложными. В них исключена возможность попадания воды в масло, так как оно находится под давлением, имеется возможность форсировать охлаждение, например, при перегрузке или в жаркое время года. Бак 1 делается гладким и соединяется в верхней части с помпой 4, подающей масло под давлением внутрь водяного охладителя 5. Может применяться и воздушный охладитель, но его размеры значительно превосходят размеры водяного охладителя. Охлажденное масло через воздухоотделитель б и измерительный датчик температуры и давления 7 поступает в нижнюю часть бака 1. Компенсатор 8 необходим из-за изменения длины трубопровода при его нагреве и охлаждении. Избыток нагретого масла поступает в резервуар. При чрезмерно большой перегрузке трансформаторов возможно повреждение изоляции обмоток и изоляции стальных листов. В этом случае происходят внутренние короткие замыкания и увеличиваются потери в стали. Температура масла контролируется и не должна превышать 100°С. При перегреве подается сигнал и трансформатор отключается.

Переключение обмоток высокого напряжения без отключения от сети производится специальными переключателями с временным подключением балластных сопротивлений.

Конструкция современных электропечных трансформаторов допускает их периодическую перегрузку но току в течение max, чередующуюся с номинальной нагрузкой в течение ном (см. таблицу 2.1).

Таблица 2.1 – Режимы работы печных трансформаторов

Такой токовый режим эксплуатации трансформато-ров улучшает использование мощности и соответствующие технико-экономические показатели ДСП.

  2.2.1 Печные трансформаторы
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ