專為各種電爐提供電源的變壓器。工業(yè)用電爐變壓器大致可分為3類:電阻爐變壓器、電弧爐變壓器和感應(yīng)爐變壓器。
一、電阻爐變壓器
給用于鋼鐵冶煉的電弧爐供電的專用變壓器。容量大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,技術(shù)要求較高。其副邊電壓低,一般從數(shù)十伏到數(shù)百伏,并要求能在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié);副邊電流往往達(dá)數(shù)千至數(shù)萬安。此外在鋼鐵冶煉中,熔化期需要功率大,要求變壓器能在2小時內(nèi)有20%的過載能力。在煉鋼過程中,由于爐料的倒塌容易造成電極短路,所以電弧爐變壓器的原邊應(yīng)串入限流電抗器,或使其具有較大的阻抗,以限制短路電流。
2、間接調(diào)壓法:帶串聯(lián)變壓器的間接調(diào)壓方法。 主變壓器1是一臺三繞組變壓器(見多繞組變壓器),1繞組是高壓繞組,接到電網(wǎng);2繞組是帶抽頭的繞組,通過分接開關(guān)與串聯(lián)變壓器Ⅱ的原繞組4串聯(lián);3繞組與串聯(lián)變壓器Ⅱ的副繞組5串聯(lián),對電爐負(fù)載供電。通過分接開關(guān)改變串聯(lián)變壓器Ⅱ的原邊電壓,能使3、5繞組輸出的電壓發(fā)生變化。接到負(fù)載上的3、5繞組,一般只有1~2匝,通常由銅或鋁板制成8字形線圈。
三、殼式電爐變壓器
《結(jié)構(gòu)特點》
電爐變壓器
1、鐵心
殼式電爐變壓器的鐵心為全斜接縫的框形結(jié)構(gòu)。其鐵心寬度窄,散熱條件好,結(jié)構(gòu)簡單。
2、繞組
殼式電爐變壓器的繞組為與心柱截面形狀相同的矩形。低壓繞組用整塊銅板制造,散熱條件好,出頭為焊接結(jié)構(gòu);高壓繞組為餅
式結(jié)構(gòu)。繞組排列一律采用交錯式。每組內(nèi)的高壓線段與低壓線段應(yīng)具有相等的磁勢,其輻向尺寸應(yīng)基本相等。理論上將低壓線
段放在兩端,因其對鐵心的絕緣距離小。但是為了使變壓器短路阻抗小些,需要多個漏磁組才能達(dá)到要求,而低壓線段放在兩端
會使漏磁組數(shù)受到限制,所以有時將高壓線段放在兩端。在調(diào)壓過程中,為了使線段配置得對稱并保證磁勢平衡,調(diào)壓線段通常
采用多路并聯(lián),從而保證各漏磁組阻抗相等,各路低壓線段的電流也相等。
3、冷卻方式
殼式電爐變壓器一般采用強(qiáng)迫油導(dǎo)向循環(huán)、強(qiáng)迫水冷卻或強(qiáng)迫油導(dǎo)向循環(huán)、強(qiáng)迫風(fēng)冷的冷卻方式。由于殼式變壓器在油箱和器身之間可以方便地設(shè)置隔板,使冷卻后的變壓器油強(qiáng)迫從線餅間流過,油流均勻、各部分溫差小、散熱效果好,可使最熱點溫度降低5℃左右,增加變壓器的額外
過載能力。
由于殼式變壓器的繞組完全被鐵心所屏蔽,受外力作用而損傷的可能性較小,所以可根據(jù)器身形狀,采用適合形狀的油箱,從而使變壓器的
理論計算表明,殼式變壓器的輻向電磁力是很小的。軸向電磁力雖然比較大,但當(dāng)漏磁組較多時,也能使其明顯降低。殼式變壓器的繞組完
全被絕緣件所包圍,鐵心又包圍它們,鐵心與油箱用木撐條卡緊,整個器身緊固牢靠。短路力通過絕緣件、鐵心直接傳至油箱,不像心式結(jié)
構(gòu)的繞組支撐面少,所以,殼式變壓器的機(jī)械強(qiáng)度高。
由于殼式變壓器繞組的線餅少,而且輻向尺寸大,因此線餅間電容較大,而對地電容卻很小,所以當(dāng)沖擊電壓作用到殼式變壓器上時,起始
電壓基本為線性分布,電壓梯度大為減少。同時由于殼式變壓器的固有電容較大,使得繞組電壓振蕩的時間加長,暫態(tài)電壓在繞組達(dá)到幅值之前就已經(jīng)衰減,因此,殼式變壓器繞組具有很好的耐受過電壓沖擊的性能。
殼式變壓器的每一相可分成若干個漏磁組,且線餅輻向尺寸大,阻抗可設(shè)計為2%一3%,其機(jī)械力和負(fù)載損耗亦小。由于變壓器無功功率大
為減少,電爐功率因數(shù)自然增加。
由于分相調(diào)壓的三相磁通不對稱,所以心式變壓器必須采用五柱鐵心。但在殼式變壓器鐵心中,每一相已經(jīng)有一個獨立磁路,磁路的不對稱
不影響鐵心的設(shè)計。