Raffinieren eines Elektroofentransformators

Elektroofentransformatoren für die Raffination befinden sich zwischen der Schmelzerei und der Gießanlage und ihr elektrisches Verhalten unterscheidet sich in gewisser Weise von Schmelzeinheiten, was sich sowohl auf die Konstruktion als auch auf die Wartungsplanung auswirkt. Die Lichtbogenstabilität ist höher, allerdings wird der Transformator deutlich häufiger geschaltet und angezapft. Bei einem typischen Pfannenofen kann der Laststufenschalter 50 bis 80 Schaltvorgänge an einem einzigen Tag durchführen, und der Transformator selbst kann in einer Werkstatt mit hoher Leistung 20 bis 30 Heizvorgänge pro Tag ausführen. Über ein Jahr hinweg summiert sich das auf Zehntausende Stufenwechsel und thermische Zyklen. Yulan Transformer baut Raffinationsofentransformatoren von 1000 kVA bis 80.000 kVA mit Primärspannungen von 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV oder 110 kV. Sekundärspannung und Abgriffstufen richten sich nach dem Raffinerie-Stromplan und den vom Stahlwerk bereitgestellten Kurznetzdaten.

Spezifikationsbereich

Designprioritäten

Lebensdauer des Stufenschalters: Der Schaltmechanismus muss häufige Betätigungen ohne übermäßigen Kontaktverschleiß bewältigen.

Spannungsschrittgenauigkeit: Eine feine Steuerung ist wichtig, da das Stahltemperaturfenster oft eng ist.

Kurze Netzanpassung: Die Sekundärspannung des Transformators muss den Kabel- und Sammelschienenabfall zu den Elektroden ausgleichen.

Temperaturwechseltoleranz: Wiederholtes Erhitzen und Abkühlen erfordert eine stabile Wicklungsklemmung.

Harmonischer Spielraum: Der Lichtbogen erzeugt harmonische Ströme, die zu Wirbelverlusten in der Wicklung führen.

Netzinteraktion: Leistungsschwankungen können in schwachen Versorgungsnetzen zu Spannungsflackern führen.

Referenzkonfigurationen nach Pfannengröße

Zusammengestellt aus früheren Projekten. Die endgültigen Parameter werden in der technischen Vereinbarung bestätigt.

Zusätzliche Ingenieurspunkte

Transformator- und Elektrodenregelung

Der Verfeinerungslichtbogen wird von einem Elektrodenregler gesteuert, der die Elektrodenposition anpasst, um einen Zielstrom oder eine Zielimpedanz aufrechtzuerhalten. Die Transformatorimpedanz beeinflusst direkt die Reaktion des Reglers. Eine Nichtübereinstimmung zwischen der Transformatorimpedanz und den Reglereinstellungen kann zu Stromschwankungen oder einer trägen Reaktion führen. Aus diesem Grund sollte der Impedanzwert während der Entwurfsphase mit dem Automatisierungslieferanten geteilt werden.

Parallelbetrieb

oder geteilte Strompfade. In diesem Fall müssen die beiden Einheiten über übereinstimmende Impedanz- und Spannungsstufen verfügen, da sonst die Stromverteilung ungleichmäßig wird und eine Einheit mehr Last trägt als die andere. Die Übereinstimmung wird vor dem Versand durch einen Test überprüft.

Vakuumentgasungsbetrieb

Vakuumentgasungseinheiten, einschließlich VD- und VOD-Stationen, verwenden denselben Transformatortyp, jedoch mit unterschiedlichen Betriebsmustern. Die Heizzeiten sind kürzer und die Leistung ist oft geringer, aber der Transformator benötigt immer noch den vollen Anzapfungsbereich. Das Kühlsystem kann manchmal für geringere Verluste dimensioniert werden, da der Arbeitszyklus weniger anspruchsvoll ist als bei einer Pfannenofenstation.

Spannungsabfallkompensation

Durch das Kurzschlussnetz zwischen den Sekundäranschlüssen des Transformators und den Elektroden kann die Sekundärspannung bei hohem Strom um 5 bis 10 % sinken. Der Transformatorkonstrukteur muss den Kurzschlusswiderstand und die Reaktanz des Netzes kennen, um die Leerlaufsekundärspannung hoch genug zum Ausgleich einzustellen. Wenn diese Daten in der Entwurfsphase nicht verfügbar sind, erreicht der Ofen möglicherweise nicht seine Nennleistung.

Wartungszugang

Raffineriebereiche sind heiß, staubig und manchmal überfüllt. Der Raffinations-Elektroofentransformator sollte so positioniert werden, dass er Zugang zu den Durchführungen, dem Stufenschalter und der Kühlausrüstung ermöglicht, ohne dass größere Strukturen entfernt werden müssen. Schaltschränke sollten entfernt von Schlackespritzzonen aufgestellt werden.

Häufig gestellte Fragen

Was ist die häufigste Ursache für Ausfallzeiten von Raffinerietransformatoren?

Der Kontaktverschleiß des Stufenschalters ist das Hauptproblem im Raffineriebetrieb, gefolgt von Problemen mit dem Kühlsystem. Wicklungsausfälle kommen seltener vor, da der Lichtbogen stabiler ist als im Schmelzbetrieb. Eine regelmäßige Überprüfung des Stufenschalters und der Ölqualität trägt dazu bei, ungeplante Ausfälle zu verhindern.

Wie oft sollte das Stufenschalteröl ausgetauscht werden?

Aufgrund der Lichtbogenbildung während des Schaltens verschlechtert sich das Öl im Stufenschalterfach schneller als das Öl im Haupttank. Viele Bediener ersetzen oder filtern das Stufenschalteröl alle 6 bis 12 Monate, abhängig von der Anzahl der Vorgänge. Die Analyse gelöster Gase des Stufenschalteröls kann eine frühzeitige Warnung vor Kontaktverschleiß liefern.

Kann der Transformator dauerhaft unter Volllast laufen?

Raffinationstransformatoren sind in der Regel für den eigentlichen Raffinierungszyklus und nicht für eine kontinuierliche Volllast ausgelegt. Einige Anlagen betreiben jedoch lange Heizvorgänge mit hoher Leistung. Der Benutzer sollte das erwartete Lastprofil angeben, damit das thermische Design für den tatsächlichen Betrieb überprüft werden kann.

Was passiert, wenn die Impedanz zu niedrig ist?

Eine niedrige Impedanz ermöglicht höhere Kurzschlussströme und kann zu einer instabilen Lichtbogenregelung führen. Es erhöht auch die Stromspitzen beim Elektrodenkontakt mit dem Stahlbad. Der Elektrokonstrukteur legt den Impedanzbereich fest und der Transformatorhersteller muss ihn innerhalb einer engen Toleranz einhalten.

Wie wird der Transformator vor Lichtbogenofentransienten geschützt?

Der Schutz umfasst Überstromrelais mit Zeitverzögerungen zum Überstehen normaler Transienten, Differentialschutz für interne Fehler und Temperaturüberwachung für Wicklungen und Öl. Überspannungsableiter schützen vor Schalt- und Blitzüberspannungen.

Herstellung und Verifizierung

Yulan Transformer produziert seit 1999 Ofentransformatoren und verfügt über Raffinierungseinheiten in mehreren Stahlwerken. Die Fabrik verfügt über eine Hebekapazität von 80 Tonnen, ein 400-kW-Kerosin-Dampfphasen-Vakuumtrocknungssystem, ein 1.200-kV-Impulstestsystem und einen teilentladungsfreien 400-kV-Netzfrequenz-Testtransformator. Routinetests umfassen Wicklungswiderstand, Übersetzungsverhältnis, Isolationswiderstand, Netzfrequenzfestigkeit, induzierte Überspannung, Leerlaufverlust, Lastverlust und Kurzschlussimpedanz. Stufenschalter durchlaufen vor dem Versand alle Positionen. Testdaten werden nach Seriennummer archiviert und mit den Wicklungs- und Kernbaugruppenaufzeichnungen verknüpft. Das Unternehmen verfügt über die Zertifizierungen ISO 9001:2015, ISO 14001 und ISO 45001.

Für projektspezifische Designs, kurze Netzwerkanpassungen oder Umrisszeichnungen wenden Sie sich bitte an die technische Abteilung von Yulan Transformer.