Leistungstransformator für Unterpulveröfen

Unterpulverofen-Leistungstransformatoren werden zur Herstellung von Ferrolegierungen, Kalziumkarbid, Industriesilizium und ähnlichen Materialien verwendet. Die Elektroden bleiben während des Betriebs in der Ladung verborgen, sodass die elektrische Last stabiler ist als in einem offenen Lichtbogenofen, der Sekundärstrom jedoch extrem hoch und der Leistungsfaktor typischerweise niedrig ist. Yulan Transformer liefert Transformatoren für Unterpulveröfen von 1.000 kVA bis 80.000 kVA mit Primärspannungen von 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV oder 110 kV. Sekundärspannung und Abzweiganordnung werden auf den Ofentyp und das zu schmelzende Material abgestimmt.

Was diese Pflicht auszeichnet

● Sekundärspannung: üblicherweise 100 V bis 300 V, je nach Ofengröße und Produkt

● Sekundärstrom: kann bei großen Öfen 30.000 A überschreiten

● Lastverlauf: relativ gleichmäßig, aber lange Zeiträume bei Volllast führen zu thermischem Stress

● Leistungsfaktor: liegt häufig zwischen 0,7 und 0,8 und erfordert eine Kompensation auf Systemebene

● Stufenschalterbetrieb: häufige Spannungsanpassungen während verschiedener Schmelzphasen

● Impedanz: höher als bei einem Standard-Leistungstransformator, um Stromschwankungen zu begrenzen und Wicklungen zu schützen

Spezifikationsbereich

Referenzmodelle

Die folgenden Daten stammen aus früheren Lieferungen. Endgültige Werte werden in den Werksunterlagen bestätigt.

Die Primärspannung kann von 6 kV bis 110 kV angepasst werden. Eine höhere Spannung verringert den Primärstrom und die Leitungsverluste, erhöht jedoch die Anforderungen an die Isolierung und den Platzbedarf am Standort.

Designüberlegungen

Wicklungs- und Leitungsanordnung

Sekundärwicklungen verwenden transponierte Leiter mit mehreren parallelen Zweigen. Die Leitungen bestehen aus gestapelten Kupferstäben mit entgegengesetzter Stromrichtung, um externe Magnetfelder zu reduzieren. An der Tankwand sind große Klemmbretter montiert, um den Kontaktwiderstand zu verwalten und die Feldanschlüsse zu vereinfachen.

Impedanzauswahl

Die Impedanz ist kein fester Standardwert. Sie wird vom Elektroplaner des Ofens auf der Grundlage des Netzkurzschlussniveaus und des Schmelzprozesses festgelegt. Eine höhere Impedanz begrenzt Stromspitzen und stabilisiert die Ladung, reduziert aber auch die effektive Leistungsaufnahme. Typische Werte für Unterpulveröfen liegen zwischen 6 % und 15 %.

Laststufenschalter

Bei den meisten großen Anlagen wird die Stufenschaltung unter Last vorgenommen, da die Ofenspannung angepasst werden muss, wenn die Charge schmilzt und sich der Widerstand ändert. Der Stufenschalter wird häufig betätigt und sollte für schwere Beanspruchung ausgewählt werden. Einige Installationen verwenden eine Grob-Fein-Anordnung, um den Kontaktverschleiß zu reduzieren.

Kühlung

Die Verlustdichte ist hoch, daher ist bei größeren Einheiten häufig eine Zwangsöl-Wasserkühlung oder eine Zwangsöl-Luftkühlung üblich. Wassergekühlte Systeme müssen den Öldruck über dem Wasserdruck halten, um das Eindringen von Wasser zu verhindern. Die Kühlerleistung muss zusätzliche Verluste durch Oberschwingungsströme berücksichtigen, nicht nur den Grundstrom.

Harmonische und Streuverluste

Die Last enthält Oberschwingungen, die die Wirbelverluste in den Wicklungen und die Strukturerwärmung erhöhen. An der Innenfläche des Tanks ist eine magnetische Abschirmung angebracht, und die Leiterquerschnitte bieten Spielraum für harmonische Erwärmung. Diese Maßnahmen verhindern Hotspots bei langen Volllastläufen.

Häufige Fragen

Kann ein Unterpulverofentransformator einen offenen Lichtbogenofentransformator ersetzen?

Normalerweise nicht. Die beiden Ofentypen weisen ein unterschiedliches Belastungsverhalten auf. Offene Lichtbogenöfen erzeugen heftige Stromschwankungen, die eine besondere Kurzschlussabsicherung erfordern. Unterpulveröfen haben einen stabileren Strom, aber eine höhere thermische Belastung. Ein Austausch würde eine vollständige Überprüfung der Impedanz, des Abzweigbereichs und der mechanischen Festigkeit erfordern.

Warum ist das Armaturensortiment so groß?

Der Widerstand der Ladung ändert sich, wenn sie schmilzt und reagiert. Der Bediener passt die Spannung an, um die Ofentemperatur und die Reaktionsgeschwindigkeit zu steuern. Ein größerer Zapfbereich ermöglicht eine genauere Kontrolle des Prozesses, was besonders wichtig für Produkte wie Kalziumkarbid oder Siliziummetall ist.

Was ist der typische Leistungsfaktor?

Die meisten Unterpulveröfen arbeiten mit einem Leistungsfaktor zwischen 0,7 und 0,8. Kompensationskondensatoren werden normalerweise in der Umspannstation oder am Ofenbus installiert, um den Gesamtleistungsfaktor der Anlage zu verbessern und die Bedarfsgebühren zu senken.

Wie wirkt sich die Primärspannung auf das Design aus?

Eine höhere Primärspannung, beispielsweise 110 kV, verringert den Primärstrom für eine bestimmte Nennleistung. Dies ermöglicht kleinere Kabel und Schaltanlagen auf der Primärseite und reduziert Leitungsverluste. Allerdings nehmen die Isolationswerte zu und der Transformator wird baulich größer und teurer.

Welche Wartung erfordert das Kühlsystem?

Bei der Öl-Wasser-Zwangskühlung muss der Öldruck immer den Wasserdruck übersteigen. Kühlerrohre sollten nach einem Zeitplan gereinigt werden, der auf der Wasserqualität basiert. Das Kühlsystem muss vor dem Einschalten des Transformators starten und nach dem Abschalten weiterlaufen, bis die Wicklungstemperatur sinkt.

Produktion und Verifizierung

Yulan Transformer produziert seit 1999 Ofentransformatoren und beliefert Hersteller von Ferrolegierungen, Kalziumkarbid und Siliziummetall mit Unterpulverofenanlagen. Die Fabrik ist mit einer Hebekapazität von 80 Tonnen, einem 400-kW-Kerosin-Dampfphasen-Vakuumtrocknungssystem, einem 1.200-kV-Impulsprüfsystem und einem teilentladungsfreien 400-kV-Netzfrequenzprüftransformator ausgestattet. Jede Einheit wird vor dem Versand Tests des Wicklungsgleichstromwiderstands, des Spannungsverhältnisses, des Isolationswiderstands, der Netzfrequenzfestigkeit, der induzierten Überspannung, des Leerlaufverlusts, des Lastverlusts, der Kurzschlussimpedanz und des Laststufenschalterbetriebs unterzogen. Prüfaufzeichnungen werden nach Seriennummer archiviert und mit Wickel- und Kernstapelaufzeichnungen verknüpft. Das Unternehmen verfügt über die Zertifizierungen ISO 9001:2015, ISO 14001 und ISO 45001.

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