電爐變壓器

電爐變壓器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

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(cuò)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(duì)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(gè)漏磁組才能達(dá)到要求，而低壓線段放在兩端會(huì)使漏磁組數(shù)受到限制，所以有時(shí)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(duì)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(diǎn)溫度降低5℃左右，增加變壓器的額外過載能力。

4、油箱

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，從而使變壓器的尺寸和重量大大減少。

電爐變壓器優(yōu)點(diǎn)

1、機(jī)械力小、強(qiáng)度好

理論計(jì)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(shí)，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(gè)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。

2、繞組耐沖擊性能強(qiáng)

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(duì)地電容卻很小，所以當(dāng)沖擊電壓作用到殼式變壓器上時(shí)，起始電壓基本為線性分布，電壓梯度大為減少。同時(shí)由于殼式變壓器的固有電容較大，使得繞組電壓振蕩的時(shí)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。

3、阻抗低

殼式變壓器的每一相可分成若干個(gè)漏磁組，且線餅輻向尺寸大，阻抗可設(shè)計(jì)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。

4、分相調(diào)壓對(duì)磁路沒有影響

由于分相調(diào)壓的三相磁通不對(duì)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(gè)獨(dú)立磁路，磁路的不對(duì)稱不影響鐵心的設(shè)計(jì)。

5、引線短且易于阻抗平衡

線端出線及分接線都在繞組上部盡可能短地引出，低壓繞組出頭可以采用相同的長度，從而消除低壓引線的阻抗不平衡，減少了電爐作業(yè)時(shí)的功率轉(zhuǎn)移。

6、損耗低

工程上，負(fù)載損耗中附加損耗所占的比例，在一定程度上反映了變壓器的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性能。殼式變壓器的附加損耗較同規(guī)格的心式變壓器小，主要因?yàn)橐韵聨c(diǎn)。

(1)殼式變壓器的繞組采用多漏磁組數(shù)的結(jié)構(gòu)。漏磁組數(shù)靈活多變是殼式變壓器的主要特點(diǎn)之一。當(dāng)變壓器的單臺(tái)容量增大時(shí)，漏磁組數(shù)也同時(shí)增多，但是每個(gè)漏磁組的容量并不增大，則漏磁通密度、變壓器軸向短路力和附加損耗比值不增大，不會(huì)出現(xiàn)局部過熱的現(xiàn)象。

(2)殼式變壓器矩形繞組的長邊處于鐵心包圍之中，外露繞組漏磁擴(kuò)散空間小，因此，附加損耗減小。

(3)由于繞組被鐵心包圍，有一定的屏蔽作用，油箱的雜散損耗減小了。這樣，殼式變壓器的總損耗就降低了。

用于機(jī)械零件加熱、熱處理、粉末冶金燒結(jié)、有色金屬熔煉等的電阻爐和鹽浴爐。由于其發(fā)熱體的電阻太小，或者在升溫過程中發(fā)熱體電阻的變化太大，所以需要在爐子和電力網(wǎng)之間配備一臺(tái)電阻爐變壓器，以降低和調(diào)節(jié)電爐的輸入電壓。

小容量、低電壓的電阻爐變壓器與鹽浴爐變壓器多為干式變壓器，帶箱殼，自然冷卻；中等容量（數(shù)百至數(shù)千伏安）的電阻爐變壓器多為油浸自冷式變壓器；大容量的則為強(qiáng)迫油循環(huán)水冷式變壓器。

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(shí)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。

電爐運(yùn)行時(shí)還要求供電的變壓器能調(diào)節(jié)電壓。電爐變壓器的調(diào)壓方式有兩種。

1、直接調(diào)壓法：在變壓器原繞組上，引出抽頭接分接開關(guān)。在原邊三相之間還可用△-Y換接來實(shí)現(xiàn)副邊電壓調(diào)節(jié)?！?Y換接是一種很經(jīng)濟(jì)的調(diào)壓方式，在不改變?cè)呍褦?shù)的基礎(chǔ)上,就能將副邊電壓降低到原來的1/ 。因每相繞組有9個(gè)抽頭，加上△-Y換接,總共能得到2×9即18級(jí)電壓。

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(tái)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(duì)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。

1、增大觸點(diǎn)載流量及降低接觸電阻

針對(duì)電爐時(shí)有過負(fù)荷現(xiàn)象發(fā)生，為滿足生產(chǎn)需要，對(duì)極性開關(guān)觸點(diǎn)重新制作，經(jīng)過對(duì)觸點(diǎn)的實(shí)體測量，在保證不影響安裝尺寸的前提下，在原有線性接觸基礎(chǔ)上增寬2mm，增大載流量;將原有鍍鉻鎳合金改為鍍硬銀，同時(shí)將其厚度增加0.5mm，增大接觸壓力，降低接觸電阻，增強(qiáng)導(dǎo)電能力。

2、定期對(duì)極性開關(guān)進(jìn)行空載操作

為避免極性開關(guān)觸頭長時(shí)間停留在一個(gè)位置上，導(dǎo)致觸頭接觸電阻增大，在做變壓器預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，側(cè)重對(duì)極性開關(guān)增加空載操作次數(shù)，同時(shí)要求使用單位每月對(duì)極性開關(guān)進(jìn)行空載操作。目的是擦洗或清潔觸頭表面，降低接觸電阻。

在不斷電的情況下調(diào)整電爐變壓器工作電壓等級(jí)的裝置。