Transformador de potência para forno a arco submerso

Os transformadores de potência para fornos de arco submerso são usados ​​para produzir ferroligas, carboneto de cálcio, silício industrial e materiais semelhantes. Os eletrodos permanecem enterrados na carga durante a operação, de modo que a carga elétrica é mais estável do que em um forno a arco aberto, mas a corrente secundária é extremamente alta e o fator de potência normalmente é baixo. A Yulan Transformer fornece transformadores de fornos de arco submerso de 1.000 kVA a 80.000 kVA, com tensões primárias de 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV ou 110 kV. A tensão secundária e os arranjos de derivação são adequados ao tipo de forno e ao material que está sendo fundido.

O que diferencia esse dever

● Tensão secundária: geralmente 100 V a 300 V, dependendo do tamanho do forno e do produto

● Corrente secundária: pode exceder 30.000 A em grandes fornos

● Padrão de carga: relativamente estável, mas longos períodos com carga total criam estresse térmico

● Fator de potência: geralmente entre 0,7 e 0,8, exigindo compensação em nível de sistema

● Serviço do comutador: ajustes frequentes de tensão durante diferentes estágios de fundição

● Impedância: maior do que um transformador de potência padrão para limitar oscilações de corrente e proteger os enrolamentos

Faixa de especificações

Modelos de Referência

Os dados abaixo são provenientes de entregas anteriores. Os valores finais são confirmados nos documentos de fábrica.

A tensão primária pode ser adaptada de 6 kV até 110 kV. Tensão mais alta reduz a corrente primária e as perdas na linha, mas aumenta os requisitos de isolamento e o espaço do local.

Considerações de projeto

Enrolamento e arranjo de chumbo

Os enrolamentos secundários usam condutores transpostos com múltiplas ramificações paralelas. Os terminais são formados por barras de cobre empilhadas com direções de corrente opostas para reduzir campos magnéticos externos. Grandes placas terminais são montadas na parede do tanque para gerenciar a resistência de contato e simplificar as conexões de campo.

Seleção de impedância

A impedância não é um valor padrão fixo. É especificado pelo projetista elétrico do forno com base no nível de curto-circuito da rede e no processo de fundição. Uma impedância mais alta limita os picos de corrente e estabiliza a carga, mas também reduz a entrada efetiva de energia. Os valores típicos para fornos de arco submerso ficam entre 6% e 15%.

Comutador em carga

A maioria das unidades grandes usa mudança de derivação sob carga porque a tensão do forno deve ser ajustada à medida que a carga derrete e a resistência muda. O comutador tem operação frequente e deve ser selecionado para serviço pesado. Algumas instalações utilizam um arranjo grosso-fino para reduzir o desgaste do contato.

Resfriamento

A densidade de perda é alta, portanto, o resfriamento forçado com óleo e água ou o resfriamento forçado com óleo e ar é comum em unidades maiores. Os sistemas refrigerados a água devem manter a pressão do óleo acima da pressão da água para evitar a entrada de água. A classificação do resfriador deve incluir perdas adicionais de correntes harmônicas, não apenas da corrente fundamental.

Harmônicos e perdas parasitas

A carga contém conteúdo harmônico que aumenta as perdas parasitas no enrolamento e o aquecimento estrutural. A blindagem magnética é instalada na superfície interna do tanque e as seções transversais dos condutores incluem margem para aquecimento harmônico. Essas medidas evitam pontos quentes durante longos funcionamentos com carga total.

Perguntas comuns

Um transformador de forno de arco submerso pode substituir um transformador de forno de arco aberto?

Geralmente não. Os dois tipos de forno têm comportamento de carga diferente. Fornos de arco aberto produzem oscilações violentas de corrente que requerem reforço especial contra curto-circuito. Os fornos de arco submerso têm corrente mais estável, mas maior estresse térmico. A troca deles exigiria uma revisão completa da impedância, faixa de derivação e resistência mecânica.

Por que o alcance do tap é tão amplo?

A resistência da carga muda à medida que ela derrete e reage. O operador ajusta a tensão para controlar a temperatura do forno e a taxa de reação. Uma faixa de machos mais ampla permite um controle mais preciso sobre o processo, o que é especialmente importante para produtos como carboneto de cálcio ou silício metálico.

Qual é o fator de potência típico?

A maioria dos fornos de arco submerso opera com fator de potência entre 0,7 e 0,8. Capacitores de compensação são geralmente instalados na subestação ou no barramento do forno para melhorar o fator de potência geral da planta e reduzir os encargos de demanda.

Como a tensão primária afeta o projeto?

Tensão primária mais alta, como 110 kV, reduz a corrente primária para uma determinada potência nominal. Isso permite cabos e painéis menores no lado primário e reduz as perdas na linha. Contudo, os níveis de isolamento aumentam e o transformador torna-se fisicamente maior e mais caro.

Que manutenção o sistema de refrigeração requer?

Para resfriamento forçado de óleo-água, a pressão do óleo deve sempre exceder a pressão da água. Os tubos do refrigerador devem ser limpos de acordo com um cronograma baseado na qualidade da água. O sistema de refrigeração deve iniciar antes do transformador ser energizado e continuar funcionando após o desligamento até que a temperatura do enrolamento caia.

Produção e Verificação

A Yulan Transformer produz transformadores de forno desde 1999, com unidades de forno de arco submerso fornecidas para produtores de ferroligas, carboneto de cálcio e silício metálico. A fábrica está equipada com uma capacidade de elevação de 80 toneladas, um sistema de secagem a vácuo em fase de vapor de querosene de 400 kW, um sistema de teste de impulso de 1.200 kV e um transformador de teste de frequência de energia sem descarga parcial de 400 kV. Cada unidade passa por testes de resistência CC do enrolamento, relação de tensão, resistência de isolamento, resistência à frequência de energia, sobretensão induzida, perda sem carga, perda de carga, impedância de curto-circuito e operação do comutador de derivação em carga antes do envio. Os registros de teste são arquivados por número de série e vinculados aos registros de enrolamento e empilhamento de núcleos. A empresa possui certificações ISO 9001:2015, ISO 14001 e ISO 45001.

Para projetos específicos de projetos, cálculos de perdas ou desenhos gerais, entre em contato com o departamento técnico do Yulan Transformer.