Een overzicht van oventransformator

I. Wat is een oventransformator?

 

A oven transformatoris een elektrisch apparaat dat de wisselstroom (AC) regelt, omhoog of omlaag, om te voldoen aan de operationele vereisten van op ovens - gebaseerde systemen. In industriële toepassingen voor het smelten van metalen - (bijvoorbeeld voor staal, speciaal staal, wit korund, elektrolytisch aluminium) functioneert hij als een gespecialiseerde vermogenstransformator die in staat is grote - stroombelastingen en herhaalde mechanische en thermische spanningen van elektrische bogen te weerstaan, doorgaans met een primaire spanning van niet meer dan 72,5 kV, een grote capaciteit en met gebruikmaking van koolstofstaven als elektroden. In huishoudelijke en HVAC-contexten zet het hoogspannings-elektriciteit met - om naar een lagere, veilige spanning voor ovencomponenten (zoals thermostaten en ontstekingssystemen), waardoor een efficiënte werking mogelijk wordt via elektromagnetische inductie voor energieoverdracht, waarbij de installatielocatie varieert van in de oven tot AC-units buiten, afhankelijk van het specifieke systeemontwerp.

 

 

 

De oventransformator fungeert als het "hart" van een industriële oven. De primaire functie ervan is het omzetten van de hoge spanning en lage stroom van het elektriciteitsnet in de lage spanning en hoge stroom die de oven nodig heeft, waardoor nauwkeurig en robuust vermogen wordt geleverd voor processen zoals smelten, verwarmen en raffineren. Afhankelijk van het specifieke oventype, het werkingsprincipe en de procesvereisten variëren oventransformatoren aanzienlijk in ontwerp en technologie. Hieronder volgen enkele van de meest gebruikte typen in de metallurgische, chemische en materiaalindustrie.

Samenvattend,verschillende soorten oventransformatoren zijn producten van hun specifieke industriële processen. Ze zijn gespecialiseerd in hun ontwerpparameters (spanning, stroom, impedantie), spanningsregelingsmethoden, overbelastingscapaciteit en operationele regimes. Het correct begrijpen en selecteren van de juiste oventransformator is cruciaal voor het garanderen van de productieveiligheid, het verbeteren van de productkwaliteit en het verminderen van het energieverbruik.

 

 

Vanwege de lage secundaire spanning, de grote stroomsterkte en het brede spanningsregelbereik van oventransformatoren (waarbij aanpassing van de maximale waarde tot 25% ~ 50% van de maximale waarde vereist is), zijn hun methoden voor spanningsregeling aanzienlijk verschillend van die van vermogenstransformatoren. De belangrijkste methoden zijn als volgt:

1. Variabele fluxspanningsregeling

Het principe is om spanningsregelkranen of afzonderlijke spanningsregelwikkelingen op de primaire wikkeling in te stellen. Wanneer de primaire spanning constant is, wordt de spanning per winding gewijzigd door het aantal windingen van de primaire wikkeling die op het circuit is aangesloten te wijzigen, waardoor de spanning van de secundaire wikkeling verandert. De kernflux verandert tijdens spanningsregeling.

• Functies: Eenvoudige structuur en de wikkelingen kunnen concentrisch of verspringend worden gerangschikt. Wanneer het aantal windingen van de primaire wikkelaftakkingen gelijk is, is het secundaire spanningsstapverschil ongelijk; als een gelijk stapverschil vereist is, moet een gestapelde wikkeling worden gebruikt. Wanneer de secundaire spanning maximaal is, is het inactieve deel van de primaire wikkeling gevoelig voor spanningsoscillatie, wat ongunstig is voor de isolatie. Wanneer de secundaire spanning minimaal is, is de magnetische kerndichtheid laag, wat oneconomisch is voor producten met een groot spanningsregelbereik. De situatie kan worden verbeterd door gebruik te maken van D-Y-transformatie.
• Toepassingsbereik: Kleine en middelgrote-oventransformatoren met een primaire spanning van 35 kV of lager en een spanningsregelbereik van minder dan 20%.

 

2. Spanningsregeling serietransformator

In de tank van de hoofdtransformator wordt een serietransformator toegevoegd. De laagspanningswikkelingen van de hoofdtransformator en de serietransformator zijn in serie geschakeld. De spanning van de hoog-spanningswikkeling van de serietransformator wordt gewijzigd via de afzonderlijke spanningsregelwikkeling van de hoofdtransformator, waardoor de samengestelde spanning van de laag-spanningswikkelingen van de hoofdtransformator en de serietransformator verandert.

• Voordelen: Groot spanningsregelbereik en het secundaire spanningsstapverschil is gelijk wanneer het aantal tapwindingen gelijk is. De primaire spanning wordt niet beperkt door het isolatieniveau van de kraan-wisselaar en kan direct worden verlaagd van 63~220 kV, waardoor er geen tussenstation nodig is. De capaciteit van de spanningsregelwikkeling is veel kleiner dan de uitgangscapaciteit van de oventransformator, waardoor het gemakkelijk wordt een aftakkingswisselaar met een hoge veiligheidsfactor te selecteren. De spanningsregelwikkeling kan worden aangesloten op een compensatiecondensator om de arbeidsfactor te verbeteren. De hoofdtransformator werkt met een constante flux, waardoor het ontwerp van producten met een grote capaciteit en een breed spanningsregelbereik zuiniger wordt.
• Nadelen: Complexe structuur, tijd-rovend om te vervaardigen en onhandig om te onderhouden. Bij negatieve aftakkingen is het belastingsverlies groot en wijkt het belastingsverlies bij de minimale secundaire spanning enigszins af van dat bij de maximale secundaire spanning, en is de toename van de impedantiespanning groot.
• Toepassingsbereik: Oventransformatoren met een vermogen van 10.000 kVA of meer, of oventransformatoren met een hoge primaire spanning (63 kV of meer).

 

3. Spanningsregeling van de autotransformator

Het bestaat uit een autotransformator en een oventransformator met een vaste transformatieverhouding, die in dezelfde tank of afzonderlijk kunnen worden geïnstalleerd, met een maximaal isolatieniveau van 35 kV.

• Functies: Het gemeenschappelijke neutrale punt van de autotransformator moet betrouwbaar geaard zijn (wanneer de spanningsniveaus van de primaire en secundaire zijde verschillend zijn); het kan worden ontaard als de spanningsniveaus hetzelfde zijn. Wanneer het aantal kraanwindingen gelijk is, is het lage-spanningsstapverschil van de oventransformator gelijk. De impedantieverandering is klein tijdens het spanningsregelingsproces. Voor een-fasige producten kan een kern met drie- ledematen met ongelijke dwarsdoorsneden- worden gebruikt, met één ledemaat voor de wikkeling van de spanningsregeling van de autotransformator, één ledemaat voor de wikkeling van de oventransformator en één ledemaat als een gemeenschappelijk juk, wat resulteert in een economischer ontwerp. Producten met een grote-capaciteit moeten een aparte structuur aannemen, en de verbindingsbus tussen de autotransformator en de oventransformator moet worden ingekort en omsloten om schade aan de autotransformator te voorkomen als gevolg van extreem grote kortsluitstroom- in geval van kortsluiting.

 

 

 

 

Oventransformatoren bestaan ​​uit hoog-spannings-, spannings-regelende en laagspannings-wikkelingen, waarbij hun opstelling de volgende hoofdprincipes volgt:

 

 

 

 

Vanwege de noodzaak om zich aan te passen aan de werkomstandigheden van elektrische ovens, zoals hoge temperatuur, grote stroomsterkte en frequente spanningsregeling, hebben oventransformatoren zich gericht op verschillen in de kerncomponentstructuren van gewone vermogenstransformatoren. Hieronder volgt een gedetailleerde beschrijving van de belangrijkste onderscheidende component.

1. Conjugaatkern

• Structureel kenmerk: de reactorkern entransformator kerndelen een gemeenschappelijk juk en vormen een geïntegreerd "geconjugeerd" ontwerp.
• Verschilpunt: de transformatorkern en reactorkern van gewone stroomtransformatoren zijn meestal onafhankelijke afzonderlijke structuren zonder een gemeenschappelijk juk.
• Ontwerpdoel: Het totale volume comprimeren via het gedeelde juk, het magnetische lekkageverlies verminderen en de koppelingsefficiëntie van het magnetische kerncircuit verbeteren om zich aan te passen aan de dynamische regelbehoeften van elektrische ovenbelastingen.

 

2. Gespreide wikkelingen

De wikkelingen van oventransformatoren hebben een speciaal verspringend ontwerp, dat verschilt van de conventionele wikkelmethodestroomtransformatoren. Ze zijn hoofdzakelijk verdeeld in twee typen:

• Direct-gewonden verspringende wikkelingen: Geleiders worden afwisselend op specifieke toonhoogtes gerangschikt tijdens directe wikkeling, en volgen niet de uniforme sequentiële wikkellogica van stroomtransformatoren.
• Geassembleerde verspringende wikkelingen: wikkelingen worden geprefabriceerd in secties en vervolgens in sets geassembleerd, waarbij de wikkelrichting en positie van elke sectie wikkelingen afwisselend wordt verdeeld.
• Kernvoordeel: Verbeter de kortsluitweerstand van de wikkelingen-, verbeter de verdeling van elektrische en magnetische velden binnen de wikkelingen, verminder lokaal verlies en pas u aan aan de inschakelstroom tijdens het opstarten van de elektrische oven.

 

3. Concentrische wikkelingen (Speciaal ontwerp voor spanningsregeling en laagspanningswikkelingen)

De concentrische wikkelingen van oventransformatoren vertonen aanzienlijke verschillen met vermogenstransformatoren in de structurele vormen van spanningsregulerende wikkelingen en laagspanningswikkelingen:

Spanningsregulerende wikkelingen

• Wikkelingstypen: Inclusief vier speciale ontwerpen: continu type, interleaved type, spiraalvormig type en cilindrisch type, met meer gerichte toepassingsscenario's.
• Verschilpunt: de spanningsregulerende wikkelingen van vermogenstransformatoren zijn voornamelijk van het continue type en op-belastingsspanningsregeling gerichte structuren. De verweven en spiraalvormige spanningsregulerende wikkelingen van oventransformatoren zijn meer gericht op het weerstaan ​​van impulsspanning, terwijl het cilindrische type de magnetische veldstabiliteit tijdens spanningsregeling optimaliseert.
• Aanpassingsvereiste: Voldoe aan de behoeften van breed- bereik en frequente spanningsregeling tijdens het smelten van elektrische ovens, en verbeter de isolatiebetrouwbaarheid van de wikkelingen.

Laag-wikkelingen met lage spanning

(1) Speciale constructietypen:

• Dubbele-schijf-laag-wikkelingen: gewikkeld in dubbele-schijfsegmenten, met een groter warmteafvoeroppervlak vergeleken met de conventionele laag-laagspanningswikkelingen van stroomtransformatoren.
• "Figuur-8"-vormige laagspanningswikkelingen: De wikkelingen zijn verdeeld in een "figuur-8"-vorm, waardoor de magnetische lekkage-flux effectief wordt verminderd en zich wordt aangepast aan grote stroomtransmissie.
• Plaat-type laag-wikkelingen: gebruik een plat-plaatconstructieontwerp, verminder het skin-effect bij hoge stroomsterkte en verbeter de stroom-draagkracht.

(2) Kernverschil: de laag-wikkelingen van stroomtransformatoren zijn voornamelijk cilindrisch en spiraalvormig. De laagspanningswikkelingen van oventransformatoren zijn allemaal ontworpen om zich aan te passen aan werkomstandigheden met grote stroomsterktes, waarbij de nadruk meer ligt op lage verliezen en hoge warmteafvoerprestaties.

 

4. Laagspanningsdraden-

• Structureel kenmerk: stroomdraden met lage- spanning maken gebruik van geleiders met een grote doorsnede- en het lay-outpad is geoptimaliseerd voor een ontwerp met korte- afstanden en lage- impedantie. In sommige scenario's wordt gebruik gemaakt van een afschermingsstructuur.
• Verschilpunt: de laag-stroomdraden van stroomtransformatoren zijn meer gericht op isolatiebescherming en nette bedrading. De laag-stroomdraden van oventransformatoren zijn voornamelijk geoptimaliseerd rond "grote stroomtransmissie" met een grotere geleiderdoorsnede- en een lagere impedantie om het verlies van de geleidingsdraden te verminderen.

 

5. Laagspanningsuitgangen-

(1) Speciale typen:

• Koperplaatterminals: Verwerkt uit één stuk dikke koperplaat, met een groot contactoppervlak, geschikt voor stroomtransmissie met gemiddelde en grote capaciteit.
• Water-gekoelde koperen buisaansluitingen: gebruik holle koperen buizen als drager, gecombineerd met een water-koelsysteem, dat de warmte die door grote stromen wordt gegenereerd, snel kan afvoeren.

(2) Verschilpunt: de laag-uitgangsklemmen van stroomtransformatoren zijn meestal conventionele koperen staven of bout-typeklemmen zonder een speciaal water-ontwerp voor koeling. De terminalstructuur van oventransformatoren is speciaal ontworpen om bestand te zijn tegen werkomstandigheden met grote stromen en hoge- temperaturen, waardoor de stabiliteit en levensduur van de stroomtransmissie worden gegarandeerd.