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变压器

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电炉变压器

产品介绍:

专为各种电炉提供电源的变压器。工业用电炉变压器大致可分为3类:电阻炉变压器、电弧炉变压器和感应炉变压器。

电阻炉变压器:

用于机械零件加热、热处理、粉末冶金烧结、有色金属熔炼等的电阻炉和盐浴炉。由于其发热体的电阻太小,或者在升温过程中发热体电阻的变化太大,所以需要在炉子和电力网之间配备一台电阻炉变压器,以降低和调节电炉的输入电压。

小容量、低电压的电阻炉变压器与盐浴炉变压器多为干式变压器,带箱壳,自然冷却;中等容量(数百至数千伏安)的电阻炉变压器多为油浸自冷式变压器;大容量的则为强迫油循环水冷式变压器。

电弧炉变压:

给用于钢铁冶炼的电弧炉供电的专用变压器。容量大,结构复杂,技术要求较高。其副边电压低,一般从数十伏到数百伏,并要求能在较大范围内调节;副边电流往往达数千至数万安。此外在钢铁冶炼中,熔化期需要功率大,要求变压器能在2小时内有20%的过载能力。在炼钢过程中,由于炉料的倒塌容易造成短路,所以电弧炉变压器的原边应串入限流电抗器,或使其具有较大的阻抗,以限制短路电流。

电炉运行时还要求供电的变压器能调节电压。电炉变压器的调压方式有两种。

1、直接调压法:在变压器原绕组上,引出抽头接分接开关。在原边三相之间还可用△-Y换接来实现副边电压调节。△-Y换接是一种很经济的调压方式,在不改变原边匝数的基础上,就能将副边电压降低到原来的1/ 。因每相绕组有9个抽头,加上△-Y换接,总共能得到2×9即18级电压。

2、间接调压法:图中所示是带串联变压器的间接调压方法。 主变压器1是一台三绕组变压器(见多绕组变压器),1绕组是高压绕组,接到电网;2绕组是带抽头的绕组,通过分接开关与串联变压器Ⅱ的原绕组4串联;3绕组与串联变压器Ⅱ的副绕组5串联,对电炉负载供电。通过分接开关改变串联变压器Ⅱ的原边电压,能使3、5绕组输出的电压发生变化。接到负载上的3、5绕组,一般只有1~2匝,通常由铜或铝板制成8字形线圈。

壳式电炉变压器:

结构特点

1、铁心

壳式电炉变压器的铁心为全斜接缝的框形结构。其铁心宽度窄,散热条件好,结构简单。

2、绕组

壳式电炉变压器的绕组为与心柱截面形状相同的矩形。低压绕组用整块铜板制造,散热条件好,出头为焊接结构;高压绕组为饼式结构。绕组排列一律采用交错式。每组内的高压线段与低压线段应具有相等的磁势,其辐向尺寸应基本相等。理论上将低压线段放在两端,因其对铁心的绝缘距离小。但是为了使变压器短路阻抗小些,需要多个漏磁组才能达到要求,而低压线段放在两端会使漏磁组数受到限制,所以有时将高压线段放在两端。在调压过程中,为了使线段配置得对称并保证磁势平衡,调压线段通常采用多路并联,从而保证各漏磁组阻抗相等,各路低压线段的电流也相等。

3、冷却方式

壳式电炉变压器一般采用强迫油导向循环、强迫水冷却或强迫油导向循环、强迫风冷的冷却方式。由于壳式变压器在油箱和器身之间可以方便地设置隔板,使冷却后的变压器油强迫从线饼间流过,油流均匀、各部分温差小、散热效果好,可使热点温度降低5℃左右,增加变压器的额外过载能力。

4、油箱

由于壳式变压器的绕组完全被铁心所屏蔽,受外力作用而损伤的可能性较小,所以可根据器身形状,采用适合形状的油箱,从而使变压器的尺寸和重量大大减少。 [1] 

优点

1、机械力小、强度好

理论计算表明,壳式变压器的辐向电磁力是很小的。轴向电磁力虽然比较大,但当漏磁组较多时,也能使其明显降低。壳式变压器的绕组完全被绝缘件所包围,铁心又包围它们,铁心与油箱用木撑条卡紧,整个器身紧固牢靠。短路力通过绝缘件、铁心直接传至油箱,不像心式结构的绕组支撑面少,所以,壳式变压器的机械强度高。

2、绕组耐冲击性能强

由于壳式变压器绕组的线饼少,而且辐向尺寸大,因此线饼间电容较大,而对地电容却很小,所以当冲击电压作用到壳式变压器上时,起始电压基本为线性分布,电压梯度大为减少。同时由于壳式变压器的固有电容较大,使得绕组电压振荡的时间加长,暂态电压在绕组达到幅值之前就已经衰减,因此,壳式变压器绕组具有很好的耐受过电压冲击的性能。

3、阻抗低

壳式变压器的每一相可分成若干个漏磁组,且线饼辐向尺寸大,阻抗可设计为2%一3%,其机械力和负载损耗亦小。由于变压器无功功率大为减少,电炉功率因数自然增加。

4、分相调压对磁路没有影响

由于分相调压的三相磁通不对称,所以心式变压器须采用五柱铁心。但在壳式变压器铁心中,每一相已经有一个独立磁路,磁路的不对称不影响铁心的设计。

5、引线短且易于阻抗平衡

线端出线及分接线都在绕组上部尽可能短地引出,低压绕组出头可以采用相同的长度,从而消除低压引线的阻抗不平衡,减少了电炉作业时的功率转移。

6、损耗低

工程上,负载损耗中附加损耗所占的比例,在一定程度上反映了变压器的技术性能和经济性能。壳式变压器的附加损耗较同规格的心式变压器小,主要因为以下几点。

(1)壳式变压器的绕组采用多漏磁组数的结构。漏磁组数灵活多变是壳式变压器的主要特点之一。当变压器的单台容量加大时,漏磁组数也同时增多,但是每个漏磁组的容量并不加大,则漏磁通密度、变压器轴向短路力和附加损耗比值不加大,不会出现局部过热的现象。

(2)壳式变压器矩形绕组的长边处于铁心包围之中,外露绕组漏磁扩散空间小,因此,附加损耗减小。

(3)由于绕组被铁心包围,有一定的屏蔽作用,油箱的杂散损耗减小了。这样,壳式变压器的总损耗就降低了。