Классификация и основные параметры печных трансформаторов | Ремонт, строительство, отделка

Классификация и основные параметры печных трансформаторов

Отечественная промышленность выпускает большое многообразие различных видов промышленных электропечей и электротермических установок. В электрооборудовании, из которого состоит электропечная установка, одним из важнейших элементов наряду с самой электропечью является печной трансформатор, который представляет собой одну из разновидностей силовых трансформаторов специального назначения и является промежуточным звеном между электрической сетью и приемником электроэнергии. По сравнению с силовыми трансформаторами общего назначения печные трансформаторы имеют ряд особенностей, касающихся конструкции, технологии изготовления, испытания, а также эксплуатации и ремонта. Развитие электропечестроения потребовало создания большого числа различных типов и разновидностей печных трансформаторов, отличающихся друг от друга не только численными значениями отдельных параметров, но и принципиальным конструктивным исполнением.

Рассмотрим электропечные трансформаторы с точки зрения их классификации по различным признакам.

В зависимости от способа регулирования напряжения все печные трансформаторы можно разделить на три основные группы:

  • трансформаторы, не имеющие обмоток с регулировочными ответвлениями. К этой группе относятся лишь отдельные типы электропечных трансформаторов, выпускаемые в небольших количествах для единичных установок.
  • трансформаторы, переключаемые без возбуждения (ПБВ), т. е. после отключения всех обмоток от сети. В сухих печных трансформаторах переключение производят установкой соответствующих перемычек на панелях выводов или при помощи специальной коммутационной аппаратуры (переключателей или контакторов). В масляных трансформаторах, как правило, устройства ПБВ устанавливают при номинальной мощности трансформаторов не более 10000 кВА.
  • трансформаторы, регулируемые под нагрузкой (РПН) при помощи устройств РПН. Такой способ регулирования наиболее совершенный и позволяет изменять величину подводимого к электропечи напряжения без отключения нагрузки.

Вследствие большого разнообразия технологических процессов в электротермических установках, класс печных трансформаторов чрезвычайно разнообразен. По назначению их можно разделить на следующие виды:

  • для дуговых сталеплавильных печей;
  • для индукционных печей;
  • для руднотермических печей;
  • для печей электрошлакового переплава;
  • для печей сопротивления и остального электротермического оборудования.

Понятие номинальной мощности, в большинстве случаев, не применимо к печным трансформаторам, так как они, как правило, не имеют основной ступени регулирования вторичного напряжения, и каждая ступень имеет свою номинальную мощность. Поэтому, когда указывают номинальную мощность трансформатора для печи без уточнения ступени, имеют в виду его максимальную мощность на ступени максимального напряжения стороны НН.

Номинальные вторичные напряжения печных трансформаторов, указанные в табличке или в технических условиях на всех ступенях регулирования, также как и для трансформаторов общего назначения, относятся к режиму холостого хода. При работе трансформатора на нагрузку, напряжение на стороне НН будет меньше, чем на соответствующих ступенях в режиме холостого хода. Поэтому при выборе параметров электропечного трансформатора и их согласования с электропечью необходимо это учитывать.

Важным параметром печных трансформаторов является напряжение КЗ. Его значение определяет потери напряжения в трансформаторе при нагрузке, электродинамическую стойкость трансформатора при КЗ и колебания напряжения в питающей сети. Значения напряжения КЗ для печных трансформаторов, как правило, составляют 5÷8% от номинального напряжения. Для увеличения напряжения КЗ некоторые электропечные трансформаторы изготавливаются в виде трансформаторных агрегатов, в которых со стороны высокого напряжения встроен реактор.

Как правило, напряжение КЗ указывают в процентах от номинального напряжения. Для печных трансформаторов полное значение напряжения КЗ практически равно значению его реактивной составляющей, которая прямо пропорциональна реактивному сопротивлению трансформатора. С ростом напряжения КЗ снижается кратность токов КЗ и, как следствие, уменьшаются электродинамические усилия в обмотках трансформатора. Однако вместе с тем увеличивается и потеря напряжения в печном трансформаторе, поэтому вопрос выбора оптимальных значений напряжения КЗ достаточно важен. Как правило, он решается исходя их конкретных особенностей и условий работы печного трансформатора в составе печной установки.

В печных трансформаторах регулирование вторичного напряжения непосредственно связано с технологическим процессом работы электропечи. И задача регулирования здесь заключается в поддержании постоянства величины вторичного тока или его изменении по заданному графику, что требует регулирования вторичного напряжения в широких пределах. Однако в отличие от трансформаторов общего назначения, пределы регулирования печных трансформаторов характеризуют не в виде диапазона регулирования в процентах по отношению к номинальному напряжению на основном ответвлении, а в виде «глубины» регулирования:

Г=U2max/ U2min,

где U2max – номинальное вторичное напряжение на ступени максимального напряжения, В; U2min – номинальное вторичное напряжение на ступени минимального напряжения, В.

У различных по назначению печных трансформаторов глубина регулирования находиться, как правило, в пределах от 1,5 до 5.