用于機械零件加熱、熱處理、粉末冶金燒結、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(guò)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)之間配備一臺電阻爐變壓器,以降低和調節電爐的輸入電壓。
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(數百至數千伏安)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(zhuān)用變壓器。容量大,結構復雜,技術(shù)要求較高。其副邊電壓低,一般從數十伏到數百伏,并要求能在較大范圍內調節;副邊電流往往達數千至數萬(wàn)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)內有20%的過(guò)載能力。在煉鋼過(guò)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。
電爐運行時(shí)還要求供電的變壓器能調節電壓。
1、直接調壓法:在變壓器原繞組上,引出抽頭接分接開(kāi)關(guān)。在原邊三相之間還可用△-Y換接來(lái)實(shí)現副邊電壓調節!-Y換接是一種很經(jīng)濟的調壓方式,在不改變原邊匝數的基礎上,就能將副邊電壓降低到原來(lái)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級電壓。
2、間接調壓法:圖中所示是帶串聯(lián)變壓器的間接調壓方法。 主變壓器1是一臺三繞組變壓器(見(jiàn)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(guò)分接開(kāi)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),對電爐負載供電。通過(guò)分接開(kāi)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(xiàn)圈。
結構特點(diǎn)
1、鐵心
電爐變壓器電爐變壓器:殼式電爐變壓器的鐵心為全斜接縫的框形結構。其鐵心寬度窄,散熱條件好,結構簡(jiǎn)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,出頭為焊接結構;高壓繞組為餅式結構。繞組排列一律采用交錯式。每組內的高壓線(xiàn)段與低壓線(xiàn)段應具有相等的磁勢,其輻向尺寸應基本相等。理論上將低壓線(xiàn)段放在兩端,因其對鐵心的絕緣距離小。但是為了使變壓器短路阻抗小些,需要多個(gè)漏磁組才能達到要求,而低壓線(xiàn)段放在兩端會(huì )使漏磁組數受到限制,所以有時(shí)將高壓線(xiàn)段放在兩端。在調壓過(guò)程中,為了使線(xiàn)段配置得對稱(chēng)并保證磁勢平衡,調壓線(xiàn)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(xiàn)段的電流也相等。
3、冷卻方式
殼式電爐變壓器一般采用強迫油導向循環(huán)、強迫水冷卻或強迫油導向循環(huán)、強迫風(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置隔板,使冷卻后的變壓器油強迫從線(xiàn)餅間流過(guò),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(guò)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。[1]
優(yōu)點(diǎn)
1、機械力小、強度好
理論計算表明,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(guò)絕緣件、鐵心直接傳至油箱,不像心式結構的繞組支撐面少,所以,殼式變壓器的機械強度高。
2、繞組耐沖擊性能強
由于殼式變壓器繞組的線(xiàn)餅少,而且輻向尺寸大,因此線(xiàn)餅間電容較大,而對地電容卻很小,所以當沖擊電壓作用到殼式變壓器上時(shí),起始電壓基本為線(xiàn)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(cháng),暫態(tài)電壓在繞組達到幅值之前就已經(jīng)衰減,因此,殼式變壓器繞組具有很好的耐受過(guò)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(xiàn)餅輻向尺寸大,阻抗可設計為2%一3%,其機械力和負載損耗亦小。由于變壓器無(wú)功功率大為減少,電爐功率因數自然增加。
4、分相調壓對磁路沒(méi)有影響
由于分相調壓的三相磁通不對稱(chēng),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)獨立磁路,磁路的不對稱(chēng)不影響鐵心的設計。
5、引線(xiàn)短且易于阻抗平衡
線(xiàn)端出線(xiàn)及分接線(xiàn)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(cháng)度,從而消除低壓引線(xiàn)的阻抗不平衡,減少了電爐作業(yè)時(shí)的功率轉移。
6、損耗低
工程上,負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)濟性能。殼式變壓器