电炉变压器运行状况及发展方向111-杨华论述.pdf

锦州新生变压器有限公司 APOL2014 青岛年会报告 1 对大容量埋弧炉变压器相关问题的几点建议 杨华 前言：埋弧炉是一种耗能巨大的电炉，埋弧炉属于电阻电弧炉，，以炉料电 阻发热为主，电弧很小，也伴有产热的化学反应，埋弧炉变压器由于炉料原料品 位及电源电压经常变化，要求变压器有较多的调压级数，每级输出电压极差较小。 随着埋弧炉的技术向大型化、密闭式、高效率的发展。要求埋弧炉变压器向 大容量、调压级数多、相对低的阻抗及较强的机械强度的方向发展。 一、温升 随着埋弧炉变压器容量的增大，电流越来越大，温升突显重要。 大型电炉变压器高压线圈由于导线截面大，可根据实际情况选择组合导线， 这样可以达到缩小线圈尺寸，降低有效材料的作用。如图 1 a)二组合导线 b)三组合导线 图 1 除了正常的各股组合导线分组换位外，还要在整个线圈的中间进行一次组合 导线中每根导线的标准换位。这样才能均衡各根导线的电阻和电抗。 对于大容量的埋弧炉变压器来说由于线圈的幅向比较大，线圈上放置导油板， 绕组中有挡油板 5 个，分 4 个油区，（外进外出）必须用密度为 1.2—1.3g/cm3 的硬板制作，外挡油板的外限与外撑条尺寸相同，以保证线圈围板的机械强度， 结构见图 2 锦州新生变压器有限公司 APOL2014 青岛年会报告 2 a)带档油板结构油流走向 b)不带档油板结构油流走向 图 2 在非导向油循环的结构中，在连接上部和下部轴向油道（水平油道）中的油 流完全取决于油的热效应和湍流效应，而且在幅向油道中的油流速度要比轴向油 道的油流速度低许多。 在强迫导向油循环结构中，先将冷却器的油送入绕组底部的集油管，然后， 再按适当的比例使其通过各个主要绕组，在绕组内部每隔一度距离就要设置油流 导向隔板。这些导向隔板交替阻挡绕组内部和外部轴向油道，所以冷却油在绕组 内部必须沿着曲线路径流经水平油道，如图 2 所示。从而确保绕组各个部位有足 够的油流，热传递的速率在很大程度上决定于油流速度，所以导向冷却结构将引 起较低的绕组对油温差。当放置挡油板时，其绕组的温差要比无挡油隔板小 5K—10K左右。 二、调压 大型埋弧炉变压器对二次工作电压值的大小非常敏感，尽管电压升降只有几 伏的数值，电炉也会做出显著地反映，加上冶炼品种可能变换，炉料的成分可能 波动，处理炉况都需选用恰当的的电压级。容量越大调压范围越大，对于大型的 埋弧炉变压器的调压方式常用的有 35 级及以下采用带串联变压器调压的正反调 调压方式，35 级以上采用带串联变压器调压粗细调调压方式，如图 3 所示。 锦州新生变压器有限公司 APOL2014 青岛年会报告 3 a)正反调压示意图 a)粗细调压示意图 图 3 电炉变压器的调压线圈通常为铁心柱外第一个线圈，它要承担线圈的轴向应 力，径向应力，和两撑条间的线饼弯曲应力，所以线圈本身的机械强度，稳定性， 及铁心间可靠撑紧尤为重要。 当分接线匝从调压绕组上切除或加入到调压绕组上时，由于与绕组的铰链磁 通和漏磁通路径要发生变化，这将导致变压器阻抗随着调压位置的不同而发生变 化，变压器设计者所能做的事情是如何将这些阻抗变化降低到最小程度。 大型的埋弧炉变压器调压线圈分为多螺旋式调压线圈、立绕层式调压线圈， 线圈排列方式如图 4 所示。 锦州新生变压器有限公司 APOL2014 青岛年会报告 4 a)单层立绕圆筒式 b)双层立绕圆筒式 c)多螺旋式 图 4 由图可见，立绕圆筒式调压线圈的导线是轴向排列的，螺旋式调压线圈是幅 向排列的。比较而言: 1、立绕层式调压线圈，立绕的层式调压线圈尺寸紧凑，能降低重量和损耗， 如果调压级数多范围大，可将调压线圈分为两个独立的线圈，既易于保证质量， 又降低每个调压线圈的幅向应力，增加导线的