محولات فرن القوس الكهربائي

أثناء عملية الصهر بفرن القوس الكهربائي (EAF)، تتقلب المعاوقة داخل الفرن بشكل كبير، مع دوائر كهربائية قصيرة متناوبة وانقطاعات قوسية؛ وبالتالي، فإن الزيادات الحالية التي يتعرض لها المحول تتجاوز بكثير تلك التي تواجهها محولات الطاقة التقليدية. تقوم شركة Yulan Transformer بتصنيع محولات أفران القوس الكهربائي منذ عام 1999؛ وتتراوح سلسلة محولات EAF الخاصة بها من 1000 كيلو فولت أمبير إلى 80000 كيلو فولت أمبير، وتدعم الفولتية الأولية البالغة 6 كيلو فولت، و10 كيلو فولت، و15 كيلو فولت، و22 كيلو فولت، و35 كيلو فولت، و110 كيلو فولت، بينما تم تصميم الفولتية الثانوية خصيصًا بناءً على أنواع محددة من الأفران وعمليات الصهر.

خصائص أحمال فرن القوس الكهربائي

تختلف ظروف تشغيل محولات فرن القوس الكهربائي (EAF) بشكل كبير عن تلك الخاصة بمحولات التوزيع القياسية أو محولات الطاقة. أثناء مرحلة ذوبان الشحنة، يتقلب التيار بشكل حاد؛ يمكن أن تصل التيارات الثانوية إلى ضعفي أو ثلاثة أضعاف القيمة المقدرة خلال دوائر القصر الكهربائي - وهي أحداث تحدث بشكل متكرر، على الرغم من أنها قصيرة. يجب أن تتحمل اللفات والنوى هذه القوى الكهرومغناطيسية المتكررة، ويجب التحقق من هياكل التثبيت وكذلك دعامات العزل مقابل هذه الظروف.

الفولتية الثانوية منخفضة نسبيًا - تتراوح عادة من 100 فولت إلى 800 فولت - في حين أن التيارات الثانوية يمكن أن تصل إلى عشرات الآلاف من الأمبيرات. وبالتالي، تستخدم اللفات ذات الجهد المنخفض (جانب الصمام) موصلات متوازية متعددة أو موصلات منقولة، وتتكون أسلاك الخرج من قضبان توصيل نحاسية، ويتم تثبيت أطراف التوصيل ذات المساحة الكبيرة على جدار الخزان.

تم تصميم مقاومة الدائرة القصيرة لتكون أعلى من تلك الموجودة في المحولات القياسية للحد من تيارات الدائرة القصيرة وتحقيق استقرار القوس. تتراوح قيم المعاوقة عادة من 6% إلى 12%، مع قيم أعلى مطلوبة لبعض محولات الفرن ذات السعة الكبيرة. تقلل المعاوقة المفرطة من مدخلات الطاقة إلى الفرن، في حين أن المعاوقة غير الكافية تجعل من الصعب تحمل زيادات الدائرة القصيرة؛ ولذلك، يجب أن يتطابق التصميم بعناية مع عملية الصهر المحددة.

طرق التكوين المشتركة

بدون مفاعل سلسلة

يستخدم في التطبيقات التي تتمتع فيها شبكة الطاقة بسعة دائرة قصر كافية ويظهر الفرن خصائص مقاومة مستقرة. يوفر هذا التكوين تصميمًا بسيطًا للنظام وحجمًا صغيرًا للمعدات وتكاليف استثمار أقل. إنه الاختيار القياسي لمعظم محولات أفران القوس الكهربائي ذات السعة الصغيرة إلى المتوسطة.

مع مفاعل سلسلة

يتم توصيل المفاعل في سلسلة على الجانب الأساسي أو الثانوي للمحول لمزيد من الحد من تيار الدائرة القصيرة وتعزيز استقرار القوس. ويساعد المفاعل في تخفيف التأثير على شبكة الطاقة، خاصة عندما تكون الشبكة ضعيفة أو خلال المراحل الأولية من التشغيل عندما يحدث انهيار الشحن المتكرر. يمكن دمج المفاعل داخل خزان المحولات أو تركيبه كوحدة مستقلة. يوفر التصميم المتكامل المساحة ولكنه أقل ملاءمة للصيانة من الوحدة الخارجية.

المواصفات النموذجية

يتم تجميع البيانات التالية من سجلات الوحدات المنتجة على دفعات ولا تمثل نطاق التوريد الكامل. تخضع المعلمات الخاصة بمشاريع محددة للاتفاقية الفنية.

محول فرن القوس المتغير ذو السعة العالية عند التحميل

ملاحظة: من بين مراحل تنظيم الجهد، توفر المراحل الخمس الأولى خرج طاقة ثابتًا، بينما توفر المراحل اللاحقة خرج تيار ثابت. يتم استخدام نطاق الطاقة الثابت أثناء مرحلة الذوبان الأولي، ويتم استخدام نطاق التيار الثابت أثناء مرحلة التكرير.

نماذج تمثيلية لسلسلة 6-10 كيلو فولت (بدون مفاعلات)

نماذج تمثيلية لسلسلة المفاعلات 6-10 كيلو فولت

نماذج تمثيلية لسلسلة 20-35 كيلو فولت

ملحوظة: يمكن تصميم الجهد الأساسي بـ 60 كيلو فولت أو 110 كيلو فولت وفقًا لمتطلبات المستخدم؛ في مثل هذه الحالات، سيتم تعديل مقاومة الدائرة القصيرة والأبعاد الخارجية وفقًا لذلك.

معلمات التصميم الرئيسية

تنظيم الجهد عند التحميل

عادةً ما يتم تجهيز محولات فرن القوس الكهربائي (EAF) بمبدلات الحنفية عند التحميل (OLTCs) لتغطية متطلبات الجهد المتغير لمراحل الصهر والتكرير. يتراوح نطاق التنظيم عادة من 13 إلى 19 خطوة، على الرغم من أن بعض المشاريع تتطلب أكثر من ذلك. يتطلب تنظيم التحميل تخصيص مساحة داخل خزان المحول لمغير الصنبور وحساب تدفق الزيت وتبديد الحرارة أثناء عمليات التبديل.

اختيار مقاومة ماس كهربائى

تؤثر قيم المعاوقة بشكل مباشر على استقرار القوس وذروة تيار الدائرة القصيرة. تساعد المعاوقة العالية على الحد من ارتفاعات الدائرة القصيرة ولكنها تقلل من طاقة الإدخال الفعالة؛ المعاوقة المنخفضة لها تأثير معاكس. عادة ما يتم تحديد مواصفات المعاوقة بشكل مشترك من قبل الشركة المصنعة للفرن وفريق التصميم الكهربائي، مع قيام الشركة المصنعة للمحول بضبط ترتيبات اللف والتحكم في تدفق التسرب لتلبية القيم المستهدفة.

طرق التبريد

تستخدم الوحدات ذات السعة الصغيرة عمومًا التبريد الذاتي المغمور بالزيت أو تبريد الهواء. نظرًا لكثافة الفقد العالية، تستخدم الوحدات ذات السعة الكبيرة عادة تبريد الهواء القسري بالزيت (OFAF) أو تبريد الماء القسري بالزيت القسري (OFWF). يجب أن تضمن أنظمة تبريد الماء بقاء ضغط الزيت أعلى من ضغط الماء في جميع الأوقات لمنع دخول الماء إلى الزيت في حالة حدوث تسرب.

المحطات الثانوية

نظرًا للتيارات الثانوية العالية، فإن المقطع العرضي والتباعد وهيكل الدعم لقضبان التوصيل النحاسية الناتجة يتطلب تصميمًا متخصصًا. تستخدم بعض الوحدات ذات السعة الكبيرة تكوينًا متوازيًا عكسيًا في الطور، حيث تحمل قضبان التوصيل المجاورة تيارات في اتجاهين متعاكسين؛ وهذا يقلل من المجالات المغناطيسية الخارجية والتسخين في المكونات الهيكلية.

التصنيع والاختبار

تستخدم اللفات موصلات منقولة أو موصلات متوازية متعددة لضمان توزيع تيار موحد. بعد التجميع، يخضع الجزء النشط للتجفيف الفراغي في مرحلة بخار الكيروسين لإزالة الرطوبة والغازات من المواد العازلة. تخضع الخزانات والمكونات الهيكلية لعملية السفع بالرصاص لإزالة الصدأ يليها طلاء المسحوق لتلبية المعايير البيئية الصناعية.

تتضمن اختبارات قبول المصنع قياسات لمقاومة التيار المستمر للملف، ونسبة الجهد، ومقاومة العزل، وجهد تحمل تردد الطاقة، وجهد التحمل المستحث، وخسارة عدم التحميل، وفقدان الحمل، ومقاومة دائرة القصر. نظرًا لظروف التشغيل الفريدة لمحولات EAF، يعد التحقق من النوع عبر اختبار الدائرة القصيرة المفاجئ - أو توفير تقارير حسابية وفقًا لمتطلبات المستخدم - ضروريًا أيضًا. تخضع مبدلات الصنبور عند التحميل لاختبار الدورة التشغيلية قبل الشحن للتحقق من موثوقية التبديل. الشركة حاصلة على شهادات ISO 9001:2015، وISO 14001، وISO 45001؛ تتم أرشفة بيانات الاختبار بالرقم التسلسلي، مما يضمن إمكانية التتبع مرة أخرى إلى دفعات المواد الخام وسجلات العمليات الرئيسية.

التعليمات

س: ما هي الظروف التي تتطلب وجود مفاعل متسلسل؟

يساعد المفاعل المتسلسل على الحد من الزيادات المفاجئة وتحقيق استقرار القوس عندما تكون سعة الدائرة القصيرة لشبكة الطاقة منخفضة نسبيًا، أو عندما تنهار المواد بشكل متكرر أثناء المراحل الأولية من تشغيل الفرن مما يتسبب في تيارات دائرة قصر مفرطة. إذا كانت الشبكة قوية بما فيه الكفاية وكان تصميم الفرن ناضجًا، فقد يتم حذف المفاعل لتبسيط النظام. يتم اتخاذ القرار النهائي من قبل فريق التصميم الكهربائي بناءً على حسابات الدائرة القصيرة.

س: هل من الأفضل أن يكون لديك المزيد من خطوات تنظيم الجهد عند التحميل؟

ليس بالضرورة. في حين أن المزيد من الخطوات تسمح بتنظيم أفضل للجهد والتوافق بشكل أفضل مع مراحل الصهر المختلفة، إلا أنها تزيد أيضًا من تكلفة مغير الصنبور وحجم خزان الزيت. عادة، 13 إلى 19 خطوة تلبي احتياجات معظم أفران القوس الكهربائي؛ التكوينات التي تتجاوز 25 خطوة نادرة.

س: لماذا تكون مقاومة الدائرة القصيرة لمحول فرن القوس الكهربائي أعلى من مقاومة المحول القياسي؟

تحدث دوائر كهربائية قصيرة بشكل متكرر أثناء تشغيل فرن القوس الكهربائي؛ تحد المعاوقة العالية من ذروة تيار الدائرة القصيرة وتقلل من التأثير على اللفات وشبكة الطاقة. في حين أن المحولات القياسية لديها عادة ممانعة دائرة قصر تتراوح من 4% إلى 6%، فإن محولات فرن القوس تتراوح عادة من 6% إلى 12%، مع ارتفاع بعض أنواع الأفران المتخصصة إلى أعلى من ذلك.

س: لماذا الجهد الثانوي منخفض جدا؟

تولد أفران القوس الكهربائي الحرارة عبر مقاومة القوس، ويكون جهد القوس بحد ذاته منخفضًا نسبيًا - يتراوح عادةً من بضع عشرات إلى بضع مئات من الفولتات. يجب أن يتطابق الجهد الثانوي للمحول مع الجهد القوسي؛ ولذلك، فإن قيمة التصميم أقل بكثير من قيمة الجانب الأساسي. وعلى العكس من ذلك، فإن التيار الثانوي مرتفع للغاية بسبب متطلبات الطاقة.

س: ما هي النقاط الأساسية للصيانة اليومية لنظام تداول الزيت القسري وتبريد الماء؟

يجب أن يتجاوز ضغط الزيت دائما ضغط الماء بحيث يتدفق أي تسرب من جانب الزيت إلى جانب الماء، مما يمنع دخول الماء إلى زيت المحولات. قم بفحص المبردات بانتظام للتأكد من حجمها وجدول التنظيف بناءً على جودة المياه. يجب بدء تشغيل نظام التبريد قبل المحول ويستمر في التشغيل لفترة بعد إيقاف المحول. الخبرة الهندسية ونطاق التوريد

تتمتع Yulan Transformer بخبرة واسعة في توريد محولات الأفران الكهربائية، والتي تغطي أنواعًا مختلفة من الأفران مثل أفران القوس الكهربائي القياسية، وأفران التكرير، وأفران القوس المغمورة. تتميز مرافق التصنيع لدينا بقدرة رفع تصل إلى 80 طنًا، ونظام تجفيف تفريغ بمرحلة بخار الكيروسين بقدرة 400 كيلووات، ومعدات اختبار نبضات بقدرة 1200 كيلوفولت، ومحول اختبار تردد طاقة خالٍ من التفريغ الجزئي بقدرة 400 كيلوفولت، مما يتيح لنا تلبية متطلبات التصنيع واختبار قبول المصنع لمحولات أفران القوس الكهربائي التي تبلغ قدرتها 110 كيلوفولت أو أقل.

نحن نقدم حلول تصميم مخصصة بناءً على مخططات النظام الأساسي التي يقدمها العميل ومعلمات الأفران للمشاريع ذات الفولتية الأولية التي تتراوح من 6 كيلو فولت إلى 110 كيلو فولت والسعات من 1000 كيلو فولت أمبير إلى 80000 كيلو فولت أمبير. يرجى الاتصال بالقسم الفني لشركة Yulan Transformer للحصول على الرسومات التفصيلية أو تقديرات الوزن أو حسابات الخسارة لنماذج محددة.