Трансформаторы для промышленных электропечей
|
Раздел ГРНТИ: Электротермия
В. Ш. Аншин, А. Г. Крайз, В. Г. Мейксом
Энергоиздат, 1982 г.
Ссылка доступна только зарегистрированным пользователям. |
 |
Электропечные трансформаторы (ЭПТ) представляют собой одну из разновидностей силовых трансформаторов специального назначения (специальных трансформаторов). Необходимость в ЭПТ обусловлена тем, что питаемые ими приемники электроэнергии — промышленные электрические печи (ЭП) — отличаются особыми параметрами, условиями и режимом работы и характером нагрузки. В комплексе электрооборудования, из которого состоит промышленная электропечная установка, одним из важнейших элементов наряду с ее основным элементом — ЭП является ЭПТ. Он представляет собой промежуточное связующее звено между электрической сетью, от которой питается электропечная установка, и приемником электроэнергии, т. е. ЭП (рис. 2.1).
Развитие электротехнологии и, в частности, электро-печестроения потребовало создания большого числа различных типов и разновидностей ЭПТ, отличающихся друг от друга не только численными значениями отдельных параметров, но и принципиальным конструктивным исполнением. Рассмотрим классификацию ЭПТ по различным признакам.
По роду установки различают ЭПТ внутренней и наружной установки. Все ЭПТ в сухом исполнении, а также масляные на первичные напряжения до 35 кВ включительно выпускаются для внутренней установки, так как их размещают внутри помещений в специальных камерах, где они защищены от непосредственного воздействия погодных условий. Электропечные трансформаторы с первичными напряжениями ПО кВ и выше, как правило, выполняются в исполнении для наружной установки на открытых подстанциях; для них исполнение для размещения внутри помещений является исключением.
Род установки ЭПТ связан с определенными требованиями к конструктивному исполнению отдельных его внешних элементов, например выводов ВН и НН, приводного механизма устройства переключения ответвлений обмоток трансформатора (переключающего устройства), системы охлаждения и др. У масляных ЭПТ наружной установки с принудительной циркуляцией воды и масла (вид охлаждения Ц) система охлаждения выполняется для внутренней установки. Все ЭПТ с устройствами переключения ответвлений обмоток без возбуждения
(устройствами ПБВ) предназначены для внутренней установки, поскольку их приводные механизмы размещены в кожухах, не защищающих их от внешних атмосферных воздействий.
По виду охлаждения ЭПТ делятся на сухие, у которых основной изолирующей и охлаждающей средой служит атмосферный воздух, и масляные, где эти функции выполняет трансформаторное масло. Сухие ЭПТ выпускаются на сравнительно небольшие номинальные мощности— до 1000 кВ-А включительно и только для внутренней установки.
Масляное исполнение находит применение для ЭПТ номинальной мощностью 400 кВ-А и более. С ростом мощности для интенсификации отвода теплоты применяются различные разновидности масляного охлаждения. При номинальной мощности ЭПТ вплоть до 2000 кВ-А используется наиболее простая и надежная система охлаждения М с естественной конвекцией масла и воздуха, не требующая применения двигательного оборудования. система охлаждения Д с естественной конвекцией масла и принудительной циркуляцией воздуха путем обдува радиаторов практически не нашла применения в ЭПТ, так как она усложняет систему охлаждения, но не обеспечивает для более крупных единиц необходимой интенсификации отвода теплоты.
Системы охлаждения с принудительной циркуляцией масла используются для ЭПТ мощностью более 2000 кВ-А: начиная с 2500 кВ-А — система ДЦ, основанная на применении масляно-воздушных охладителей с принудительной циркуляцией масла и воздуха, и начиная с 4000 кВ-А — система Ц, основанная на применении масляно-водяных охладителей с принудительной циркуляцией масла и воды. Охладители систем ДЦ и Ц могут быть как навесными, т. е. навешанными на бак ЭПТ, так иsвыносными, т. е. устанавливаться рядом с ЭПТ.
В зависимости от числа фаз в одной единице ЭПТ выполняются однофазными и трехфазными. Для сталеплавильных ЭП применяют трехфазные ЭПТ вплоть до номинальных мощностей, при которых габаритные размеры трансформатора позволяют транспортировать его по железной дороге; при больших мощностях приходится переходить на однофазное исполнение ЭПТ и их включение в трехфазную группу. Для ЭП индукционных и руднотермических ЭПТ выполняются в виде как однофазных, так и трехфазных единиц в зависимости от конструкции ЭП и коротких сетей.
В зависимости от напряжения и типовой мощности ЭПТ условно делят по габаритным размерам согласно классификатору так же, как силовые трансформаторы общего назначения: I—III габариты — ЭПТ с напряжением первичной стороны до 35 кВ включительно (I — типовой мощностью до 100 кВ-А включительно, II — свыше 100 до 1000 кВ-А включительно, III — свыше 1000 до 6300 кВ-А включительно); IV—мощностью свыше 6300 кВ-А напряжением до 35 кВ включительно; V — мощностью до 32 MB• А включительно напряжением свыше 35 до ПО кВ включительно; VI — мощностью свыше 32 до 80 MB-А включительно напряжением свыше 35 до 110 кВ включительно и мощностью до 80 MB«А включительно напряжением свыше ПО до 330 кВ включительно; VII — мощностью свыше 80 до 220 MB-А включительно напряжением до 330 кВ включительно.
По номинальной частоте различают две группы ЭПТ для работы в установках промышленной (50 Гц) и повышенной частот. Подавляющее большинство ЭПТ предназначено для электротермических установок промышленной частоты. Вторая группа ЭПТ (для высокочастотной закалки и других электротехнологических установок повышенной частоты) в настоящей книге не рассматривается.
В зависимости от способа регулирования напряжения ЭПТ можно разделить на три группы. К первой относятся ЭПТ, не имеющие обмоток с регулировочными ответвлениями; сюда входят лишь отдельные типы ЭПТ, выпускаемые в небольших количествах для единичных установок. Подавляющее большинство типов ЭПТ, учитывая особенности электротермических процессов, выпускают в виде регулируемых единиц.
Ко второй группе относятся ЭПТ, переключаемые без возбуждения (ПБВ), т. е. после отключения всех обмоток от сети. В сухих ЭПТ переключение производят пересоединением подводящих проводов на досках зажимов или с помощью втычных вилок, включаемых в разные гнезда. Устройства переключения ответвлений обмоток без возбуждения (устройства ПБВ) устанавливают в масляных ЭПТ номинальной мощностью до 10000 кВ-А. Сюда входят ЭПТ мощностью от630кВ-А до 8 MB-А для сталеплавильных ЭП, от 400 до 1000 кВ-А — для индукционных, а также ЭПТ мощностью до 10 MB-А различного назначения.
Третью группу образуют ЭПТ мощностью, начиная с 1000 кВ-А, регулируемые под нагрузкой (РПН) при помощи устройств РПН. Этот способ регулирования наиболее совершенный, так как позволяет изменять размер подводимого к ЭП напряжения без отключения нагрузки, т. е. без перерыва электропитания. Такое исполнение имеют ЭПТ мощностью 1600 кВ-А и более для индукционных ЭП, ЭПТ большой мощности для сталеплавильных ЭП и все ЭПТ для руднотермических и электрошлаковых ЭП.
Промежуточную группу образуют ЭПТ с комбинированным регулированием напряжения, например ПБВ для переключения обмотки со схемы «звезда» на схему
«треугольник» и РПН для изменения размера напряжения при данной схеме соединения обмоток.
В зависимости от номинального вторичного напряжения и глубины его регулирования, а также от числа фаз в единице и способа регулирования напряжения ЭПТ делят на группы по их назначению: 1) для дуговых сталеплавильных ЭП; 2) для индукционных ЭП; 3) для руднотермических ЭП; 4) для ЭП электрошлакового переплава; 5) для различного электротехнологического и электротермического оборудования.