Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Элементы оборудования дуговых сталеплавильных печей, трансформаторы

Крупные дуговые электропечи являются мощным потребителем электроэнергии, и поэтому электросталеплавильные цехи включают в мощные энергетические системы, объединяющие по нескольку электростанций.

К цеховым понижающим подстанциям для уменьшения потерь в линиях передач подводят энергию высокого напряжения (35—110 кВ). Это напряжение от высоковольтного распределительного устройства по индивидуальной для каждой печи линии подается к печной подстанции, в которой размещается понижающий печной трансформатор и вспомогательное электрооборудование. Пониженный до 110—600 В ток подается непосредственно к электропечи. Сила тока на этом участке электрической цепи достигает десятков тысяч ампер, вследствие чего на участке от печного трансформатора до электродов имеют место значительные потери мощности. Для уменьшения этих потерь печную подстанцию максимально приближают к печи, а участок цепи от трансформатора до электродов делают возможно более коротким. Поэтому его часто называют короткой сетью печи.

Таким образом, электрическая схема дуговых электропечных установок включает следующее оборудование: 1) печь с электродами, исполнительными механизмами регуляторов мощности печи и ванной, в которой горят дуги и находится расплавленная сталь;
2) понизительные трансформаторы, вместе с которыми размещены дроссели. В настоящее время освоены и выпускаются понизительные трансформаторы со встроенными дросселями, служащими для увеличения индуктивного сопротивления сети и улучшения условий горения дуг;
3) короткую сеть, соединяющую вторичные выводы трансформатора с электродами печи;
4) коммутационную, измерительную и защитную аппаратуру, провода высокого и низкого напряжения.

Понизительные печные трансформаторы вследствие особых условий работы характеризуются рядом особенностей, отличающих их от прочих силовых трансформаторов. К ним относятся:
1) большая величина номинальной силы тока на стороне низкого напряжения, составляющая десятки тысяч ампер;
2) повышенное индуктивное сопротивление обмоток, необходимое для ограничения силы токов короткого замыкания до 2,5—3,5-кратной величины по отношению к номинальной силе тока, так как сталеплавильные печи работают с частыми замыканиями электродов на шихту при зажигании дуги и обвале шихты в период расплавления;
3) повышенная механическая прочность крепления обмоток и отводов, рассчитанных на частые толчки токов и короткие замыкания;
4) возможность регулирования напряжения под нагрузкой в широких пределах.

Трансформатор состоит из трех обмоток высокого напряжения, выполненных из медного провода относительно небольшого сечения, и. трех обмоток низкого напряжения, выполненных из шин большого сечения.

На первичной обмотке имеется ряд отпаек от разного числа витков, что позволяет изменять соотношение числа витков первичной и вторичной обмоток и величину вторичного напряжения.

Все шесть обмоток посажены на связанные между собой три сердечника (магнитопровода). Сердечник трансформатора с обмотками опускают в плотно закрываемый кожух, заполняемый трансформаторным маслом. Масло является хорошим электрическим изолятором и обладает большой теплопроводностью, что обеспечивает отвод тепла от катушек и сердечника трансформатора. Нагревается трансформатор за счет потерь мощности на активное сопротивление медных обмоток и на перемагничивание сердечника.

Над трансформатором устанавливают соединенный с ним бачок-расширитель, в котором содержится резерв масла. Этим обеспечивается постоянное заполнение маслом всего объема трансформатора и уменьшается поверхность соприкосновения масла с воздухом. В случае повреждения или оголения обмоток происходит разложение масла с выделением газов. О появлении газов в трансформаторе сигнализирует газовое реле, установленное в верхней части бака трансформатора. Газовое реле при появлении небольшого количества газов — продуктов разложения масла подает предупредительный сигнал.

Для ограничения силы токов короткого замыкания в трансформатор встраивают дроссель, включение и выключение которого осуществляется специальным шунтирующим контактором. Современные печные трансформаторы снабжают устройствами переключения ступеней напряжения под нагрузкой, которые позволяют изменять напряжение на дуге без отключения печи.

Для питания цепей защиты, контроля и измерения, а также цепи регулятора мощности дуги устанавливают трансформаторы тока. Печные трансформаторы оборудованы также приборами контроля уровня и температуры масла. Для защиты рабочих обмоток и переключающего устройства от перенапряжений, наводимых со стороны обмотки высокого напряжения, на трансформаторе устанавливают вентильные разрядники.

Печные трансформаторы рассчитаны на режим работы с периодической перегрузкой на 20% в течение 2 ч и последующей работой на номинальной силе тока в течение 2,5 ч.

В связи с тем, что в современном сталеплавильном цехе печной пролет размещен в середине цеха между шихтовым и разливочным пролетами, а трансформатор устанавливают не далее 1—1,5 м от печи, естественное охлаждение его осуществить затруднительно. В то же время мощность тепловыделения в трансформаторе достигает десятков и сотен киловатт, поэтому его необходимо охлаждать принудительно. Для охлаждения применяют принудительную циркуляцию масла, пропускаемого через водяной маслоохладитель. Система охлаждения состоит из двух комплектов маслоохладителей и насосов, работающих независимо один от другого.

Для удобства монтажа и демонтажа трансформатор снабжают переставными катками, позволяющими закатывать его в подстанцию широкой или узкой стороной по одной и той же стандартной колее шириной 1524 мм.

Источник [4] → список литературы.

Читать далее: оборудования дуговых сталеплавильных печей

Читайте также по этой теме:

Вернуться в начало раздела: Электропечи
Вернуться на главную: Черная металлургия