Elektrische oventransformator voor raffinage

Raffinageovens, inclusief gietlepelraffinagestations en vacuümontgassingseenheden, werken stroomafwaarts van het primaire smelten. De elektrische oventransformator voor raffinage die de raffinageboog levert, moet nauwkeurige krachtstappen leveren in plaats van gewelddadige kortsluitschokken te absorberen. Yulan Transformer bouwt elektrische oventransformatoren voor raffinagetaken van 1000 kVA tot 80.000 kVA, met primaire spanningen van 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV of 110 kV. Secundaire spannings- en tapsequenties worden ontwikkeld op basis van de raffinagevermogenscurve en de korte-netwerkgegevens die door de staalfabriek worden verstrekt.

Bedrijfsprofiel

Verfijningsbogen zijn korter en stabieler dan smeltbogen. De elektroden zijn doorgaans ondergedompeld in slak en de stroomschommelingen zijn kleiner. Dit vermindert de mechanische belasting op de wikkelingen, maar verhoogt de belasting van de tapwisselaar. Het vermogen wordt regelmatig aangepast om de temperatuur en het legeringsherstel te regelen, zodat de on-load tapwisselaar tientallen keren per dag kan werken. De transformator moet ook herhaalde thermische cycli tolereren, aangezien de warmte de een na de ander wordt verwerkt.

Een ander verschil is de interactie met het korte netwerk. De afstand van de secundaire aansluitingen van de transformator tot de elektroden introduceert impedantie die de effectieve boogspanning vermindert. Het ontwerp van de transformator moet rekening houden met deze spanningsval, anders zal het raffinagevermogen niet voldoen aan het doel.

Productie en verificatie

Yulan Transformer produceert sinds 1999 oventransformatoren, waarbij raffinageoveneenheden in verschillende staalfabrieken actief zijn. De fabriek is uitgerust met een hefvermogen van 80 ton, een vacuümdroogsysteem in de kerosinedampfase van 400 kW, een impulstestsysteem van 1.200 kV en een 400 kV-testtransformator zonder gedeeltelijke ontlading. Elke unit ondergaat vóór verzending een gelijkstroomweerstand, spanningsverhouding, isolatieweerstand, netfrequentiebestendigheid, geïnduceerde overspanning, nullastverlies, belastingsverlies, kortsluitimpedantie en werkingstests bij belasting. Testrecords worden gearchiveerd op serienummer en kunnen worden herleid tot materiaalbatches en wikkelrecords. Het bedrijf is ISO 9001:2015, ISO 14001 en ISO 45001 gecertificeerd.

Specificatiebereik

Typische configuraties per pollepelgrootte

De onderstaande tabel is samengesteld uit eerdere projecten en is bedoeld als algemene leidraad. De definitieve parameters worden bevestigd in de technische overeenkomst.

Ontwerpnotities

Kortstondige spanningsval in het netwerk

De elektrische oventransformator voor het verfijnen van de secundaire spanning moet hoog genoeg worden ingesteld om de kabel- en railval tussen de transformator en de elektroden te compenseren. De klant moet de impedantie en lengte van het korte netwerk opgeven, zodat het wikkelontwerp dienovereenkomstig kan worden aangepast.

Tik op wisselaarselectie

Raffinagewerkzaamheden vereisen frequente tapwisselingen. Standaard stroomtransformator-tapwisselaars bereiken mogelijk niet de verwachte contactlevensduur. De voorkeur wordt gegeven aan on-load tapwisselaars van het vacuümtype of aan eenheden die specifiek geschikt zijn voor gebruik in ovens. Een apart oliefiltersysteem voor het kraanwisselaarcompartiment wordt ook aanbevolen.

Kronkelende constructie

Secundaire stromen zijn hoog, dus worden getransponeerde geleiders of meerdere parallelle takken gebruikt. Eindtransposities houden de huidige distributie gelijkmatig. De kabels zijn gemaakt van koperen staven die waar mogelijk zijn gerangschikt voor omgekeerde parallelle aansluiting in dezelfde fase, waardoor externe magnetische velden en structurele verwarming worden verminderd.

Thermisch fietsen

Batchwerking veroorzaakt herhaaldelijk verwarmen en afkoelen. De klemconstructie maakt gebruik van voorgespannen trekstangen en veerbelaste drukplaten om de wikkeldruk te behouden zonder de isolatie te beschadigen. De stijging van de olietemperatuur wordt geverifieerd onder omstandigheden van continue vollast, en niet bij aannames over kortstondige overbelasting.

Harmonischen en reactief vermogen

De raffinageboog produceert harmonische stromen en een achterblijvende arbeidsfactor, doorgaans tussen 0,75 en 0,85. Geleiderdwarsdoorsneden en afscherming omvatten een marge voor harmonische verliezen. De blindvermogencompensatie wordt op systeemniveau afgehandeld.

Veelgestelde vragen

Kan een raffinageoventransformator worden gebruikt voor het primaire smelten?

Het wordt niet aanbevolen. Smeltoventransformatoren zijn ontworpen voor hogere impedantie en zwaardere kortsluitkrachten. Een raffinagetransformator overleeft mogelijk niet de frequente bijna-kortsluitingsgebeurtenissen van het smelten van schroot. De omgekeerde richting, waarbij een smelttransformator voor raffinage wordt gebruikt, is soms mogelijk, maar het tapbereik en de spanningsstappen komen mogelijk niet overeen met het raffinageproces.

Hoe wordt het secundaire spanningsbereik bepaald?

De ovenbouwer levert de spanningscurve op basis van de maat van de pan, de diameter van de elektrode en de staalkwaliteit. De transformatorontwerper zet dit om in bochten en tapposities. Het wijzigen van de secundaire spanning na goedkeuring van het ontwerp vereist een herbewerking van de wikkeling.

Is waterkoeling nodig voor het raffineren van oventransformatoren?

Beneden circa 8000 kVA is luchtkoeling doorgaans voldoende. Boven dat vermogen, of wanneer de ruimte beperkt is, vermindert waterkoeling de koelergrootte, maar vereist meer onderhoud. De oliedruk moet altijd hoger zijn dan de waterdruk om het binnendringen van water te voorkomen.

Hoeveel tapposities zijn geschikt?

Voor gewoon koolstofstaal zijn 5 tot 8 tikken voldoende. Voor gelegeerd en roestvrij staal zijn vaak 11 tot 15 tikken nodig voor een fijnere temperatuurregeling. Meer tikken verhogen de kosten van de kraanwisselaar en voegen potentiële faalpunten toe, dus het aantal moet overeenkomen met de procesvereisten.

Welke omstandigheden ter plaatse zijn van invloed op de installatie?

Raffinageruimtes hebben te maken met hoge omgevingstemperaturen en veel stof. De transformator moet op een goed geventileerde plaats worden geplaatst, uit de buurt van opspattende slak. Voor buiteninstallaties zijn weerbestendige klemmenkasten en schakelkasten nodig. Een hoge omgevingstemperatuur vermindert de koelcapaciteit, dus het koelvermogen moet dienovereenkomstig worden aangepast.