หม้อแปลงเตาหลอมไฟฟ้าอาร์ก: วิธีกำหนดขนาด EAF สำหรับโรงหลอมเหล็ก เหตุใดกระแสทุติยภูมิในหน่วย kA (ไม่ใช่ MVA) จึงเป็นตัวกำหนดการออกแบบ และภาระงานของเตาหลอมแตกต่างจากหม้อแปลงจำหน่ายอย่างไร

คำตอบก่อนอื่น: หม้อแปลงเตาหลอมอาร์คไฟฟ้ามีการกำหนดขนาดจากโปรไฟล์พลังงานและกำลังไฟฟ้าของโรงหลอม และไม่ใช่หม้อแปลงจำหน่ายที่ขยายขนาดขึ้น ค่า kVA ตามกำลังไฟฟ้าที่คุณต้องการหลอมละลายในช่วงหลอมละลาย แต่ตัวเลขอีกสามตัวเป็นตัวกำหนดการออกแบบ: กระแสทุติยภูมิในหน่วย kA (ซึ่งกำหนดขดลวดแรงดันต่ำ บูชชิ่ง บัสบาร์ และระบบระบายความร้อน) ช่วงแทป (ซึ่งต้องกว้างพอที่จะรักษาอาร์คให้เสถียรตั้งแต่เศษเหล็กเย็นจนถึงอ่างหลอมเหลวราบเรียบ) และอิมพีแดนซ์และรีแอกแตนซ์อนุกรม (ซึ่งกำหนดว่าอาร์คสามารถลัดวงจรได้รุนแรงเพียงใดและคุณส่งฟลิกเกอร์ไปยังกริดมากน้อยเพียงใด) กำหนดขนาดจาก kWh ต่อตันของเหล็กและเวลา tap-to-tap ระบุตารางขั้นแทปและกระแสทุติยภูมิอย่างชัดเจน และถือว่าการเพิ่มอุณหภูมิตามรอบการทำงาน การลดพิกัดจากฮาร์มอนิก และความสามารถในการทนต่อการลัดวงจรซ้ำเป็นเกณฑ์การยอมรับที่แท้จริง

หม้อแปลงเตาหลอมอาร์คไฟฟ้า (EAF) รับแรงดันไฟฟ้าที่โรงงานของคุณได้รับ — โดยทั่วไป 33 kV, 66 kV, 110 kV หรือ 132 kV และ 220 kV ที่โรงงานขนาดใหญ่มาก — และแปลงเป็นแรงดันไม่กี่ร้อยโวลต์ที่ทำให้เกิดอาร์คจริง: โดยปกติระหว่างประมาณ 400 V ถึง 1,000 V และสูงถึง 1,700 V ในการออกแบบสมัยใหม่ที่ใหญ่ที่สุด กระแสไฟฟ้าที่ด้านนั้นเป็นเหตุผลที่เครื่องนี้ดูไม่เหมือนหม้อแปลงจำหน่ายเลย: 40 kA ถึง 60 kA สำหรับเตาขนาดกลาง และมากกว่า 100 kA สำหรับเครื่องที่ใหญ่ที่สุด โดยกระแสอิเล็กโทรดสูงถึงประมาณ 120 kA ในการออกแบบหม้อแปลงเตาหลอมที่เผยแพร่ สิ่งที่แยกภาระหน้าที่ EAF ออกจากงานหม้อแปลงอื่นๆ คือ โหลดเป็นวงจรลัดที่เคลื่อนที่และไม่เสถียรโดยเจตนา ที่ สามเฟสไม่เคยสมดุล และที่ หม้อแปลงถูกคาดหวังให้ลัดวงจรหลายพันครั้งต่อปีและยังคงใช้งานได้ 20 ปี

ทุกอย่างด้านล่างนี้เขียนขึ้นสำหรับผู้ที่ต้องซื้อหรือกำหนดสเปกหม้อแปลงนั้น: วิศวกรไฟฟ้าของโรงงาน ผู้รับเหมา EPC หรือผู้ผลิตเหล็กจากเศษเหล็กที่เพิ่มกำลังการหลอม หากคุณกำลังกำหนดขนาดโหลดจำหน่ายทั่วไป วิธีการทั่วไปในคู่มือสูตรการกำหนดขนาดและงบประมาณและคู่มือการกำหนดขนาดระบบจำหน่ายของเราเป็นจุดเริ่มต้นที่ถูกต้อง บทความนี้ครอบคลุมสิ่งที่เปลี่ยนแปลงเมื่อโหลดเป็นอาร์ค

ประเด็นสำคัญ

• พลังงานก่อน kVA ทีหลัง พลังงานหลอมละลาย (โดยทั่วไป 350–500 kWh ต่อตันของเหล็กหลอมเหลว) หารด้วยเวลาเปิดกำลังให้กำลังอาร์คเฉลี่ย ค่าเฉลี่ยบวกค่าสูงสุดช่วงหลอมละลายให้พิกัดหม้อแปลงเตาหลอม เตาหลอมสมัยใหม่แบบกำลังสูงพิเศษ (UHP) สร้างขึ้นรอบประมาณ 0.7–1.0 MVA ของหม้อแปลงต่อตันของน้ำหนักแทป
• กระแสทุติยภูมิในหน่วย kA เป็นข้อจำกัดที่ผูกมัด ไม่ใช่ MVA ขดลวดแรงดันต่ำ บูชชิ่งแท่งทองแดง บัสบาร์ระบายความร้อนด้วยน้ำ และแขนอิเล็กโทรดทั้งหมดออกแบบรอบกระแสที่อาจเกิน 100 kA
• แทปของเตาหลอมไม่ใช่ ±2 × 2.5% หม้อแปลง EAF มักมีช่วงแทปกว้าง (การจัดเรียงทั่วไปคือแถบแรงดันทุติยภูมิประมาณ 2:1 เช่น 840 V ลงมาถึง 480 V) โดยมี 15–33 ตำแหน่ง มักมีแทปปฐมภูมิที่ปลายนิวทรัล และสำหรับช่วงที่กว้างมาก จะใช้ออโตทรานส์ฟอร์เมอร์หรือการจัดเรียงอนุกรม-ขนาน
• ฮาร์มอนิกและฟลิกเกอร์เป็นประตูสู่การเชื่อมต่อกริด เตาหลอมต้องปฏิบัติตามขีดจำกัดการปล่อยมลพิษของผู้ดำเนินการเครือข่ายที่จุดเชื่อมต่อร่วม — ขีดจำกัดฮาร์มอนิกแบบ IEC 61000-3-6 และระดับการวางแผนฟลิกเกอร์แบบ IEC 61000-3-7 (Pst 1.0 / Plt 0.8 เป็นค่าบ่งชี้ที่มักอ้างอิง) — ซึ่งมักหมายถึงการชดเชยด้วย SVC หรือ STATCOM พร้อมตัวกรอง และหม้อแปลงที่กำหนดสเปกสำหรับภาระที่ไม่ใช่ไซนูซอยด์
• ระบุภาระหน้าที่ ไม่ใช่แค่เนมเพลท คำสั่งซื้อหม้อแปลงเตาหลอมควรระบุตารางแทป กระแสลัดวงจรที่อิเล็กโทรด พื้นฐานการทดสอบเพิ่มอุณหภูมิตามรอบการทำงาน พื้นฐานการลดพิกัดจากฮาร์มอนิก จำนวนครั้งที่คาดว่าจะทนต่อการลัดวงจร และอุณหภูมิแวดล้อมของโรงหลอม RFQ ที่คลุมเครือคือสาเหตุที่โรงงานได้หม้อแปลงที่ทริปการป้องกันดิฟเฟอเรนเชียลโดยไม่จำเป็นในปีแรก

หม้อแปลงเตาหลอมอาร์คไฟฟ้าคืออะไร — และแตกต่างจากหม้อแปลงจำหน่ายอย่างไร?

หม้อแปลง EAF เป็นหม้อแปลงกำลังสำหรับงานพิเศษที่มีทุติยภูมิป้อนอิเล็กโทรดของเตาผ่านการเชื่อมต่อแรงดันต่ำที่สั้นและหนักมาก ในเตากระแสสลับ (AC) มีอิเล็กโทรดกราไฟต์สามแท่งที่หยั่งลงในเศษเหล็ก อาร์คเกิดจากอิเล็กโทรดแต่ละแท่งไปยังวัสดุหลอม และเนื่องจากจุดเดลต้าหรือจุดสตาร์ของอาร์คคืออ่างหลอมเหลวเอง วงจรไฟฟ้าจึงเปลี่ยนแปลงทุกวินาทีเมื่อเศษเหล็กหลอมละลาย อิเล็กโทรดสึกกร่อน และผู้ปฏิบัติงานเปลี่ยนแทป พิกัดหม้อแปลงเตาหลอมที่เผยแพร่มีตั้งแต่ประมาณ 10 MVA ถึง 300 MVA โดยแรงดันทุติยภูมิสูงถึง 1,700 V และกระแสอิเล็กโทรดสูงถึงประมาณ 120 kA

ความแตกต่างจากหม้อแปลงจำหน่ายไม่ใช่เรื่องผิวเผิน แต่เป็นเชิงโครงสร้าง:

ผลที่ตามมาสองประการจากตารางนั้น ประการแรก คุณไม่สามารถซื้อหม้อแปลง EAF จากแคตตาล็อกหม้อแปลงจำหน่ายได้: มันถูกออกแบบเฉพาะโครงการ และการออกแบบเป็นความรับผิดชอบของคุณที่จะกำหนดสเปก ประการที่สอง การทดสอบการยอมรับที่สำคัญคือการทดสอบพิเศษ — ไม่ใช่การตรวจสอบอัตราส่วนและอิมพีแดนซ์ตามปกติ แต่เป็นการทดสอบเพิ่มอุณหภูมิตามรอบการทำงาน การสาธิตความสามารถในการทนต่อการลัดวงจร การวัดการสูญเสียโหลดที่แต่ละแทป และการวัดระดับเสียงบนเครื่องที่จะตั้งอยู่ข้างโรงหลอม

โรงหลอมเหล็กต้องการอะไรจริงๆ จากหม้อแปลงของมัน?

โรงหลอมจากเศษเหล็กทำงานเป็น heat (รอบการหลอม) แต่ละ heat เป็นรอบซ้ำ: ป้อนเศษเหล็ก (มักสองหรือสามถัง) เจาะนำ หลอมละลาย กลั่นและผสมโลหะภายใต้สแลก จากนั้นเทลงในทัพพี ในหลายโรงงาน เตาทัพพีแยกจะให้ความร้อนและกลั่นเหล็กอีกครั้งก่อนการหล่อ สำหรับเตา AC ขนาด 100 ตันทั่วไป รอบคือประมาณ 40–60 นาที ซึ่งอาจเป็นเวลาเปิดกำลังประมาณ 30–40 นาที และผลิตประมาณ 30–35 heat ต่อวัน

โปรไฟล์ไฟฟ้าภายในหนึ่ง heat มีรูปร่าง และหม้อแปลงต้องตามมัน:

• เจาะนำ (นาทีแรก) อิเล็กโทรดหยั่งลงบนเศษเหล็กเย็นที่ไม่เรียบ อาร์คไม่เสถียรและลัดวงจรตลอดเวลา กระแสแกว่งรุนแรงและฟลิกเกอร์แรงดันแย่ที่สุดที่นี่
• หลอมละลาย เตาทำงานที่หรือใกล้กำลังอาร์คสูงสุดที่มีอยู่เกือบตลอดเวลาเปิดกำลัง เฟสนี้กำหนดพิกัดหม้อแปลง
• กลั่น อ่างหลอมเหลวราบเรียบและอาร์คเสถียร กำลังลดลงเหลือประมาณ 50–65% ของสูงสุดเพื่อควบคุมอุณหภูมิอ่างและสแลก
• ว่าง การป้อน การเท และความล่าช้า — ไม่มีโหลดบนหม้อแปลงเตาหลอม แต่หม้อแปลงมักถูกตัดไฟและจ่ายไฟใหม่ระหว่างการหลอม

ข้อเท็จจริงการออกแบบสามประการเกิดจากภาระหน้าที่นั้น:

1. หม้อแปลงมีรอบความร้อน ไม่ใช่ความร้อนคงที่ โหลดแกว่งระหว่างศูนย์และกำลังหลอมเต็มหลายครั้งต่อชั่วโมง ตลอดทั้งวัน ภาระหน้าที่เป็นรอบนั้น ไม่ใช่การโหลดต่อเนื่องที่พิกัดเนมเพลท คือสิ่งที่อุณหภูมิน้ำมันและขดลวดของหม้อแปลงตาม และเป็นเหตุผลที่การประเมินการเพิ่มอุณหภูมิตามรอบการทำงานมีความสำคัญ (ดูตัวประกอบโหลดและความสามารถในการโอเวอร์โหลดสำหรับวิธีการประเมินการโหลดเป็นรอบ)
2. หม้อแปลงต้องถูกจ่ายไฟใหม่บ่อยครั้ง ทุก heat เริ่มต้นด้วยการสับสวิตช์ ซึ่งหมายความว่าทุก heat เริ่มต้นด้วยเหตุการณ์กระแสไหลเข้า การป้องกันดิฟเฟอเรนเชียลต้องถูกยับยั้งด้วยฮาร์มอนิกหรือมันจะทำงานผิดพลาด
3. อุณหภูมิแวดล้อมร้อนกว่าห้องสวิตช์เกียร์ หม้อแปลงเตาหลอมมักใช้ร่วมอาคารหรือช่องข้างเคียงกับเตาหลอมเอง ซึ่งอุณหภูมิอากาศอาจสูงกว่า 40 °C มาก การลดพิกัดสำหรับอุณหภูมิแวดล้อม (ดูแนวปฏิบัติการลดพิกัด) ควรอยู่ใน的计算 ไม่ใช่ในเชิงอรรถ

ขั้นตอนที่ 1 — เหล็กหนึ่งตันต้องการพลังงานไฟฟ้าเท่าใด?

เริ่มจากพลังงาน ไม่ใช่จากการเดา kVA ต่อตัน พลังงานไฟฟ้าที่ต้องใช้ในการหลอมเศษเหล็กหนึ่งตันขึ้นอยู่กับคุณภาพเศษเหล็ก ส่วนผสมการป้อน (เศษเหล็กเท่านั้น หรือเศษเหล็กรวมกับเหล็กรีดิวซ์โดยตรงและเหล็กหมู) การปฏิบัติการฉีดออกซิเจนและคาร์บอน และว่าใช้ก๊าซทิ้งเพื่ออุ่นเศษเหล็กล่วงหน้าหรือไม่

ตัวเลขเดียวนั้น — kWh ต่อตัน — เป็นหลักยึดสำหรับทุกอย่าง มันยังเป็นตัวเลขที่แบบจำลองทางการเงินให้ความสำคัญ เพราะที่ราคาไฟฟ้าอุตสาหกรรมเช่น USD 0.07/kWh ทุก 50 kWh/t ของการบริโภคเพิ่มเติมคือประมาณ USD 3.5 ต่อตันของเหล็ก ซึ่งสำหรับโรงงาน 500,000 ตัน/ปีคือมากกว่า USD 1.7 ล้านต่อปี การทำให้หม้อแปลงและปรัชญาการควบคุมอาร์คถูกต้องจึงเป็นการตัดสินใจด้านต้นทุนพลังงานพอๆ กับการตัดสินใจด้านฮาร์ดแวร์

ขั้นตอนที่ 2 — พลังงานหลอมละลายกลายเป็น MVA ของหม้อแปลงได้อย่างไร?

คำนวณในสี่ขั้นตอน ตัวอย่างด้านล่างใช้ตัวเลขกลมโดยเจตนาและใช้เตา 100 ตัน แทนที่ด้วยข้อมูลโรงงานของคุณเอง

1. พลังงานต่อ heat 100 t × 400 kWh/t = 40,000 kWh (40 MWh) ของพลังงานไฟฟ้าต่อ heat
2. เวลาเปิดกำลัง ด้วยรอบ tap-to-tap 45 นาทีและเวลาเปิดกำลัง 60–70% อาร์คเปิดประมาณ 0.5–0.53 ชั่วโมง
3. กำลังอาร์คเฉลี่ย 40,000 kWh ÷ 0.53 h ≈ 75 MW เฉลี่ยระหว่างเปิดกำลัง หากแนวปฏิบัติของคุณมีประสิทธิภาพมากกว่า (350 kWh/t พร้อมการอุ่นล่วงหน้า) หรือ heat ของคุณยาวนานกว่า ค่าเฉลี่ยจะลดลง เวลาเปิดกำลังที่นานขึ้น 8 นาทีด้วยพลังงานเท่ากันให้ประมาณ 60 MW
4. ค่าสูงสุดช่วงหลอมละลายและพิกัดหม้อแปลง หม้อแปลงต้องจ่ายกำลังอาร์คสูงสุด (ช่วงหลอมละลาย) ซึ่งสูงกว่าค่าเฉลี่ยของรอบ ตัวประกอบกำลังของวงจรอาร์คมักอยู่ในช่วงประมาณ 0.75–0.85 ดังนั้นกำลังปรากฏของหม้อแปลงเตาหลอมคือกำลังแอกทีฟสูงสุดหารด้วยตัวประกอบกำลังนั้น เตาที่ต้องรักษากำลังอาร์คประมาณ 70 MW ที่ตัวประกอบกำลังประมาณ 0.8 ต้องการประมาณ 85–90 MVA ที่ขั้วหม้อแปลงเตาหลอม

คอลัมน์สุดท้ายคือคอลัมน์ที่ต้องตรวจสอบกับแนวปฏิบัติอุตสาหกรรม: เตาหลอมกำลังสูงพิเศษสมัยใหม่กำหนดสเปกที่ประมาณ 0.7–1.0 MVA ของพิกัดหม้อแปลงเตาหลอมต่อตันของน้ำหนักแทป ซึ่งจัดช่วงเตา 100 ตันระหว่างประมาณ 70 ถึง 100 MVA หากการคำนวณของคุณอยู่นอกช่วงนั้นอย่างมีนัยสำคัญ หนึ่งในข้อมูลนำเข้าของคุณ — พลังงานต่อตัน เวลาเปิดกำลัง หรือตัวประกอบกำลัง — ผิด และโครงการควรได้รับการตรวจสอบซ้ำก่อนถึงขั้น RFQ

ขั้นตอนที่ 3 — ทำไมแรงดันทุติยภูมิจึงกำหนดทุกอย่างอื่น?

เมื่อคุณทราบกำลังปรากฏ แรงดันทุติยภูมิกำหนดกระแส และกระแสกำหนดฮาร์ดแวร์ ความสัมพันธ์คือสมการสามเฟสธรรมดา:

I₂ = S ÷ (√3 × U₂)

ใส่ 90 MVA ผ่านทุติยภูมิ 840 V และคุณได้ประมาณ 62 kA ต่อเฟส ลดแรงดันลงเหลือ 480 V และกระแสเดียวกันจ่ายเพียงประมาณ 50 MVA — ซึ่งเป็นพฤติกรรมที่ผู้ปฏิบัติงานเตาต้องการ เพราะกระแสอิเล็กโทรดเป็นข้อจำกัด และการออกแบบรักษามันให้เกือบคงที่ในขณะที่แรงดันเปลี่ยน เตาอาร์คที่แรงดันต่ำด้วยกระแสเดียวกันกำลังทำงานอาร์คสั้นและร้อนด้วยกำลังอาร์คต่ำกว่า ที่แรงดันสูงมันทำงานอาร์คยาวด้วยกำลังอาร์คสูงกว่าแต่มีการแผ่รังสีมากกว่าและสึกหรอวัสดุทนไฟมากกว่า การเลือกจุดปฏิบัติการเป็นเรื่องโลหะวิทยา การส่งมอบมันเป็นเรื่องการออกแบบแทปของหม้อแปลง

ตัวเลข kA กำหนดอะไรในการออกแบบ

• ขดลวดแรงดันต่ำ ที่ 50–120 kA ทุติยภูมิไม่ใช่ขดลวดลวด มักเป็นแท่งทองแดงหรือแผ่นทองแดงจำนวนรอบน้อย จัดเรียงเพื่อให้การสูญเสียกระแสไหลวนและการสูญเสียกระจัดกระจายจัดการได้ พร้อมการยึดที่คำนวณอย่างระมัดระวังเพราะแรงแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างการลัดวงจรเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของกระแส
• บูชชิ่ง การเชื่อมต่อแรงดันต่ำทำด้วยบูชชิ่งแท่งทองแดง — มักหลายตัวขนานกัน — และการออกแบบเตาหลอมที่เผยแพร่เปลี่ยนจากการนำแรงดันต่ำออกผ่านฝาถัง (ต่ำกว่าประมาณ 80 kA) ไปเป็นการนำออกผ่านผนังถังที่กระแสสูงสุด เพื่อให้แท่งไปถึงแขนอิเล็กโทรดในเส้นทางที่สั้นที่สุด สำหรับหลักการทั่วไปดูคู่มือการกำหนดสเปกบูชชิ่งของเรา
• บัสบาร์ทุติยภูมิและแขนอิเล็กโทรด สิ่งเหล่านี้เป็นท่อระบายความร้อนด้วยน้ำหรือชุดแท่งเชื่อมที่กำหนดขนาดสำหรับความหนาแน่นกระแสและความแข็งแกร่งทางกล ไม่ใช่สำหรับแรงดันตกที่ใครกังวล — ที่ 60 kA ความต้านทานการเชื่อมต่อหนึ่งมิลลิโอห์มคือการสูญเสีย 3.6 kW ในวงจรและเป็นปัญหาความร้อนจริง
• ตารางแทป เพราะกระแสยังคงสูงในขณะที่แรงดันลดลง ตัวเปลี่ยนแทปต้องตัดและต่อที่กระแสทุติยภูมิเต็มโดยไม่ให้อาร์คดับ นี่คือเหตุผลที่ตัวเปลี่ยนแทปเตาหลอมเป็นแบบออนโหลด และเหตุผลที่จำนวนขั้นและความทนทานทางกลของมันถูกกำหนดแยกจากหม้อแปลงเครือข่าย (ดูOLTC กับตัวเปลี่ยนแทปนอกวงจร)

ขั้นตอนที่ 4 — ทำไมช่วงแทปจึงกว้างกว่าของหม้อแปลงจำหน่ายมาก?

ตัวเปลี่ยนแทปนอกวงจรของหม้อแปลงจำหน่ายมีอยู่เพียงเพื่อปรับสำหรับแรงดันระบบ: ห้าตำแหน่ง โดยทั่วไป ±2 × 2.5% ตัวเปลี่ยนแทปของหม้อแปลงเตาหลอมเป็นอุปกรณ์ควบคุมกำลัง มันกำหนดแรงดันอาร์คและดังนั้นความยาวอาร์คและกำลังที่ส่งไปยังอ่าง ทีละ heat ตั้งแต่เศษเหล็กเย็นจนถึงอ่างหลอมเหลวราบเรียบ

กลไกสามประการทำให้ช่วงกว้างนั้นเป็นไปได้ และการเลือกที่ถูกต้องสำหรับโรงงานของคุณขึ้นอยู่กับว่าช่วงต้องกว้างเพียงใด:

1. แทปที่ปลายนิวทรัลของขดลวดปฐมภูมิ (การควบคุม "ฟลักซ์แปรผัน") นี่คือการจัดเรียงที่กะทัดรัดและประหยัดที่สุดสำหรับช่วงการควบคุมปกติ เพราะจำนวนรอบปฐมภูมิในวงจรเปลี่ยน ฟลักซ์แกนเปลี่ยนตามแทป ดังนั้นแรงดันทุติยภูมิ — และ kVA ที่หม้อแปลงจ่ายได้ — ลดลงด้วยกันเมื่อคุณเลื่อนลงช่วงแทป โดยกระแสทุติยภูมิยังคงใกล้เคียงคงที่
2. การควบคุมด้วยออโตทรานส์ฟอร์เมอร์ เมื่อช่วงแรงดันที่ต้องการกว้างกว่าที่ขดลวดแทปตรงไปตรงมาครอบคลุมได้อย่างประหยัด ออโตทรานส์ฟอร์เมอร์ควบคุมจะถูกใส่ในอนุกรมกับปฐมภูมิของหม้อแปลงเตาหลอม นี่คือวิธีคลาสสิกในการเข้าถึงช่วงที่กว้างมากในขณะที่รักษาหม้อแปลงเตาหลอมเองให้เรียบง่ายกว่า
3. การจัดเรียงแทปแบบอนุกรม-ขนาน เดลตา-สตาร์ หรือย้อนกลับ การเชื่อมต่อตัวเปลี่ยนแทปพิเศษเปลี่ยนการจัดเรียงขดลวดแทนที่จะเพียงเปลี่ยนจำนวนรอบในวงจร ซึ่งขยายช่วงอัตราส่วนต่อไป ราคาคือตัวเปลี่ยนที่ซับซ้อนกว่า แพงกว่า และมีตำแหน่งน้อยกว่า

ผลที่ตามมาในทางปฏิบัติสำหรับการกำหนดสเปก:

• ขอตารางแทป ไม่ใช่เปอร์เซ็นต์แทป สิ่งที่ต้องส่งมอบคือตารางแรงดันทุติยภูมิต่อตำแหน่งแทป กระแสอิเล็กโทรดที่สอดคล้อง และอิมพีแดนซ์ที่รับประกัน หม้อแปลงเตาหลอมมักกำหนดสเปกด้วยประมาณ 15–33 ตำแหน่ง และการรับประกันการสูญเสียโหลดต้องให้ที่แต่ละแทป ไม่ใช่แค่ที่แทปพิกัด
• คาดหวังการทำงานออนโหลด ในเตาสมัยใหม่ ตัวเปลี่ยนแทปเคลื่อนที่ระหว่างการหลอมเมื่อตัวควบคุมค้นหาความเสถียรของอาร์คที่ดีที่สุด นั่นคือข้อกำหนดความทนทานทางกลที่วัดเป็นแสนครั้งของการทำงาน ดังนั้นควรระบุและเป็นพยานในคู่มือการควบคุมแรงดันของเราอธิบายกลไกพื้นฐาน
• ตัดสินใจว่าคุณต้องการการควบคุมต่อเฟสหรือไม่ เพราะอาร์คสามตัวไม่เคยแบ่งโหลดเท่ากัน แนวปฏิบัติหม้อแปลงเตาหลอมที่เผยแพร่จึงให้การควบคุมแรงดันแยกสำหรับแต่ละเฟส (และดังนั้นการสับสวิตช์แบบเฟสเดียวแยก) เมื่อความไม่สมมาตรมีนัยสำคัญ หากปรัชญาการทำงานของคุณอาศัยการตั้งค่าเฟสหนึ่งต่างจากเฟสอื่น บอกในสเปก — มันเปลี่ยนทั้งหม้อแปลงและการจัดเรียงเบรกเกอร์

ขั้นตอนที่ 5 — อิมพีแดนซ์มีไว้ทำอะไรในเตาอาร์ค และเมื่อใดคุณต้องใช้รีแอกเตอร์อนุกรม?

ในหม้อแปลงเครือข่าย อิมพีแดนซ์เป็นสิ่งที่ต้องลดให้ต่ำเพื่อให้การควบคุมแรงดันดี ในวงจรเตาหลอม อิมพีแดนซ์เป็นพารามิเตอร์ควบคุม อาร์คเป็นโหลดความต้านทานลบที่ไม่เสถียร รีแอกแตนซ์วงจรจำนวนหนึ่งคือสิ่งที่รักษามันให้เสถียร จำกัดว่ากระแสเพิ่มขึ้นรุนแรงเพียงใดเมื่ออิเล็กโทรดแตะเศษเหล็ก และแปลงอาร์คเป็นแหล่งกำลังที่ควบคุมได้ สองสิ่งที่แตกต่างกันให้รีแอกแตนซ์นั้น:

• อิมพีแดนซ์หม้อแปลง หม้อแปลงเตาหลอมมักกำหนดสเปกด้วยอิมพีแดนซ์ลัดวงจรสูงกว่าหม้อแปลงเครือข่ายที่มีพิกัดเดียวกัน — โดยทั่วไปในภูมิภาค 10–14% ที่พิกัดฐาน โดยการออกแบบรีแอกแตนซ์สูงจะสูงกว่า รีแอกแตนซ์พิเศษนั้นซื้อมาโดยเจตนา: มันมีค่าใช้จ่ายด้านประสิทธิภาพและการควบคุมแรงดัน และมันซื้อความเสถียรของอาร์คและฟลิกเกอร์ที่ต่ำลง
• รีแอกเตอร์อนุกรม ในการติดตั้งขนาดใหญ่ รีแอกแตนซ์ที่ต้องการถูกจัดหา或เติมเต็มด้วยรีแอกเตอร์ที่เชื่อมต่อในอนุกรมกับหม้อแปลงเตาหลอม — ทั้งในถังแยกหรือรวมในถังเดียวกับหม้อแปลง รีแอกเตอร์เหล่านี้มีแทปเอง และรีแอกแตนซ์ของมันสามารถแปรผันจากศูนย์เป็นค่าสูงสุดโดยใช้ตัวเปลี่ยนแทปแบบไม่มีโหลดหรือออนโหลด ซึ่งให้โรงงานปรับลักษณะวงจรอาร์คในการทดสอบเริ่มต้นและปรับใหม่เมื่อส่วนผสมเศษเหล็กหรือส่วนผสมผลิตภัณฑ์เปลี่ยน

ผลที่ตามมาในการออกแบบ: กระแสลัดวงจรแรงดันต่ำของหม้อแปลง EAF ไม่ใช่ความผิดพร่องที่ต้องลดให้ต่ำสุดแต่เป็นสภาวะการออกแบบพิกัด และกระแสลัดวงจรที่อิเล็กโทรดเป็นค่าเนมเพลทที่ต้องระบุ การระบุตัวเลขเป็นหน้าที่ของผู้ซื้อ ไม่ใช่ผู้ผลิต โรงงานที่ระบุว่า "ลัดวงจรที่อิเล็กโทรดต้องไม่เกิน X kA ที่แทปต่ำสุด" จะได้เครื่องที่ตรงกับอิเล็กโทรดและระบบควบคุมของมัน คู่มือการคำนวณกระแสลัดวงจรของเราแสดงวิธีที่งบประมาณรีแอกแตนซ์รวมอิมพีแดนซ์หม้อแปลง รีแอกเตอร์อนุกรม บัสบาร์ และเคเบิล

ขั้นตอนที่ 6 — หม้อแปลงเตาหลอมใช้กลุ่มเวกเตอร์ใด และทำไมทุติยภูมิจึงเป็นเดลตา?

การเชื่อมต่อหม้อแปลงเตาหลอมถูกเลือกด้วยสามเหตุผล: เพื่อลดกระแสที่แต่ละขดลวดต้องรับ เพื่อปิดกั้นฮาร์มอนิกลำดับสามจากการไหลเวียน และเพื่อให้วงจรอาร์คไม่มีจุดนิวทรัล คำตอบทั่วไป:

• ทุติยภูมิเชื่อมต่อแบบเดลตา ในเดลตา กระแสขดลวดเป็น 1/√3 ของกระแสสาย ดังนั้นกระแสสาย 60 kA กลายเป็นประมาณ 35 kA ต่อขดลวด — การลดลงอย่างมากในทองแดง การสูญเสีย และแรงยึด เดลตายังให้เส้นทางปิดสำหรับกระแสฮาร์มอนิกลำดับสาม (ที่ 3, 9, 15) เพื่อไม่ให้ออกจากหม้อแปลง และหมายความว่าไม่มีขั้วนิวทรัล — จุดสตาร์ของวงจรคืออ่างหลอมเหลวเอง
• ปฐมภูมิเชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งจ่ายขาเข้าและมีแทปที่ปลายนิวทรัล