電弧爐變壓器是指用於各種金屬、礦石冶煉、熱處理、製取合金、電渣回爐等電弧爐的電源。電弧爐變壓器是電弧爐的主要電氣設備之一，其作用是將輸入的高達10～110kV（甚至更高）的高壓，降低到100～1200V後輸出，產生大電流供電弧爐使用。
基本介紹
- 中文名：電弧爐變壓器
- 外文名：arc furnace transformer
- 特點：變壓比大等
- 組成：鐵芯、線圈等
- 參數：額定容量、效率等
- 學科：電子工程
特點,結構,主要參數,運行維護,
特點
電弧爐變壓器負載是隨時間變化的，電流的波動很厲害，特別是在熔化期，電弧爐變壓器經常處於衝擊電流較大的尖峰負載。電弧爐變壓器與一般電力變壓器比較，具有如下特點：
(1)變壓比大，一次電壓很高而二次電壓又較低。
(2)二次電流大，高達幾千至百萬安培。
(3)二次電壓可以調節，以滿足冶煉工藝的需要。
(4)過載能力大，要求變壓器有20%的短時過載能力，不會因一般的溫升而影響變壓器壽命。
(6)變壓器工作時最高溫度小於95℃。
(7)電弧爐變壓器的一次（高壓）線圈規定既可接成Y形又可接成△形，而二次（低壓）線圈只能接成△形。
結構
電弧爐變壓器主要由鐵芯、線圈、油箱、絕緣套管和油枕等組成。電弧爐變壓器的鐵芯大多採用三相芯式結構，芯式結構消耗材料較少，製造工藝又較簡單。變壓器的鐵芯骨架由鐵柱、鐵軛和夾緊機構組成。導磁體是一個垂直的框架，它由三個鐵芯、下鐵軛和上鐵軛組成，線圈放在鐵芯上。鐵軛把鐵芯連線起來，並且和鐵芯一起形成一個三鐵芯磁路。鐵芯的作用是導磁，由矽鋼片疊集而成。矽鋼片磁導率高，較大的電阻率能減少渦流引起的能量損失。為了減少矽鋼片內的渦流損失，而在矽鋼片的兩面塗漆或者覆以紙質絕緣物。
為了使鐵芯與鐵軛牢固地連線，導磁體採用交叉地堆積矽鋼片，以保證有半數鐵晶片子進入兩個鐵軛內。同時，又能使一層的矽鋼片蓋住相鄰一層矽鋼片的縫隙。
在放置線圈前，上鐵軛先打開，即將上軛的矽鋼片從原位置上取下來，等裝好線圈之後，再把矽鋼片插放到原來的位置上。
鐵芯的矽鋼片藉助於夾件並且用螺桿機構夾緊，螺桿穿過整個鐵芯並與夾件絕緣。
變壓器的線圈分為高壓線圈（一次線圈）和低壓線圈（二次線圈）。根據線圈在鐵芯上的安裝位置，分為同心式和交疊式。電弧爐變壓器多數採用交疊式。交疊式線圈的特點是高壓線圈和低壓線圈的半徑大小一樣，平均直徑也一樣，它是沿著鐵芯高度方向，將高壓線圈和低壓線圈相互交替配置。交疊式線圈具有結構簡單、焊接方便、機械強度高、接線方便等優點；同心式線圈，由於低壓線圈內電流大，把它安裝在外面，而將高壓線圈裝在低壓線圈的裡面。
主要參數
電弧爐變壓器的主要參數如下：
(1)一次額定電壓。該電壓是供電網路加在變壓器一次線圈上的電壓，也即供電網路的標準電壓，主要有6kV、10kV、35kV和110kV。
(2)二次電壓。二次電壓也稱為低壓側電壓。其大小及其級數主要取決於煉鋼工藝的要求，其範圍一般在100～1200V之間。
(3)額定電流。不論變壓器為何種連線方式，其低壓側線圈中的額定電流是保持不變的；而高壓線圈中的電流隨著二次電流的改變而改變。
(4)額定容量。二次電壓最高時的容量定義為電弧爐變壓器的額定容量，其表達式如下：
(5)供電電源頻率。在我國，電源頻率f=50Hz，但在國外，電源頻率各國的規定是不同的。
(6)線圈的連線線路和連線組。線圈連線成Y-△形或△-△形時，連線組標號為Yd11（11表示初級和次級相位角相差11°）或Dd0（0表示初級和次級相位角相差0°）。
(7)效率。一般中小型變壓器η=95%～98%，大型變壓器η=99%。
運行維護
於電弧爐變壓器要加強日常維護工作，定期進行小修和大修。
1．監視
所謂監視就是監視電弧爐變壓器的負荷，定期進行外部檢查並觀察油的情況。值班操作人員依靠低壓側各相電流表來監視變壓器的負荷。每次換接電壓段之後，應記錄三相空載電壓值。每個熔煉周期的始末要記錄變壓器的上層油溫，以判斷變壓器工作是否正常、冷卻系統有無障礙等，防止事故發生。
2．變壓器小修
變壓器小修周期為1年兩次。小修內容如下：
(1)檢查線圈連同套管的絕緣電阻。
(2)清除低壓引出線套管及絕緣子上的污垢。
(3)從外部檢查整個變壓器及其附屬檔案，檢查所有接觸連線處，同時消除缺陷。
(4)檢查油標，從油枕內排放垢物。必要時往油箱內注油。
(5)如達到維修周期，則需修理切換開關。
(6)從變壓器油箱和切換開關油箱內取出油樣做檢查試驗(檢查項目同電力變壓器)。
(7)檢查和修理變壓器的冷卻裝置。
(8)進行預防性試驗(方法和標準同電力變壓器)。
(9)做好變壓器通電前的準備工作。拆除接地短路線，用兆歐表再次檢查線圈和迸線電纜的絕緣電阻。
3．變壓器大修
變壓器的定期大修，應在開始運行後1年迸行，以後則每隔5年進行1次。大修內容包括：
(1)拆卸變壓器送修理車間。打開大蓋，進行吊心檢查。
(2)檢查線圈固定情況及導磁體夾緊情況，檢查所有接觸連線處，用油沖洗線圈和磁導體，淨化變壓器油，裝配變壓器並試驗變壓器油箱密封情況。
大修的其他條件，如試驗、吊心環境等要求都同於電力變壓器。
