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温度高达一千多度的电炉怎么选配变压器?

来源:anbo104.com    发布时间:2023-11-23 20:35:50 人气:1 次

  从题主提问方式看,题主讨论的应当是大功率的电炉,需要单配电炉电力变压器。我有点兴趣,来探讨一番。

  首先给题主一个建议:请参阅《工业炉设计手册》这本书,它的作者是王炳全。目前此书有第二版。以下我把这本书简称为手册。

  因为电炉电热元件的基本特性就是电阻,不管是铁铬铝电热丝也好,是钼丝也好,是硅碳棒也好,随着温度上升,它们的电阻阻值也会上升。因此,电炉在升温伊始时消耗功率最大,而进入稳态运行时所消耗的功率会低一些。

  我们从图1的表14-8中看到,炉温超过1000℃的电热元件有铬铝(第四行)、铁铬铝(第五行)和硅碳棒(第八行)。我们从图1的表14-7中看到这些电热材料的电阻率相对炉温的变化情况。

  图2是硅碳棒不一样的规格在不一样的温度下的电阻变动情况。我们正真看到,温度越高,硅碳棒的电阻越大。

  电炉有炉前和炉后设备,可能会出现压缩机,以及流水线驱动装置和开关门的装置,它们都会消耗功率。

  电炉控温装置一般都会采用晶闸管调功器。调功器晶闸管的触发方式分为移相式触发和过零触发,移相式触发原理图见下图:

  我们都知道交流电的频率是50赫兹,过零触发控温的基础原理是控制某确定时间内导通的周波数。例如我们让2秒钟内完整地通过80个周波,温度低就多几个周波,温度偏高就少几个周波。过零触发的特点是控温效果好,且配电网中谐波含量少,但存在分数次谐波。

  通过以上描述,我们正真看到电炉电力变压器的选配必须合理。一般地,电炉功率占电炉电力变压器功率的70%左右。

  注意:电力变压器一般用容量Sn来表述,例如1000kVA、1500kVA等等。但电炉电力变压器却是用功率来表述的,例如1000kW或者2000kW等等。

  可见,必须把所有设备都考虑到,并乘以需要系数以转换为长期工作制,得到对应的计算电流、计算有功功率、计算无功功率和计算容量。再结合同时系数求和后得到总计算电流、总有功功率和总无功功率,以及总容量,然后按以上帖子中的原则选配合适的电力变压器以及补偿电容容量。

  我在大国企工作时,设计过2台大功率电炉,其中一台是800kW,另一台是1200kW,前者配套的电炉变压器是1000kW,后者是1600kW。这些电炉的工作时候的温度都是800℃左右,用于钢化玻璃的生产流水线。另外,小功率的玻璃纤维坩埚电炉有几十台,它们的供电合并到车间供电中,由2台2500kVA变压器分段供电。这些坩埚电炉的工作时候的温度在1200℃左右。

  在ABB工作中,设计的电炉供配电系统就更多了,我依靠的就是《工业炉设计手册》这本书,可见这本书的重要性。

  只说发热到一千多度的电炉,是无法估计电炉的功率的,就是一千瓦的电炉,也可以是一千多度,一百千瓦也是一千多度的高温。具体配多大变压器,应该要依据电炉的功率选择变压器。一百千瓦的炉子就选择一百千伏安略以上的变压器,三百千瓦的电炉起码要配备一台三百二十至三十千伏安的变压器。