浅谈电炉变压器设计
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第３ ２卷第 １ ５期
Ｖ０ １ ． ３ ２ Ｎｏ ． １ ５
企 业 技 术 开 发
ＴＥＣＨＮＯＬ ０ＧＩ ＣＡＬ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＴＥＲＰＲＩ ＳＥ
２ ０ １ ３年 ５月
Ｍａ ｖ． ２０１ ３
浅谈 电炉 变压器 设 计
邵 月 。 吕 丽
（ 锦州锦开电器集团， 辽宁 锦州 １ ２ １ ０ ０ ０ ）
１ 电炉变压器技术特点
近几年来 ， 我厂生产 的电炉变压器中 ， 矿热炉变压器 居多。 矿 热 炉是 一种 耗 电量很 大 的 电炉 ， 属 于 电 阻 电弧炉 。 其 电弧很小 ， 以炉料 电阻发热为主 ， 且 电炉电阻变化不大， 工作 电流平稳 。 根据矿热炉 的特点 ， 矿热炉变压器 的一次 侧不需要接电抗器 ， 而且变压器的阻抗电压 比较低 ， 要长 期承受１ １ ０ ％的额定 电流连续运行 ， 及调压级数较多 ， 输出 的级差很小 ， 前几级为恒容输出， 后几级为恒流输 出。 小容 量 的变压器 均做成 三相 的 ， ２ ０ ０ ０ ０ ｋ Ｖ Ａ以上 的多为３ 只单 相 矿 热炉 变 压器 组成 三 相 组 。 这 是 由于三 相 矿 热炉 变 压器 的大 电流短网在长度上各相有很大差异 ， 使三相阻抗严重
损耗 ， 增加 电炉运行的功率因数 ， 改善电炉 电气特性 。 虽然
级差相等 ， 从而 串变低压电压级差相等， 实现了等差调压 。 这种变压器主要 由主变和 串变组成 。 主变通常从里到 外为： 铁心一调压一高压—低压 ， 串变为： 铁心一高压—低 压。 主、 串变的低压绕组通常做成一个整体 ， 采用８ 字形绕 组。采用８ 字形绕组的好处就是可以免去串变低压绕组和 主变低压绕组繁琐的焊接工序 ， 使它们 的距离缩小。 每个８ 字形双饼为一个单元 ， 每相就是 由这样 的若干个双饼单元 并联而成 。 每个单元 匝数为２～１ ０ 匝左右 ， 每饼８ 字形绕组 主、 串变的匝数一般情况是相 同的， 但 当调压范 围较小时 ， 串变低压最高电压也较小 ， 如果采用相同的匝数 ， 会使 串 变铁心直径太小 ， 机械强度较差 。 在这样 的情况下 ， 应使 串 变低压绕组匝数少 于主变 ， 增大 串变铁心直径 ， 提高其机 械强度。 另外 ， 为 了减小体积 ， 主串变线饼外径 间距越小越
的限制 ， 可由６ ３ ～ ２ ２ ０ ｋ Ｖ 直接降至 电炉所需的电压（ 十几伏 Baidu Nhomakorabea至几百伏 ） ， 省去了中间变 电站。 对于大容量 、 调压范 围大 其总造价高于三相２ ０ ％～ ３ ０ ％， 但 当需要设置备用变压器 但其结构复杂 ， 制造费时 ， 维修不便 。 另 时 ，备用一台单相变压器 比备用一 台三相变压器要经济。 的产品较为经济。 这种变压器的体积大 ， 用料多 ， 成本高。 遇到这样 的情 因为单相变压器 的体积和重量较三相变压器小 ， 有利于运 外 ，
就 电炉变压器属于特种变压器 ， 特种变压器是在电力变 形式实现二次调压 ；当客户要求二次 电压级差相等时 ， 压器 的基础上发展起来 的， 具有特殊 用途 的变压器 。 它 的 采用 自耦变压器调压和主变压器加串联变压器 的结构形 并且这两种都是双器身结构 。 种类有很多 ， 主要包括电弧炉、 矿热炉 、 电石 炉变压器等 。 式实现二次调压 ， 在电力 、 冶金、 矿山、 石油 、 化工等都有广泛的应用 。 在市场 １ ． ２ 串联 变 压器 以串联变压器为例 ， 就是让主、 串变低压绕组 串连在 竞 争 极 其 激 烈 的情 况 下 ， 我 厂 生 产 的 电 炉 变 压 器 如 起。 它通过分接开关 ， 利用主变的调压线 圈单独给串变 通过改变主变的调压绕组的分接来改变 串变 机械工业变压器产品质量检测 中心检验 ， 具备 国内同类产 提供高压电 ， 从而改变主 、 串变低压绕组的合成电压 （ 当开关正接 品先进水平 ， 在市场 中占有一席之地 ， 受到新 老客户 的信 电压 ，
不平衡 ，造成功率转移和各相的电流和功率不均衡现象。 通 常为 ８ ０ ～ １ ３ ０ ｍ ｍ。 但是采用３ 只单相 电炉变压器可 以围绕 电炉对称分 布 ， 可 好 ， 串联变 压器 调 压范 围广 ， 一 次 电 压不 受 开关 绝 缘水 平 以缩短短 网的长度 ， 使三相 阻抗趋于平衡 ， 从而减少 电能
Ｈ Ｔ Ｓ Ｓ Ｐ Ｚ 一 ２ ２ ０ ０ ０ ／ １ １ ０ 、 Ｈ Ｋ Ｄ Ｓ Ｐ Ｚ 一 １ ０ ０ ０ ０ ／ ３ ５ 电炉 变 压 器 通 过
一
赖 。下面笔者将对我厂生产的 电炉变压器做一 简单 的介 时为两电压值之和 ， 当反接时为两电压值之差 ） 。 由于主变 调压绕组的匝数相 同， 所 以电压级差相 等 ， 使得 串变高压 绍
摘 要： 随 着市场 的发展 ， 近 几年 来 ， 电炉 变压 器 的需 求量不 断增 大。 文 章结合 锦 州锦 开 电器 集 团电 炉变压 器 生产 经验 ， 对 电炉
变压器设 计进 行 分析 。 关 键词 ： 电 炉变压 器 ； 串联 变压 器 ； 调压 ； ８ 字形 绕组 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｍ ４ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章编号： １ ０ ０ ６ — ８ ９ ３ ７ （ ２ ０ １ ３ ） １ ５ — ０ １ ０ ７ — ０ ２
输 和安 装 。 １ ． １ 调 压 方式
况应与客户交流 ， 看看客户 的具体情况 ， 有时不一定必须 用等差调压 。用单器身结构变压器也能满足客户需要 。 这
也为我厂挪出利润空间。 电炉变压器的特点就是二次 电压低、 电流大 、 匝数少 ， 不仅为客户节约资金 ， － ３ 低 压 引线 所以无法在二次设置调压分接头来进行恒磁通调压 （ 电力 １ 在 电炉变压器 中低压引线电流较大 ， 故一般采用裸铜 变压 器 就 是采 用 恒磁 通 调压 ） 。为 了调节 电炉 变 压器 的二
Ｖ０ １ ． ３ ２ Ｎｏ ． １ ５
企 业 技 术 开 发
ＴＥＣＨＮＯＬ ０ＧＩ ＣＡＬ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＴＥＲＰＲＩ ＳＥ
２ ０ １ ３年 ５月
Ｍａ ｖ． ２０１ ３
浅谈 电炉 变压器 设 计
邵 月 。 吕 丽
（ 锦州锦开电器集团， 辽宁 锦州 １ ２ １ ０ ０ ０ ）
１ 电炉变压器技术特点
近几年来 ， 我厂生产 的电炉变压器中 ， 矿热炉变压器 居多。 矿 热 炉是 一种 耗 电量很 大 的 电炉 ， 属 于 电 阻 电弧炉 。 其 电弧很小 ， 以炉料 电阻发热为主 ， 且 电炉电阻变化不大， 工作 电流平稳 。 根据矿热炉 的特点 ， 矿热炉变压器 的一次 侧不需要接电抗器 ， 而且变压器的阻抗电压 比较低 ， 要长 期承受１ １ ０ ％的额定 电流连续运行 ， 及调压级数较多 ， 输出 的级差很小 ， 前几级为恒容输出， 后几级为恒流输 出。 小容 量 的变压器 均做成 三相 的 ， ２ ０ ０ ０ ０ ｋ Ｖ Ａ以上 的多为３ 只单 相 矿 热炉 变 压器 组成 三 相 组 。 这 是 由于三 相 矿 热炉 变 压器 的大 电流短网在长度上各相有很大差异 ， 使三相阻抗严重
损耗 ， 增加 电炉运行的功率因数 ， 改善电炉 电气特性 。 虽然
级差相等 ， 从而 串变低压电压级差相等， 实现了等差调压 。 这种变压器主要 由主变和 串变组成 。 主变通常从里到 外为： 铁心一调压一高压—低压 ， 串变为： 铁心一高压—低 压。 主、 串变的低压绕组通常做成一个整体 ， 采用８ 字形绕 组。采用８ 字形绕组的好处就是可以免去串变低压绕组和 主变低压绕组繁琐的焊接工序 ， 使它们 的距离缩小。 每个８ 字形双饼为一个单元 ， 每相就是 由这样 的若干个双饼单元 并联而成 。 每个单元 匝数为２～１ ０ 匝左右 ， 每饼８ 字形绕组 主、 串变的匝数一般情况是相 同的， 但 当调压范 围较小时 ， 串变低压最高电压也较小 ， 如果采用相同的匝数 ， 会使 串 变铁心直径太小 ， 机械强度较差 。 在这样 的情况下 ， 应使 串 变低压绕组匝数少 于主变 ， 增大 串变铁心直径 ， 提高其机 械强度。 另外 ， 为 了减小体积 ， 主串变线饼外径 间距越小越
的限制 ， 可由６ ３ ～ ２ ２ ０ ｋ Ｖ 直接降至 电炉所需的电压（ 十几伏 Baidu Nhomakorabea至几百伏 ） ， 省去了中间变 电站。 对于大容量 、 调压范 围大 其总造价高于三相２ ０ ％～ ３ ０ ％， 但 当需要设置备用变压器 但其结构复杂 ， 制造费时 ， 维修不便 。 另 时 ，备用一台单相变压器 比备用一 台三相变压器要经济。 的产品较为经济。 这种变压器的体积大 ， 用料多 ， 成本高。 遇到这样 的情 因为单相变压器 的体积和重量较三相变压器小 ， 有利于运 外 ，
就 电炉变压器属于特种变压器 ， 特种变压器是在电力变 形式实现二次调压 ；当客户要求二次 电压级差相等时 ， 压器 的基础上发展起来 的， 具有特殊 用途 的变压器 。 它 的 采用 自耦变压器调压和主变压器加串联变压器 的结构形 并且这两种都是双器身结构 。 种类有很多 ， 主要包括电弧炉、 矿热炉 、 电石 炉变压器等 。 式实现二次调压 ， 在电力 、 冶金、 矿山、 石油 、 化工等都有广泛的应用 。 在市场 １ ． ２ 串联 变 压器 以串联变压器为例 ， 就是让主、 串变低压绕组 串连在 竞 争 极 其 激 烈 的情 况 下 ， 我 厂 生 产 的 电 炉 变 压 器 如 起。 它通过分接开关 ， 利用主变的调压线 圈单独给串变 通过改变主变的调压绕组的分接来改变 串变 机械工业变压器产品质量检测 中心检验 ， 具备 国内同类产 提供高压电 ， 从而改变主 、 串变低压绕组的合成电压 （ 当开关正接 品先进水平 ， 在市场 中占有一席之地 ， 受到新 老客户 的信 电压 ，
不平衡 ，造成功率转移和各相的电流和功率不均衡现象。 通 常为 ８ ０ ～ １ ３ ０ ｍ ｍ。 但是采用３ 只单相 电炉变压器可 以围绕 电炉对称分 布 ， 可 好 ， 串联变 压器 调 压范 围广 ， 一 次 电 压不 受 开关 绝 缘水 平 以缩短短 网的长度 ， 使三相 阻抗趋于平衡 ， 从而减少 电能
Ｈ Ｔ Ｓ Ｓ Ｐ Ｚ 一 ２ ２ ０ ０ ０ ／ １ １ ０ 、 Ｈ Ｋ Ｄ Ｓ Ｐ Ｚ 一 １ ０ ０ ０ ０ ／ ３ ５ 电炉 变 压 器 通 过
一
赖 。下面笔者将对我厂生产的 电炉变压器做一 简单 的介 时为两电压值之和 ， 当反接时为两电压值之差 ） 。 由于主变 调压绕组的匝数相 同， 所 以电压级差相 等 ， 使得 串变高压 绍
摘 要： 随 着市场 的发展 ， 近 几年 来 ， 电炉 变压 器 的需 求量不 断增 大。 文 章结合 锦 州锦 开 电器 集 团电 炉变压 器 生产 经验 ， 对 电炉
变压器设 计进 行 分析 。 关 键词 ： 电 炉变压 器 ； 串联 变压 器 ； 调压 ； ８ 字形 绕组 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｍ ４ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章编号： １ ０ ０ ６ — ８ ９ ３ ７ （ ２ ０ １ ３ ） １ ５ — ０ １ ０ ７ — ０ ２
输 和安 装 。 １ ． １ 调 压 方式
况应与客户交流 ， 看看客户 的具体情况 ， 有时不一定必须 用等差调压 。用单器身结构变压器也能满足客户需要 。 这
也为我厂挪出利润空间。 电炉变压器的特点就是二次 电压低、 电流大 、 匝数少 ， 不仅为客户节约资金 ， － ３ 低 压 引线 所以无法在二次设置调压分接头来进行恒磁通调压 （ 电力 １ 在 电炉变压器 中低压引线电流较大 ， 故一般采用裸铜 变压 器 就 是采 用 恒磁 通 调压 ） 。为 了调节 电炉 变 压器 的二