भट्ठी ट्रांसफार्मर का एक सिंहावलोकन

I. भट्टी ट्रांसफार्मर क्या है?

 

A भट्ठी ट्रांसफार्मरएक विद्युत उपकरण है जो भट्टी आधारित प्रणालियों की परिचालन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए प्रत्यावर्ती धारा (एसी) वोल्टेज को ऊपर या नीचे करके नियंत्रित करता है। औद्योगिक धातु गलाने के अनुप्रयोगों में (उदाहरण के लिए, स्टील, विशेष स्टील, सफेद कोरंडम, इलेक्ट्रोलाइटिक एल्युमीनियम के लिए), यह एक विशेष पावर ट्रांसफार्मर के रूप में कार्य करता है जो इलेक्ट्रिक आर्क से बड़े - वर्तमान भार और बार-बार यांत्रिक और थर्मल तनाव को सहन करने में सक्षम होता है, जिसमें आमतौर पर प्राथमिक वोल्टेज 72.5 केवी से अधिक नहीं होता है, बड़ी क्षमता होती है, और इलेक्ट्रोड के रूप में कार्बन छड़ का उपयोग होता है। घरेलू और एचवीएसी संदर्भों में, यह भट्ठी के घटकों (जैसे थर्मोस्टैट्स और इग्निशन सिस्टम) के लिए उच्च - वोल्टेज बिजली को कम, सुरक्षित वोल्टेज में परिवर्तित करता है, जिससे ऊर्जा हस्तांतरण के लिए विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के माध्यम से कुशल संचालन सक्षम होता है, इसकी स्थापना का स्थान विशिष्ट सिस्टम डिजाइन के आधार पर भट्ठी के अंदर से लेकर बाहरी एसी इकाइयों तक होता है।

 

 

 

भट्ठी ट्रांसफार्मर एक औद्योगिक भट्टी के "हृदय" के रूप में कार्य करता है। इसका प्राथमिक कार्य ग्रिड के उच्च वोल्टेज और कम करंट को भट्टी के लिए आवश्यक कम वोल्टेज और उच्च करंट में परिवर्तित करना है, जिससे पिघलने, हीटिंग और शोधन जैसी प्रक्रियाओं के लिए सटीक और मजबूत शक्ति प्रदान की जा सके। विशिष्ट भट्ठी के प्रकार, संचालन सिद्धांत और प्रक्रिया आवश्यकताओं के आधार पर, भट्ठी ट्रांसफार्मर उनके डिजाइन और प्रौद्योगिकी में काफी भिन्न होते हैं। धातुकर्म, रसायन और सामग्री उद्योगों में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले कुछ प्रकार निम्नलिखित हैं।

सारांश,विभिन्न प्रकार के फर्नेस ट्रांसफार्मर उनकी विशिष्ट औद्योगिक प्रक्रियाओं के उत्पाद हैं। वे अपने डिज़ाइन मापदंडों (वोल्टेज, करंट, प्रतिबाधा), वोल्टेज विनियमन विधियों, अधिभार क्षमता और परिचालन व्यवस्थाओं में विशिष्ट हैं। उत्पादन सुरक्षा सुनिश्चित करने, उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार करने और ऊर्जा खपत को कम करने के लिए उपयुक्त भट्टी ट्रांसफार्मर को सही ढंग से समझना और चुनना महत्वपूर्ण है।

 

 

भट्ठी ट्रांसफार्मर के कम माध्यमिक वोल्टेज, बड़े वर्तमान और विस्तृत वोल्टेज विनियमन रेंज (अधिकतम मूल्य से अधिकतम मूल्य के 25% ~ 50% तक समायोजन की आवश्यकता) के कारण, उनके वोल्टेज विनियमन तरीके बिजली ट्रांसफार्मर से काफी अलग हैं। मुख्य विधियाँ इस प्रकार हैं:

1. परिवर्तनीय फ्लक्स वोल्टेज विनियमन

इसका सिद्धांत प्राथमिक वाइंडिंग पर वोल्टेज विनियमन नल या अलग वोल्टेज विनियमन वाइंडिंग सेट करना है। जब प्राथमिक वोल्टेज स्थिर होता है, तो सर्किट से जुड़ी प्राथमिक वाइंडिंग के घुमावों की संख्या में परिवर्तन करके प्रति मोड़ वोल्टेज को बदल दिया जाता है, जिससे द्वितीयक वाइंडिंग का वोल्टेज बदल जाता है। वोल्टेज विनियमन के दौरान कोर फ्लक्स बदलता है।

• विशेषताएँ: सरल संरचना, और वाइंडिंग को संकेन्द्रित रूप से या क्रमबद्ध तरीके से व्यवस्थित किया जा सकता है। जब प्राथमिक वाइंडिंग नल के घुमावों की संख्या बराबर होती है, तो द्वितीयक वोल्टेज चरण अंतर असमान होता है; यदि समान चरण अंतर की आवश्यकता है, तो एक स्टैक्ड वाइंडिंग का उपयोग किया जाना चाहिए। जब द्वितीयक वोल्टेज अपने अधिकतम पर होता है, तो प्राथमिक वाइंडिंग का निष्क्रिय भाग वोल्टेज दोलन के लिए प्रवण होता है, जो इन्सुलेशन के लिए प्रतिकूल है। जब द्वितीयक वोल्टेज अपने न्यूनतम स्तर पर होता है, तो कोर चुंबकीय घनत्व कम होता है, जो व्यापक वोल्टेज विनियमन रेंज वाले उत्पादों के लिए अलाभकारी है। D-Y परिवर्तन का उपयोग करके स्थिति में सुधार किया जा सकता है।
• आवेदन का दायरा: छोटे और मध्यम आकार के फर्नेस ट्रांसफार्मर जिनका प्राथमिक वोल्टेज 35kV या उससे कम है और वोल्टेज विनियमन रेंज 20% से कम है।

 

2. श्रृंखला ट्रांसफार्मर वोल्टेज विनियमन

मुख्य ट्रांसफार्मर के टैंक में एक श्रृंखला ट्रांसफार्मर जोड़ा जाता है। मुख्य ट्रांसफार्मर और श्रृंखला ट्रांसफार्मर की कम वोल्टेज वाइंडिंग श्रृंखला में जुड़ी हुई हैं। श्रृंखला ट्रांसफार्मर की उच्च वोल्टेज वाइंडिंग के वोल्टेज को मुख्य ट्रांसफार्मर की अलग वोल्टेज विनियमन वाइंडिंग के माध्यम से बदला जाता है, जिससे मुख्य ट्रांसफार्मर और श्रृंखला ट्रांसफार्मर की निम्न वोल्टेज वाइंडिंग के समग्र वोल्टेज को बदल दिया जाता है।

• लाभ: वाइड वोल्टेज विनियमन रेंज, और द्वितीयक वोल्टेज चरण अंतर बराबर होता है जब टैप घुमावों की संख्या बराबर होती है। प्राथमिक वोल्टेज नल परिवर्तक के इन्सुलेशन स्तर तक सीमित नहीं है और इसे सीधे 63~220kV से नीचे ले जाया जा सकता है, जिससे मध्यवर्ती सबस्टेशन की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। वोल्टेज विनियमन वाइंडिंग की क्षमता भट्ठी ट्रांसफार्मर की आउटपुट क्षमता से बहुत छोटी है, जिससे उच्च सुरक्षा कारक के साथ एक टैप परिवर्तक का चयन करना आसान हो जाता है। पावर फैक्टर में सुधार के लिए वोल्टेज विनियमन वाइंडिंग को क्षतिपूर्ति संधारित्र से जोड़ा जा सकता है। मुख्य ट्रांसफार्मर निरंतर प्रवाह पर काम करता है, जिससे बड़ी क्षमता और व्यापक वोल्टेज विनियमन रेंज वाले उत्पादों का डिज़ाइन अधिक किफायती हो जाता है।
• नुकसान: जटिल संरचना, निर्माण में लगने वाला समय, रखरखाव में असुविधा। जब नकारात्मक नल पर, लोड हानि बड़ी होती है, और न्यूनतम माध्यमिक वोल्टेज पर लोड हानि अधिकतम माध्यमिक वोल्टेज से थोड़ी भिन्न होती है, और प्रतिबाधा वोल्टेज वृद्धि बड़ी होती है।
• आवेदन का दायरा: 10000kVA या अधिक की क्षमता वाले फर्नेस ट्रांसफार्मर, या उच्च प्राथमिक वोल्टेज (63kV या अधिक) वाले फर्नेस ट्रांसफार्मर।

 

3. ऑटोट्रांसफॉर्मर वोल्टेज विनियमन

इसमें एक ऑटोट्रांसफॉर्मर और एक निश्चित परिवर्तन अनुपात वाला फर्नेस ट्रांसफार्मर होता है, जिसे 35kV के अधिकतम इन्सुलेशन स्तर के साथ एक ही टैंक में या अलग से स्थापित किया जा सकता है।

• विशेषताएँ: ऑटोट्रांसफॉर्मर का सामान्य तटस्थ बिंदु विश्वसनीय रूप से ग्राउंडेड होना चाहिए (जब प्राथमिक और माध्यमिक पक्षों के वोल्टेज स्तर भिन्न होते हैं); वोल्टेज का स्तर समान होने पर इसे अनग्राउंड किया जा सकता है। जब नल घुमावों की संख्या बराबर होती है, तो भट्टी ट्रांसफार्मर का निम्न वोल्टेज चरण अंतर बराबर होता है। वोल्टेज विनियमन प्रक्रिया के दौरान प्रतिबाधा परिवर्तन छोटा है। एकल चरण उत्पादों के लिए, असमान क्रॉस खंड वाले तीन अंग कोर का उपयोग किया जा सकता है, जिसमें एक अंग ऑटोट्रांसफॉर्मर वोल्टेज विनियमन वाइंडिंग के लिए, एक अंग भट्ठी ट्रांसफार्मर घुमावदार के लिए, और एक अंग सामान्य योक के रूप में होता है, जिसके परिणामस्वरूप अधिक किफायती डिजाइन प्राप्त होता है। बड़ी क्षमता वाले उत्पादों को एक अलग संरचना अपनानी चाहिए, और ऑटोट्रांसफॉर्मर और फर्नेस ट्रांसफार्मर के बीच कनेक्टिंग बस को छोटा किया जाना चाहिए और शॉर्ट सर्किट के मामले में अत्यधिक बड़े शॉर्ट सर्किट करंट के कारण ऑटोट्रांसफॉर्मर को होने वाले नुकसान को रोकने के लिए संलग्न किया जाना चाहिए।

 

 

 

 

फर्नेस ट्रांसफॉर्मर में उच्च {{0} वोल्टेज, वोल्टेज {{1} विनियमन, और कम {2} वोल्टेज वाइंडिंग होते हैं, उनकी व्यवस्था इन प्रमुख सिद्धांतों का पालन करती है:

 

 

 

 

उच्च तापमान, बड़े करंट और लगातार वोल्टेज विनियमन जैसी विद्युत भट्टियों की कामकाजी परिस्थितियों के अनुकूल होने की आवश्यकता के कारण, भट्ठी ट्रांसफार्मर ने सामान्य बिजली ट्रांसफार्मर से मुख्य घटक संरचनाओं में अंतर को लक्षित किया है। निम्नलिखित प्रमुख विशिष्ट घटक का विस्तृत विवरण है।

1. संयुग्मित कोर

• संरचनात्मक विशेषता: रिएक्टर कोर औरट्रांसफार्मर कोरएक एकीकृत "संयुग्मित" डिज़ाइन बनाते हुए, एक सामान्य योक साझा करें।
• अंतर बिंदु: साधारण बिजली ट्रांसफार्मर के ट्रांसफार्मर कोर और रिएक्टर कोर ज्यादातर एक सामान्य योक के बिना स्वतंत्र अलग संरचनाएं हैं।
• डिजाइन उद्देश्य: साझा योक के माध्यम से समग्र मात्रा को संपीड़ित करें, रिसाव चुंबकीय हानि को कम करें, और विद्युत भट्टी भार की गतिशील विनियमन आवश्यकताओं के अनुकूल कोर चुंबकीय सर्किट की युग्मन दक्षता में सुधार करें।

 

2. कंपित वाइंडिंग्स

भट्ठी ट्रांसफार्मर की वाइंडिंग एक विशेष कंपित डिजाइन को अपनाती है, जो पारंपरिक वाइंडिंग विधि से अलग हैबिजली ट्रांसफार्मर. इन्हें मुख्यतः दो प्रकारों में विभाजित किया गया है:

• सीधी {{0}वाइंडिंग कंपित वाइंडिंग: पावर ट्रांसफार्मर के समान अनुक्रमिक वाइंडिंग तर्क का पालन न करते हुए, सीधी वाइंडिंग के दौरान कंडक्टरों को विशिष्ट पिचों पर वैकल्पिक रूप से व्यवस्थित किया जाता है।
• असेंबल की गई कंपित वाइंडिंग: वाइंडिंग को खंडों में पूर्वनिर्मित किया जाता है और फिर सेटों में इकट्ठा किया जाता है, जिसमें वाइंडिंग के प्रत्येक खंड की दिशा और स्थिति को वैकल्पिक रूप से वितरित किया जाता है।
• मुख्य लाभ: वाइंडिंग के शॉर्ट सर्किट प्रतिरोध को बढ़ाएं, वाइंडिंग के अंदर विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के वितरण में सुधार करें, स्थानीय नुकसान को कम करें, और विद्युत भट्टी स्टार्टअप के दौरान इनरश वर्तमान स्थिति के अनुकूल बनें।

 

3. संकेन्द्रित वाइंडिंग्स (वोल्टेज विनियमन और कम वोल्टेज वाइंडिंग के लिए विशेष डिजाइन)

भट्ठी ट्रांसफार्मर की संकेंद्रित वाइंडिंग में वोल्टेज विनियमन वाइंडिंग और कम-वोल्टेज वाइंडिंग के संरचनात्मक रूपों में पावर ट्रांसफार्मर से महत्वपूर्ण अंतर होता है:

वोल्टेज रेगुलेटिंग वाइंडिंग्स

• घुमावदार प्रकार: चार विशेष डिज़ाइन शामिल करें: निरंतर प्रकार, इंटरलीव्ड प्रकार, सर्पिल प्रकार और बेलनाकार प्रकार, अधिक लक्षित अनुप्रयोग परिदृश्यों के साथ।
• अंतर बिंदु: बिजली ट्रांसफार्मर की वोल्टेज विनियमन वाइंडिंग्स मुख्य रूप से निरंतर प्रकार और लोड वोल्टेज विनियमन समर्पित संरचनाओं पर होती हैं। भट्टी ट्रांसफार्मर की इंटरलीव्ड और सर्पिल वोल्टेज विनियमन वाइंडिंग आवेग वोल्टेज को झेलने पर अधिक ध्यान केंद्रित करती है, जबकि बेलनाकार प्रकार वोल्टेज विनियमन के दौरान चुंबकीय क्षेत्र स्थिरता को अनुकूलित करता है।
• अनुकूलन की आवश्यकता: विद्युत भट्टी गलाने के दौरान विस्तृत {{0}रेंज और लगातार वोल्टेज विनियमन की जरूरतों को पूरा करें, और वाइंडिंग की इन्सुलेशन विश्वसनीयता में सुधार करें।

कम -वोल्टेज वाइंडिंग्स

(1) विशेष संरचनात्मक प्रकार:

• डबल {{0}डिस्क कम {{1}वोल्टेज वाइंडिंग: पावर ट्रांसफार्मर के पारंपरिक कम {{3}वोल्टेज वाइंडिंग की तुलना में बड़े ताप अपव्यय क्षेत्र के साथ, डबल {{2}डिस्क खंडों में घाव।
• "चित्र-8" आकार की कम-वोल्टेज वाइंडिंग: वाइंडिंग को "आकृति-8" आकार में वितरित किया जाता है, जो प्रभावी रूप से रिसाव चुंबकीय प्रवाह को कम करता है और बड़े वर्तमान संचरण के लिए अनुकूल होता है।
• प्लेट{{0}टाइप कम {{1}वोल्टेज वाइंडिंग: एक फ्लैट{2}प्लेट संरचनात्मक डिजाइन को अपनाएं, बड़े करंट के तहत त्वचा के प्रभाव को कम करें, और करंट ले जाने की क्षमता में सुधार करें।

(2) कोर अंतर: बिजली ट्रांसफार्मर की कम वोल्टेज वाइंडिंग मुख्य रूप से बेलनाकार और सर्पिल प्रकार की होती हैं। फर्नेस ट्रांसफार्मर की कम -वोल्टेज वाइंडिंग्स को कम नुकसान और उच्च गर्मी लंपटता प्रदर्शन पर अधिक ध्यान केंद्रित करते हुए, बड़े वर्तमान कामकाजी परिस्थितियों के अनुकूल बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

 

4. कम -वोल्टेज लीड तार

• संरचनात्मक विशेषता: कम {{0}वोल्टेज लीड तारों में बड़े क्रॉस-सेक्शन कंडक्टर का उपयोग किया जाता है, और लेआउट पथ को कम दूरी, कम {33} प्रतिबाधा डिज़ाइन के लिए अनुकूलित किया जाता है। कुछ परिदृश्यों में परिरक्षण संरचना का उपयोग किया जाता है।
• अंतर बिंदु: बिजली ट्रांसफार्मर के कम वोल्टेज वाले लीड तार इन्सुलेशन सुरक्षा और साफ तारों पर अधिक ध्यान केंद्रित करते हैं। फर्नेस ट्रांसफार्मर के कम वोल्टेज वाले लीड तारों को मुख्य रूप से बड़े कंडक्टर क्रॉस सेक्शन और कम प्रतिबाधा के साथ "बड़े करंट ट्रांसमिशन" के आसपास अनुकूलित किया जाता है ताकि लीड तार के नुकसान को कम किया जा सके।

 

5. कम -वोल्टेज आउटलेट टर्मिनल

(1) विशेष प्रकार:

• कॉपर प्लेट टर्मिनल: मोटे तांबे की प्लेट के एक टुकड़े से संसाधित, एक बड़े संपर्क क्षेत्र के साथ, मध्यम और बड़ी क्षमता के वर्तमान संचरण के लिए उपयुक्त।
• जलशीतलित तांबे के ट्यूब टर्मिनल: वाहक के रूप में खोखली तांबे की ट्यूबों का उपयोग करें, जो जलशीतलन प्रणाली के साथ संयुक्त हों, जो बड़ी धाराओं द्वारा उत्पन्न गर्मी को शीघ्रता से नष्ट कर सकती हैं।

(2) अंतर बिंदु: बिजली ट्रांसफार्मर के कम {{1}वोल्टेज आउटलेट टर्मिनल ज्यादातर पारंपरिक तांबे की छड़ें या बोल्ट प्रकार के टर्मिनल होते हैं, जिनमें पानी को ठंडा करने के लिए कोई समर्पित डिज़ाइन नहीं होता है। भट्ठी ट्रांसफार्मर की टर्मिनल संरचना को विशेष रूप से बड़े करंट और उच्च तापमान वाली कामकाजी परिस्थितियों का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो वर्तमान ट्रांसमिशन स्थिरता और सेवा जीवन को सुनिश्चित करता है।