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热连轧主整流变压器利旧改造

热连轧主整流变压器利旧改造

点击数:7424 次   录入时间:03-04 11:51:34   整理:http://www.55dianzi.com   经验交流

    太钢1549mm热连轧机是1990年从日本引进的二手设备,其中主轧机R1、R2T、R2B、F1~F6共有9台主整流变压器,容量最大的为7900kVA,原使用在60Hz、11kV电网上。有些人认为,将60Hz改为50Hz电网上会引起铁芯过热,因此对能否利旧存在着不同的意见。
  这种特殊结构变压器目前每台为66万~100万元,如购买新的,不但多花钱,而且也失去了购买二手设备的意义。为了合理利用二手设备,对这些变压器进行了理论分析和计算,并对实物进行了抽芯检查。在此基础上,提出了利旧方案和接线图,并委托太钢冶金电机厂按设计方案改接线,最后实现了9台主整流变压器的利旧方案。

1 计算分析与改造
1.1 F1~F5主整流变压器
  每台变压器容量风冷时为7900kVA,一次电压13750V,电流332A,三角形接法,二次绕组为两组双反曲折星形接法,相电压1420V,电流678A,阻抗电压5.32%。
  (1)电压校验
  因频率下降,将引起变压器铁芯磁密增加,为保持铁芯磁密不变,变压器所允许的最高电压应降低,其值为
  根据E=4.44fNΦ 可得

式中 E为电势;f为频率,50Hz或60Hz;N为变压器绕组匝数;V1为变压器一次电压。
  按此条件变压器是可直接使用在10kV、50Hz电网上。
  (2)改造方案
  变压器一次绕组照原样使用,将二次绕组4个星形点打开,接成4个曲折三角形,两个三角形为一组,共分二组,两组曲折三角形之间相位差30°,如图1所示。当采用三相桥式整流时,可实现12相整流。为保证二次交流线电压为1150V,需增加一台750kVA左右的自耦调压器,其输入电压为10kV,50Hz,其输出电压为11136V,供给改端接线后的整流变压器一次绕组,则改造后整流变压器二次绕组线电压为


  (3)整流变压器一次、二次电流的校验
  一次电流:

 二次电流:

式中 4050为整流后提供给直流电动机的额定电流值;为整流变压器的变比;0.789为变压器一次交直流系数;0.816为变压器二次交直流系数。
  按此条件绕组发热也在允许范围内。如将相应的自耦调压器移相10°,则精轧区可实现36相整流。
1.2 R1主整流变压器
  变压器容量为4140kVA,一次电压为14100V,电流为195A,三角形接法;二次电压为920V,电流630A,两组双反曲折星形接法。其改造方案同F1~F5,只是整流变压器的二次电压应保证750V,并以此推算自耦调压器的输出电压。
1.3 R2T、R2B主整流变压器
  每台变压器容量为5500kVA,一台为△/△,一台为Y/△,一次电压为11000V,电流为289A,并有12000V电压档;二次电压为770V,电流为4120A。这两台变压器外壳为密封式,不易打开,一、二次绕组原封不动继续原样使用,二次绕组采用串联一个低压绕组的方法提高电压,以补偿频率变更后引起的二次电压降低。
  (1)变压器铁芯校验
  根据 E=4.44fNΦ
  频率变更后的一次电压比:

  频率变更后的频率比:

  故变压器铁芯磁通不变,允许直接使用在10kV、50Hz电网上。
  (2)使用50Hz电源后二次电压

  (3)电压差
  750-642=108(V)
式中 750为改造后的变压器二次绕组应满足的电压。
  (4)解决办法
  可采用一台小型变压器,一次电压为10kV,二次电压为108V,与原变压器二次绕组串联,如图2所示。

  改造方案:一次绕组不动,二次绕组把星形点打开,改为双三角形接法,其一、二次电压与F1~F5方案中相同。
1.4 F6主整流变压器
  变压器一次绕组三角形接法,电压13750V,电流287A;二次绕组双反星形接法,电压1420V,电流1140A。
  除上述改造外,对整流变压器进行常规检测、保养后安装使用。

2 运行结果
  这9台改造后的主整流变压器于1994年8月8日开始带负荷运行至今,未发生过任何故障,累计轧钢200多万t,今年可超过设计产量135万t。9台变压器已经受了较长时间的各种大的冲击负荷的考验,证明运行安全可靠,各种技术参数完全能满足1200V高电压和4500kW大功率变流装置的需要,并成功地实现了单机12相整流,三机架36相整流。从经济价值看,这9台变压器如购买新的,按当时报价计算,并扣除利旧改造费用,净节约资金600万元。经有关专家对此变压器抽芯检查后认为:变压器绝缘状况良好,绕组结构和制造工艺之好是目前国产变压器赶不上的。

3 对利旧改造的几点意见
  从这9台主整流变压器的利旧过程来看,对二手设备的利旧改造,应考虑以下几点:
  (1)在满足生产工艺要求和保证设备可靠运行的条件下,尽量利用二手设备,这样可达到较好的经济效益。
  (2)对于较贵、较重要的二手设备,最好是指定有较高理论水平和丰富实际经验的专业人员,专门负责进行分析研究,拿出利旧方案,再由专家会议讨论决定。
  (3)把利旧的二手设备所花修理费用同购买新设备费用相比较,判断利旧是否有经济价值。
  (4)对利旧二手设备的评估,应从经济、技术、可靠性、先进性等诸方面综合考虑,要看综合效果,不可单打一,只追求某一项指标。

 

 

 


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