Per què es produeix la corrent d'arrencada de magnetització en els transformadors d'arc voltaica i els seus efectes?

La corrent d'excitació en els transformadors d'arc elèctric és un problema que preocupa a molts enginyers elèctrics. Per tant, per què es produeix la corrent d'excitació en els transformadors d'arc? Primer, anem a entendre què és la corrent d'excitació.

La corrent d'excitació fa referència a la corrent transitoria generada en l'enrotllament secundari d'un transformador d'arc elèctric degut a la saturació del nucli, l'augment de la força del camp magnètic i altres factors. Aquest fenomen és molt comú durant l'operació dels transformadors d'arc, especialment durant l'arrancada i parada del forn, quan la magnitud de la corrent d'excitació canvia bruscament, afectant significativament l'operació de l'equipament.

Les causes principals de la corrent d'excitació inclouen les següents:

• Saturació del Nucli: Quan la corrent en l'enrotllament secundari del transformador d'arc augmenta, el flux magnètic al nucli també augmenta. Un cop el flux supera el límit màxim d'inducció magnètica del material del nucli, el nucli entra en un estat de saturació. Si la corrent de l'enrotllament continua pujant sota saturació, l'increment no lineal del flux pot portar fàcilment a la corrent d'excitació.

• Augment de la Força del Camp Magnètic: Els enrotllaments secundaris dels transformadors d'arc solen estar fets de fil de cobre amb baixa resistència. Quan la força del camp magnètic augmenta ràpidament, la corrent en l'enrotllament secundari puja bruscament, fent que sigui propensa a generar corrent d'excitació.

• Arrancada i Parada del Forn: Durant l'arrancada o parada del forn d'arc, la corrent en l'enrotllament secundari canvia bruscament, cosa que pot desencadenar la corrent d'excitació. Especialment durant l'arrancada, la sobtada creixença de la corrent pot fer que la corrent d'excitació arribi a ser diverses vegades o fins i tot dezenes de vegades la corrent normal d'operació.

La corrent d'excitació té diversos efectes adversos significatius en l'operació dels transformadors d'arc:

• Escalfament de l'Equipament: La corrent d'excitació provoca una ràpida generació de calor en els enrotllaments, afectant el rendiment i la vida útil de l'equipament.

• Vibració de l'Equipament: Les forces electromagnètiques de les corrents elevades indueixen vibracions mecàniques en els enrotllaments, comprometent la estabilitat operativa.

• Malfunció de la Protecció: El pic de corrent d'excitació pot ser interpretat per relés de protecció com a corrent de falla, causant un dispar incorrecte i interrompent l'operació normal.

Per abordar aquests problemes, és essencial analitzar exhaustivament les causes radicals de la corrent d'excitació en els transformadors d'arc i implementar mesures de supressió específiques. Només així es pot prevenir eficacement la corrent d'excitació, assegurant una operació segura i estable del sistema.