Por que ocorre a corrente de inrush magnético nos transformadores de forno eléctrico e os seus efectos

A corrente de inrush de magnetización en transformadores de fornos eléctricos a arco é un problema que preocupa a moitos enxeñeiros eléctricos. Entón, por que se produce a corrente de inrush de magnetización en transformadores de forno a arco? Primeiro, entendamos o que é a corrente de inrush de magnetización.

A corrente de inrush de magnetización refírese á corrente transitória xerada na bobina secundaria dun transformador de forno a arco debido á saturación do núcleo, ao aumento da intensidade do campo magnético e a outros factores. Este fenómeno é moi común durante a operación dos transformadores de forno a arco, especialmente durante o arranque e a parada do forno, cando a magnitude da corrente de inrush cambia bruscamente, afectando significativamente a operación do equipo.

As principais causas da corrente de inrush de magnetización inclúen as seguintes:

• Saturación do Núcleo: Cando a corrente na bobina secundaria do transformador de forno a arco aumenta, o fluxo magnético no núcleo tamén aumenta. Unha vez que o fluxo excede o límite máximo de indución magnética do material do núcleo, o núcleo entra nun estado de saturación. Se a corrente na bobina continúa aumentando baixo saturación, o aumento non lineal do fluxo pode levar facilmente á corrente de inrush de magnetización.

• Aumento da Intensidade do Campo Magnético: As bobinas secundarias dos transformadores de forno a arco están xeralmente fabricadas con fío de cobre de baixa resistencia. Cando a intensidade do campo magnético aumenta rapidamente, a corrente na bobina secundaria aumenta de forma brusca, facendo que sexa propensa a xerar corrente de inrush de magnetización.

• Arranque e Parada do Forno: Durante o arranque ou a parada do forno a arco, a corrente na bobina secundaria cambia bruscamente, o que pode desencadear a corrente de inrush de magnetización. Especialmente durante o arranque, a súbita subida da corrente pode facer que a corrente de inrush chegue a ser varias ou incluso decenas de veces a corrente de funcionamento normal.

A corrente de inrush de magnetización ten varios efectos adversos significativos na operación dos transformadores de forno a arco:

• Calor no Equipo: A corrente de inrush provoca un rápido xeración de calor nas bobinas, afectando o rendemento e a vida útil do equipo.

• Vibración do Equipo: As forzas electromagnéticas das altas correntes inducen vibración mecánica nas bobinas, comprometendo a estabilidade operativa.

• Falso Funcionamento da Protección: A corrente de pico de inrush pode ser confundida polas relés de protección como corrente de fallo, provocando falsos disparos e interrompendo a operación normal.

Para abordar estes problemas, é esencial analizar a fondo as causas raíz da corrente de inrush de magnetización en transformadores de forno a arco e implementar medidas de supresión específicas. Só así se pode prevenir eficazmente a corrente de inrush, asegurando unha operación segura e estable do sistema.