Dlaczego występuje przepływ magnetyzacyjny w transformatorach pieca elektrycznego i jakie są jego skutki

Prąd magnesujący w transformatorach pieców elektrycznych jest problemem, który dręczy wielu inżynierów elektryków. Dlaczego więc występuje prąd magnesujący w transformatorach pieców elektrycznych? Najpierw zrozummy, co to jest prąd magnesujący.

Prąd magnesujący odnosi się do przejściowego prądu generowanego w uzwojeniu wtórnym transformatora pieca elektrycznego z powodu nasycenia rdzenia, wzrostu natężenia pola magnetycznego i innych czynników. Ten fenomen jest bardzo powszechny podczas działania transformatorów pieców elektrycznych, zwłaszcza podczas uruchamiania i wyłączania pieca, kiedy wielkość prądu magnesującego zmienia się gwałtownie, znacząco wpływając na działanie sprzętu.

Głównymi przyczynami prądu magnesującego są:

• Nasycenie rdzenia: Gdy prąd w uzwojeniu wtórnym transformatora pieca elektrycznego wzrasta, pole magnetyczne w rdzeniu również rośnie. Gdy indukcja magnetyczna przekroczy maksymalną granicę materiału rdzenia, rdzeń wchodzi w stan nasycenia. Jeśli prąd w uzwojeniu kontynuuje wzrost w stanie nasycenia, nieliniowy wzrost pola magnetycznego łatwo prowadzi do powstania prądu magnesującego.

• Zwiększenie natężenia pola magnetycznego: Uzwojenia wtórne transformatorów pieców elektrycznych są zwykle wykonane z miedzianego przewodu o niskim oporze. Gdy natężenie pola magnetycznego wzrasta szybko, prąd w uzwojeniu wtórnym rośnie gwałtownie, co sprzyja powstawaniu prądu magnesującego.

• Uruchamianie i wyłączanie pieca: Podczas uruchamiania lub wyłączania pieca elektrycznego, prąd w uzwojeniu wtórnym zmienia się gwałtownie, co może wywołać prąd magnesujący. Szczególnie podczas uruchamiania, nagły wzrost prądu może spowodować, że prąd magnesujący osiągnie kilkakrotnie lub nawet dziesiątki razy większą wartość niż normalny prąd roboczy.

Prąd magnesujący ma kilka istotnych negatywnych skutków na działanie transformatorów pieców elektrycznych:

• Grzanie sprzętu: Prąd magnesujący powoduje szybkie generowanie ciepła w uzwojeniach, wpływając na wydajność i żywotność sprzętu.

• Wibracje sprzętu: Siły elektromagnetyczne wynikające z wysokich prądów powodują mechaniczne wibracje w uzwojeniach, kompromitując stabilność działania.

• Błędne działanie ochrony: Szczytowy prąd magnesujący może być przez relays ochronne uznany za prąd uszkodzeniowy, powodując fałszywe wyzwalanie i przerwanie normalnej pracy.

Aby rozwiązać te problemy, niezbędne jest dokładne analizowanie podstawowych przyczyn prądu magnesującego w transformatorach pieców elektrycznych oraz wprowadzanie celowych środków supresji. Tylko wtedy można skutecznie zapobiegać prądowi magnesującemu, zapewniając bezpieczne i stabilne działanie systemu.