До пічним трансформаторів пред'являються наступні основні вимоги:
- велика механічна міцність кріплення обмоток і відводів, необхідна в зв'язку з частими кидками струму і експлуатаційними короткими замиканнями, особливо в період плавлення шихти;
- значна перевантажувальна здатність, що дозволяє витримувати протягом 5-10 с часті експлуатаційні короткі замикання і підводити до печі в період плавлення потужність, що перевищує номінальну на 20-25%;
- широкий діапазон зміни ступенів вторинної напруги у відповідність до вимог технологічно-го процесу в от¬дельние періоди плавки, а також можли-ність їх перемикання під навантаженням.
Трансформатор складається з трьох обмоток високої напруги, виконаних з мідного дроту відносно невеликого перерізу і трьох обмоток низької напруги, виконаних з шин великого перерізу.
На первинній обмотці є ряд отпаек від різного числа витків, що дозволяє змінювати співвідношення числа витків первинної і вторинної обмоток і значення вторинної напруги, так як U2 = U1 * (n1 / n2. Де U1 і U2 - первинне і вторинне напруга трансформатора, n1 і n2 - числа витків первинної і вторинної обмоток. Все десть обмоток посаджені на пов'язані між собою три сердечника (магнітопровід). Сердечник трансформатора з обмотками занурений в щільно закривається кожух, заповнений трансформаторним маслом. Масло є хорошим електричним з ятором і має велику теплопровідність, що забезпечує відведення тепла від котушок і сердечника трансформатора. Трансформатор нагрівається в результаті втрат потужності на активний опір мідних обмоток і на перемагнічування сердечника. У разі пошкодження або оголення обмоток відбувається розкладання масла з виділенням газів. Про появу газів в трансформаторі сигналізує газове реле, встановлене у верхній частині бака трансформатора. Для обмеження сили струмів короткого замикання в трансформатор вбудовують дросель, включення і виключення якого здійснюють спеціальним шунтувальним контактором. Сучасні пічні трансформатори забезпечують пристроями перемикання ступенів напруги під навантаженням.
Масло в трансформаторі в процесі роботи нагрівається, тому виконують його природне або примусове охолодження.
У трансформаторах з природним повітряним охолодженням (ріс.2.3.а) бак 1, в якому розташовані сердечник і обмотка з висновками 2 і 3, робиться ребристим або має розвинену поверхню за рахунок зовнішніх труб для збільшення тепловіддачі в навколишнє середовище. Розширюється при нагріванні масло надходить через вимірювальний датчик температури 4 в бак 5, де охолоджується.
Мал. 2.3 Способи охолодження пічних трансформаторів: а) природне охолодження; б) внутрішнє водяне охолодження; в) зовнішнє водяне охолодження
Трансформатори з природним повітряним охолодженням зазвичай виконуються невеликої потужності - приблизно до 3000 кВ А. Трансформатори з внутрішнім водяним охолодженням (ріс.2.З.б) виготовляються за кордоном. Їх перевага - невеликі габаритні розміри. В цьому випадку кожух робиться гладким, водоохолоджуваний змійовик 4 розташовується у верхній частині трансформатора над його сердечником і обмотками 5.
Найбільш поширені в середніх і великих пічних установках трансформатори з зовнішнім водяним охолодженням (рис.2.3. В), хоча такі установки є найбільш складними. У них виключена можливість попадання води в масло, так як воно знаходиться під тиском, є можливість форсувати охолодження, наприклад, при перевантаженні або в жарку пору року. Бак 1 робиться гладким і з'єднується у верхній частині з помпою 4, яка подає масло під тиском всередину водяного охолоджувача 5. Чи може застосовуватися і повітряний охолоджувач, але його розміри значно перевершують розміри водяного охолоджувача. Охолоджене масло через воздухоотделітель б і вимірювальний датчик температури і тиску 7 надходить в нижню частину бака 1. Компенсатор 8 необхідний через зміну довжини трубопроводу при його нагріванні і охолодженні. Надлишок нагрітого масла надходить в резервуар. При надмірно великому навантаженні трансформаторів Пошкодження ізоляції обмоток та ізоляції сталевих листів. У цьому випадку відбуваються внутрішні короткі замикання і збільшуються втрати в сталі. Температура масла контролюється і не повинна перевищувати 100 ° С. При перегрів подається сигнал і трансформатор відключається.
Перемикання обмоток високої напруги без відключення від мережі проводиться спеціальними перемикачами з тимчасовим підключенням баластних опорів.
Конструкція сучасних електропічних трансформаторів допускає їх періодичну перевантаження але току протягом max. чергуються з номінальним навантаженням протягом ном (див. таблицю 2.1).
Таблиця 2.1 - Режими роботи пічних трансформаторів
Такий струмовий режим експлуатації трансформатор-рів покращує використання потужності і відповідні техніко-економічні показники ДСП.