6-импульсный выпрямительный трансформатор

6-Основное различие между выпрямительным трансформатором и обычным распределительным трансформатором заключается в подключении к выпрямителю стороны нагрузки; форма сигнала тока несинусоидальная с высоким содержанием гармоник, что требует, чтобы обмотки и сердечник были разработаны специально для условий эксплуатации выпрямителя. Yulan Transformer имеет обширный опыт производства электропечных и выпрямительных трансформаторов. Наши 6-пульсные выпрямительные трансформаторы охватывают диапазон мощности от 630 до 80 000 кВА, при этом первичные (со стороны сети) напряжения совместимы с системами 6 кВ, 10 кВ, 15 кВ, 22 кВ и 35 кВ, а вторичные (со стороны клапана) параметры определяются конкретной конфигурацией схемы выпрямителя.

Области применения

6-пульсные выпрямительные трансформаторы в основном используются в трехфазных мостовых выпрямительных системах для подачи питания на нагрузки постоянного тока. Общие сценарии установки включают в себя:

● Электролитические процессы цветных металлов (алюминий, медь, цинк и т.д.)

● Производственные линии для обработки поверхности (гальваника, анодирование и т. д.).

● Печи графитации и промышленное электронагревательное оборудование.

● Тяговые выпрямительные станции городского железнодорожного транспорта.

● Источники питания для дуговых печей постоянного тока и печей с погруженной дугой.

● Химические электролизеры и хлорщелочная промышленность.

Эти приложения имеют общие характеристики: высокие токи нагрузки, различные требования к пульсациям на стороне постоянного тока и особые требования к импедансу трансформатора и устойчивости к короткому замыканию.

Особенности дизайна

Обмоточная структура

Обмотка со стороны сети проектируется в соответствии с уровнем напряжения системы, а обмотка со стороны клапана определяется входным напряжением переменного тока выпрямителя. При 6-импульсном выпрямлении обычно используются соединения Dyn или Yd для обеспечения выхода трехфазного переменного тока, необходимого для трехфазного мостового выпрямителя. В некоторых проектах требуются параллельные обмотки со стороны клапана для уменьшения тока в отдельных обмотках.

Гармоники и дополнительные потери

При нагрузках выпрямителя ток обмотки содержит характеристические гармоники (например, 5-ю и 7-ю), которые создают дополнительные потери в обмотках и элементах конструкции. Конструктивные меры, такие как увеличение поперечного сечения проводников, установка экранирования или использование переставленных проводников, используются для минимизации потерь на вихревые токи и риска локального перегрева.

Проектирование импеданса

Выбор сопротивления короткого замыкания напрямую влияет на процесс коммутации выпрямителя, уровни тока короткого замыкания и регулирование выходного напряжения постоянного тока. Чрезмерное сопротивление приводит к значительному падению напряжения постоянного тока, тогда как недостаточное сопротивление может привести к тому, что токи короткого замыкания превысят выдерживаемую способность оборудования. Диапазон импеданса обычно определяется на основе параметров, предоставленных производителем выпрямителя.

Ядро и шум

Сердечник изготавливается из холоднокатаных листов кремнистой стали с ориентированной зернистой структурой, процесс укладки которых выполняется автоматизированным оборудованием. Поскольку магнитный поток в выпрямительном трансформаторе может содержать небольшую составляющую постоянного тока, в конструкцию заложен запас в отношении рабочей плотности магнитного потока сердечника, чтобы предотвратить насыщение, которое в противном случае привело бы к увеличению шума и потерь.

Технические характеристики

Производство и тестирование

После сборки активной части она подвергается обработке в системе вакуумной сушки паров керосина для удаления влаги и газов из изоляционных материалов. В агрегатах большой мощности для уменьшения потерь на вихревые токи в качестве обмоток применяют транспонированные или комбинированные проводники. Резервуар и конструктивные элементы подвергаются дробеструйной очистке для удаления ржавчины, а затем покрываются порошковой краской; Большие агрегаты могут быть оснащены радиаторными панелями или системами принудительного масляного воздушного охлаждения.

В дополнение к стандартным заводским испытаниям, таким как сопротивление обмотки постоянному току, соотношение напряжений, сопротивление изоляции, выдерживаемое напряжение промышленной частоты, наведенное выдерживаемое напряжение, потери холостого хода, потери нагрузки и полное сопротивление короткого замыкания, в соответствии с требованиями пользователя выполняются испытания на повышение температуры, испытания грозовыми импульсами и измерения частичных разрядов. В некоторых проектах также требуются данные проверки способности обмотки со стороны клапана выдерживать гармонические токи.

Рекомендации по выбору

Вопрос: Чем отличаются 6-пульсное и 12-пульсное выпрямление?

6-пульсный выпрямительный трансформатор имеет только один набор трехфазных обмоток со стороны клапана, производящий после выпрямления шесть импульсов на стороне постоянного тока. Для 12-импульсного выпрямления обычно требуется два трансформатора или один трансформатор с двойной обмоткой; фазовый сдвиг на 30° используется для получения 12 импульсов, что приводит к снижению пульсаций на стороне постоянного тока и уменьшению содержания гармоник. Выбор зависит от топологии схемы выпрямителя и пределов гармоник сети.

Вопрос: Как определяется напряжение на стороне клапана?

Напряжение на стороне клапана рассчитывается производителем выпрямителя на основе выходного напряжения постоянного тока, метода выпрямления, угла коммутации и полного сопротивления трансформатора. Производитель трансформатора рассчитывает витки обмотки со стороны клапана и уровень изоляции в соответствии с этим напряжением; пользователям рекомендуется не изменять эти спецификации самостоятельно.

Вопрос: Как импеданс влияет на систему выпрямления?

Более высокий импеданс приводит к большему углу коммутационного перекрытия и более выраженному падению выходного напряжения постоянного тока под нагрузкой, но снижает пиковый ток короткого замыкания. Чрезмерно низкий импеданс приводит к тому, что процесс коммутации происходит слишком быстро, что потенциально подвергает выпрямитель воздействию высокой скорости изменения тока. Диапазон импеданса обычно указывается разработчиком системы выпрямления.

Вопрос: Какая мощность подходит для сетевого напряжения 35 кВ?

Напряжение на стороне сети 35 кВ обычно встречается в выпрямительных трансформаторах мощностью от 630 кВА до 20 000 кВА. В устройствах большей мощности обычно используются более высокие номинальные напряжения или специальные конструкции. Конкретные характеристики зависят от условий местной сети и оценок мощности короткого замыкания.

Вопрос: Поддерживается ли регулирование напряжения под нагрузкой?

Да. Выпрямительные трансформаторы высокой мощности часто оборудуются переключателями ответвлений под нагрузкой (OLTC) для регулировки напряжения на стороне клапана и, таким образом, управления выходом постоянного тока. Регулирование напряжения под нагрузкой влияет на компоновку внутреннего узла и размеры резервуара, что приводит к увеличению времени поставки по сравнению с моделями с переключением ответвлений без нагрузки (без нагрузки).

Инженерный опыт

Yulan Transformer занимается производством электропечных трансформаторов и выпрямительных трансформаторов с 1999 года и имеет опыт объемных поставок для электролиза цветных металлов, химического электролиза и промышленного электронагрева. Производственные возможности включают грузоподъемность 80 тонн, систему вакуумной сушки паровой фазы керосина мощностью 400 кВт, импульсное испытательное оборудование 1200 кВ и испытательный трансформатор промышленной частоты без частичного разряда 400 кВ, позволяющий производить и испытывать выпрямительные трансформаторы с номиналом 110 кВ и ниже.

Пожалуйста, свяжитесь с техническим отделом Yulan Transformer для получения технических предложений по конкретному проекту, габаритных чертежей или отчетов о расчете потерь.