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12脉波整流变压器结构型式的挑选

本站为您提供的12脉波整流变压器结构型式的选择,12脉波整流变压器结构型式的选择
  摘 要:介绍了12脉波整流机组中整流变压器两种结构型式的特点和在方案选择中需要注意的

12脉波整流变压器结构型式的挑选


  摘 要:介绍了12脉波整流机组中整流变压器两种结构型式的特色和在计划挑选中需求留意的问题。


  在大型的电化学或电冶金用直流电源体系中,同相逆并联12脉波整流机组是组成24相、36相、48相整流体系的根本组成单元。12脉波整流机组主电路的衔接型式有两种计划:一种是由一台整流变压器与两台整流设备组成的单机组12脉波整流电路(简称“单机组12脉波整流电路”);另一种是由置于同一油箱内的两台彻底独立的整流变压器与两台整流设备组成的双机组等值12脉波整流电路(简称“等值12脉波整流电路”)。


  上述两种衔接方法的整流电路,对12脉波整流输出电压(电流)波形的对称性以及对网侧谐波电流的影响是不同的,应引起规划人员和用户的留意。


  1两种衔接方法对谐波电流的影响


  抱负情况下,12脉波整流电路运转进程中,不会在网侧发生5次和7次谐波电流。但单机组12脉波整流电路,由于变压器两个阀侧绕组的输出电压和阻抗不简单做到很共同,使得运转时存在着严峻的负荷分配不均的问题。需求经过晶闸管相控或饱满电抗器的励磁调理来纠正这种误差,然后导致二个三相桥晶闸管导通的相位差不能严格地坚持为30°,使得网侧依然存在5次和7次谐波电流。


  关于等值12脉波整流电路,由于变压器两个阀侧绕组的输出电压和阻抗简单做到共同,而不会损坏12脉波的对称性。


  2阀侧绕组之间负荷电流分配不均的问题



  2.1单机组12脉波整流电路


  单机组12脉波整流电路,其整流变压器网侧只要一组绕组,导致两组阀侧绕组间负荷分配不均的原因是Y接和△接这两组绕组间匝比NY/N△违背,互相抱负空载直流电压Udio不相等,因而,负荷分配不或许均匀。


  整流变压器阀侧两组绕组间的匝比NY/N△值挨近的可取整数比为4/7(误差1.04%)、7/12(误差1.02%)、11/19(误差0.27%)。由此可见,将NY/N△做成11/19,可使△Udio误差减到最小,改进电流分配不均问题。但由于变压器结构上的合理性和制作方面(变压器变比越大特别如此)的原因,这样的匝比实践上是不简单做到的。


  关于三相桥式整流电路,整流变压器阀侧绕组间匝比NY/N△=4/7时,抱负空载直流电压之差△Udio=1.04%。但两组整流器的负载电流分配却相差很大。由于变压器网侧绕组的电抗X1*为各整流桥公有,对整流桥间的负载电流分配没有调理作用。负载电流分配彻底取决于各组阀侧绕组电抗值X2*=XY*+X△*和阀侧衔接母线的电抗XM*。(其间XY*为Y形衔接绕组的电抗值,X△*为△形衔接绕组的电抗值)。依据有关材料核算结果标明:
当变压器二次电抗X△*=XY*=5%时,
IdY=0.2928Idn Id△=0.7072Idn
当变压器二次电抗X△*=XY*=10%时,
IdY=0.3964Idn Id△=0.6036Idn


  由此可见,变压器二次电抗数值愈小,负载分配相差就愈大。有实践比如能够证明这一点。兰州有一用户选用这种单机组12脉波二极管整流电路,投运后发现,其间一整流桥直流电流到达12000A(额外值)时,另一整流桥的直流电流只要4500A。导致设备无法正常运转,后来被逼从头改造。


  理论核算标明:增大整流变压器二次电抗X2*=X△*+XY*,能够部分减小负载电流分配不均的问题。但彻底依赖于增大X2*的值来补偿△Udio的影响是不切实践的。由于要将二者(匝比4/7)的电流误差△Id*约束到3%以下,则要求整流变压器二次电抗X2*=X△*+XY*到达69.3%。


  由于整流变压器阀侧△衔接的电压U2△大于Y衔接的电压U2Y,想象在变压器规划时可人为地使X△*比XY*大4.16%,则在额外运转条件下,能够使二者的负载电流分配到达均衡。但由于整流变压器阀侧电抗可调整的只要变压器内部引线电抗和阀侧母线电抗,可调理规模很有限。并且,整流机组的负载率是随生产工艺和备用机组的投切常常改变的。所以,这样的想象具有很大的局限性,实践上是做不到的。


  将整流变压器绕组按割裂式变压器结构(如轴向割裂)规划,增大绕组间阻抗,也有利于改进负载电流分配不均问题。但针对晶闸管整流器而言,或许存在着其它不利于晶闸管安全运转的要素(下面还有剖析阐明)。


  选用晶闸管整流器虽然能够对两套阀侧绕组的电流作恰当的调整,使之到达均衡,但存在着其它不利于晶闸管整流器安全运转的要素(下面还有剖析阐明)。


 选用饱满电抗器进行细调,能较好地处理二者负载电流分配不均问题。但也是有价值的。饱满电抗器占用的当地、添加的制作本钱、自身的电耗和对功率因数的影响等都是不能疏忽的。


  2.2等值12脉波整流电路


  关于等值12脉波整流电路来讲,就不存在因△、Y衔接引起负载电流分配不均的问题。在等值12脉波整流电路中,虽然其整流变压器的网侧也有Y形衔接和△形衔接之分,但由于变压器网侧绕组匝数比阀侧绕组匝数多得多,将匝数之比做到挨近1/是很简单的事。又由于两台变压器绕组的每匝电势能够规划成不相等,彻底能够使两台整流变压器的阀侧电压U2Y=U2△、△Udio=0。再加上变压器网侧电抗X1*不是公共的,对电流分配有调理作用,彻底能够使两台的负载电流到达均衡分配。


  3两台晶闸管整流器之间的兼容问题


  在12脉波整流电路中,整流主电路是由两台6脉波晶闸管整流桥组成的。二者之间的相位角(或操控推迟角)相差30°,由两组彻底独立的阀侧绕组供电。


  整流设备在运转进程中会导致电网各点电压波形发生畸变,搅扰电网上其它电气设备的正常运转。同理,电网的扰动超越必定极限时,也会导致整流设备规则功能的下降,使其运转中止、乃至损坏。这便是整流器与地点电网的兼容性问题。按国标GB10236-88的规则,兼容的意义是:榜首,整流器对电网的搅扰在电网的容许规模之内;第二,整流器接入电网后,整流器进线上的电压动摇、频率、波形等参数的扰动(包含其自身接入后引起的扰动)应低于所选整流器的抗电网搅扰极限值。


  依照国标GB10236?88的规则,B级抗扰等级的整流器答应的换相缺口极限值是:最大深度为40%;最大宽度为30°;最大面积为最大深度与最大宽度之积的1/10,即40×30×0.1=120。换相缺口过大,会形成触发失利、误触发或整流器作业不稳定。一个典型的6脉波整流器其阀侧的电压换相缺口波形如图3所示。电网换相的变流器在换相期间,参加换相的两相沟通端子被瞬间短路,使变流器阀侧线电压突降到挨近于零,而导致电压波形呈现缺口。


  在大型整流体系中,直流回路存在着很大的电感。当直流电压呈现快速动摇时,电感中的储能被逆变馈送给电网。这个进程中整流器实践上是做逆变运转。国外公司对用于单机组12脉波整流的整流变压器就要求:阀侧绕组解耦因子α≤10%,以避免一个桥路(整流桥)运转所发生的凹陷(换相缺口)搅扰另一个桥路(整流桥),避免发生换相失利。
  关于单机组12脉波整流电路,两台晶闸管整流桥由同一台变压器供电,两阀侧绕组间共一个磁路。一台整流桥所发生的阀侧换相缺口很大部分(80%以上)被耦合到另一组的阀侧上,这就导致二者之间彼此搅扰。其主要影响在于:激起高频振动,有或许发生过电压;当推迟角大于30°时,换相缺口处过高的dv/dt有或许导致晶闸管被误触发,使整流器作业不稳定。


  在武汉、长春两地,曾有过相似的比如。用户因选用单机组12脉波整流电路而导致晶闸管整流器难以牢靠、稳定地运转。


  关于等值12脉波整流电路,变压器的两个器身是彻底独立的,没有共磁路的问题。两台整流桥所发生的换相缺口经整流变压器的漏抗衰减(到20%左右)之后,彼此之间的搅扰小得多。一般不会超越整流器的抗扰极限。所以等值12脉波整流电路的兼容好得多。


  4造价的比较


  单机组12脉波整流电路的变压器,只要一个器身,一台调压开关。铁心利用率高。所以有造价低、体积小之长处。


  等值12脉波整流电路的整流变压器为双器身结构,需求两台调压开关。相当于化整为零,铁心利用率也低。所以,有造价高和体积相对较大的缺陷。


  5结语


  在两种12脉波整流电路用整流变压器的结构计划挑选进程中,专业的整流变压器和整流器制作厂家都会建议用户选用等值12脉波整流电路的结构方式,以确保技能和功能指标的要求。

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