24 impulzusos egyenirányító transzformátor

Szigorú harmonikus korlátozásokkal rendelkező ipari projektekben, míg a 12 impulzusos egyenirányítás megszünteti az 5. és 7. harmonikusokat, a 11. és 13. harmonikus megmarad. Ha a hálózat rövidzárlati kapacitása alacsony, vagy az áramminőségi követelmények szigorúak, a 24 impulzusos séma tovább csökkentheti a hálózat oldali harmonikus tartalmát. A Yulan Transformer 24 impulzusos egyenirányító transzformátorokat gyárt 630 kVA és 80 000 kVA közötti kapacitással; A hálózatoldali feszültségek 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV és 35 kV feszültséget tudnak fogadni, míg a szelepoldali paraméterek egyedi tervezésűek, hogy megfeleljenek az egyenirányítókra vonatkozó speciális követelményeknek.

Harmonikus törlési logika

A 24 impulzusos egyenirányító rendszer jellemzően négy 6 impulzusos egyenirányító hídból áll. Fázisváltó transzformátort használnak a 15°-os szekvenciális fáziskülönbség létrehozására a négy híd váltakozó áramú oldalai között. Következésképpen a legtöbb alacsony rendű felharmonikus a rács oldalon – a 23. és 25. kivételével – kioltja egymást. A 12 impulzusos rendszerekhez képest a 11. és 13. harmonikus hatékonyan kiküszöbölhető; a fennmaradó karakterisztikus harmonikusok a 23. sorrendben kezdődnek, jelentősen csökkentett amplitúdókkal, ezáltal csökken a szűrőberendezések iránti igény.

A mérnöki munkában használt általános fáziseltolási kombinációk közé tartozik a +7,5 ° , -7,5 ° , +22,5 ° és -22,5 ° , vagy 0 ° , 15 ° , 30 ° és 45 ° , a rendszer tervezése által meghatározott konkrét konfigurációval.

Megvalósítási módszerek

Négy független transzformátor

Négy 6 impulzusos egyenirányító transzformátort meghatározott fáziseltolási szögekkel terveztek, mindegyik egyetlen egyenirányító hidat lát el. Ez a séma karbantartási rugalmasságot biztosít – lehetővé teszi a fennmaradó egységek csökkentett kapacitással történő működését, ha valamelyik meghibásodik –, de nagyobb helyigényt és több primer oldali kapcsolóegységet igényel.

Két kettős tekercses transzformátor

Minden transzformátor két szelepoldali tekercskészlettel van felszerelve, hogy két különálló fáziseltolási szöget érjen el. Például az egyik transzformátor +7,5 ° és -7,5 ° , míg a másik +22,5 ° és -22,5 ° kimenet. A négy transzformátoros rendszerhez képest ez a megközelítés felére csökkenti az egységek számát, és kompaktabb elrendezést eredményez. Egy több tekercses transzformátor

Ez a konfiguráció négy szelepoldali tekercskészletet tartalmaz egyetlen transzformátoron belül, amelyek négy fáziseltolódási szöget biztosítanak cikk-cakk vagy kiterjesztett delta csatlakozásokkal. Míg ez a megoldás minimálisra csökkenti a berendezés lábnyomát, az egyetlen egység meghibásodása kihat a teljes terhelésre, és a gyártás bonyolultabb; jellemzően kis és közepes kapacitású alkalmazásokhoz használják, vagy ahol korlátozott a hely.

A felhasználók a helyszín körülményei, a karbantartási stratégiák és a megbízhatósági követelmények alapján választhatják ki a konfigurációt. Mindhárom módszer egyenértékű harmonikus elnyomási teljesítményt kínál, a különbségek elsősorban a fizikai elrendezésben, valamint a működésben és a karbantartásban rejlenek.

Műszaki előírások

Fáziseltoló tekercsek és pontosság

A 24 impulzusos rendszer harmonikus törlési hatékonysága a hidak közötti fáziskülönbség pontosságán múlik. A fáziseltolásos tekercsfordulatarányok pontos kiszámítása elengedhetetlen, mivel a tekercselési eltérések és a gyártás során fellépő összeszerelési hibák befolyásolhatják a végső fáziseltolási szöget. A Yulan Transformer egységenként rögzíti a fáziseltolásos tekercsek fordulatszámát, és ellenőrzi a tekercsek közötti fázisszögeket a gyári átvételi tesztelés során, ± 0,5°-on belül tartva az eltéréseket.

Több transzformátor kombinációja esetén az egységek közötti rövidzárlati impedancia eltérését is szabályozni kell. Az impedancia eltérése egyenetlen terhelési árameloszláshoz vezet, potenciálisan túlterheli az egyes egyenirányító hidakat, és csökkenti a harmonikus kioltási képességeket. A műszaki tervezés fázisában egyértelműen meg kell határozni a megengedett impedancia eltérési tartományokat.

Veszteségek és hőmérséklet-emelkedés

A 24 impulzusos séma több harmonikus sorrendet küszöböl ki, tovább csökkentve a további tekercselési veszteségeket a 12 impulzusos sémához képest. Mivel azonban a 23. rendű és magasabb felharmonikusok továbbra is bőr- és közelségi hatást váltanak ki, a vezető kialakításának elegendő margót kell tartalmaznia. A magmágneses fluxussűrűséget a hagyományos elosztótranszformátorokra jellemző szint alatt tartják, hogy az egyenirányító tranziensei során fellépő potenciális egyenáramú komponenseket befogadja.

A hőmérséklet-emelkedési vizsgálatokat olyan áram hullámformáival kell elvégezni, amelyek tartalmazzák a jellemző harmonikusokat; ellenkező esetben a vizsgálati eredmények nem tükrözik pontosan a forró pontok hőmérséklet-emelkedését a tényleges működési körülmények között. Az ügyfelek a rendelés leadásakor kérhetik a harmonikus áramspektrumot, hogy bemenő adatként szolgáljanak a hőmérséklet-emelkedés ellenőrzéséhez.

Gyártás és tesztelés

A tekercsek transzponált vezetőket vagy több párhuzamos vezetőt használnak, míg a réz gyűjtősíneket a szelepoldali nagyáramú csatlakozásokhoz. A tartály belső falaira – a transzformátor kapacitásának megfelelően méretezve – mágneses vagy elektromos árnyékolás kerül beépítésre, hogy minimalizáljuk a harmonikus mágneses mezők okozta szórt veszteségeket. A nagy teljesítményű egységek panel típusú radiátorokkal vagy kényszerű olajkeringtetésű hűtőrendszerekkel vannak felszerelve.

A szokásos rutinteszteken kívül a gyári átvételi tesztek a fáziseltolódási szög mérésére, a szelepoldali tekercsek közötti szigetelési tesztekre, a részleges kisülés mérésére és a villámimpulzus-tesztre (35 kV és afeletti feszültség esetén) összpontosítanak. A vizsgálati adatokat sorozatszám alapján archiváljuk, így biztosítva a nyomon követhetőséget olyan folyamatokig, mint a tekercselés, a magrakás és az aktív alkatrészszárítás.

Mérnöki képességek

A Yulan Transformer 1999 óta gyárt elektromos kemence transzformátorokat és egyenirányító transzformátorokat, amelyek képesek 110 kV és az alatti névleges termékek gyártására és tesztelésére. A legfontosabb felszerelések közé tartozik egy 80 tonnás emelőképesség, egy 400 kW-os kerozin gőzfázisú vákuumszárító rendszer, 1200 kV-os impulzusvizsgáló berendezés és egy 400 kV-os részleges kisülésmentes teljesítmény-frekvencia vizsgáló transzformátor. Ezek a létesítmények lehetővé teszik a társaság számára, hogy megfeleljen a 24 impulzusos egyenirányítós transzformátorok összetett, több tekercses szerkezeteinek szigetelésfeldolgozási és gyári hitelesítési követelményeinek.

Gyakran Ismételt Kérdések

K: Mi a különbség a harmonikus tartalomban a 24 és 12 impulzusos rendszerek között?

A 12 impulzusos egyenirányító elsődleges harmonikusai a 11. és 13. rendűek; egy 24 impulzusos rendszer ezeket hatékonyan kiküszöböli, a maradék karakterisztikus harmonikusok a 23. sorrendtől kezdődnek. A hálózatoldali áram teljes harmonikus torzulása (THD) általában 8–10%-ról (12 impulzus) 4% alá (24 impulzus) esik le, a terheléstől és impedanciától függően meghatározott értékek.

K: Mi történik, ha egy transzformátor meghibásodik négy transzformátoros konfigurációban?

Négy független transzformátort használó konfigurációban a maradék három tovább működhet, ha az egyiket offline állapotba kapcsolják; azonban rácsoldali egyensúlyhiány lép fel, és bizonyos alacsony rendű harmonikusok újra megjelennek. Ilyen körülmények között a teljes terhelést csökkenteni kell, és a karbantartást azonnal ütemezni kell. Ezzel szemben az egyetlen több tekercses transzformátor konfiguráció nem teszi lehetővé az egyes híd leválasztását, ami nagyobb hatást eredményez hiba esetén.

K: A 24 impulzusos rendszer érzékenyebb a fáziseltolási szöghibákra, mint a 12 impulzusos rendszer?

Igen. A 24 impulzusos rendszer pontos fáziskapcsolatokat igényel négy hídkészlet között egyidejűleg; bármely egyedi halmaz eltérése megakadályozza, hogy a megfelelő harmonikus párok teljesen kioltsák egymást. Emiatt szigorúbb követelmények vonatkoznak a gyártási pontosságra és a fáziseltoló tekercsek gyári tesztelésére.

K: Érdemes-e 24 impulzusos rendszert használni kis kapacitású projektekhez?

Ha az elektromos hálózat szigorú harmonikus követelményeket ír elő, és a szűrés költsége magas, a 24 impulzusos rendszer gazdaságosabb lehet, mint a szűrőkkel kombinált 12 impulzusos rendszer. Kisebb kapacitások esetén azonban a több transzformátorhoz kapcsolódó fix költségek a teljes költség nagyobb hányadát teszik ki, ami átfogó költség-haszon elemzést tesz szükségessé. Míg a 630 kVA feletti névleges teljesítményű rendszerek jellemzően az értékelésre jelöltek, a végső választás az adott hálózati feltételektől és a projekt költségvetésétől függ.

K: Egy 24 impulzusos egyenirányító transzformátor helyettesítheti a passzív szűrőket?

Nem szolgálhat teljes csereként. Bár a 24 impulzusos rendszer kiküszöböli az alacsony rendű felharmonikusok többségét, a 23. rendű és magasabb harmonikusok megmaradnak; továbbá a terhelési kiegyensúlyozatlanságok vagy a fáziseltolási hibák kis mennyiségű alacsony rendű harmonikust hozhatnak létre. Egyes projekteknél továbbra is szükség lehet korlátozott számú szűrőágra, bár a kapacitás és a költségek lényegesen alacsonyabbak, mint a 6 vagy 12 impulzusos megoldásoké.