Ipari 24 impulzusos egyenirányító transzformátor

A nagy egyenáramú terhelésű ipari üzemek gyakran szigorú harmonikus határértékekkel szembesülnek az IEEE 519 vagy a regionális hálózati kódok értelmében. A 12 impulzusos egyenirányító eltávolítja az 5. és 7. harmonikust, de a 11. és 13. felharmonikust jelenben hagyja. A 24 impulzusos elrendezés kiterjeszti a fáziseltolási koncepciót úgy, hogy a primer oldalon a domináns harmonikus áramok a 23. rendből indulnak ki. A Yulan Transformer ipari 24 impulzusos egyenirányító transzformátorokat szállít 630 kVA-tól 80 000 kVA-ig, 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV vagy 35 kV primer feszültséggel.

Harmonikus törlési logika

A 24 impulzusos rendszer négy 6 impulzusos egyenirányító hidat használ. Az ezeket a hidakat tápláló transzformátorok fáziseltolásosak, így a híd bemeneti feszültségei 15°-kal elkülönülnek egymástól. A primer oldalon az 5., 7., 11. és 13. harmonikus áramok nagyrészt kioltódnak. A fennmaradó karakterisztikus harmonikusok a 23. sorrendben kezdődnek, amelyek sokkal kisebb amplitúdójúak, és szükség esetén könnyebben szűrhetők.

Az eredmény tisztább primer áram hullámforma és csökkentett feszültségtorzítás a közös csatolás helyén. Ezzel sok alkalmazásban nincs szükség nagy passzív szűrőbankra.

Fáziseltolás konfigurációk

A 24 impulzusos működés leggyakoribb fáziseltolási kombinációi a következők:

Híd	Fáziseltolás (példa)
1. híd	+7,5°
2. híd	-7,5°
3. híd	+22,5°
4. híd	-22,5°

A rendszer kialakításától függően más kombinációk is használhatók, mint például 0°, 15°, 30° és 45°. A pontos készletet az egyenirányító gyártója vagy a projekt villamosmérnöke határozza meg.

Rendszer elrendezések

Négy független transzformátor

Minden transzformátor egy egyenirányító hidat táplál, és meghatározott fáziseltolással készül. A karbantartás rugalmas, mert az egyik egység kivehető, míg a másik három csökkentett terhelés mellett működik tovább. Hátránya a nagyobb helyigény és a több kapcsolóberendezés csatlakozás.

Két kettős szekunder transzformátor

Mindegyik transzformátor két szelepoldali tekercset tartalmaz különböző fáziseltolásokkal. Például az egyik egység +7,5° és -7,5°, a másik pedig +22,5° és -22,5°. Ez csökkenti a berendezések számát és az alapterületet a négy egységből álló opcióhoz képest.

Egy több tekercses transzformátor

Az egyik transzformátor négy szelepoldali tekercset tartalmaz, mindegyik más-más fázisszöggel. Ez a legtöbb helyet takarítja meg, de egyetlen transzformátor meghibásodása megszakítja az egész egyenirányító rendszert. A gyártás bonyolultsága is magasabb.

A harmonikus kioltási teljesítmény egyenértékű ezen elrendezések között. Általában a webhely elrendezése, a redundanciaigények és a szállítási korlátok döntik el, hogy melyiket választják.

Műszaki előírások

Tétel	Paraméter
Alkalmazandó szabványok	IEC, GB, ANSI/IEEE, NEMA és iparág-specifikus specifikációk
Névleges kapacitás	630 kVA és 80 000 kVA között
Elsődleges névleges feszültség	6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV vagy 35 kV
Másodlagos feszültség	Az egyenirányító áramkör határozza meg, általában 380 V és 3000 V között
Névleges frekvencia	50 Hz vagy 60 Hz
Fázis	Háromfázisú
Fázisváltó kombináció	±7,5°/±22,5° vagy más, a projekt által meghatározott készletek
Elsődleges kapcsolat	Delta vagy wye
Másodlagos kapcsolat	Wye, delta, több tekercselés vagy cikkcakk
Rövidzárlati impedancia	6% és 12% között, vagy az előírás szerint
Hűtési módszer	ONAN, ONAF vagy OFWF
Feszültségszabályozás	Áramkörön kívüli vagy terhelés alatti csapcsere

Tervezési szempontok 24 impulzusos egységek esetén

Fázisszög pontosság

A harmonikus kioltás a négy híd egymáshoz viszonyított fázishelyzetétől függ. Bármely tekercskészlet eltérése csökkenti a megfelelő harmonikuspár törlését. A Yulan Transformer ellenőrzi az egyes fáziseltoló tekercsek fordulatszámát, és megméri a tényleges fázisszögeket a gyári tesztelés során. A tűrés ±0,5°-on belül marad.

Impedancia illesztés

Ha több transzformátor alkot egy 24 impulzusos rendszert, a rövidzárlati impedanciáikat szorosan össze kell hangolni. A nagy impedanciakülönbségek egyenetlen áramelosztást okoznak a hidak között, ami gyengíti a harmonikus elnyomást és túlterhelheti az egyik hidat. Az impedanciatűrést a tervezési szakaszban határozzák meg, és teszttel igazolják.

Tekercselés és mag

A szelepoldali áramok gyakran nagyok, és transzponált vezetőket vagy több párhuzamos vezetőt igényelnek. A mag a szabványos elosztótranszformátor fluxussűrűsége alatt működik, hogy elkerülje a tranziens egyenáramú alkatrészek telítését. A tekercs kialakítása magában foglalja a fennmaradó 23. és 25. harmonikus áramok által okozott örvényáram-veszteségek fedezetét.

Tartály árnyékolás

A harmonikus szivárgási fluxus örvényáramot indukál a tartály falaiban és a szorítószerkezetekben. Mágneses vagy elektromágneses árnyékolások vannak felszerelve a tartály belső felületére a nagyobb névleges teljesítmény érdekében, hogy csökkentsék a szórt veszteségeket és megakadályozzák a forró pontok kialakulását.

Gyári tesztelés

A rutin tesztek kiterjednek a tekercs egyenáram-ellenállására, a feszültségviszonyra, a szigetelési ellenállásra, a teljesítmény-frekvencia-tűrésre, az indukált túlfeszültségre, az üresjárati veszteségre, a terhelésveszteségre és a rövidzárlati impedanciára. A 24 impulzusos egységek esetében a további mérések a következők:

● Fázisszög ellenőrzése minden szelepoldali tekercskészlethez

● Szigetelésvizsgálat a különböző szelepoldali tekercsek között

● Részleges kisülési mérés

● Villámimpulzus-teszt 35 kV és nagyobb primer feszültség esetén

Hőmérséklet-emelkedési tesztek meghatározott harmonikus áramspektrum mellett akkor végezhetők el, ha a vevő megadja a várható terhelési profilt. A vizsgálati adatokat a sorozatszám alapján archiváljuk, és a tekercselés és a mag összeállítási feljegyzéseihez vezetjük.

GYIK

Mennyi harmonikus csökkentést biztosít a 24 impulzus a 12 impulzushoz képest?

A 12 impulzusos rendszer jellemzően a 11. és 13. harmonikusokat hagyja meg domináns komponensként. Egy 24 impulzusos rendszer ezeket is törli, így a primer áramharmonikusok a 23. rendből indulnak ki. A teljes harmonikus áramtorzítás gyakran körülbelül 8%-ról 10%-ra csökken 12 impulzus esetén 4% alá 24 impulzus esetén, a terhelés és az impedancia viszonyaitól függően.

A 24 impulzus mindig drágább, mint a 12 impulzus?

A transzformátor rész drágább a kiegészítő fázisváltó tekercsek vagy extra egységek miatt. A passzív szűrők költsége azonban sokkal alacsonyabb is lehet, és egyes projektekben a teljes beépített költség összehasonlítható vagy még alacsonyabb is, ha a szűrőmegtakarítást is beleszámítjuk. A részletes összehasonlítás során figyelembe kell venni a berendezés költségét, az alapterületet és a szűrőalkatrészek folyamatos karbantartását.

Mi történik, ha egy négyegységes elrendezésben egy transzformátor meghibásodik?

A maradék három egység folytathatja működését, de a fáziseltolás beállítása már nem kiegyensúlyozott. Néhány alacsonyabb rendű harmonikus újra megjelenik az elsődleges oldalon. A rendszert csökkentett terheléssel kell működtetni, amíg a meghibásodott egységet meg nem javítják vagy ki nem cserélik. Egyetlen több tekercses transzformátor esetén a hiba az egész egyenirányító rendszert érinti.

Frissíthető a 12 impulzusos telepítés 24 impulzusosra?

Nem könnyen. A további fáziseltolásokat a transzformátor tekercsébe kell beépíteni. Az utólagos felszereléshez egy vagy több fázisváltó transzformátor hozzáadását vagy a meglévő egységek cseréjét igényelné. A tér, az impedancia illesztése és a csatlakozás bonyolultsága alapos értékelést igényel, mielőtt elkötelezné magát egy ilyen változtatás mellett.

A 24 impulzusos rendszereknek továbbra is szükségük van harmonikus szűrőkre?

Sok esetben nem, de ez a hálózati követelményektől és a 23. és 25. felharmonikus maradékáramtól függ. Nagyon szigorú határértékek esetén, vagy ha a terhelés kiegyensúlyozatlan, kis szűrőágak is beépíthetők. Méretük és költségük jóval alacsonyabb, mint a 6 vagy 12 impulzusos elrendezéseknél.

Gyártási képesség

A Yulan Transformer 1999 óta gyárt kemencetranszformátorokat és egyenirányító transzformátorokat. A cég 110 kV-os osztályú gyártási és vizsgálati körülmények között működik, beleértve a 80 tonnás emelőképességet, a 400 kW-os kerozin gőzfázisú vákuumszárító rendszert, az 1200 kV-os impulzuspróba rendszert és a 400 kV-os részleges transzformátor kisülési frekvenciájú tesztrendszert. Ezek a létesítmények támogatják a több tekercses 24 impulzusos egyenirányító transzformátorok szigetelés feldolgozását és gyári ellenőrzését.

Projekt-specifikus fáziseltolódási sémák, veszteségszámítások vagy vázlatrajzok tekintetében forduljon a Yulan Transformer műszaki osztályához.