Industriel 12-puls strømensrettertransformer

Hvorfor 12-Pulse i stedet for 6-Pulse

En 6-puls ensretter trækker betydelige 5. og 7. harmoniske strømme fra forsyningen. Disse harmoniske øger viklingstab, forårsager spændingsforvrængning og kræver ofte ekstern filtrering. Et 12-puls system bruger to 6-puls broer, der forsynes af faseforskydne spændinger. Når faseforskydningen er 30°, ophæves den 5. og 7. harmoniske strøm på primærsiden. De resterende dominerende harmoniske er 11. og 13., som er nemmere at styre og har lavere amplituder.

Denne tilgang er almindelig i industrielle anlæg, hvor harmoniske grænser er specificeret af IEEE 519 eller lignende netkoder. Det bruges også, når ensretterbelastningen er stor nok til, at harmoniske filtre alene ville være dyre.

Systemkonfigurationer

Industrielle 12-puls strømensrettertransformere leveres i to hovedarrangementer.

To separate transformere

To 6-puls transformatorer er bygget med +15° og -15° faseskift. Hver fodrer en ensretterbro. Dette arrangement gør det muligt at tage en enhed ud af drift til vedligeholdelse, mens den anden fortsætter med at fungere med reduceret belastning. Det forenkler også transport for meget store vurderinger.

Enkelt transformator med dobbelte sekundære viklinger

En transformer indeholder to viklinger på ventilsiden, en forbundet i wye og en i delta. Den naturlige faseforskel på 30° skaber 12-pulseffekten. Dette design sparer gulvplads og reducerer antallet af primære koblingsanlæg, men en enkelt fejl påvirker hele ensrettersystemet.

Begge konfigurationer giver sammenlignelig harmonisk annullering. Valget afhænger af sitelayout, vedligeholdelsesstrategi og redundanskrav.

Typiske industrielle applikationer

● Elektrolyseanlæg i aluminium, kobber og zink

● Klor-alkali-elektrolyse i kemiske anlæg

● DC lysbueovne og dykkede lysbueovne

● Store galvaniserings- og anodiseringslinjer

● Trækstrømforsyning til bybanesystemer

● Industrielle jævnstrømsdrev med høj effekt

Tekniske specifikationer

Phase Shift-nøjagtighed

Faseforskydningen frembringes af udvidede delta- eller zigzag-viklingsforbindelser. Antallet af omdrejninger i den faseskiftende vikling skal beregnes præcist. Hvis fasevinklen afviger fra designværdien, opstår der cirkulerende strømme mellem de to ensretterbroer. Dette reducerer annulleringen af ​​5. og 7. harmoniske og øger tabene.

Under produktionen verificerer Yulan Transformer drejningstællingen af ​​faseskiftende viklinger og måler den faktiske fasevinkel under fabrikstest. Den målte værdi registreres i testrapporten. Typisk fasevinkeltolerance er inden for ±0,5°.

For to-transformatorarrangementer skal kortslutningsimpedansen for begge enheder holdes tæt. En stor impedansforskel forårsager ujævn belastningsfordeling og svækker den harmoniske annulleringseffekt.

Tab og temperaturstigning

En 12-puls ensrettertransformer eliminerer de fleste 5. og 7. harmoniske strømme, så yderligere viklingstab er lavere end i et 6-puls design. Der er dog 11. og 13. harmoniske tilbage, og designet inkluderer stadig margen for hvirvelstrømstab.

Kernen arbejder ved en fluxtæthed, der er lavere end en standard distributionstransformator. Dette undgår mætning forårsaget af mulige DC-komponenter under transiente forhold. Temperaturstigning verificeres under det specificerede harmoniske strømspektrum, ikke kun under sinusformet strøm.

Konstruktionsfunktioner

Vindinger

Ventilsidestrømme i industrielle ensretterapplikationer når ofte op på flere tusinde ampere. Store enheder bruger transponerede ledere eller flere parallelle ledere. Transpositioner ved viklingsenderne hjælper med at udligne strømfordelingen og reducere cirkulationstab.

Lead Arrangement

Sekundære ledninger er normalt lavet af kobberstænger. Arrangementet tager hensyn til nærhedseffekter og mekanisk støtte. Flere sekundære bøsninger eller klemkort er almindelige.

Tankafskærmning

Harmonisk flux inducerer hvirvelstrømme i tankvæggene og klemmestrukturerne. Magnetiske skjolde eller elektromagnetiske skjolde er installeret på tankens indre overflade for større kapaciteter. Dette reducerer herreløse tab og forhindrer lokal overophedning.

Tryk på Skifter

On-load tap ændring bruges ofte i ensretter service til at justere den sekundære spænding og styre DC output. Vandhanekobleren øger kompleksiteten af ​​den aktive del og kræver ekstra plads inde i tanken.

Fabrikstestning

Rutinetest omfatter viklings-DC-modstand, spændingsforhold, isolationsmodstand, strømfrekvensmodstand, induceret overspænding, tab uden belastning, belastningstab og kortslutningsimpedans. Yderligere test for 12-puls ensrettertransformatorer inkluderer fasevinkelmåling, isolationstest mellem ventilsideviklinger og delvis udladningsmåling.

For primærspændinger på 35 kV eller højere udføres lynimpulstests i henhold til gældende standarder. Temperaturstigningstest under harmoniske strømforhold kan arrangeres, når det er specificeret af køberen. Testregistreringer arkiveres efter serienummer og kan spores til viklings- og kernesamlingsprocesser.

FAQ

Hvad er bedre til en ny installation: en dobbelt-sekundær transformer eller to separate transformere?

For mindre klassificeringer er en enkelt transformer med dobbelte sekundære viklinger normalt mere økonomisk og kræver mindre gulvplads. For større klassificeringer eller når vedligeholdelsesfleksibilitet er vigtig, foretrækkes to separate transformere. Den endelige beslutning bør også overveje transportgrænser og tilgængeligheden af ​​reserveenheder.

Eliminerer et 12-puls system fuldstændigt harmoniske?

Nej. Den 5. og 7. harmoniske er stort set annulleret, men den 11. og 13. forbliver. I praksis kan nogle resterende 5. og 7. komponenter stadig forekomme på grund af fasevinkelfejl eller ubalancerede belastninger. Yderligere passive eller aktive filtre kan være nødvendige for strenge harmoniske grænser.

Kan en 6-puls installation opgraderes til 12-puls?

Generelt nej. Faseforskydningen skal indbygges i transformatorviklingerne. Eftermontering ville kræve udskiftning af transformeren eller tilføjelse af en separat faseskiftende transformer. Den anden mulighed kan være mulig i nogle tilfælde, men kræver omhyggelig evaluering af impedanstilpasning og plads.

Hvordan bestemmes den sekundære spænding?

Ensretterproducenten beregner den nødvendige spænding på ventilsiden baseret på DC-udgangsspændingen, ensretterkredsløbet, kommuteringsoverlapning og transformatorimpedans. Transformatorproducenten designer derefter den sekundære vikling, så den matcher denne spænding. Ændring af sekundærspændingen efter designgodkendelse kan påvirke hele viklingslayoutet.

Hvilken beskyttelse anbefales til 12-puls ensrettertransformatorer?

Standard overstrømsbeskyttelse kan fungere forkert på grund af harmoniske strømme. Beskyttelsesrelæer bør omfatte harmonisk begrænsning eller vælges specifikt til ensretterdrift. Temperaturovervågning, gasrelæer, olieniveauindikatorer og trykaflastningsanordninger anbefales til selve transformeren. For store enheder tilrådes kontinuerlig overvågning af viklingstemperatur og olietilstand.

Produktionsevne

Yulan Transformer har produceret ovntransformatorer og ensrettertransformatorer siden 1999. Virksomheden opererer under 110 kV klasse produktions- og testforhold, herunder en 80-tons løftekapacitet, et 400 kW petroleumdampfase vakuumtørringssystem, et 1.200 kV impulstestsystem og en 400 kV frekvenstransformator uden partial-afladning. Disse faciliteter understøtter isoleringsbehandling og fabriksverifikation af store industrielle ensrettertransformatorer.

For projektspecifikke faseforskydningsordninger, tabsberegninger eller oversigtstegninger, kontakt venligst Yulan Transformers tekniske afdeling.