Trasformatore raddrizzatore a 6 impulsi

6-La differenza principale tra un trasformatore raddrizzatore e un trasformatore di distribuzione convenzionale risiede nel collegamento lato carico ad un raddrizzatore; la forma d'onda della corrente è non sinusoidale con un elevato contenuto armonico, richiedendo che gli avvolgimenti e il nucleo siano progettati specificamente per le condizioni operative del raddrizzatore. Yulan Transformer possiede una vasta esperienza nella produzione di trasformatori per forni elettrici e raddrizzatori. I nostri trasformatori raddrizzatori a 6 impulsi coprono un intervallo di capacità da 630 kVA a 80.000 kVA, con tensioni primarie (lato rete) compatibili con sistemi da 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV e 35 kV, mentre i parametri secondari (lato valvola) sono determinati dalla specifica configurazione del circuito raddrizzatore.

Industrie applicative

I trasformatori raddrizzatori a 6 impulsi vengono utilizzati principalmente nei sistemi raddrizzatori a ponte trifase per fornire alimentazione ai carichi CC. Gli scenari di installazione comuni includono:

● Processi elettrolitici per metalli non ferrosi (alluminio, rame, zinco, ecc.)

● Linee di produzione per il trattamento superficiale (galvanica, anodizzazione, ecc.)

● Forni di grafitizzazione e apparecchiature di riscaldamento elettrico industriale

● Stazioni raddrizzatrici di trazione per il trasporto ferroviario urbano

● Alimentatori per forni elettrici ad arco CC e forni ad arco sommerso

● Celle elettrolitiche chimiche e industria dei cloro-alcali

Queste applicazioni condividono caratteristiche comuni: correnti di carico elevate, requisiti variabili per l'ondulazione sul lato CC e requisiti specifici relativi all'impedenza del trasformatore e alla capacità di resistenza ai cortocircuiti.

Punti salienti del design

Struttura avvolgibile

L'avvolgimento lato rete è progettato in base al livello di tensione del sistema, mentre l'avvolgimento lato valvola è determinato dalla tensione di ingresso CA del raddrizzatore. Il raddrizzatore a 6 impulsi utilizza tipicamente connessioni Dyn o Yd per fornire l'uscita CA trifase richiesta per il raddrizzatore a ponte trifase. Alcuni progetti richiedono avvolgimenti paralleli sul lato valvola per ridurre la corrente nei singoli avvolgimenti.

Armoniche e perdite aggiuntive

Sotto i carichi del raddrizzatore, la corrente dell'avvolgimento contiene armoniche caratteristiche (come la 5a e la 7a), che generano ulteriori perdite negli avvolgimenti e nei componenti strutturali. Misure di progettazione, come l'aumento delle sezioni trasversali dei conduttori, l'installazione di schermature o l'utilizzo di conduttori trasposti, vengono adottate per ridurre al minimo le perdite per correnti parassite e il rischio di surriscaldamento localizzato.

Progettazione dell'impedenza

La selezione dell'impedenza di cortocircuito influisce direttamente sul processo di commutazione del raddrizzatore, sui livelli di corrente di cortocircuito e sulla regolazione della tensione di uscita CC. Un'impedenza eccessiva porta a una significativa caduta di tensione CC, mentre un'impedenza insufficiente può far sì che le correnti di cortocircuito superino la capacità di resistenza dell'apparecchiatura. L'intervallo di impedenza viene generalmente determinato in base ai parametri forniti dal produttore del raddrizzatore.

Nucleo e rumore

Il nucleo è costruito con lamiere di acciaio al silicio a grani orientati laminati a freddo, con il processo di impilamento eseguito da apparecchiature automatizzate. Poiché il flusso magnetico in un trasformatore raddrizzatore può contenere una piccola componente CC, nella progettazione viene incorporato un margine relativo alla densità del flusso magnetico operativo del nucleo per prevenire la saturazione, che altrimenti porterebbe a un aumento del rumore e delle perdite.

Specifiche

Produzione e test

Dopo che la parte attiva è stata assemblata, viene sottoposta a lavorazione in un sistema di essiccazione sotto vuoto in fase di vapore di cherosene per rimuovere umidità e gas dai materiali isolanti. Per le unità ad alta capacità, per gli avvolgimenti vengono utilizzati conduttori trasposti o conduttori combinati per ridurre le perdite per correnti parassite. Il serbatoio ed i componenti strutturali vengono pallinati per eliminare la ruggine e successivamente verniciati a polvere; le unità di grandi dimensioni possono essere dotate di pannelli radiatori o sistemi di raffreddamento ad aria ad olio forzato.

Oltre ai test di fabbrica di routine, quali la resistenza CC dell'avvolgimento, il rapporto di tensione, la resistenza di isolamento, la tensione di tenuta alla frequenza industriale, la tensione di tenuta indotta, la perdita a vuoto, la perdita di carico e l'impedenza di cortocircuito, vengono eseguiti test di aumento della temperatura, test di impulso del fulmine e misurazioni delle scariche parziali in base ai requisiti dell'utente. Alcuni progetti richiedono anche dati di verifica relativi alla capacità dell'avvolgimento lato valvola di resistere alle correnti armoniche.

Considerazioni sulla selezione

D: In cosa differiscono il rettificatore a 6 impulsi e quello a 12 impulsi?

Un trasformatore raddrizzatore a 6 impulsi ha solo un set di avvolgimenti trifase lato valvola, che producono sei impulsi sul lato CC dopo il raddrizzamento. La rettifica a 12 impulsi richiede tipicamente due trasformatori o un singolo trasformatore con doppi set di avvolgimenti; per ottenere 12 impulsi viene utilizzato uno sfasamento di 30°, con conseguente ondulazione lato CC inferiore e contenuto armonico ridotto. La scelta dipende dalla topologia del circuito del raddrizzatore e dai limiti armonici della rete.

D: Come viene determinata la tensione sul lato valvola?

La tensione lato valvola viene calcolata dal produttore del raddrizzatore in base alla tensione di uscita CC, al metodo di rettifica, all'angolo di commutazione e all'impedenza del trasformatore. In funzione di questa tensione il costruttore del trasformatore progetta le spire dell'avvolgimento lato valvola ed il livello di isolamento; si consiglia agli utenti di non alterare personalmente queste specifiche.

D: In che modo l'impedenza influisce sul sistema di rettifica?

Un'impedenza più elevata comporta un angolo di sovrapposizione di commutazione più ampio e una caduta più pronunciata della tensione di uscita CC sotto carico, ma riduce la corrente di cortocircuito di picco. Un'impedenza eccessivamente bassa fa sì che il processo di commutazione avvenga troppo rapidamente, sottoponendo potenzialmente il raddrizzatore a un'elevata velocità di variazione della corrente. L'intervallo di impedenza viene generalmente specificato dal progettista del sistema di rettifica.

D: Quale capacità è adatta per una tensione lato rete di 35 kV?

Una tensione lato rete di 35 kV si trova comunemente nei trasformatori raddrizzatori con capacità che vanno da 630 kVA a 20.000 kVA. Le unità ad alta capacità utilizzano in genere tensioni nominali più elevate o progetti specializzati. Le specifiche specifiche dipendono dalle condizioni della rete locale e dalle valutazioni della capacità di cortocircuito.

D: La regolazione della tensione sotto carico è supportata?

SÌ. I trasformatori raddrizzatori ad alta capacità sono spesso dotati di commutatori sotto carico (OLTC) per regolare la tensione lato valvola e quindi controllare l'uscita CC. La regolazione della tensione sotto carico influisce sulla disposizione interna dell'assemblaggio e sulle dimensioni del serbatoio, determinando tempi di consegna più lunghi rispetto ai modelli con commutazione a circuito spento (senza carico).

Esperienza ingegneristica

Yulan Transformer produce trasformatori per forni elettrici e trasformatori raddrizzatori dal 1999, con un track record di fornitura in volumi per elettrolisi di metalli non ferrosi, elettrolisi chimica e applicazioni di riscaldamento elettrico industriale. Le capacità produttive includono una capacità di sollevamento di 80 tonnellate, un sistema di essiccazione sotto vuoto in fase di vapore di cherosene da 400 kW, apparecchiature per test a impulsi da 1.200 kV e un trasformatore di prova a frequenza industriale senza scarica parziale da 400 kV, che consente la produzione e il test di trasformatori raddrizzatori classificati a 110 kV e inferiori.

Si prega di contattare l'ufficio tecnico di Yulan Transformer per proposte tecniche specifiche del progetto, disegni dimensionali o rapporti di calcolo delle perdite.