Trasformatore raddrizzatore di potenza industriale a 6 impulsi

Lo stress primario subito dai trasformatori raddrizzatori durante il funzionamento deriva dalle correnti armoniche. I circuiti raddrizzatori a 6 impulsi generano armoniche caratteristiche, come la 5a, 7a, 11a e 13a, sul lato della rete, causando ulteriori perdite nei conduttori degli avvolgimenti e nei componenti strutturali. Se durante la fase di progettazione non vengono previsti margini adeguati per la densità di corrente e la dissipazione del calore, gli aumenti di temperatura localizzati possono superare i limiti del sistema di isolamento.

Inoltre, alcuni circuiti raddrizzatori possono indurre una polarizzazione magnetica CC nel nucleo durante i processi transitori, portando a uno spostamento della densità del flusso magnetico. Di conseguenza, la densità del flusso magnetico operativo nei nuclei dei trasformatori raddrizzatori è generalmente inferiore a quella dei trasformatori di distribuzione di capacità equivalente per evitare livelli di rumore aumentati e perdite a vuoto elevate.

Scenari di installazione

I trasformatori raddrizzatori di potenza industriali a 6 impulsi sono comunemente utilizzati nelle seguenti applicazioni:

● Laboratori di elettrolisi dei metalli non ferrosi (ad es. celle elettrolitiche in alluminio, rame e zinco)

● Linee di produzione galvaniche e attrezzature per l'anodizzazione

● Forni di grafitizzazione e forni industriali a resistenza

● Sistemi di alimentazione in corrente continua per la trazione ferroviaria urbana

● Celle elettrolitiche cloro-alcaline nell'industria chimica

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

Queste applicazioni impongono requisiti diversi per quanto riguarda l'impedenza di cortocircuito, gli intervalli di regolazione della tensione lato valvola e le capacità di sovraccarico; pertanto, le specifiche del trasformatore devono corrispondere ai parametri forniti dal produttore del raddrizzatore. Specifiche chiave

Parametro dell'articolo

Differenze di progettazione

Rispetto ai trasformatori di distribuzione, i trasformatori raddrizzatori di potenza industriali a 6 impulsi presentano differenze significative nelle seguenti aree:

Conduttori di avvolgimento

Le correnti lato valvola spesso raggiungono diverse migliaia di ampere, rendendo difficile per un singolo conduttore soddisfare i requisiti di trasporto di corrente. Le unità ad alta capacità utilizzano conduttori trasposti o conduttori multipli paralleli, incorporando strutture di trasposizione alle estremità dell'avvolgimento per garantire una distribuzione uniforme della corrente tra i rami paralleli e ridurre al minimo le perdite di corrente circolante.

Disposizione principale

A causa dell'elevato numero di terminali di uscita lato valvola e degli elevati livelli di corrente, la disposizione dei conduttori deve tenere conto degli effetti di prossimità e del supporto meccanico. Alcune unità utilizzano collegamenti diretti con sbarre in rame per ridurre la resistenza di contatto e il riscaldamento localizzato.

Serbatoio e schermatura

I campi magnetici armonici inducono correnti parassite nelle pareti del serbatoio e nelle strutture di bloccaggio. I trasformatori raddrizzatori ad alta capacità sono spesso dotati di schermatura magnetica o elettrica sulle pareti interne del serbatoio per ridurre le perdite vaganti e prevenire il surriscaldamento localizzato.

Selezione dell'impedenza

L'impedenza di cortocircuito non è un valore fisso; deve essere coordinato con la reattanza di commutazione del raddrizzatore. Un'impedenza eccessivamente elevata aumenta la regolazione della tensione CC e riduce l'efficienza di rettifica, mentre un'impedenza eccessivamente bassa porta a correnti di cortocircuito eccessive, compromettendo la sicurezza delle apparecchiature. In genere, il progettista del sistema raddrizzatore specifica l'intervallo di impedenza e il produttore del trasformatore ottimizza la struttura dell'avvolgimento all'interno di tale intervallo. Produzione e Verifica

Dopo che la parte attiva è stata assemblata, viene sottoposta a un processo di essiccazione sotto vuoto in fase di vapore di cherosene per rimuovere umidità e gas dai materiali isolanti. Per i prodotti con tensione nominale pari o superiore a 35 kV, i test di accettazione in fabbrica includono test sugli impulsi di fulmine e misurazioni delle scariche parziali. I trasformatori raddrizzatori vengono inoltre sottoposti a test di aumento della temperatura in base ai requisiti del cliente per verificare che l'aumento della temperatura del punto caldo con correnti armoniche nominali sia conforme agli standard della classe di isolamento.

L'azienda possiede le certificazioni ISO 9001:2015, ISO 14001 e ISO 45001. I dati dei test vengono archiviati in base al numero di serie del prodotto, garantendo la tracciabilità fino alle fasi chiave della produzione come l'avvolgimento, l'impilamento delle anime e l'essiccazione della parte attiva.

Riferimento alla selezione

D: Qual è la capacità massima per una tensione lato rete di 35 kV?

Una tensione lato rete di 35 kV corrisponde tipicamente a un intervallo di capacità compreso tra 630 kVA e 20.000 kVA. Le unità di capacità maggiore possono richiedere tensioni nominali più elevate o progetti strutturali speciali; la valutazione dovrebbe considerare la capacità di cortocircuito della rete locale e i vincoli di disposizione della sottostazione.

D: È necessario uno sfasamento per l'avvolgimento lato valvola?

Una configurazione del raddrizzatore a 6 impulsi non richiede intrinsecamente lo sfasamento; l'avvolgimento lato valvola fornisce corrente alternata trifase direttamente al ponte raddrizzatore. Se i limiti delle armoniche di rete sono rigidi, è possibile utilizzare schemi a 12 o 24 impulsi, che richiedono avvolgimenti con sfasamento (gli angoli comuni di sfasamento includono ± 7,5 ° e ± 15 °).

D: Possono funzionare in parallelo?

Sì, ma il funzionamento in parallelo richiede che i trasformatori abbiano gruppi vettoriali identici, impedenze di cortocircuito simili e un rapporto di capacità non superiore a 3:1. Per i carichi del raddrizzatore, anche l'allineamento di fase della tensione lato valvola è fondamentale per evitare correnti circolanti.

D: Qual è la funzione della commutazione sotto carico (OLTC) in un sistema raddrizzatore?

OLTC consente la regolazione della tensione lato valvola, e di conseguenza la regolazione dell'uscita CC, senza interrompere l'alimentazione. Per i carichi elettrolitici, l'OLTC aiuta a mantenere la corrente CC stabile nonostante le fluttuazioni della tensione di rete. OLTC aumenta la complessità della parte attiva e le dimensioni del serbatoio; lo spazio per il commutatore deve essere allocato in fase di progettazione.

D: I trasformatori raddrizzatori richiedono configurazioni di protezione speciali?

SÌ. A causa dell'elevato contenuto armonico, la protezione da sovracorrente convenzionale potrebbe non funzionare correttamente; pertanto, in genere sono necessari dispositivi di limitazione delle armoniche o dispositivi di protezione specializzati. L'unità del trasformatore deve essere dotata di dispositivi di monitoraggio della temperatura e di limitazione della pressione; per le unità ad alta capacità si consiglia l'installazione di un relè gas e di un indicatore di livello dell'olio.

Capacità tecniche

Yulan Transformer produce trasformatori per forni elettrici e trasformatori raddrizzatori dal 1999 e possiede le capacità per produrre e testare prodotti con tensione nominale di 110 kV e inferiore. Le attrezzature principali includono un sistema di sollevamento da 80 tonnellate, un sistema di essiccazione sotto vuoto in fase di vapore di cherosene da 400 kW, apparecchiature per test a impulsi da 1200 kV e un trasformatore di prova a frequenza industriale senza scarica parziale da 400 kV, consentendo all'azienda di soddisfare i requisiti di elaborazione dell'isolamento e test per trasformatori raddrizzatori ad alta capacità.

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