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十二脉波串变调压双八字线圈整流变压器

 

一、        概述。

      整流变压器其特点是多脉波供电和大范围调压,以满足企业生产的要求。目前整流变压器有直降式,降压自耦式,递降式,第三绕组调压式。对于整流变压器,其设计方案不是唯一的,可以有多种方案,经技术分析,对于110KV电压等级,较小容量的整流变压器采用串变调压双八字线圈更节约成本。

二、        调压方式。

十二脉波串变调压双八字线圈整流变压器为第三绕组调压,它是由主变和串变组成,串变的低压绕组串接在主变低压侧绕组上,阀侧电压是由主变低侧电压和串变低压侧电压构成,其中主变为恒磁通调压,串变是变磁通调压,因此主变低压侧电压是不变的,而串变高压侧的电压是可变的,从而实现阀侧电压的可调性。

三、线圈的排布。

如图1所示,十二脉波串变调压双八字线圈整流变压器是由一个主变和二个串变组成。主变线圈是由基本线圈1、移相线圈2、补偿线圈3、调压线圈5和主变低压线圈78组成,基本线圈1和移相线圈2构成高压线圈,改变其匝数比,可实现不同的移相角。其中高压线圈接在网侧,它与补偿线圈、调压线和主变低压线圈存在感应关系。补偿线圈3为角接,可为三次谐波提供通路,同时也可作为功率因素补偿用。主变低压线圈7y接,主变低压线圈8d接,套在同一铁芯柱上交错排列,从而形成十二脉波,并采取同相逆并联结构。串变线圈是由串变高压和串变低压组成,它们之间存在感应关系,其中一个串变由高压线圈4和串变低压线圈9组成,串变高压线圈4Y接,串变低压线圈9y接,另一个串变由高压线圈6和串变低压线圈10组成,串变高压线圈6Y接,串变低压线圈10d接。串变的高压线圈46与主变的调压相连接,通过调节有载开关,可改变调压线圈的电压,从而改变串变高压线圈的电压,即改变串变低压线圈的电压,实现阀侧输出电压的可调性。串变低压线圈9和主变低压线圈7串接在一起,串变低压线圈10和主变低压线圈8串接在一起,形成双8字的结构形式,产生12脉波,如图2所示。

四、整流变压器的特点。

 该变压器调压绕组与高压绕组为感应关系,在电气上完全隔离,有效地避免了网侧电压的直接冲击,同时调压绕组及串变高压可降低电压等级,开关等级也可降低。两台串变采用各自的开关,可分别对电解槽进行调压,可避免晶闸管经常出现的深度饱和现象,降低了谐波对电网的影响。

该种变压器与传统的一拖二结构(即一个调变和二个主变)相比,成本更低。因其只有一个主变,虽然有两个串变,但其容量小。对于ZHSFPT-11000/110整流变压器,双八字线圈与传统结构用材比较。

(t)

铁芯(t)

器身(t)

(t)

钢材(t)

总重(t)

结构型式

7.98

10.9

22.3

18.2

11.8

55.3

双八字

7.07

17.4

29.4

22.8

14.6

69.4

传统式

五、主变的移相方式。

整流变压器高压绕组采用曲折形移相,当然也可以采用延边三角形、六边一形等移相方式。对于需要中性点引出的Y接方式,则只能用曲折形。通过移相,可使阀侧的脉冲电压均匀分布。主变低压绕组采yd两种接线方式,并绕制在同一柱上,且交错均匀分布。yd两种接法的两种相位差为30°,当主变移相为10°时,yd两种接法的移相为10°和-20°(即10°-30°),从而实现12脉波。

六、线圈的的基本参数的确定

  线圈的基本参数根椐用户提供的技术协议来确定,其性能参数如下:

 网侧电压:U1

最大阀侧空载直流电压Ud0max

最小阀侧空载直流电压Ud0min,

阀侧直流电流:Id

整流方式:桥式整流;

冷却方式:强油风冷;

1.各线圈电压的确定。

   11.高压各线圈的电压

主变的高压是由基本线圈1和移相线圈2组成,其接法为曲折形,相量图如图3所示,合成电压U是由基本绕组电压Ug与移相电压Uy组成,合成电压U就是网侧相电压,即U= U1/3UgUy之间的夹角为移相角θ,根据正弦定律可得出:

Ug/SIN(60°-θ)=Uy/SINθ=U1/3/SIN120°

由此可得出:

Ug=2U1* SIN(60°-θ)/3; Uy=2U1* SINθ/3

 

                     3

  12.调压线圈电压的确定。

调压线圈5的电压U5可自行确定,从图1可以看出,它等于串变高压线圈4的电压U4及高压线圈6的电压U6,即U5= U4= U6,一般小于20KV

13、阀侧低压线圈的电压。

   13.1.二次线电压的有效值

   根据整流变压器的技术数据,可知最大阀侧空载直流电压Ud0max,最小阀侧空载直流电压Ud0min,变压器的整流方式为三相桥式,则可求出最大二次线电压U2max和最小的二次线电压U2min.

U2max=Ud0max/1.35U2min=Ud0min/1.35;

13.2.主串变线圈的二次电压

  从图1中可以看出,主变的二次电压是由线圈78产生的,串变的二次电压由线圈910产生的,而阀侧电压是由线圈7和线圈9串接产生的(y接),也由是线圈8和线圈10串接产生的(d接)。不管是y接还是d接,其线电压与线电流都是相等的。设线圈78910电压分别为U7U8U9U10, U8U10为线电压,U7U9为相电压,U7U8U9U10之间的关系为1:√3。则

    U8=3*U7;         U10=3*U9;

U8+U10=U2max;      U8U10 = U2min

可知U8=U2max+ U2min/2U10=U2maxU2min/2

若令Ud0max/ Ud0min=x,U2max/ U2min=x,电压U8U10变为如下:

U8= U2max ×(x+1)/(2x) ;    U10= U2max ×(x1)/(2x).

2、二次电流的有效值。

从图1的接线原里可以看出,阀侧由y接和d接组成,相位相差30°,可形成12脉波。从整流变压器的技术数据可知,阀侧的直流电流为Id,也就是说,对于阀侧为y接的线路产生的直流电流为Id/2, 对于阀侧为d接的线路产生的直流电流为Id/2

根据桥式整流电路直流与交流的换算关系,可计算出二次侧线电流或相电流。对于阀侧为y接时,线圈的电流为二次线电流,则二次绕组的电流I2=0.816Id/2(其中Id/2为该线路产生的直流电流)对于阀侧为d接时,线圈的电流为二次相电流,则二次绕组的电流I2=0.816Id/3/2=0.471 Id/2. 设线圈78910电流分别为I7I8I9I10, I8I10为相电流,则I8=I10=0.471Id/2.I7I9为线电流,则I7=I9=0.816Id/2,

3:容量的计算。

31阀侧容量及低压绕组容量。

对于桥式整流变压器,设其阀侧最大容量为P2,则

P2=1.047Ud0ma*Id=1.047Pd0max, 式中Pd0max为最大直流容量。  

从图1的接线原里可以看出,阀侧由y接和d接组成,y接和d接的容量相等。设线圈78910容量分别P7P8P9P10,显然,P7 =P8P9 =P10。为此我们现讨论低压d接的容量,d接由线圈810组成,则   

 P8=3*U8I8=3*U2max+ U2min/2* 0.471*Id/2

=(x+1)/(2x)*1.047 Ud0max Id/2=(x+1)/(2x)/2*P2

P10=3* U10I10=U2maxU2min/2*0.471 Id/2=

(x1)/(2x)*1.047 Ud0max Id/2=(x1)/(2x)/2*P2:

32.串变高压线圈及主变调压线圈的容量

  串变高压和串变低压是感应关系,它们的容量相等。设串变高压线圈46的容量分别为P4P6,则

P4= P6= P9 =P10= (x1)/(2x)/2*P2:

主变调压线圈分别向二个串变高压线圈供电,设它的容量为P5,则P5= P4+ P6= (x1)/(2x)*P2:

33.主变一次侧的容量。

对于桥式整流,其一次侧的容量与阀侧容量相等,设主变一次侧的容量P1,则

P1=3*U1*I1=1.047*Ud0max*Id=P2

34.主变及串变的结构容量。

从前面可知,主变由高压、调压以及主变低压组成,因此主变的结构容量PZB如下:

PZB=*P1+P5+P7+P8=*1+(x+1)/2x+(x1)/(2x)/2+(x1)/(2x)/2*P2=P2

   串变由串变高压及串变低压组成,两者的容量相等,因此串变的结构容量等于串变高压容量。设串变的结构容量为PCB如下:

PCB=P10=(x1)/(2x)/2*P2

从此式可以看出,串变的结构容量与调压范围有关系,随着调压范围的增大,串变的结构容量也增大。当调压范围为60%~100%时,

PCB=10%P2。因此串变结构容量较小,串变的用材少。

  35.整流变的结构容量。

   整流变压器是由一个主变和两个串变组成,其结构容量为一个主变和两个串变之和,设整流变的结构容量为PZC,则

   PZC= PZB +2*PCB=P2+2*P10=P2+(x1)/(2x)*P2=

3x-1/(2x)*P2

4、其它线圈的电流计算。

41.高压线圈的电流计算。高压线圈包括移相线圈和和基本线圈,它们是Z型连接,因此流过移相线圈和基本线圈的电流相等。综上所述,一次侧的容量是已求出,而网侧电压是已知的,因此高压线圈的电流I1= P1/(√3U1= P2/(√3U1)。

42.串变高压绕组的电流及调压绕组的电流。

从上述所知,串变高压绕组的容量,而它的电压可自行选择,因此串变高压绕组4的电流I4和串变高压绕组6的电流 I6如下:

I4= P4/3U4) ;I6= P6/3U6

显然,由于P4= P6U4= U6I4= I6

调压绕组5与串联高压绕组46相连,因此调压绕组电流I5如下:

I5= I4+I6 =P4/3U4 + P6/3U6=2 P4/3U4);

通过对各绕组的电压、电流与容量的计算,为其设计提供了有力的依据,然后同其它变压器一样进行设计。

 

congchunbo 5/4/2014 10:41:37 AM 发表
文章写的很不错嘛,学习了
[0]  
 
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打印】   更新时间:2014/5/4 10:26:44   浏览次数:8346 次  【返回列表
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