6-Puls-Gleichrichtertransformator

6-Der Hauptunterschied zwischen einem Gleichrichtertransformator und einem herkömmlichen Verteilungstransformator liegt in der lastseitigen Verbindung mit einem Gleichrichter; Die Stromwellenform ist nicht sinusförmig und weist einen hohen Oberwellengehalt auf. Daher müssen die Wicklungen und der Kern speziell für die Betriebsbedingungen des Gleichrichters ausgelegt werden. Yulan Transformer verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Herstellung von Elektroofen- und Gleichrichtertransformatoren. Unsere 6-Puls-Gleichrichtertransformatoren decken einen Leistungsbereich von 630 kVA bis 80.000 kVA ab, wobei die primären (netzseitigen) Spannungen mit 6-kV-, 10-kV-, 15-kV-, 22-kV- und 35-kV-Systemen kompatibel sind, während sekundäre (ventilseitige) Parameter durch die spezifische Gleichrichterschaltungskonfiguration bestimmt werden.

Anwendungsbranchen

6-Puls-Gleichrichtertransformatoren werden hauptsächlich in dreiphasigen Brückengleichrichtersystemen zur Stromversorgung von Gleichstromlasten eingesetzt. Zu den gängigen Installationsszenarien gehören:

● Elektrolytische Prozesse für Nichteisenmetalle (Aluminium, Kupfer, Zink usw.)

● Produktionslinien für die Oberflächenbehandlung (Galvanisieren, Eloxieren usw.)

● Graphitierungsöfen und industrielle elektrische Heizgeräte

● Traktionsgleichrichterstationen für den städtischen Schienenverkehr

● Stromversorgungen für Gleichstrom-Lichtbogenöfen und Unterpulveröfen

● Chemische Elektrolysezellen und die Chlor-Alkali-Industrie

Diese Anwendungen weisen gemeinsame Merkmale auf: hohe Lastströme, unterschiedliche Anforderungen an die gleichstromseitige Welligkeit und spezifische Anforderungen an die Transformatorimpedanz und die Kurzschlussfestigkeit.

Design-Highlights

Wickelstruktur

Die netzseitige Wicklung wird entsprechend der Netzspannungsebene ausgelegt, während die verteilerseitige Wicklung durch die AC-Eingangsspannung des Gleichrichters bestimmt wird. Die 6-Puls-Gleichrichtung verwendet typischerweise Dyn- oder Yd-Anschlüsse, um den dreiphasigen Wechselstromausgang bereitzustellen, der für den dreiphasigen Brückengleichrichter erforderlich ist. Einige Projekte erfordern parallele ventilseitige Wicklungen, um den Strom in einzelnen Wicklungen zu reduzieren.

Harmonische und zusätzliche Verluste

Unter Gleichrichterbelastung enthält der Wicklungsstrom charakteristische Oberschwingungen (z. B. die 5. und 7.), die zusätzliche Verluste in den Wicklungen und Bauteilen erzeugen. Um Wirbelstromverluste und die Gefahr örtlicher Überhitzungen zu minimieren, werden konstruktive Maßnahmen wie die Vergrößerung der Leiterquerschnitte, der Einbau von Abschirmungen oder der Einsatz von verdrehten Leitern eingesetzt.

Impedanzdesign

Die Auswahl der Kurzschlussimpedanz wirkt sich direkt auf den Kommutierungsprozess des Gleichrichters, die Kurzschlussstromstärke und die DC-Ausgangsspannungsregelung aus. Eine zu hohe Impedanz führt zu einem erheblichen Gleichspannungsabfall, wohingegen eine unzureichende Impedanz dazu führen kann, dass Kurzschlussströme die Belastbarkeit des Geräts überschreiten. Der Impedanzbereich wird typischerweise anhand der vom Gleichrichterhersteller bereitgestellten Parameter bestimmt.

Kern und Lärm

Der Kern besteht aus kaltgewalzten kornorientierten Siliziumstahlblechen, wobei der Stapelprozess durch automatisierte Anlagen erfolgt. Da der magnetische Fluss in einem Gleichrichtertransformator eine kleine Gleichstromkomponente enthalten kann, wird bei der Konstruktion ein Spielraum für die Betriebsmagnetflussdichte des Kerns vorgesehen, um eine Sättigung zu verhindern, die andernfalls zu erhöhtem Rauschen und Verlusten führen würde.

Spezifikationen

Herstellung und Prüfung

Nachdem das aktive Teil zusammengebaut ist, wird es in einem Kerosin-Dampfphasen-Vakuumtrocknungssystem verarbeitet, um Feuchtigkeit und Gase aus den Isoliermaterialien zu entfernen. Bei Hochleistungsgeräten werden für die Wicklungen Kreuzleiter oder kombinierte Leiter verwendet, um Wirbelstromverluste zu reduzieren. Der Tank und die Strukturbauteile werden zum Entfernen von Rost kugelgestrahlt und anschließend pulverbeschichtet. Große Einheiten können mit Kühlerpaneelen oder Zwangsöl-Luftkühlsystemen ausgestattet werden.

Zusätzlich zu routinemäßigen Werkstests – wie Wicklungsgleichstromwiderstand, Spannungsverhältnis, Isolationswiderstand, Netzfrequenz-Stehspannung, induzierte Spannungsfestigkeit, Leerlaufverlust, Lastverlust und Kurzschlussimpedanz – werden Temperaturanstiegstests, Blitzimpulstests und Teilentladungsmessungen entsprechend den Anforderungen des Benutzers durchgeführt. Einige Projekte erfordern auch Überprüfungsdaten hinsichtlich der Fähigkeit der Ventilwicklung, Oberschwingungsströmen standzuhalten.

Überlegungen zur Auswahl

F: Wie unterscheiden sich die 6-Puls- und die 12-Puls-Gleichrichtung?

Ein 6-Puls-Gleichrichtertransformator hat nur einen Satz dreiphasiger Wicklungen auf der Ventilseite und erzeugt nach der Gleichrichtung sechs Impulse auf der Gleichstromseite. Die 12-Puls-Gleichrichtung erfordert typischerweise zwei Transformatoren oder einen einzelnen Transformator mit zwei Wicklungssätzen; Um 12 Impulse zu erreichen, wird eine Phasenverschiebung von 30 ° verwendet, was zu einer geringeren Welligkeit auf der Gleichstromseite und einem geringeren Oberwellengehalt führt. Die Wahl hängt von der Schaltungstopologie des Gleichrichters und den Oberwellengrenzen des Netzes ab.

F: Wie wird die ventilseitige Spannung ermittelt?

Die Spannung auf der Ventilseite wird vom Gleichrichterhersteller basierend auf der DC-Ausgangsspannung, der Gleichrichtungsmethode, dem Kommutierungswinkel und der Transformatorimpedanz berechnet. Entsprechend dieser Spannung legt der Transformatorhersteller die ventilseitigen Wicklungswindungen und den Isolationsgrad aus; Benutzern wird empfohlen, diese Spezifikationen nicht selbst zu ändern.

F: Wie wirkt sich die Impedanz auf das Gleichrichtersystem aus?

Eine höhere Impedanz führt zu einem größeren Kommutierungsüberlappungswinkel und einem stärkeren Abfall der DC-Ausgangsspannung unter Last, senkt jedoch den Spitzenkurzschlussstrom. Eine zu niedrige Impedanz führt dazu, dass der Kommutierungsprozess zu schnell abläuft, wodurch der Gleichrichter möglicherweise einer hohen Stromänderungsrate ausgesetzt wird. Der Impedanzbereich wird normalerweise vom Entwickler des Gleichrichtersystems festgelegt.

F: Welche Kapazität ist für eine netzseitige Spannung von 35 kV geeignet?

In Gleichrichtertransformatoren mit Leistungen von 630 kVA bis 20.000 kVA liegt üblicherweise eine netzseitige Spannung von 35 kV vor. Einheiten mit höherer Kapazität verwenden normalerweise höhere Nennspannungen oder spezielle Designs. Spezifische Spezifikationen hängen von den örtlichen Netzbedingungen und der Beurteilung der Kurzschlusskapazität ab.

F: Wird die Spannungsregelung unter Last unterstützt?

Ja. Hochleistungsgleichrichtertransformatoren sind häufig mit Laststufenschaltern (OLTC) ausgestattet, um die Spannung auf der Ventilseite anzupassen und dadurch den Gleichstromausgang zu steuern. Die Spannungsregelung unter Last wirkt sich auf die Anordnung der internen Baugruppe und die Tankabmessungen aus, was zu einer längeren Lieferzeit im Vergleich zu Stufenschaltmodellen ohne Last führt.

Ingenieurserfahrung

Yulan Transformer stellt seit 1999 elektrische Ofentransformatoren und Gleichrichtertransformatoren her und kann auf eine Erfolgsbilanz bei der Volumenlieferung für Nichteisenmetall-Elektrolyse, chemische Elektrolyse und industrielle elektrische Heizanwendungen zurückblicken. Zu den Fertigungskapazitäten gehören eine Hebekapazität von 80 Tonnen, ein 400-kW-Kerosin-Dampfphasen-Vakuumtrocknungssystem, 1.200-kV-Impulsprüfgeräte und ein teilentladungsfreier 400-kV-Netzfrequenz-Prüftransformator, der die Produktion und Prüfung von Gleichrichtertransformatoren mit Nennspannungen von 110 kV und darunter ermöglicht.

Für projektspezifische technische Vorschläge, Umrisszeichnungen oder Verlustberechnungsberichte wenden Sie sich bitte an die technische Abteilung von Yulan Transformer.