淺析36脈波整流變壓器的技術(shù)方案

【摘 要】本文根據(jù)技術(shù)要求和多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，詳盡介紹了組成36脈波整流變壓器的實(shí)施方案，針對(duì)整流變壓器的特點(diǎn)和特殊要求，有效的提出了解決大范圍調(diào)壓?jiǎn)栴}，36脈波所帶來的移相問題和遏制大電流局部過熱的方法。

【關(guān)鍵詞】整流變壓器；36脈波；橋式整流；自耦變壓器；自飽和電抗器

0.引言

在國民生產(chǎn)過程中，有許多地方需要用到直流電源，如電解行業(yè)，炭素行業(yè)等。直流電源是將交流電源經(jīng)過整流設(shè)備整流后得到的。與整流設(shè)備配套使用變壓器就是整流變壓器。

1.技術(shù)方案

通常整流變壓器的特點(diǎn)是二次電壓低，二次電流大；由于生產(chǎn)工藝的需要，還要進(jìn)行大范圍的電壓調(diào)節(jié)；為了減少直流對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的諧波污染，整流變壓器還要盡量增加脈波數(shù)，因而整流變壓器通常有多個(gè)機(jī)組組成12脈波、18脈波、24脈波、36脈波、48脈波、60脈波、72脈波或更高。

ZHSFPTK-15000/10 就是某精鋁工程用的36脈波調(diào)壓整流變壓器，其中包括三臺(tái)移相整流變壓器和三臺(tái)自飽和電抗器，技術(shù)要求如下：

型號(hào)：ZHSFPTK-15000/10

額定容量：14933kVA

網(wǎng)側(cè)電壓：10500V

閥側(cè)電壓：310V DC

相數(shù)：36脈波（+10°，0°，-10°）

調(diào)壓方式：用有載分接開關(guān)進(jìn)行35級(jí)粗調(diào)，用自飽和電抗器細(xì)調(diào)

調(diào)壓范圍：5%-105%

阻抗電壓：12%-14%

飽和電抗器調(diào)壓范圍：0-30V

根據(jù)技術(shù)要求和我公司多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，本產(chǎn)品每組采用一個(gè)移相自耦調(diào)壓器和兩個(gè)主變壓器3個(gè)器身組成的主調(diào)合一共箱外附飽和電抗器的結(jié)構(gòu)形式。三臺(tái)自耦調(diào)壓器分別移相+10°，0°，-10°；兩個(gè)主變壓器的低壓線圈分別為一個(gè)Y接，一個(gè)D接，這樣三臺(tái)產(chǎn)品共同組成36脈波的整流變壓器。

自耦調(diào)壓器采用35級(jí)正反調(diào)壓，調(diào)壓范圍5%-105%，最高輸出電壓17.663kV，工作電流488.1A。選用有載分接開關(guān)的型號(hào)為MIII600Y-72.5B/18351W，允許工作電流600A，安全系數(shù)裕度>20%。

整流變壓器采用兩個(gè)相同的器身，在主變鐵心上從內(nèi)到外依次為高壓線圈和低壓線圈；在調(diào)變鐵心上從內(nèi)到外依次為移相線圈，公共線圈和調(diào)壓線圈。鐵心采用三相三柱五級(jí)接縫結(jié)構(gòu)，全斜接縫，鐵心采用高導(dǎo)磁、低損耗優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片疊積。低壓引線全部采用銅排連接，充分考慮大電流引線漏磁在油箱、夾件等部件的分布，并采取有效措施控制由此帶來的損耗和過熱。

由于網(wǎng)側(cè)引線需要電壓移相±10°，因此引線結(jié)構(gòu)與以往的引線設(shè)計(jì)有很大區(qū)別。此臺(tái)整流變閥側(cè)電壓低，電流卻極大達(dá)到了40000A，漏磁通較大，采用三相橋式同相逆并聯(lián)整流方式，等效12脈波，減少了漏磁通。同時(shí)低壓出線采用環(huán)氧樹脂澆注的低壓端子，無磁鋼板兩側(cè)雙道密封，即滿足了減少大電流所帶來的局部過熱，又保證了低壓端子無滲漏的要求。這臺(tái)產(chǎn)品包含了幾乎所有變流變壓器的技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)，極大地增加了設(shè)計(jì)難度和工作強(qiáng)度。

與之配套的自飽和電抗器采用西門子引進(jìn)的橢圓形結(jié)構(gòu)，采用高導(dǎo)磁硅鋼片卷制。經(jīng)過篩選并配用，使自之特性保持一致。由于飽和電抗器的存在，總體噪聲應(yīng)在75dB。

飽和電抗器也打破了以往與整流變壓器共箱的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，主繞組采用橫向貫穿式設(shè)計(jì)，控制繞組和偏移繞組均采用3匝，自己獨(dú)立設(shè)箱，雖然增加了技術(shù)難度，卻大大節(jié)約了制造成本，同時(shí)也極大地減少了漏磁所帶來的局部過熱等危害。

針對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)難點(diǎn)進(jìn)行研究分析，對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化、改進(jìn)。

2.結(jié)論

該套產(chǎn)品一次試驗(yàn)合格，所有技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了技術(shù)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo)。目前該產(chǎn)品已順利運(yùn)行，運(yùn)行狀況良好，實(shí)踐證明此方案所采取的措施完全滿足技術(shù)要求的規(guī)定，也為以后的類似產(chǎn)品提供了經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]謝毓城.電力變壓器手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003，1.