移相整流变压器设计与试验

《移相整流变压器设计与试验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、移相整流变压器设计与试验汪明伟摘要：介绍36相整流变压器设计，试验，六边型自耦移相调压和共轭铁心应用。关键词：谐波；移相；自耦调压；共轭铁心；半成品、成品试验2016.10.10-8-1.前言由于电网对谐波的限制越来越严格，并制定了国家标准GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》，对整流变压器抑制谐波措施要求越来越高。消除低次谐波的办法之一就是增加变压器输出相数，即直流脉波数。本文就有关36相整流变压器设计，制造及试验等问题做一些探讨。原公司2005年接到氯碱化工行业电解整流变压器订单，由三台ZHSPTZ-12500/10整流变压器组成

2、，单机组等效12脉波，三机组合成36脉波。整流方式为桥式整流，冷却方式为强油循环水冷，变压器为主调合一式免吊心结构。网侧电压：10KV直流工作电压：400V直流电流：2×13000A调压范围：10%~105%调压级数40级短路阻抗：10%主要参数确定空载直流电压　　Udo=43~450V额定容量　　　　SN=1.05UdoId=1.05×450×26=12285KVA一次额定电流　　I1N===709.3A2.设计方案2.1移相方案选择-8-变压器由调压变压器和整流变压器两部分组成，为便于设计和制造，三台调压变压器分别移相+10°、0°、-10

3、°，三台整流变为同一形式即有星、角绕组桥式整流回路。因整流变压器短路阻抗为10%，所以低压星角输出经整流元件后并联，不需另加平衡电抗器。单台整流变提供12脉波直流电流，接调变后三台变压器可提供36脉波直流电流。2.2调压变压器设计方案目前，一般采用自耦移相调压于一身，来达到移相和调压目的。如按用法较普遍的曲折移相方式，有载开关通过的网侧线电流大于600A，超出三相有载开关使用范围；如为了满足开关电流要求去自耦升压，还是会增加调压变的电磁容量。我们反复研究多方求证，采用的是六边型自耦移相调压方案，有载开关电流相当于角接相电流，是曲折接法的1/倍，

4、满足了40级粗细调开关要求。采用此方案的优点还有：调压变额定档阻抗电压很小，计算时可忽略，这样三台机组的阻抗一致，均流效果好。而且调压变压器绕组结构简约，材料节省，负载损耗低。但引线结构相对复杂，设计制造时有一定难度。调压变接线原理如图1：-8-图1六边型自耦移相调压接线原理图图中A、B、C为调变输入端子，Am、Xm为调变输出端子(以A相为例)为简化起见，细调部分未画出，有载开关选用5×8=40级粗细调有载开关。2.3调压变压器设计设定输入电压为　U1=UAB=UBC=UCA=10000VU1对应绕组匝数为W1=375当移相角度为±10°时，长

5、边电压　　　　Um=U1sin(60°－10°)=8846V短边电压　　　　Uy=U1sin10°=2005V长边绕组匝数　　Wm=W1sin(60°－10°)=332短边绕组匝数　　Wy=W1sin10°=75当移相角度为0°时，Um=8846,Uy=1154Wm=332,Wy=43调压变压器为三相三柱式铁心，由里向外套有移相绕组、基本绕组、粗调绕组、细调绕组，绕组均为层式。接线原理图如图2：-8-图2调压变接线原理图确定绕组同名端（绕向）时，应考虑绕线方便，也要注意绕组间电势大小，保证主纵绝缘距离合理。2.4整流变压器设计只要是三相桥式整流

6、就可取得6脉波直流输出，如果绕组中同时有星和角供电，便可得到12脉波直流。一般整流变压器低压电压低，绕组匝数少，很难达到角接绕组匝数是星接绕组倍的整数匝，只能在高压侧做成一星一角两个器身，使低压相同接法的两个绕组中感应电势有30°相位差。这种方式使变压器结构变的复杂，出线等布置困难，体积和材料都相应增加。我们选择了共轭式铁心结构，低压绕组一个星接一个角接，高压对应两个绕组接法相同。当星接绕组为7匝时，角接绕组匝数应为7=12.1-8-2，取12匝，相当于角接低压绕组匝数减少1%左右。为保证低压电压值相同，将星接高压绕组匝数增加约1%，相当于降低

7、星接绕组匝电势和电压1%。再把两个铁心做成共轭式，如图3所示：图中Wy—星接高压绕组Wd—角接高压绕组Φy—星接绕组铁心主磁通Φd—角接绕组铁心主磁通ΦΔ—中轭铁心主磁通图3共轭铁心及绕组示意图铁心中Φy与Φd方向相同，大小相差约1%，有铁心中轭之后，上述两磁通差值将通过中轭闭合，即ΦΔ=Φd－Φy。中轭截面大于心柱截面的1%即可，本方案的工艺考虑取5%。整流变压器为三相三柱共轭式，心柱为外接圆形，中轭为矩形，便于插片和固定。线圈套装时，拆下中轭，待套完下部线圈时再插好中轭，然后再套装上部线圈。这样线圈套装时，不需翻转铁心。中轭夹件与铁心不导磁

8、钢拉板设有定位，以保证受到上下绕组压力时不产生位移。-8-高低压绕组均为饼式，上部低压绕组有正、反星接，封星后同相逆并联引出；下部低压绕组有正、反角接