24-puls likriktartransformator

I industriella projekt med strikta övertonsbegränsningar, medan 12-puls likriktning eliminerar den 5:e och 7:e övertonen, kvarstår den 11:e och 13:e övertonen. När nätkortslutningskapaciteten är låg eller strömkvalitetskraven är stränga, kan ett 24-pulsschema ytterligare minska nätsidans harmoniska innehåll. Yulan Transformer tillverkar 24-puls likriktartransformatorer med kapaciteter från 630 kVA till 80 000 kVA; nätsidans spänningar kan rymma 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV och 35 kV, medan parametrar på ventilsidan är specialdesignade för att möta specifika likriktarkrav.

Harmonic Cancellation Logic

Ett 24-puls likriktarsystem består vanligtvis av fyra 6-puls likriktarbryggor. En fasskiftande transformator används för att skapa en sekventiell 15° fasskillnad mellan AC-sidorna på de fyra bryggorna. Följaktligen tar de flesta övertoner av låg ordning på rutnätssidan — förutom den 23:e och 25:e — ut varandra. Jämfört med 12-pulssystem elimineras de 11:e och 13:e övertonerna effektivt; de återstående karakteristiska övertonerna börjar vid den 23:e ordningen med signifikant reducerade amplituder, vilket minskar behovet av filtreringsutrustning.

Vanliga fasförskjutningskombinationer som används inom teknik inkluderar +7,5 ° , -7,5 ° , +22,5 ° , och -22,5 ° , eller 0 ° , 15 ° , 30 ° och 45 ° , med den specifika konfigurationen som bestäms av systemdesignen.

Implementeringsmetoder

Fyra oberoende transformatorer

Fyra 6-puls likriktartransformatorer är konstruerade med specifika fasförskjutningsvinklar, som var och en levererar ström till en enda likriktarbrygga. Detta schema erbjuder underhållsflexibilitet – vilket gör att de återstående enheterna kan arbeta med reducerad kapacitet om en misslyckas – men kräver ett större fotavtryck och ett större antal ställverksenheter på primärsidan.

Två dubbellindade transformatorer

Varje transformator är utrustad med två uppsättningar lindningar på ventilsidan för att uppnå två distinkta fasförskjutningsvinklar. Till exempel ger en transformator ut +7,5 ° och -7,5 ° , medan den andra matar ut +22,5 ° och -22,5 ° . Jämfört med systemet med fyra transformatorer halverar detta tillvägagångssätt antalet enheter och resulterar i en mer kompakt layout. Enkel multi-lindning transformator

Denna konfiguration har fyra uppsättningar lindningar på ventilsidan i en enda transformator, vilket uppnår fyra fasförskjutningsvinklar genom sicksack- eller förlängda deltaanslutningar. Även om den här lösningen minimerar utrustningens fotavtryck, påverkar ett fel i den enskilda enheten hela lasten och tillverkningskomplexiteten är högre; den används vanligtvis för applikationer med liten till medelstor kapacitet eller där utrymmet är begränsat.

Användare kan välja konfiguration baserat på platsförhållanden, underhållsstrategier och tillförlitlighetskrav. Alla tre metoderna erbjuder likvärdiga övertonsdämpande prestanda, med skillnader främst i fysisk layout och drift och underhåll.

Tekniska specifikationer

Fasförskjutningslindningar och noggrannhet

Effektiviteten för harmonisk utsläckning av ett 24-pulssystem är beroende av noggrannheten hos fasskillnaden mellan bryggor. Exakt beräkning av fasförskjutningslindningsvarvförhållandena är väsentlig, eftersom lindningsavvikelser och monteringsfel under tillverkning kan påverka den slutliga fasförskjutningsvinkeln. Yulan Transformer registrerar varvtal för fasförskjutningslindningar per enhet och verifierar mellanlindningsfasvinklar under fabrikstestning, och bibehåller avvikelser inom ± 0,5 °.

Vid användning av en kombination av flera transformatorer måste även avvikelsen i kortslutningsimpedans mellan enheter kontrolleras. Impedansfelmatchning leder till ojämn belastningsströmfördelning, potentiellt överbelastade specifika likriktarbryggor och minskande övertonsutsläckningsförmåga. Tillåtna impedansavvikelser måste vara tydligt definierade under den tekniska konstruktionsfasen.

Förluster och temperaturökning

24-pulsschemat eliminerar ett större antal övertonsorder, vilket ytterligare minskar ytterligare lindningsförluster jämfört med 12-pulsschemat. Men eftersom övertoner av 23:e ordningen och uppåt fortfarande inducerar hud- och närhetseffekter, måste ledardesignen ha tillräckliga marginaler. Kärnmagnetisk flödestäthet hålls under de nivåer som är typiska för konventionella distributionstransformatorer för att ta emot potentiella DC-komponenter som uppstår under likriktartransienter.

Temperaturstegningstest måste utföras med strömvågformer som inkluderar de karakteristiska övertonerna; I annat fall kommer testresultaten inte att exakt återspegla temperaturökningen under verkliga driftsförhållanden. Kunder kan begära övertonsströmspektrum när de lägger en beställning för att fungera som indata för verifiering av temperaturstegring.

Tillverkning och testning

Lindningar använder transponerade ledare eller flera parallella ledare, medan kopparskenor används för högströmsanslutningar på ventilsidan. Magnetisk eller elektrisk skärmning är installerad på tankens innerväggar - dimensionerad efter transformatorns kapacitet - för att minimera ströförluster orsakade av harmoniska magnetfält. Enheter med hög kapacitet är utrustade med radiatorer av paneltyp eller kylsystem med forcerad oljecirkulation.

Utöver vanliga rutintester fokuserar fabriksacceptanstest på fasförskjutningsvinkelmätning, isoleringstester mellan ventilsidans lindningar, partiell urladdningsmätning och blixtimpulstestning (för 35kV och högre). Testdata arkiveras efter serienummer, vilket säkerställer spårbarhet tillbaka till processer som lindningstillverkning, kärnstapling och aktiv deltorkning.

Tekniska förmågor

Yulan Transformer har tillverkat elektriska ugnstransformatorer och likriktartransformatorer sedan 1999, och har förmågan att tillverka och testa produkter märkta på 110 kV och lägre. Nyckelutrustning inkluderar en 80-tons lyftkapacitet, ett 400 kW fotogen-ångfas vakuumtorksystem, 1200 kV impulstestutrustning och en 400 kV partiell urladdningsfri effekt-frekvenstesttransformator. Dessa anläggningar gör det möjligt för företaget att uppfylla kraven på isoleringsbearbetning och fabriksverifiering för de komplexa flerlindade strukturerna hos 24-pulslikriktartransformatorer.

Vanliga frågor

F: Vad är skillnaden i övertonsinnehåll mellan 24-puls och 12-puls system?

De primära övertonerna i en 12-pulslikriktare är 11:e och 13:e ordningen; ett 24-pulssystem eliminerar effektivt dessa, med kvarvarande karaktäristiska övertoner som börjar vid 23:e ordningen. Den totala harmoniska distorsionen (THD) för strömmen på nätet sjunker vanligtvis från 8 % – 10 % (12-puls) till under 4 % (24-puls), med specifika värden beroende på belastning och impedans.

F: Vad händer om en transformator går sönder i en konfiguration med fyra transformatorer?

I en konfiguration som använder fyra oberoende transformatorer kan de återstående tre fortsätta att fungera om en tas offline; emellertid kommer obalans på rutnätet att uppstå och vissa övertoner av låg ordning kommer att dyka upp igen. Under dessa förhållanden bör den totala belastningen minskas och underhåll planeras omgående. Däremot tillåter en enkel multi-lindad transformatorkonfiguration inte isolering av en enskild bro, vilket resulterar i en bredare påverkan i händelse av ett fel.

F: Är ett 24-pulssystem mer känsligt för fasförskjutningsvinkelfel än ett 12-pulssystem?

Ja. Ett 24-pulssystem kräver exakta fasförhållanden mellan fyra brygguppsättningar samtidigt; en avvikelse i varje enskild uppsättning förhindrar att motsvarande övertonspar från att helt eliminera varandra. Följaktligen finns det strängare krav på tillverkningsprecision och fabrikstestning av fasförskjutningslindningarna.

F: Är det värt att använda ett 24-pulssystem för projekt med liten kapacitet?

Om elnätet ställer strikta harmoniska krav och kostnaden för filtrering är hög kan ett 24-pulssystem vara mer ekonomiskt än ett 12-pulssystem i kombination med filter. Men för mindre kapaciteter representerar de fasta kostnaderna i samband med flera transformatorer en större andel av totalen, vilket kräver en omfattande kostnads-nyttoanalys. Medan system som är klassade över 630 kVA vanligtvis är kandidater för utvärdering, beror det slutliga valet på specifika nätförhållanden och projektbudgeten.

F: Kan en 24-puls likriktartransformator ersätta passiva filter?

Det kan inte fungera som en komplett ersättning. Även om ett 24-pulssystem eliminerar majoriteten av övertoner av låg ordning, kvarstår övertoner av 23:e ordningen och uppåt; dessutom kan lastobalanser eller fasskiftningsfel introducera små mängder av lågordnade övertoner. Vissa projekt kan fortfarande kräva ett begränsat antal filtergrenar, även om kapaciteten och kostnaden är betydligt lägre än för 6-puls- eller 12-pulslösningar.