Flerlindad likriktartransformator

När strömmen på ventilsidan i en likriktarinstallation når tiotusentals ampere, blir en konventionell enkellindning svår att tillverka och avsluta säkert. Ledartvärsnitt växer bortom praktiska gränser, och lokala hot spots blir svårare att kontrollera. Att dela upp ventilsidans lindning i flera oberoende grenar är ett sätt att hantera detta. Varje gren matar sin egen likriktarbrygga, så strömmen per gren håller sig inom designgränserna. Yulan Transformer producerar flerlindade likriktartransformatorer från 630 kVA upp till 80 000 kVA, med primärspänningsalternativ på 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV och 35 kV.

Funktionen hos den delade strukturen

När väl ventilsidans lindning är delad är strömmen i varje gren mindre. Ledare och samlingsskenor blir lättare att dimensionera och dra. Grenarna förblir kopplade genom kärnan, och en delad impedans uppträder mellan dem. Denna impedans begränsar hur mycket ett fel i en gren stör de andra. Det hjälper också till att undertrycka cirkulerande strömmar mellan parallella likriktarbryggor.

Vid elektrolys används ofta delade lindningar med inversa parallella anslutningar i samma fas. Två grenar delar samma spänningsfas men deras ledningar är anordnade i motsatta riktningar. De resulterande magnetfälten upphäver delvis, vilket minskar läckageflödet i lindningskanalerna och minskar ströförluster i konstruktionsstål.

Typiska splitarrangemang

Dubbel split

Två oberoende grenar på ventilsidan matar två likriktarbryggor. Detta är det vanligaste arrangemanget i elektrolys- eller elektropläteringstillbehör med medelhög kapacitet.

Trippel och fyrdubbel split

Tre eller fyra grenar används när den totala DC-strömmen är mycket hög eller när processen behöver flera oberoende styrbara DC-utgångar. Varje filial kan tas ur drift utan att påverka de andra.

Axiell och radiell splittring

Axiell klyvning placerar slingrande sektioner längs höjden av kärnbenet. Radiell klyvning arrangerar lindningar i lager genom kärnfönstret. De två metoderna påverkar impedansen och läckflödet olika, så valet beror på likriktarparametrarna och det erforderliga kortslutningsbeteendet.

Klassificering och anslutningsdata

Tekniska detaljer

Delad impedans är en av de viktigare parametrarna i dessa transformatorer. Det påverkar strömdelningen mellan bryggor och toppströmmen under ett fel på ventilsidan. En låg delad impedans innebär att ett fel i en gren ger en stor störning i de andra. Ett högt värde adderar förluster och försämrar DC-utgångsregleringen. Impedansmålet tillhandahålls normalt av likriktarkonstruktören och transformatortillverkaren uppnår det genom att justera lindningspositioner och kylkanaldimensioner.

Ledningar på ventilsidan förblir en utmaning även efter splittring. Parallella kopparstänger är vanliga, med noggrant avstånd och transponering för att hålla strömfördelningen jämn. Vissa konstruktioner använder stora plintkort på tankväggen för att minska kontaktmotståndet och göra fältanslutningar enklare.

Starka läckfält från högströmslindningar orsakar även virvelströmsuppvärmning i tanken och klämkonstruktioner. Magnetisk skärmning läggs vanligtvis till de inre tankväggarna för större enheter. Klämplattor kan vara slitsade eller tillverkade av icke-magnetiskt material för att minska ströförluster.

Val av kylning bör inte baseras enbart på sinusformad ström. Harmoniska strömmar från likriktaren ger extra förluster, så kylarens klassificering måste inkludera denna marginal. Forcerad olje-vattenkylning är vanlig i mycket stora elektrolystransformatorer, medan forcerad luftkylning ofta räcker för medelstora värden.

Produktion och verifiering

Lindningar använder transponerade ledare eller flera parallella ledare. Isoleringsbarriärer placeras mellan kluvna grenar. Efter montering genomgår kärnan och spolenheten en vakuumtorkningsprocess för fotogenångfas för att avlägsna fukt och gas.

Rutinmässiga tester inkluderar lindningsresistans, spänningsförhållande, isolationsresistans, effektmotståndsfrekvens, inducerad överspänning, tomgångsförlust, lastförlust och kortslutningsimpedans. Dessutom mäts den delade impedansen mellan grenarna och isoleringen mellan grenarna verifieras. Blixtimpuls- och partiella urladdningstester utförs för primärspänningar på 35 kV och över. Temperaturstegningstest med ett specificerat övertonsspektrum kan anordnas när beställaren tillhandahåller förväntad lastprofil.

Testresultaten lagras med serienummer och kan spåras tillbaka till lindnings-, kärnstaplings- och torkningsposter. Företaget är certifierat enligt ISO 9001:2015, ISO 14001 och ISO 45001.

Frågor före beställning

Vad är förhållandet mellan multi-winding och multi-puls?

De är separata begrepp. Multilindning innebär att ventilsidans lindning är uppdelad i grenar som kan försörja olika broar. Multipuls betyder att dessa bryggor fasförskjuts för att avbryta övertoner på primärsidan. En dubbeldelad transformator kan mata två bryggor som är fasförskjutna med 30° för att skapa ett 12-pulssystem.

Vem bestämmer den delade impedansen?

Likriktartillverkaren eller elsystemkonstruktören anger målvärdet. Transformatortillverkaren designar sedan lindningslayouten för att uppfylla den och bekräftar resultatet under testningen.

Vad gör sammafas omvänd parallellkoppling användbar?

Det minskar nettoläckagefältet inuti transformatorn. Eftersom de två grenströmmarna flyter i motsatta riktningar upphävs deras fält delvis. Detta sänker strukturell uppvärmning och minskar elektromagnetiska krafter på lindningarna.

Kan enskilda grenar drivas medan andra stängs av?

Ja. Varje ventilsida är oberoende, så motsvarande likriktarbrygga kan kopplas separat. Primärlindningen och kärnan förblir strömförande, men de aktiva grenarna måste hålla sig inom sina designströmgränser.

Hur underhålls ett forcerat oljevattenkylningssystem?

Oljetrycket måste alltid överstiga vattentrycket så att eventuellt läckage flyter från olja till vatten, inte tvärtom. Vattenledningar bör inspekteras med avseende på kalk och läckor enligt ett regelbundet schema. Kylsystemet måste starta innan transformatorn spänningssätts och fortsätta att gå efter att den stängts av.

Där dessa transformatorer används

Typiska installationer inkluderar stora elektrolyshallar av aluminium, koppar och zink, elektrolysanläggningar för klor-alkalimembran, grafiteringsugnar, likströmsbågsugnar och automatiserade galvaniseringslinjer. Dessa processer kräver stabil likström på mycket höga nivåer, och den flerlindade konstruktionen hjälper till att upprätthålla jämn strömdelning och hanterbara ledningsstorlekar.

Produktionsförmåga

Yulan Transformer har byggt ugns- och likriktartransformatorer sedan 1999. Fabriken arbetar under 110 kV-klassförhållanden, med en lyftkapacitet på 80 ton, ett 400 kW fotogen-ångfas-vakuumtorkningssystem, ett 1 200 kV-impulstestsystem och en 400 kV-fri transformator för partiellt urladdning. Dessa anläggningar stödjer isoleringsbearbetning och fabrikstestning av stora flerlindade likriktartransformatorer.

För beräkningar av delad impedans, projektspecifika lindningsarrangemang eller konturritningar, kontakta Yulan Transformers tekniska avdelning.