24-pulssinen tasasuuntaajamuuntaja

Teollisissa projekteissa, joissa on tiukat harmoniset rajoitukset, kun 12-pulssinen tasasuuntaus eliminoi 5. ja 7. harmonisen, 11. ja 13. harmoninen säilyy. Kun verkon oikosulkukapasiteetti on alhainen tai virranlaatuvaatimukset ovat tiukat, 24-pulssin järjestelmä voi edelleen vähentää verkon puolen harmonisten osien sisältöä. Yulan Transformer valmistaa 24-pulssisia tasasuuntausmuuntajia, joiden kapasiteetti vaihtelee välillä 630 kVA - 80 000 kVA; verkkopuolen jännitteet voivat sisältää 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV ja 35 kV, kun taas venttiilipuolen parametrit on räätälöity vastaamaan tiettyjä tasasuuntaajan vaatimuksia.

Harmoninen peruutuslogiikka

24-pulssinen tasasuuntausjärjestelmä koostuu tyypillisesti neljästä 6-pulssisesta tasasuuntaussillasta. Vaiheensiirtomuuntajaa käytetään luomaan peräkkäinen 15° vaihe-ero neljän sillan AC-sivujen välille. Näin ollen useimmat matalan asteen harmoniset ruudukon puolella - lukuun ottamatta 23. ja 25. - kumoavat toisensa. Verrattuna 12-pulssisiin järjestelmiin 11. ja 13. harmoninen on eliminoitu tehokkaasti; Jäljelle jäävät ominaiset harmoniset alkavat 23. kertaluvusta huomattavasti pienemmillä amplitudeilla, mikä vähentää suodatuslaitteiden kysyntää.

Suunnittelussa käytettyjä yleisiä vaihesiirtoyhdistelmiä ovat +7,5 ° , -7,5 ° , +22,5 ° ja -22,5 ° tai 0 ° , 15 ° , 30 ° ja 45 ° , joiden konfiguraatio määräytyy järjestelmän suunnittelun mukaan.

Toteutusmenetelmät

Neljä itsenäistä muuntajaa

Neljä 6-pulssista tasasuuntaajamuuntajaa on suunniteltu tietyillä vaihesiirtokulmilla, joista jokainen syöttää tehoa yhdelle tasasuuntaussillalle. Tämä järjestelmä tarjoaa joustavuutta ylläpitoon – sallien loput yksiköt toimia pienemmällä kapasiteetilla, jos jokin epäonnistuu – mutta vaatii suuremman jalanjäljen ja suuremman määrän ensiöpuolen kytkinlaitteita.

Kaksi kaksikäämitistä muuntajaa

Jokainen muuntaja on varustettu kahdella venttiilipuolen käämityksellä kahden eri vaiheensiirtokulman saavuttamiseksi. Esimerkiksi yksi muuntaja antaa +7,5 ° ja -7,5 ° , kun taas muut +22,5 ° ja -22,5 ° . Verrattuna neljän muuntajan järjestelmään tämä lähestymistapa puolittaa yksiköiden määrän ja johtaa kompaktimpaan layoutiin. Yksittäinen monikäämimuuntaja

Tässä kokoonpanossa on neljä sarjaa venttiilipuolen käämiä yhdessä muuntajassa, jolloin saavutetaan neljä vaiheensiirtokulmaa siksak- tai laajennettujen kolmioliitäntöjen kautta. Vaikka tämä ratkaisu minimoi laitteiston jalanjäljen, yksittäisen yksikön vika vaikuttaa koko kuormaan ja valmistus on monimutkaisempaa; Sitä käytetään tyypillisesti pienen ja keskisuuren kapasiteetin sovelluksissa tai kun tilaa on rajoitetusti.

Käyttäjät voivat valita kokoonpanon sivuston olosuhteiden, ylläpitostrategioiden ja luotettavuusvaatimusten perusteella. Kaikki kolme menetelmää tarjoavat vastaavan harmonisen vaimennussuorituskyvyn, ja erot johtuvat pääasiassa fyysisestä asettelusta sekä käytöstä ja ylläpidosta.

Tekniset tiedot

Vaihesiirtokäämit ja tarkkuus

24-pulssisen järjestelmän harmonisen kumoamisen tehokkuus riippuu siltojen välisen vaihe-eron tarkkuudesta. Vaihesiirtokäämien käännössuhteiden tarkka laskeminen on välttämätöntä, koska käämityksen poikkeamat ja kokoonpanovirheet valmistuksen aikana voivat vaikuttaa lopulliseen vaihesiirtokulmaan. Yulan Transformer tallentaa vaihesiirtokäämien kierrosluvut yksikkökohtaisesti ja varmistaa käämien väliset vaihekulmat tehdashyväksyntätestauksen aikana pitäen poikkeamat ± 0,5°:n sisällä.

Käytettäessä useiden muuntajien yhdistelmää oikosulkuimpedanssin poikkeamaa yksiköiden välillä on myös säädettävä. Impedanssin epäsopivuus johtaa epätasaiseen kuormitusvirran jakautumiseen, mahdollisesti ylikuormittamaan tiettyjä tasasuuntaajasiltoja ja heikentäen harmonisen kumoamiskykyä. Sallitut impedanssin poikkeamat on määriteltävä selkeästi teknisen suunnitteluvaiheen aikana.

Häviöt ja lämpötilan nousu

24-pulssinen järjestelmä eliminoi suuremman määrän harmonisia järjestyksiä, mikä vähentää käämityshäviöitä entisestään 12-pulssiseen malliin verrattuna. Koska 23. kertaluvun ja sitä korkeammat harmoniset kuitenkin aiheuttavat iho- ja läheisyysvaikutuksia, johtimien suunnittelussa on oltava riittävät marginaalit. Sydämen magneettivuon tiheys pidetään tavanomaisille jakelumuuntajille tyypillisten tasojen alapuolella tasasuuntaajan transientien aikana syntyvien mahdollisten tasavirtakomponenttien huomioon ottamiseksi.

Lämpötilan nousutestit on suoritettava käyttämällä virran aaltomuotoja, jotka sisältävät ominaiset harmoniset; muuten testitulokset eivät heijasta tarkasti kuumapisteen lämpötilan nousua todellisissa käyttöolosuhteissa. Asiakkaat voivat tilauksen yhteydessä pyytää harmonisen virran spektrin toimimaan syöttötietona lämpötilan nousun varmentamiseen.

Valmistus ja testaus

Käämityksissä käytetään transponoituja johtimia tai useita rinnakkaisia ​​johtimia, kun taas kuparikiskoja käytetään suurvirtaliitäntöihin venttiilin puolella. Säiliön sisäseiniin asennetaan magneettinen tai sähköinen suojaus – muuntajan kapasiteetin mukaan mitoitettu – harmonisten magneettikenttien aiheuttamien hajahäviöiden minimoimiseksi. Suuritehoiset yksiköt on varustettu paneelityyppisillä pattereilla tai pakotetulla öljykiertoisella jäähdytysjärjestelmällä.

Tavallisten rutiinitestien lisäksi tehdashyväksyntätestit keskittyvät vaihesiirtokulman mittaukseen, venttiilipuolen käämien välisiin eristystesteihin, osittaisen purkauksen mittaamiseen ja salamaimpulssitestaukseen (35 kV ja yli). Testitiedot arkistoidaan sarjanumeron mukaan, mikä varmistaa jäljitettävyyden prosesseihin, kuten käämityksen valmistukseen, hylsyn pinoamiseen ja aktiiviseen osien kuivaukseen.

Tekniset ominaisuudet

Yulan Transformer on valmistanut sähköuunimuuntajia ja tasasuuntausmuuntajia vuodesta 1999, ja sillä on kyky valmistaa ja testata tuotteita, joiden nimellisjännite on 110 kV ja sitä pienempi. Keskeisimmät varusteet sisältävät 80 tonnin nostokapasiteetin, 400 kW:n kerosiinihöyryfaasin tyhjökuivausjärjestelmän, 1200 kV impulssitestauslaitteiston ja 400 kV:n osapurkausvapaan tehotaajuustestimuuntajan. Näiden laitteiden avulla yritys pystyy täyttämään 24-pulssisten tasasuuntausmuuntajien monimutkaisten monikäämirakenteiden eristyskäsittely- ja tehdastarkastusvaatimukset.

Usein kysytyt kysymykset

K: Mitä eroa on harmonisten sisältöjen välillä 24- ja 12-pulssisten järjestelmien välillä?

12-pulssisen tasasuuntaajan ensisijaiset harmoniset ovat 11. ja 13. kertaluokkaa; 24-pulssinen järjestelmä eliminoi nämä tehokkaasti, ja jäännösominaiset harmoniset alkavat 23. kertaluvusta. Verkkopuolen virran kokonaisharmoninen vääristymä (THD) putoaa tyypillisesti 8 % – 10 % (12 pulssia) alle 4 %:iin (24 pulssia), ja tietyt arvot riippuvat kuormasta ja impedanssista.

K: Mitä tapahtuu, jos yksi muuntaja epäonnistuu neljän muuntajan kokoonpanossa?

Konfiguraatiossa, jossa käytetään neljää erillistä muuntajaa, loput kolme voivat jatkaa toimintaansa, jos yksi otetaan offline-tilaan; kuitenkin esiintyy verkon puoleista epätasapainoa ja tietyt matalan kertaluvun harmoniset ilmaantuvat uudelleen. Näissä olosuhteissa kokonaiskuormitusta tulee vähentää ja huolto ajoittaa nopeasti. Sitä vastoin yksittäinen monikäämimuuntajakokoonpano ei salli yksittäisen sillan eristämistä, mikä johtaa laajempaan vaikutukseen vian sattuessa.

K: Onko 24-pulssijärjestelmä herkempi vaihesiirtokulmavirheille kuin 12-pulssijärjestelmä?

Kyllä. 24-pulssijärjestelmä vaatii tarkat vaihesuhteet neljän siltasarjan välillä samanaikaisesti; poikkeama missä tahansa yksittäisessä joukossa estää vastaavia harmonisia pareja kumoamasta toisiaan täysin. Tästä johtuen vaiheensiirtokäämien valmistustarkkuutta ja tehdastestausta koskevat vaatimukset ovat tiukemmat.

K: Kannattaako 24-pulssijärjestelmää käyttää pienikapasiteettisissa projekteissa?

Jos sähköverkko asettaa tiukat harmoniset vaatimukset ja suodatuskustannukset ovat korkeat, 24-pulssijärjestelmä voi olla taloudellisempi kuin 12-pulssijärjestelmä yhdistettynä suodattimiin. Pienemmillä tehoilla useisiin muuntajiin liittyvät kiinteät kustannukset muodostavat kuitenkin suuremman osuuden kokonaiskustannuksista, mikä edellyttää kattavaa kustannus-hyötyanalyysiä. Vaikka järjestelmät, joiden teho on yli 630 kVA, ovat tyypillisesti arvioitavia, lopullinen valinta riippuu verkon erityisolosuhteista ja projektin budjetista.

K: Voiko 24-pulssinen tasasuuntaajamuuntaja korvata passiiviset suodattimet?

Se ei voi toimia täydellisenä korvaajana. Vaikka 24-pulssinen järjestelmä eliminoi suurimman osan matalan kertaluvun harmonisista, 23. kertaluvun ja sitä korkeammat harmoniset säilyvät; lisäksi kuormituksen epätasapainot tai vaihesiirtovirheet voivat aiheuttaa pieniä määriä matalan kertaluvun harmonisia. Jotkut hankkeet saattavat silti vaatia rajoitetun määrän suodatinhaaroja, vaikka kapasiteetti ja kustannukset ovat huomattavasti alhaisemmat kuin 6- tai 12-pulssiratkaisuilla.