Teollinen 24-pulssinen tasasuuntaajamuuntaja

Teollisuuslaitokset, joilla on suuria tasavirtakuormia, kohtaavat usein tiukat harmoniset rajat IEEE 519:n tai alueellisten verkkokoodien mukaisesti. 12-pulssinen tasasuuntaaja poistaa 5. ja 7. harmonisen, mutta jättää 11. ja 13. harmonisen läsnä. 24-pulssinen järjestely laajentaa vaiheensiirtokonseptia siten, että ensiöpuolen hallitsevat harmoniset virrat alkavat 23. kertaluvusta. Yulan Transformer toimittaa teollisia 24-pulssisia tehotasasuuntaajia 630 kVA - 80 000 kVA ensiöjännitteillä 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV tai 35 kV.

Harmoninen peruutuslogiikka

24-pulssisessa järjestelmässä käytetään neljää 6-pulssista tasasuuntaussiltaa. Näitä siltoja syöttävät muuntajat on vaihesiirretty siten, että siltojen tulojännitteet eroavat toisistaan ​​15°. Ensiöpuolella 5., 7., 11. ja 13. harmoninen virta suurelta osin kumoutuu. Jäljelle jäävät tyypilliset harmoniset alkavat 23. asteesta, joilla on paljon pienempi amplitudi ja joita on helpompi suodattaa tarvittaessa.

Tuloksena on puhtaampi ensiövirran aaltomuoto ja pienempi jännitevääristymä yhteisessä kytkentäkohdassa. Tämä voi poistaa suurten passiivisten suodatinpankkien tarpeen monissa sovelluksissa.

Vaihesiirron kokoonpanot

Yleisimmät vaihesiirtoyhdistelmät 24-pulssikäytössä ovat:

Silta	Vaiheensiirto (esimerkki)
Silta 1	+7,5°
Silta 2	-7.5°
Silta 3	+22,5°
Silta 4	-22,5°

Myös muita yhdistelmiä, kuten 0°, 15°, 30° ja 45°, käytetään järjestelmän suunnittelusta riippuen. Tasasuuntaajan valmistaja tai projektin sähköinsinööri määrittää tarkan sarjan.

Järjestelmän järjestelyt

Neljä itsenäistä muuntajaa

Jokainen muuntaja syöttää yhtä tasasuuntaussiltaa ja on rakennettu tietyllä vaihesiirrolla. Huolto on joustavaa, koska yksi yksikkö voidaan irrottaa, kun taas muut kolme jatkavat toimintaansa pienemmällä kuormituksella. Haittapuolena on suurempi jalanjälki ja enemmän kojeistoliitäntöjä.

Kaksi toissijaista muuntajaa

Jokaisessa muuntajassa on kaksi venttiilinpuoleista käämiä, joissa on erilaiset vaihesiirrot. Esimerkiksi yksi yksikkö tarjoaa +7,5° ja -7,5° ja toinen +22,5° ja -22,5°. Tämä vähentää laitteiden määrää ja lattiatilaa verrattuna neljän yksikön vaihtoehtoon.

Yksittäinen monikäämimuuntaja

Yhdessä muuntajassa on neljä venttiilinpuoleista käämiä, joista jokaisella on eri vaihekulma. Tämä säästää eniten tilaa, mutta tarkoittaa, että yksi muuntajavika katkaisee koko tasasuuntausjärjestelmän. Myös valmistuksen monimutkaisuus on korkeampi.

Harmonisen kumoamisen suorituskyky on vastaava näissä järjestelyissä. Sivuston asettelu, redundanssitarpeet ja kuljetusrajoitukset päättävät yleensä, kumpi valitaan.

Tekniset tiedot

Tuote	Parametri
Sovellettavat standardit	IEC, GB, ANSI/IEEE, NEMA ja toimialakohtaiset tekniset tiedot
Nimelliskapasiteetti	630 kVA - 80 000 kVA
Ensisijainen nimellisjännite	6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV tai 35 kV
Toissijainen jännite	Tasasuuntauspiirin määrittelemä, yleensä 380 V - 3000 V
Nimellistaajuus	50 Hz tai 60 Hz
Vaihe	Kolmivaiheinen
Vaihesiirtoyhdistelmä	±7,5°/±22,5° tai muita projektin määrittämiä sarjoja
Ensisijainen yhteys	Delta tai wye
Toissijainen yhteys	Wye, delta, monikäämitys tai siksak
Oikosulkuimpedanssi	6 % - 12 % tai määritetyllä tavalla
Jäähdytysmenetelmä	ONAN, ONAF tai OFWF
Jännitteen säätö	Piirin ulkopuolinen tai kuormitettu hanan vaihto

24-pulssisten yksiköiden suunnittelussa huomioitavaa

Vaihekulman tarkkuus

Harmoninen kumoaminen riippuu neljän sillan suhteellisista vaihepaikoista. Poikkeama missä tahansa käämisarjassa vähentää vastaavan harmonisen parin kumoamista. Yulan Transformer tarkistaa jokaisen vaiheensiirtokäämin kierrosluvun ja mittaa todelliset vaihekulmat tehdastestauksen aikana. Toleranssi pidetään ±0,5°:n sisällä.

Impedanssin sovitus

Kun useat muuntajat muodostavat 24-pulssijärjestelmän, niiden oikosulkuimpedanssit on sovitettava tarkasti yhteen. Suuret impedanssierot aiheuttavat epätasaisen virranjaon siltojen välillä, mikä heikentää harmonista vaimennusta ja voi ylikuormittaa yhtä siltaa. Impedanssitoleranssi määritellään suunnitteluvaiheessa ja varmistetaan testeillä.

Käämitys ja ydin

Venttiilin puolen virrat ovat usein suuria, mikä vaatii transponoituja johtimia tai useita rinnakkaisia ​​johtimia. Sydän toimii normaalin jakelumuuntajan vuotiheyden alapuolella välttääkseen transienttien DC-komponenttien kyllästymisen. Käämisuunnittelu sisältää marginaalin jäljellä olevien 23. ja 25. harmonisten virtojen aiheuttamille pyörrevirtahäviöille.

Säiliön suojaus

Harmoninen vuotovirta aiheuttaa pyörrevirtoja säiliön seiniin ja kiinnitysrakenteisiin. Magneettiset tai sähkömagneettiset suojukset on asennettu säiliön sisäpinnalle suurempia arvoja varten, mikä vähentää hajahäviöitä ja estää kuumia kohtia.

Tehdastestaus

Rutiinitestit kattavat käämityksen tasavirtaresistanssin, jännitesuhteen, eristysvastuksen, tehotaajuuden kestävyyden, indusoidun ylijännitteen, tyhjäkäyntihäviön, kuormitushäviön ja oikosulkuimpedanssin. 24-pulssisten yksiköiden lisämittauksiin kuuluvat:

● Vaihekulman tarkistus jokaiselle venttiilipuolen käämisarjalle

● Eristystestaus eri venttiilipuolen käämien välillä

● Osittainen purkausmittaus

● Salamaimpulssitesti 35 kV:n ja sitä suuremmille ensiöjännitteille

Lämpötilan nousutestit tietyllä harmonisella virran spektrillä voidaan järjestää, kun ostaja toimittaa odotetun kuormitusprofiilin. Testitiedot arkistoidaan sarjanumeron mukaan ja jäljitetään käämitys- ja hylsykokoonpanotietueisiin.

FAQ

Kuinka paljon harmonista vähennystä 24-pulssi tarjoaa verrattuna 12-pulssiin?

12-pulssinen järjestelmä jättää tyypillisesti 11. ja 13. harmonisen hallitseviksi komponenteiksi. 24-pulssinen järjestelmä kumoaa myös nämä, joten ensiövirran harmoniset alkavat 23. kertaluvusta. Harmonisen virran kokonaissärö laskee usein noin 8 %:sta 10 %:iin 12-pulssilla alle 4 %:iin 24-pulssilla kuormitus- ja impedanssiolosuhteista riippuen.

Onko 24-pulssi aina kalliimpaa kuin 12-pulssi?

Muuntajaosa on kalliimpi lisävaiheensiirtokäämien tai lisäyksiköiden vuoksi. Passiivisten suodattimien kustannukset voivat kuitenkin olla paljon alhaisemmat, ja joissakin projekteissa asennuskustannukset ovat vertailukelpoisia tai jopa alhaisemmat, kun suodattimen säästöt huomioidaan. Yksityiskohtaisessa vertailussa tulee ottaa huomioon laitekustannukset, lattiapinta-ala ja suodatinkomponenttien jatkuva huolto.

Mitä tapahtuu, jos yksi muuntaja neljän yksikön järjestelyssä epäonnistuu?

Loput kolme yksikköä voivat jatkaa toimintaansa, mutta vaihesiirtoasetus ei ole enää tasapainossa. Jotkut alemman kertaluvun harmoniset ilmestyvät uudelleen ensiöpuolelle. Järjestelmää tulee käyttää pienemmällä kuormituksella, kunnes viallinen yksikkö korjataan tai vaihdetaan. Yhdellä monikäämimuuntajalla vika vaikuttaa koko tasasuuntaajajärjestelmään.

Voidaanko 12-pulssinen asennus päivittää 24-pulssiseksi?

Ei helposti. Ylimääräiset vaihesiirrot on rakennettava muuntajan käämeihin. Jälkiasennus edellyttäisi yhden tai useamman vaiheensiirtomuuntajan lisäämistä tai olemassa olevien yksiköiden vaihtamista. Tila, impedanssisovitus ja liitännän monimutkaisuus edellyttävät huolellista arviointia ennen kuin sitoutuu tällaiseen muutokseen.

Tarvitsevatko 24-pulssiset järjestelmät edelleen harmonisia suodattimia?

Monissa tapauksissa ei, mutta tämä riippuu verkkovaatimuksista ja 23. ja 25. harmonisen jäännösvirran määrästä. Erittäin tiukoissa rajoissa tai kun kuorma on epätasapainossa, pieniä suodatinhaaroja voidaan silti asentaa. Niiden koko ja hinta ovat paljon alhaisemmat kuin 6- tai 12-pulssisissa järjestelyissä vaadittavat.

Valmistuskyky

Yulan Transformer on valmistanut uunimuuntajia ja tasasuuntausmuuntajia vuodesta 1999. Yritys toimii 110 kV luokan tuotanto- ja testausolosuhteissa, mukaan lukien 80 tonnin nostokapasiteetin, 400 kW:n kerosiinihöyryfaasin tyhjökuivausjärjestelmän, 1 200 kV:n koemuuntajan impulssitestijärjestelmän ja 400 kV:n osittaisen 400 kV:n taajuuden testausmuuntajan. Nämä tilat tukevat monikäämitisten 24-pulssisten tasasuuntausmuuntajien eristyskäsittelyä ja tehdastarkastusta.

Ota yhteyttä Yulan Transformerin tekniseen osastoon, jos haluat saada projektikohtaisia ​​vaihesiirtosuunnitelmia, häviölaskelmia tai ääriviivapiirroksia.