淺析36脈波整流變壓器的技術方案

【摘 要】本文根據技術要求和多年的實踐經驗，詳盡介紹了組成36脈波整流變壓器的實施方案，針對整流變壓器的特點和特殊要求，有效的提出了解決大范圍調壓問題，36脈波所帶來的移相問題和遏制大電流局部過熱的方法。

【關鍵詞】整流變壓器；36脈波；橋式整流；自耦變壓器；自飽和電抗器

0.引言

在國民生產過程中，有許多地方需要用到直流電源，如電解行業，炭素行業等。直流電源是將交流電源經過整流設備整流后得到的。與整流設備配套使用變壓器就是整流變壓器。

1.技術方案

通常整流變壓器的特點是二次電壓低，二次電流大；由于生產工藝的需要，還要進行大范圍的電壓調節；為了減少直流對電網產生的諧波污染，整流變壓器還要盡量增加脈波數，因而整流變壓器通常有多個機組組成12脈波、18脈波、24脈波、36脈波、48脈波、60脈波、72脈波或更高。

ZHSFPTK-15000/10 就是某精鋁工程用的36脈波調壓整流變壓器，其中包括三臺移相整流變壓器和三臺自飽和電抗器，技術要求如下：

型號：ZHSFPTK-15000/10

額定容量：14933kVA

網側電壓：10500V

閥側電壓：310V DC

相數：36脈波（+10°，0°，-10°）

調壓方式：用有載分接開關進行35級粗調，用自飽和電抗器細調

調壓范圍：5%-105%

阻抗電壓：12%-14%

飽和電抗器調壓范圍：0-30V

根據技術要求和我公司多年的生產經驗，本產品每組采用一個移相自耦調壓器和兩個主變壓器3個器身組成的主調合一共箱外附飽和電抗器的結構形式。三臺自耦調壓器分別移相+10°，0°，-10°；兩個主變壓器的低壓線圈分別為一個Y接，一個D接，這樣三臺產品共同組成36脈波的整流變壓器。

自耦調壓器采用35級正反調壓，調壓范圍5%-105%，最高輸出電壓17.663kV，工作電流488.1A。選用有載分接開關的型號為MIII600Y-72.5B/18351W，允許工作電流600A，安全系數裕度>20%。

整流變壓器采用兩個相同的器身，在主變鐵心上從內到外依次為高壓線圈和低壓線圈；在調變鐵心上從內到外依次為移相線圈，公共線圈和調壓線圈。鐵心采用三相三柱五級接縫結構，全斜接縫，鐵心采用高導磁、低損耗優質冷軋硅鋼片疊積。低壓引線全部采用銅排連接，充分考慮大電流引線漏磁在油箱、夾件等部件的分布，并采取有效措施控制由此帶來的損耗和過熱。

由于網側引線需要電壓移相±10°，因此引線結構與以往的引線設計有很大區別。此臺整流變閥側電壓低，電流卻極大達到了40000A，漏磁通較大，采用三相橋式同相逆并聯整流方式，等效12脈波，減少了漏磁通。同時低壓出線采用環氧樹脂澆注的低壓端子，無磁鋼板兩側雙道密封，即滿足了減少大電流所帶來的局部過熱，又保證了低壓端子無滲漏的要求。這臺產品包含了幾乎所有變流變壓器的技術特點和難點，極大地增加了設計難度和工作強度。

與之配套的自飽和電抗器采用西門子引進的橢圓形結構，采用高導磁硅鋼片卷制。經過篩選并配用，使自之特性保持一致。由于飽和電抗器的存在，總體噪聲應在75dB。

飽和電抗器也打破了以往與整流變壓器共箱的傳統設計，主繞組采用橫向貫穿式設計，控制繞組和偏移繞組均采用3匝，自己獨立設箱，雖然增加了技術難度，卻大大節約了制造成本，同時也極大地減少了漏磁所帶來的局部過熱等危害。

針對產品設計難點進行研究分析，對產品結構進行進一步優化、改進。

2.結論

該套產品一次試驗合格，所有技術指標均達到了技術要求和設計指標。目前該產品已順利運行，運行狀況良好，實踐證明此方案所采取的措施完全滿足技術要求的規定，也為以后的類似產品提供了經驗數據。

【參考文獻】

[1]謝毓城.電力變壓器手冊[M].北京：機械工業出版社，2003，1.