非同相逆并聯整流變電特點及殼體發熱分析

孫文靜，趙浩

（滄州大化股份有限公司聚海分公司，河北滄州300455）

非同相逆并聯整流變電特點及殼體發熱分析

孫文靜，趙浩

（滄州大化股份有限公司聚海分公司，河北滄州300455）

對同相逆并聯供電方式和非同相逆并聯供電方式的特點及非同相逆并聯整流變電中殼體發熱原因進行了分析。

整流變壓器；整流柜；同相逆并聯；非同相逆并聯

目前，全國已建和在建離子膜燒堿都是采用先進的膜極距離子膜電解槽，單槽直流電流為10～15 kA，直流電壓為300～500 V，這種規格電槽的電流電壓決定了整流裝置的容量屬高電壓、小電流，而國內整流裝置的供電方式幾乎全部采用的是同相逆并聯連接。

1 同相遞并聯接線原理

同相逆并聯接線是六十年代日本富士公司最早使用的技術，基本原理是將整流變二次側每一對同相序，同參數的繞組按照反極性在變壓器出線柱接出，其母排和整流橋臂在空間上相互平行布置，且相鄰橋臂盡可能的靠近，而后把2套整流回路輸出的直流正負極并聯起來。其特點是由于2個繞組極性相反，交流母排部分及橋式整流橋臂流過的電流在任何瞬間總是大小相等，方向互差180°，由電磁感應原理知道，相鄰平行導體中的互感應磁場抵消，消除了整流裝置渦流損耗引起的發熱，降低了系統的噪聲，使電路的電感減小，增加了相間和臂間的阻抗對稱性，提高整流晶閘管的均流度，提高整流系統的功率因數，無需補償電容。

2 同相逆并聯供電連接方式缺點

（1）由于接線復雜，柜內交直流母線多，交流間距一般為5～15 cm，檢修人員安全性、方便性降低；（2）正負極支路母線間距一般為5.5 cm左右，緊固件絕緣要求高，存在交流母線、正負直流母線短路的可能性；（3）同相逆并聯連接限制了大容量元件的使用，只能采用小容量元件，而小容量元件門檻電壓明顯高于大容量元件，效率變得非常低。為此，不少行業用戶正在試圖應用另一種供電連接方式—非同相逆并聯來代替同相逆并聯，以彌補不足。

3 非同相逆并關供電方式的特點

作為另一種供電連接方式—非同相逆并聯，是近幾年來從國外引進的另一種整流供電方式，由于柜內母線少，結構簡單，檢修人員安全性高，各種間距都在50 cm左右，消除了柜內交流母線、直流母線正負極間短路事故可能性，安全性明顯提高，已逐步被設計院推廣使用。非同相逆并聯連接方式二次線圈與常規變壓器繞線方式相同，低壓側有多臺變壓器形成的全波橋式整流電路，一般單臺為12脈波供電，低壓側為2臺變壓器組成星形與三角形。現就以單臺為12脈波，低壓側變壓器為星形與三角形，閥側銅排標高相同的供電方式進行分析：當變壓器低壓側供電采用星形與三角形供電方式時，星形與三角形變壓器組成了互差30°的12脈波供電方式，以相近兩個脈波為例，變壓器閥側電壓大小是相等的。（其中uAY與uAΔ數值相同方向不同，uAY為星形連接的變壓器某一相的電壓，uAΔ三角形連接的變壓器某一相的電壓）。

也就是說當變壓器正常供電時，通過整流變電后，每一組相鄰的脈波上都會產生0.52 uAY（或uAΔ）電勢差，這種不可抵消的電勢差作用在母排上，使周圍形成變動的磁場。12脈波變電中一個周期內每一組相鄰的脈波之間將產生12個數值相同，方向不同的交變磁場。

4 非同相逆并聯變電中殼體發熱分析

變壓器的出線側箱體組成了中間開孔的密閉導體，當線圈從中間穿過時，由于交變磁場的作用，會在箱體內部產生電勢差，從而在箱體內形成局部高溫發熱點。與此同時，磁場方向的不確定性，造成高溫發熱點處于游走狀態。受于技術及工器具的限制，對高溫點的游走規律尚不明確，一旦高溫發熱點多次疊加會使得局部溫度驟然上升，導致發熱點周圍的變壓器油裂解產生瓦斯氣體。當瓦斯氣體超出報警值時，變壓器綜合保護系統就會發出輕瓦斯報警信號。所以在變壓器制作過程中要求廠家對變壓器箱體（尤其出線側）采用非導磁材料，減少磁場的作用，杜絕輕瓦斯的發生。在國外已經有許多典型案例杜絕了這一現象的發生。但對于國內來說由于材料質量標準的差距，完全杜絕殼體發熱還相當困難，但是通過合理選材，將溫升控制在合理范圍之內還是可以達到的。

對于整流柜來說，由于常規殼體大部分采用普通鋁鐵材料，所以在交變磁場的作用下，在殼體內形成渦流現象。根據渦流效應，使得整流柜體局部點發熱，有的局部點發熱溫度會高達100℃。不僅對元器件造成損壞，而且使支撐件（膠木材料）容易脆化。因此，如果采用非同相逆并聯供電方式，整流柜體宜采取非導磁材料，以降低渦流效應。同時，柜內信號在傳輸過程中受到交變磁場的影響，使一些傳輸數據失真，從而產生假信號，造成設備工作異常，甚至出現停車事故。而且由于磁場作用整流柜運行時噪音較大，元件均流效果也不太理想。

雖然非同相逆并聯這種連接方式存在許多缺點，但對于一些二次電壓較小的投資項目，因為不可抵消的電壓為0.52倍的二次輸出電壓，所以當二次輸出電壓較小時，這部分電壓也會相對變小，從而對柜體發熱影響較小，同時，由于二次輸出的脈波數量可以改變2個脈波夾角的大小，所以提高輸出端的脈波數量也可以達到抑制柜體發熱的目的，如果柜體采用不導磁材料并進行隔磁處理，還是可以采用的。例如，當橋臂電流超過某一定值時，用非鐵磁材料作為整流柜體，內部用玻璃鋼搭接銅作為支架，緊固件也選用非鐵磁材料，就可以大大降低渦流效應，使柜體的發熱現象不再那么明顯。

總而言之，對于采用同相逆并聯供電連接方式還是采用非同相逆并聯供電連接方式，需要綜合考慮，結合工藝要求及現有的資金狀況，通過合理的科學論證，采用適當的結構材料和防范措施，最終會達到所需的效果。

江西551家化工企業要求安裝自動監控設備

近日，為做好江西省長江經濟帶551家化工企業及25個化工園區污水處理廠污染源自動監控設備安裝、聯網工作，江西省環保廳要求各地嚴格按國家規定，督促轄區內長江經濟帶化工企業及已建成污水處理廠化工園區于2017年10月1日前建設規范化排污口，設立標志牌，完成自動監控設備的建設、安裝和聯網等工作。

江西省環保廳要求，上述企業應安裝的監控因子須包含化學需氧量、氨氮、pH等，并與環保部重點污染源自動監控平臺、省污染源監控平臺穩定聯網。對尚未建成污水處理廠的長江經濟帶園區，應在污水處理廠建成試運行期間安裝自動監控設備并聯網，確保重點排污單位自動監控數據傳輸有效率達到90%以上。

Characteristics of non parallel reverse parallel shunt transformer and heating analysis of rectifier cabinet

SUN Wen-jing，ZHAO Hao
（Cangzhou Dahua Co.,Ltd.,Juhai Branch，Cangzhou 061000，China）

The characteristics of in-phase counter parallel and non parallel reverse parallel connection were introduced，and The heating reason of rectifier cabinet was analyzed.

rectifier transformer；rectifier cabinet；in-phase inverse parallel connection；non coherent inverse parallel connection

TM461

B

1009－1785(2017)06-0001-02

2017-02-25