整流变压器是整流设备的
电源变压器。整流设备的特点是原方输入交流,而副方通过
整流元件后输出直流。
变流是整流、逆流和变频三种工作方式的总称,整流是其中应用最广泛的一种。作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。工业用的整流
直流电源大部分都是由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的。
简介
整流变压器是专供整流系统的变压器。
功能:
1.是供给整流系统适当的电压;
用途
广泛用于照明、机床电器、机械
电子设备、
医疗设备、整流装置等。
产品性能均能满足用户各种特殊要求。
这是应用整流变最多的行业,电解有色金属化合物以制取铝、镁、铜及其它金属;电解食盐以制取
氯碱;
电解水以制取氢和氧。
用于矿山或城市
电力机车的
直流电网。由于阀侧接架空线,
短路故障较多,
直流负载变化辐度大,
电机车经常起动,造成不同程度的短时过载。为此这类变压器的温
升限值和
电流密度均取得较低。
阻抗比相应的电力变压器大30%左右。
三、传动用直流电源
四、直流输电用
这类整流变压器的电压一般在110kV以上,容量在数万千伏安。需特别注意对地绝缘的交、直流叠加问题。 此外还有电镀用或
电加工用直流电源,励磁用直流电源,充电用及
静电除尘用直流电源等。
工作原理
应用整流变最多的化学行业中,大功率整流装置也是二次电压低,电流很大,因此它们在很多方面与
电炉变是类似的,即前所述的结构特征点,整流变压器也同样具备。整流变压器最大的特点是
二次电流不是正弦交流了,由于后续整流元件的单向
导通特征,各
相线不再同时,流有负载电流而是软流导电,
单方向的
脉动电流经
滤波装置变为直流电,整流变压器的二次电压,电流不仅与容量
连接组有关,如常用的三相桥式整流线路,双反量带平衡电抗器的整流线路,对于同样的直流
输出电压、电流所需的整流变压器的二次电压和电流却不相同,因此整流变压器的参数计算是以整流线路为前提的,一般参数计算都是从二次侧开始向一次侧推算的。
由于
整流变绕组电流是非正弦的含有很多高次谐波,为了减小对电网的
谐波污染,为了提高功率因数,必须提高整流设备的脉波数,这可以通过移相的方法来解决。移相的目的是使整流变压器二次绕组的
同名端线电压之间有一个
相位移。
应用
整流变压器广泛用于各类行业之中,主要分为照明、机床电器、机械电子设备、医疗设备、整流装置等。产品性能均能满足用户各种特殊要求。电化学工业是应用整流变最多的行业,电解有色金属化合物以制取铝、镁、铜及其它金属;电解食盐以制取氯碱;电解水以制取氢和氧。
移相方法
移相方法就是二次侧采用星、角联结的两个绕组,可以使整流
电炉的
脉波数提高一倍。
对于大功率整流设备,需要脉波数也较多,脉波数为18、24、36等应用的日益增多,这就必须在整流变压器
一次侧设置移相
绕组来进行移相。移相绕组与
主绕组联结方式有三种,即曲
折线、
六边形和
延边三角形。
用于
电化学行业的整流变压器的
调压范围比
电炉变压器要大的多,对于化工食盐电解,整流变压器调压范围通常是56%--105%,对于铝电解来说,调压范围通常是5%--105%。常用的
调压方式如电炉变压器一样有
变磁通调压,串联变压器调压和自耦
调压器调压。另外,由于
整流元件的特性,可以在整流电炉的阀侧
直接控制硅整流元件导通的相位角度,可以平滑的调整整流电压的
平均值,这种调压方式称为
相控调压。实现相控调压,一是采用晶阀管,二是采用
自饱和电抗器,自饱和电抗器基本上是由一个
铁芯和两个绕组组成的,一个是工作绕组,它串联联结在整流变压器
二次绕组与
整流器之间,流过
负载电流;另一个是直流控制绕组,是由另外的直流电源提供
直流电流,其主要原理就是利用
铁磁材料的
非线性变化,使工作绕组电抗值有很大的变化。调节直流控制电流,即可调节相控角α,从而调节整流
电压平均值。
变压器
生产的ZSS、ZS系列整流变压器用作整流装置的
电源变压器,其作用是向整流器提供
交流电源,整流器再将交流电变换为
直流电,从而进行直流供电。主要应用于冶金、化工、
机车牵引与传动等行业。产品节能、低损耗、低噪声、抗冲击和
抗短路能力强。
过载能力强、结构紧凑、体积小、供电可靠等优点。
性能特点
(1)
电气性能稳定:产品结合负载特点和电网
电压波动、
大气过电压情况,根据整流变压器的负载状况,确定合理、可靠的
绝缘水平和绝缘模型,充分保证产品的电气性能可靠和稳定。
产品环境安全系数≥1.67。
(2)
动稳定程度高:产品绕组有较高的
机械强度,具有较强的抗突发能力,以满足极恶劣的负载环境。在设计、制造过程中较好地消除了变压器漏磁引起的或非正常运输可能造成的动不稳定源。产品具有较高的
动稳定性。高抗阻,比同容量的电力变压器的阻抗高30%,以抑制di/dt,
有效保护整流元件。
(3)
热稳定性好:先进的
产品设计,严格控制产品的
发热部位及最热点
温升,并留有充分的温升裕度,如需要可在线圈内加添
轴向油道,根据线圈负载损耗值选择
冷却方式并合理分配油流量,达到最佳冷却效果,主要温升指标均比国标至少低5℃。线圈、引线采用铜导线,电流密度选取较低。
(4)过载能力强:产品具有较强的
过负载能力和
过电压能力,可在
额定负载情况下长期安全运行,可在110%过电压情况下满
负载长期安全运行(
环境温度40℃);变压器与电机相联的
端子上能承受1.5倍
额定电流,历时5S。产品设计、制造充分考虑
负载特性,从温升、
绝缘性能及附件选择等各方面满足过载要求。
(5)
性能指标优越:
空载电流设计、制造值低于同容量S9系列变压器的国标
规定值为依据,充分用户使用的
经济性和可靠性。
(6)节电效果明显,噪声低(<65dB)。
(7)
结构简化,外形美观;油箱采取防渗漏设计工艺,可杜绝油箱渗漏。
结构特点
(1)铁芯:采用30Q130高导磁
硅钢片,同时采用选进的3~6级step-lap core stacking步进多级叠片方式,有较降低了
空载损耗、空载电流和噪声。
(2)绕组:
电磁线采用了高
导电率的
无氧铜导线,绕组采用园筒式、双饼式和新型螺旋式
等结构的整体套装新工艺,使
产品结构更紧凑,主绝缘能等到有效保证,对首尾层进行加强,提高了绝缘性能。绕组
外表面缠绕高强度的紧缩带,提高了绕组的机械强度,使产品的抗冲击能力和抗短路能力大提高。
(3)器身:器身
绝缘垫块均采用高强度的
层压木和层压纸板支撑,使绕组的端部的支撑面积达到95%以上,进一步提高了产品抗短路能力,提高产品的
运行可靠性。器身与箱盖的连接采用了呆板带缓冲结构,克服了器身“悬空”和“顶盖”现象。
绝缘材料均采用高强度、高密度
电缆纸包绕,其允许的压力应为45Mpa。
(4)油箱:油箱采用散热油管(双排和三排油管采用插片方式),或采用阶梯
片式散热器,在同样的箱壁面积下增加了散热能力;测算也可根据用户要求安装片式散热器或采用波纹油箱,及强油风冷或强油
水冷散热器。油箱
表面处理:
变压器外壳油漆采用“
三防漆”(防
盐雾、防
湿热、防
霉菌),此漆与底漆
附着力强,
装饰性好,薄膜
耐油性,
耐腐蚀性、
保光性、保
色性较好,有良好的
流平性和
遮盖力。
保护装置
整流变压器
微机保护装置是由高集成度、总线不出芯片
单片机、高精度电流
电压互感器、高
绝缘强度出口
中间继电器、高可靠
开关电源模块等部件组成。是用于测量、控制、保护、通讯为一体化的一种经济型保护。
整流变压器微机保护装置的优点
1、可以满足库存配制有二十几种保护,满足用户对不同电气设备或线路保护要求。
2、用于可根椐实际运行的需要配制相应保护,真正实现用户“
量身定制”。
3、自定义保护功能,可实现标准保护库中未提供的特殊保护,最大限度满足用户要求。
4、各种保护功能相对独立,保护定值、实现、闭锁条件和
保护投退可独立
整定和配制。
5、保护功能实现不依赖于通讯网络,满足
电力系统保护的可靠性。
整流变压器微机保护装置具备进线保护、出现保护,分段保护、配变保护、电动机保护、电容器保护、
主变后备保护、发电机后备保护、
PT监控保护等保护功能。
操作方法
技术参数
效 率(η):98%
电 压 比:400/220(V)
外形结构:立式
防潮方式:开放式
绕组数目:双绕组
冷却形式:干式
铁心形状:U型
电源相数:单相
型 号:Satons-ZDG-30/0.4
整流电路
常用
整流电路为单相半波、单相全波、三相半波、三相全波(Y或△)桥式、三相曲折式(Zo形)、六相Y形(中点接线)、六相叉形(又曲折形)、六相Y形并联桥式(带
平衡电抗器)、六相△Y形串联桥式、十二相四曲折形带平衡电抗器、六相Y形或△形式、六相(十二、二十四相)
双反星形带平衡电抗器,或多套并联桥式、双反星电路。
直流电流可达25KA,
直流电压从几十伏至几百伏,阀侧常采用
同相逆并联方法出线。
适用标准
(1)通用标准:GB1094.1~2-1996;GB1094.3~5-1985《
电力变压器》;JB2530-79《电力变流变压器》(本标准已废止,用《JB-T 8636-1997 电力变流变压器》替换);
(2)
专业标准:JB/DQ2113-84《电化学用整流变压器》。
修理维护
常见问题:
要把热量从变频器中带出来,可以借助的介质一般有三种:空气、水、油。
高压变频器的发热部件主要是两部分:一是整流变压器,二是
功率元件。变压器在早期主要采用油冷却方式,即把变压器浸泡在油箱中,由于油比空气的
比热大、绝缘强度高,这种散热方式是大功率变压器的主流散热。但是,由于油品需要维护,引出线处的密封不好解决,随着绝缘材料的进步,在中小功率等级,
干式变压器已经占
主导地位。干式变压器借助于空气进行冷却。变压器还可以采用水冷的方式,即将变压器的线圈做成中空的,内部通
纯净水,利用纯净水带走热量。
2.变压器设计的基本问题是什么?
变压器设计的基本问题是
磁通和电流密度。变压器的电流与容量成正比,电流密度的大小(即导线的粗细)按照导体的
发热量来考虑。对于磁通,
电磁学的基本关系式为u=4.44fwΦ,其中u为电压;f为频率,在这里为50Hz,定值;w为线圈的
匝数;Φ是
磁通量。由于硅钢片的
磁通密度B受到材料的限制,一般仅能设计到1.4-1.8
特斯拉,而Φ=BS,所以,要增大Φ,一般只能增大铁芯的
截面积。变压器的铁芯一般为三相柱式,铁芯的截面积按照上述公式可以确定,铁芯窗口的大小则要考虑把线圈放进去为原则。容量越大的变压器,导线越粗,铁芯的窗口就需要越大。
在变压器的设计中,铜和铁的用量可以均衡考虑。因为一旦变压器的容量确定了,电流就确定了,导线的粗细也就确定了,增大匝数W,磁通Φ就可以小一些,铁芯的截面积就可以小一些,但是要把这些匝数绕进去,铁芯的窗口要大一些;相反,减小匝数W,磁通Φ就要大一些,铁芯的截面积要大一些,但是铁芯的窗口可以小一些。
3.变压器的容量和什么有关?
由上述第二个问题的分析可以看出,铁芯的选择与电压有关,而导线的选择与电流有关,即导线的粗细直接与发热量有关。也就是说,变压器的容量只与发热量有关。对于一个设计好的变压器,如果在散热不好环境中工作,假如为1000KVA,如果增强散热能力,则有可能工作在1250KVA。另外,变压器的
标称容量还与允许的温升有关,例如,如果一台1000KVA的变压器,允许温升为100K,如果在特殊的情况下,可以允许其工作到120K,则其容量就不止1000KVA。由此也可以看出,如果改善变压器的散热条件,则可以增大其标称容量,反过来说,对于相同容量的变频器,可以减小变压器柜的体积。
所以在有些投标过程中,
竞争对手故意标称较大的变压器容量,给用户设计
裕量较大的假象,实际上是没有意义的,关键还要看变压器的体积和散热方式。
4.为什么电流源型变频器需要较大的变压器容量?
变压器的设计一般只看
额定容量,而不看额定功率,因为其电流只与额定容量有关。对于电压源型变频器,由于其
输入功率因数接近于1,所以额定容量与额定功率几乎相等。电流源型变频器则不然,其输入侧变压器
功率因数最多等于负载
异步电机的功率因数,所以对于相同的负载电机,其额定容量要
比电压源型变频器的变压器大一些。
干式变压器的绝缘等级,并不是绝缘强度的概念,而是允许的温升的标准。比如,
B级绝缘允许工作到130℃,H级绝缘允许工作到180℃,所以,H级绝缘允许导线选得细一些。
6.什么叫“H级绝缘,用B级考核温升”?
就是说,变压器采用H级绝缘材料,但是各个点的
工作温度不允许超过B级绝缘所允许的工作温度。这实际上是对绝缘材料的一种浪费,但是,变压器的过载能力会很强.
安装条件
1、施工应具备的条件
(1)
图纸会审和根据厂家资料编制详细的
作业指导书并审批完。
(2) 安装
箱式变压器有关的
建筑工程质量,符合国家现行的建筑工程施工及验收。
(3)
预埋件及电缆
预埋管等位置符合设计要求,预埋件牢固。
2.1 变压器基础检查
(1) 会同业主及监理对变压器基础的建筑施工质量进行检查,并填写
记录单,由各方签字确认,对发现的问题及时上报,及时处理。
(2) 认真核对变压器基础横、纵轴线尺寸及预埋管位置,并与图纸所给尺寸核对,无误后方可进行下一步工作。
2.2 变压器开箱检查
(1) 变压器到货后开箱检查时,应会同业主、监理及厂家的有关人员一同检查。
(2) 在卸车前测量和记录冲击
记录器的
冲击值,这个数值应小于3G。
(3) 检查变压器外观无损伤,漆面完好,并记录。
(4) 检查变压器内部各器件无移位、污染等情况。
3、变压器安装就位
(1) 将变压器槽钢基础安装在预
埋件上,注意找平、
找正,槽钢基础与埋件焊接牢固,焊接部位打掉
药皮后涂刷
防腐油漆。
(2) 在风机吊装完后,吊装变压器直接就位于基础上,利用
千斤顶进行找平、找正。
(3) 按厂家规定的固定方式(螺接或焊接)进行变压器与基础之间的连接。
(4) 若为分体到货,在变压器安装找正后,进行外壳的安装。
(5) 悬挂标志牌,清扫变压器箱体内部。
由于工程的需要,为此采用
全站仪、GPS定位系统相结合的方式进行复测。仪器观测和记录应分别由二人完成,并做到当天作业当天检查核对。
线路复测宜朝一个方向进行,如从两头往中间进行,则交接处至少应超过(一基杆塔)两个C桩。要检查塔位中心桩是否稳固,有无松动现象。如有松动现象,应先钉稳固,而后再测量。对复测校准的塔位桩,必须设置明显稳固的标识,对两
施工单位施工分界处,一定要复测到转角处并超过两基以上,与对方取得联系确认无误后,方可分坑开挖。复测施工时及时填写记录,记录要真实、准确。如在复测时遇到与设计不符时立即上报不得自行处理。
跨越施工
前应由技术负责人按线路
施工图中
交叉跨越点
断面图,对跨越点交叉角度、被跨越不停电电力线路
架空地线在交叉点的对地高度、下导线在交叉点的对地高度、导线边线间宽度、地形情况进行复测。根据复测结果,选择跨越
施工方案。
(1) 跨越不停电
电力线,在
架线施工前,施工单位应向运行单位书面申请该带电线路“退出
重合闸”,待落实后方可进行不停电跨越施工。施工期间发生故障跳闸时,在未取得
现场指挥同意前,严禁强行送电。
(2) 跨越架搭设过程中,
起重工具和临锚
地锚应将安全系数提高20%~40%。
(3) 在跨越档相邻两侧杆塔上的
放线滑车均应采取接地保护措施。在跨越施工前,所有
接地装置必须安装完毕且与铁塔可靠连接。
(4) 跨越不停电线路架线施工应在良好天气下进行,遇雷电、雨、雪、霜、雾,
相对湿度大于85%或5级以上大风时,应停止作业。如施工中遇到上述情况,则应将己展放
好的网、绳加以
安全保护。
(5) 越线绳使用前均需经烘干处理,还需用5000V
摇表测量其单位电阻。
(6) 如当天未完成全部索道绳的及
绝缘杆固定绳的过线,应将过线绳及引绳收回并妥善保管,不得在露天过夜。
(7) 铺放过线引绳及绝缘绳未完全脱离带电线路的过程中,拉绳、绑扎等操作人员必须穿绝缘靴子,戴
绝缘手套进行操作。