当前位置:首页 >> 电力/水利 >>

高压变频装置配套用移相整流变压器


高压变频装置配套用移相整流变压器
李登峰 上海昊德电气有限公司 201804

[摘要] :高压变频调速技术作为通用节能技术加以重点推广,多重化技术是目前高压变频 装置的一项重要技术, 多绕组移相整流变压器是实现该项技术的一个不可缺少的 元件,通过移相可以消除整流、逆变、变频等一系列变流过程中所产生的谐波对 电网的污染。 关键词: 高压变频 一、概述

高压变频装置是计算机技术、功率器件及电机控制技术的有机组合,其中含有多项高 新技术, 是目前电机调速技术中发展最快的产品, 变频调速是通过改变电动机定子供电频率 来改变旋转磁场同步转速进行调速的,电动机的转速 n 与电源频率 f、转差率 S、电机极对 数 P 的关系为 n=60f(1-S)/P,由于 n 与 f 之间为线性关系,这种调速具有无级、宽范围的特 点,且在调速过程中不存在励磁滑差和节流作用带来的功率损失。目前,变频调速已列入通 用节能技术加以重点推广。 高压变频调速技术中的一项重要技术是多重化技术,它采用隔离变压器将多个低压模 块叠加(串联)而形成高压输出,主要是由多个低压功率单元和控制单元组成,每个功率单 元由多绕组隔离变压器的一个三相绕组供电, 这种多绕组的隔离变压器其二次线圈互相存在 一个相位差,实现了输入多重化,由此可消除各单元产生的谐波对电网的污染,这一隔离变 压器称为多绕组移相整流变压器。 是这种高压变频调速装置中不可缺少的重要元件, 其制造 技术也是这种完美无谐波高压变频装置的技术构成之一。 二、多绕组移相整流变压器采用 H 级非包封干式变压器技术 H 级非包封干式变压器是目前绝缘等级最高的干式变压器,其主体绝缘采用 Nomex 绝缘系统,Nomex 纸及其制品是美国杜邦公司的专利产品,是一种以芳香酰胺纤维为基础 的合成绝缘材料,当 Nomex 纸用于变压器的绝缘系统时,在高温下,它的电气和机械性能 都十分稳定,而且阻燃性能很好,Nomex 纸及其干变的优越性能如下: 1.突出的耐热性能:耐热温度高是 Nomex 纸固有的、最为突出的优点之一,它属于 C 级绝缘材料,在 200℃以上时,电气性能和机械性能均十分稳定;在 250℃温度下,不会熔 融、 流动和助燃; 750℃温度下, 在 不会释放有毒或腐蚀性气体。 用其制成的干变可在 350℃ 移相整流 变压器

温度下,承受短期运行,过载能力和热冲击承受力非常突出。 2.牢固的机械性能:Nomex 纸非常坚固,在压力作用下的变形很小,而且 Nomex 纸挠 性很好,耐撕裂、抗磨擦、抗割穿,当 Nomex 纸用于绝缘系统的不同部位时,它都可以保 持很好的机械性能,用其制成的干变,在短路或其它机械应力的作用下,将会保持绝缘结构 的稳定和牢固。 3.优良的防潮性能:Nomex 纸不吸水,具有很好的防潮性能,即使在相对湿度为 95% 的情况下,其电气强度也可保持较高的水平。 4.阻燃性能突出:Nomex 纸在空气中不会熔化或助燃,其阻燃性能特别突出。 5.优越的电气性能:Nomex 纸的耐压强度高,它的工频击穿场强为 20~40kv/mm,其介 电常数接近于空气,当干变的绝缘采用 Nomex 纸时,变压器内部的电场分布更加合理,从 而可以紧缩其绝缘尺寸,还避免了电场的过分集中,提高了运行可靠性,Nomex 纸沿面放 电起始电压较高, 当它用于干式变压器时, 可减少主绝缘尺寸, 减少整个铁心的重量, Nomex 纸的局放起始电压也较高,用其制造的干变可以做到较低的局部放电水平。 6.Nomex 纸的化学特性:Nomex 纸没有弱 C-H 键的存在,具有较强的抗酸碱侵蚀能力, 能与各种油、树脂、浸渍漆、氟碳化合物、冷却剂相溶,用其制成的干变可用于较恶劣环境, 在寿命期终结后,又能容易地分解处理,不造成环境危害。 基于 Nomex 绝缘系统及其制成的干变的上述特点,多绕组移相整流变压器采用这种 技术,提高了高压变频装置的可靠性,缩小了整个装置的体积。 三、整流变压器采用二次侧延边三角形移相 12 脉波以上的整流变压器, 需要使用移相技术, 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, 移相分为一次侧和二次侧移相, 二次侧移相比较简单 (本 文的整流变压器采用二次侧移相) ,仅采用一台变压器,将二次侧分为多绕组形式,每个绕 组采用延边三角形移相。 根据高压变频装置容量的大小及电压的等级不同, 整流脉波数分为 18 脉波、24 脉波、30 脉波、36 脉波,对于 18 脉波的整流变压器,其二次侧有三个移相组, 移相角为+20°、0°、-20°,各移相组角差为 20°;对于 24 脉波的整流变压器,其二次 侧有四个移相组,移相角为+22.5°、+7.5°、-7.5°、-22.5°,各移相组角差 15°;对于 30 脉波的整流变压器, 其二次侧有五个移相组, 移相角为+24°、 +12°、 0°、 -12°、 -24°, 各移相组角差为 12°;对于 36 脉波的整流变压器,其二次侧有六个移相组,移相角分别为 +25°、+15°、+5°、-5°、-15°、-25°,各移相组角差为 10°。

脉波数 18 24

移相组数 3 4

移相角 +20°、0°、-20° +22.5°、+7.5°、

移相组角差 20° 15°

二次侧每相绕组数 9 12

-7.5°、-22.5° +24°、+12°、0°、 30 5 -12°、-24° +25°、+15°、+5°、 36 6 -5°、-15°、-25° 10° 18 12° 15

延边三角形联接方式分为正序联结和反序(逆序)联结,由于正序联结时,其移相角是顺 时针方式,称为负角度;反序联结时,其移相角是逆时针方式,称为正角度。而无论是正序 联结还是反序联结,纯三角形时,均作为 0°,可将正序联结称为-0°,反序联结称为+0°, 联结方式及移相见下图: 顺时针移相 a' a(y) a' a(z) 逆时针移相

C' c(x)

b(z)

c(y)

b(x)

b'

b' 正序联结 四、移相整流变压器二次侧计算要领

C' 反序联结

移相整流变压器的额定容量为 P,其一次侧联结成 Y 接,计算方法同常规的变压器;二 次侧采用多绕组移相,每个移相组平均总的额定容量。因此,假设二次侧每相绕组为 n,则 每组容量为 P/n,每组的线电压为 UN,则采用延边三角形移相的绕组,其角外部分(移相绕 组)的电流 Iy=P/√3n UN,角内部分(主绕组)的电流 Im=P/3nUN,若移相角为 a,则角外 部分(移相绕组)的电压为 Uy=UN·2/√3·Sina,角内部分(主绕组)的电压为 Um=UN·2Sin(30°-a) 。 对于同样的角度,只是正负差异的移相组,其角内外的电流、电压是相同的,不同的是

正、反序的联结方式。 五、移相整流变压器的角度误差和电压误差的计算方法

Wy

Wm

U

Wm

a Wy

假设已知每匝电压为 et,角内部分(主绕组)匝数为 Wm,角外部分(移相绕组)匝 数为 Wy。 Wm+Wy 实际移相角 a 的计算: Sin(60°-a) √3·Wy 经公式推导后:a=arctg 3Wy+2Wm 此角度与所需移相角比较即可得出角度偏差。 U = Sin120° Sina Wy·et U= 2 √3 = Sina Wy·et = Sina Wy

只要将前面计算出的 a 值代入上式即可计算出 U,再与所需的 UN 比较即可得出电压 误差。 六、系列产品的发展状况 多绕组移相整流变压器作为一种新的变压器产品,应市场需求而诞生,并且发展很快。 上海昊德电气有限公司从 2004 年开始研发该系列产品,目前已生产 200 多台,为国内外知 名的高压变频器生产厂家的 200 多套变频器配套, 最早的产品已经运行两年以上。 单台容量 从 300kVA~4000kVA,电压等级有 3、6、10kV,移相组数有 9、15、18、21、24、27、30, 形式各不相同,结构也有差异。现在,有十几家国内外变频器公司与上海昊德电气有限公司 在进行合作,昊德公司每月的订单在 30 台左右。 七、结论 多绕组移相整流变压器作为高压变频装置配套元件, 其容量范围从 300kVA~3500kVA, 电压等级从 3kV~10kV。由于该类变压器的特殊使用条件,其性能参数和温升计算方面均有

特殊性,留待以后讨论,尤其是其一、二次阻抗的设计计算,直接关系到谐波含量的多少, 是关键技术所在。随着高压变频装置的应用日趋成熟,这类整流变压器将会形成系列,并得 到更深入的研究。 参考文献 作者简介: 《特种变压器理论与设计》 李登峰 男 科学技术出版社

(1964~) 上海昊德电气有限公司总工程师, 1985 年毕

业于湖南大学电气工程系电机专业,工学学士.长期从事变压器设计和制造技术研究工作.


相关文章:
移相变压器设计研究
高压变频装置配套用移相整流变压器的设计研究云南变压器电气股份有限公司 柳溪 摘要:本文介绍了高压变频器的工作原理,并论述高压变频器配套用移相整流变 压器的移相原理...
移相变原理
5 结束语 多绕组移相整流变压器作为高压变频器配套元件,其容量范围从 300kva~6000kva,电压 等级从 3kv~10kv。由于该类变压器的特殊使用条件,其性能参数和温升...
移相变特点介绍
ZPSG(ZTSG)系列整流变压器是我公司自主研制成功的多绕 组移相整流变压器,该系列变压器与高压变频调速装置配套,作为高 压变频调速装置中的隔离电源,实现多重化技术,有...
论移相整流变压器的应用与发展
本文从移相整流变出发,研究了移相整流变压器高压变频器 中应用以及移相整流变压器的移论移相整流变压器的应用与发展 【摘要】近年来,高压变频技术越来越完善,移相...
有关变频器中整流变压器的几个问题
有关变频器中整流变压器的几个问题_电子/电路_工程科技_专业资料。今日...11页 免费 高压变频装置配套用移相... 5页 免费喜欢此文档的还喜欢 ...
移相变压器
移相变压器_其它考试_资格考试/认证_教育专区。高压变频器 请问移相变压器是怎么...变压器,节 电器配套调压变压器,整流变压器,三相变单相(斯考特)变压器,隔离变压器,...
移相整流变压器设计与试验
高压变频移相整流干式变压... 2页 2财富值 多脉波移相整流干式变压器... 5页...使用一键分享,轻松赚取财富值, 了解详情 嵌入播放器: 普通尺寸(450*500pix) ...
移相变压器的原理与用途
干式移相整流变压器是一种专门为中高压变频器提供多相整流电源的装置,采用延边三角形移相原理, 通过多个不同的移相角二次绕组,可以组成等效相数为 9 相、12 相...
18脉波环氧树脂绝缘干式整流移相变压器
18脉波环氧树脂绝缘干式整流移相变压器_工程科技_专业资料。18 脉波环氧树脂绝缘干式整流移相变压器 整流变压器 环氧树脂绝缘 移相 高压变频器 1 引言高压变频器是计算...
高压变频装置检修工艺规程
海拔<2000m 强制风冷 IP21 冷却方式 防护等级 2、高压变频装置的结构概述: 2.1、A 凝结水泵 MAXF 高压变频调速装置的主线路由移相整流变压器和逆变功 率单元组成...
更多相关标签:
移相整流变压器 | 高压变频器移相变压器 | 移相全桥同步整流 | 移相变压器 | 移相变压器工作原理 | 移相全桥变压器设计 | 移相全桥变压器计算 | 移相变压器的作用 |