Остаточний посібник з випрямлячів: від принципів проектування до промислових додатків

Вступ

Випрямлячий трансформатор - це спеціалізована форма Трансформатор живлення , розроблений для подачі постійного струму (постійного струму) до випрямлячів, відскакуючи або посилюючи рівні напруги змінного струму (AC). На відміну від звичайних трансформаторів, випрямлячі трансформатори повинні витримувати нелінійні навантаження, високі гармонічні струми та суворі теплові напруги. Цей посібник досліджує основні особливості дизайну, методи будівництва, зони застосування та міркування продуктивності випрямлячів, що забезпечує комплексний ресурс для інженерів, техніків та фахівців із закупівель.

1. Принципи основного дизайну

1.1 Трансформація та ізоляція напруги

• Адаптація напруги: перетворює корисну напругу змінного струму (наприклад, 11 кВ, 33 кВ) на точний рівень, необхідний випрямляч- часто в діапазоні низької та середньої напруги (наприклад, від 400 В до 2 кВ).

• Електрична ізоляція: забезпечує гальванічне розділення між сіткою та навантаженням постійного струму, підвищення безпеки системи та пом'якшення розповсюдження несправностей.

1.2 Гармонічне управління

• Фазові обмотки: реалізує конфігурації Delta-Wye або Zigzag для введення фазових зрушень (наприклад, 30 °), які скасовують специфічні гармоніки, зменшуючи повне гармонічне спотворення (THD).

• Багатовимірні конструкції: використовує третинні обмотки або кілька вторинних обмоток, розташованих для нейтралізації трійних гармоніків, забезпечуючи відповідність якості електроенергії.

1.3 Теплова та механічна стійкість

• Ємність перевантаження: Розроблена для постійних струмів постійного струму з низьким опором короткого замикання та високою тепловою інерцією, запобігаючи насиченню при несінусоїдальному навантаженні.

• Вібрація пригнічення: включає в себе кріплення та розгублене смоло, щоб витримувати електромагнітні сили та механічні напруги під час умови індруса та несправностей.

2. Будівництво та матеріали

2.1 Основна збірка

• СТАЛЬНА СТАЛЬНІСТЬ: Кремнієві сталеві ламінації, орієнтовані на зерно, мінімізують втрати ядра та вихрові струми.

• Магнітне екранування: ламіновані або фольговані щити зменшують потік витоку та втрати бродячих, підвищуючи ефективність.

2.2 Намовання та ізоляція

• Вибір провідника: мідні провідники з високою чистотою, іноді алюміній для конструкцій, що чутливі до витрат, розміром для постійних струмів постійного струму.

• Системи ізоляції: Ізоляція класу F або H (наприклад, NOMEX, Епоксидна смола) витримує підвищені температури від гармонічного нагрівання.

• CANK Changers: Changers On-навантаження (OLTC) Увімкніть регулювання тонкої напруги (± 2,5 % до ± 10 %) при повному навантаженні.

2.3 Домовленості про охолодження

• Охолодження, що здійснюється нафтою: Onan (нафтове натуральне натуральне) або оноф (нафтового природного повітря) конструкції для одиниць високої ємності.

• Охолодження сухого типу: інкапсуляція примусового повітря або вакуумного тиску для внутрішніх та екологічно чутливих установок.

3. Типи випрямлячих трансформаторів

4. Ключові програми

4.1 Електрохімічна обробка

• Вилучення металу: постачає точні струми постійного струму для електроінансуючих алюмінію, міді та цинку, де пульсація напруги безпосередньо впливає на якість продукту.

• Електропірування та анодування: забезпечує рівномірну товщину родовища шляхом підтримки стабільного виходу постійного струму.

4.2 Steel & Metal Industries

• Електричні дугові печі (EAF): забезпечує живлення постійного струму для електродів печі, що дозволяє керувати плавним дугою та зменшеним мерехтінням.

• Лінії Rolling Mills & Galvering: Powers DC Motors та резисторні банки для вирівнювання навантаження та контролю натягу.

4.3 Транспорт та тяга

• Залізничні підстанції: подає постійні системи постійного струму для міських метро та високошвидкісних рейок, часто як 12-ти-пюльсні конфігурації, щоб мінімізувати гармоніки на сітці змінного струму.

• Корабельне привод: приводки постійного струму для ефективних морських двигунів.

4.4 Прямий струм високої напруги (HVDC)

• Посилання на великі відстані: перетворює змінного струму в постійний струм для передачі протягом сотень кілометрів з мінімальними втратами; встановлено як на кінці відправлення, так і на прийом.

• Стабілізація взаємозв'язків та сітки: дозволяє обміняти живлення між асинхронними мережами.

4.5 зарядка акумуляторів та відновлювана інтеграція

• Системи зберігання енергії акумулятора (BESS): постачає керований постійний струм для зарядки великоформатних акумуляторів у мікросетках та відновлюваних фермах.

• Фотоелектричні інвертори: інтерфейси з двонаправленими посиланнями постійного струму для функцій підтримки сітки.

5. Міркування щодо працездатності та обслуговування

5.1 Ефективність та втрати

• Втрати в основних: утримуватися низькими через високоякісні ламінації; критичні при часткових навантаженнях.

• Втрати міді: збільшення за ухилом постійного струму; Оптимізований шляхом вибору належного розміру провідника та макета обмотки.

5.2 Моніторинг та захист

• Датчики температури: зонди PT100/RTD, вбудовані в обмотки та нафту для теплового моніторингу в режимі реального часу.

• Реле та полегшення тиску Buchholz: виявляє накопичення газу та надмірне тиск у нафтових резервуарах, запуску тривожних сигналів або ізолятів.

5.3 життєвий цикл та надійність

• Рутинне тестування: співвідношення, індекс поляризації та аналіз розчиненого газу (DGA) для оцінки цілісності обмотки та здоров'я нафти.

• Реконструкція: Переодягання та заміна нафти продовжують термін служби на 10–15 років, коли він проводиться активно.

Висновок

Трансформатори випрямляча незамінні в сучасних системах електроенергії, де стабільна постійна живлення та якість живлення є першорядними. Завдяки вдосконаленій конфігурації обмотки, надійної ізоляції та індивідуальних методів охолодження, ці трансформатори відповідають суворим вимогам промислових електрохімічних процесів, передачі постійного струму та критичних систем тяги. Розуміючи їх нюанси та потреби в технічному обслуговуванні, інженери можуть забезпечити оптимальну продуктивність, довговічність та енергоефективність у будь -якому додатковому додатку постійного струму.