整流装置中变压器的计算
整流装置中变压器的计算
某树脂厂烧碱生产系统的生产能力为3000吨/年。
其整流装置是由一台额定容量S n=1400kV A的整流变压器和两台GHF3000A/230V 的二极管整流柜组成的三相桥式整流装置。
整流变压器设有15档有载调压开关，额定技术参数如下：初次级额定线电压U1n、U2n分别为35kV、165V（第15档时），初次级额定线电流V1n、V2n分别为23.1A、4900A。
在实际运行中，由于其整流变压器与整流柜的容量匹配不当，导致限制了整流柜带负荷的能力，最高负荷仅能达到1260kW。
现分析计算如下。
1.整流装置额定技术参数的分析计算
（1）额定容量为1400 kV A的整流变压器可供的负荷率P2n及额定直流参数。
取cosφ=0.955，则：
从以上两方面的计算可知：该厂整流装置中的变压器容量选择只考虑了保证整流柜输出电流达到6000A的要求，而未考虑满负荷时输出直流电压应达到额定230V的要求，所以，变压器不能满足整流柜的负荷要求。
变压器的容量选择显然偏小，如前所述，实际运行时变压器最高负荷只能达到1260kW，这与上述计算结果相符。
2.整流变压器容量的计算
通过实例的分析计算可以看出，整流变压器容量的常规计算方法欠妥。
常规计算方法是给出各种整流电路的容量系数P c/(U d I d)取为1.05。
现在看看该数值是如何导出的：
从上述推导中可以看出，问题出在取V2n=V dn/1.35，因为该式是在理想的情况下（空载时）导出的关系式。
当有负载时，由于存在变压器阻抗、短网阻抗以及换相压降，整流装置的外我不会是一条平直的直线。
即有负载时，U d＜1.35U2n，则U d＜U dn，P d＜U dn I dn，因此，达不到功率的额定输出值。
用这种方法选择变压器的容量，就会产生前述实例整流柜和变压器匹配不当的情况。
因此，确定变压器容量时，
变压器的二次电干的的取值应能保证负载时直流输出电压能达到额定值U dn。
对三相桥电路，其计算式可由上式导出。
在整流变压器制造前，U dn采用估算值，一般取0.05~0.1，容量越大，取值也越大。
考虑到电网电压波动的影响，应取β=0.95。
第2章 整流电路(单相)
a)
图2-3 单相半波可控整流 电路的分段线性等效电路 a)VT处于关断状态 b)VT处于导通状态
当VT处于通态时，如下方程成立：
VT L
di L d Rid dt
2U 2 sin wt
（2-2）
u
2
R
初始条件：ωt= α ，id=0。求解式（2-2）并 将初始条件代入可得
id 2U 2 sin( a )e Z
2 1 d d d VT d VD
R
VT
性负载加续流二极管）
a)
u2 b) O ud c)
w t1
wt
O id
d) O i VT e) O i VD
R
wt
Id
wt
Id p-a p+a
wt
f) O u VT
g) O
wt
wt
π点，u2=0,uAK=0, 电源电压自然过零， 晶闸管承零压而关断，续流管开始导通。 电源电压负半波（π ～2π 区间： u2 uAK＜0,晶闸管承受反向电压而关断， 负载两端的输出电压仅为续流二极管的 管压降，有续流电流，续流二极管一直 导通到下一周期晶闸管导通。 L储存的能量保证了电流id在L-R-VDR 回路中流通，此过程通常称为续流。 1）控制角α与导通角θ 的关系 α+θ =1800 2）移项范围 移项范围与单相半 波可控整流电路电阻性负载相同为 0～1800.
可控整流电路 的主元件在采 用晶闸管时， 其控制方式都 采用相位控制， 故这类整流电 路又称之为相 控整流。
2.1.1
一 电阻性负载
单相半波可控整流电路
(Single Phase Half Wave Controlled Rectifier)
35kV 12脉波移相整流变压器电磁与结构设计
- 45 -工 业 技 术１ 项目背景多脉波移相整流变压器广泛应用于各行各业的变频调速系统中，电压等级一般为10 kV~35 kV，低压侧输出脉波数以6脉波和12脉波为主，12脉波整流变压器高压侧经移相后，2台可组成24脉波输出，大大降低整流装置注入电网的谐波，提高电能质量[1]。
该项目所设计的35 kV 12脉波整流变压器，安装地点位于海拔高达4 600 m 的西藏地区，外绝缘距离与变压器温升需要特殊考虑，同时，该地区运行的变压器遭受大气过电压概率大，需要对变压器绕组进行必要的保护。
目前国内外市场上的35 kV 高压外延三角形移相整流变压器，基本绕组与高压移相绕组都采用辐向排列方式，在雷电冲击电压下，高压移相绕组尾端与高压基本绕组首端连接处冲击电位震荡很大，绝缘性能不易保证，需要增大绝缘距离以保证绝缘强度[2]。
为了解决上述技术问题，该项目通过技术研究与电磁仿真技术，将高压基本绕组与移相绕组调整为轴向排列，经仿真计算与测试，移相绕组尾端与基本绕组首端连接处的冲击电位震荡明显下降，提高了绝缘可靠性，高压移相绕组引线与其它绕组引线连接更加方便，器身的布置结构更加紧凑合理，器身机械稳定性得到提高。
２ 产品开发与设计针对项目技术协议中所需特点，研究采用合理的结构满足实现35 kV 高压外延三角形移相，单器身输出12脉波的整流变压器。
并可以D （+7.5°）d0y11配合D （-7.5°）d0y11组成24脉波整流变压器。
２．１ 电磁设计部分采用了组合式双分裂绕组结构，高压线圈4个绕组采用轴向排列后，器身布置更加紧凑，机械强度较原辐向排列结构大大提高。
经波过程电磁分析软件仿真分析，改进后结构在大气过电压下，绕组中的电位振荡大为降低，由原来电位幅值达到入波的约150%以上降低到入波的约115%，如图1所示，降低了绝缘设计的难度。
经电磁场仿真软件进行器身的详细磁场仿真计算，绕组结构与布置改进后油箱中磁密有一定程度的增大，如图2所示，右侧绕组磁通密度明显高于左侧绕组。
电气设备继电保护装置的整定计算原则及方法
地面电气设备继电保护装置的整定计算原则一、一般规定（一）煤矿供电系统继电保护装置检验前，必须按本规程总则的要求制定整定方案。
对新装的继电保护装置，如供电系统和负荷参量没有改变，可按设计计算的方案整定检验。
当供电系统和负荷参量有较大变动时，应按变动后的参量重新计算整定方案，报主管部门审批后执行。
（二）整定计算前，应根据所在电力系统提供的各种运行方式的参量，对本系统进行一次短路电流计算，并绘制从地面变电所到各计算终端（包括井下终于变电所、采取变电所）的计算系统图，和等价网络通作为方案编制中定值计算和灵敏系数的依据。
（三）计算继电保护装置的动作值，应依据使保护装置动作达到有选择性、快速性、灵敏性和可靠性的四个基本要求为原则，综合分析全部数据合理的确定保护动作值。
1.选择性：当系统发生故障时，保护装置只将故障设备切除，保证无故障部分继续运行，尽量减少停电面积，要求上、下级保护之间的配合达到如下要求：1）时间阶梯差：△t=t1-t2式中 t1——上级保护动作时限（秒）;t2——下级保护动作时限（秒）。
对定时限继电器△t 取0.5~0.7秒，反时限继电器△t 取0.6~1.0秒。
2）配合系数：式中：Idz.1——下级保护动作电流（安）；Idz.1——下级保护动作电流（安）；3）反时限继电器或定、反时限继电器的上、下级配合，要通过计算，绘制出实现特征性曲线，在曲线上要求时限和定制均达到1）、2）项的配合条件。
2.快速性：保护装置应以足够小的动作时限切除故障。
1.121≥=dz dz ph I I K3.灵敏性：保护装置应有较高的灵敏度，灵敏度用灵敏系数表示： 1）对于反映故障时参量增加的保护装置：灵敏系数=保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值/保护装置动作参数的整定值2）对于反映故障时参量降低的保护装置：灵敏系数=保护装置动作参数的整定值/保护区末端金属性短路时故障参数的最大计算值保护装置的灵敏系数应根据不利的运行方式和故障类型进行计算，但对可能性很小的情况可不考虑。
整流变压器原书第6部分
10 共轭式整流变压器设计在中小型有载调压整流变压器中，共轭式有载调压整流变压器是选用机率最多的一种。
这种类型和单器身整流变压器相比，至少有两大优点。
一是结构紧凑，经济实惠。
它是由一台调变铁心和一台整流变压器(简称“整变”)铁心叠加而成。
即调变铁心的下铁轭和整变铁心的上铁轭叠加在一起，组成共轭式铁心，如图2.2-90所示。
另一个是整流变压器的输出电压中，每两级之间的级差电压均相同。
这样更加满足电解工艺的需要，并且实现的经济调压范围较大，从单器身整流变压器的30%左右发展到50%，甚至60%以上。
下面以双反星形半波并联整流变压器为例，阐述共轭式有载调压整流变压器的工程设计。
图2．2-90 共轭式铁心的形成a)调压铁心b)整流变压器铁心c)共轭铁心10.1 技术条件1 标准供需双方都应遵守的基本标准和参照标准与单器身整流变压器一样。
2 结线原理由于资金等若干原因要求工程分两期投产，一期工程上一台整流变压器，二期工程再上同样一台整流变压器。
二期工程投产后，化工产品产量增加，电压在一期基础上增长70%~100%，电流维持一期不变。
要求一、二期整流变压器在运行方式上为并联运行，参数叠加呈串联状态。
正式设计前，结线原理图须经双方认可。
3 基本技术数据(1)产品型号ZHSFTK-8000/35ZH －电化学电解用 S －三相 F －风冷T －带调压变压器 K －半波并联电路 8000－型式容量(kV A) 35－网侧电压等级(kV)(2)相数 网侧为三相，阀侧为等效六脉波。
(3)频率 50Hz 。
(4)额定网侧电压 U 1L =35kV 。
(5)额定空载直流电压 U d0=50.6V~75V 。
(6)调压方式 27级等级差有载调压。
选用仿德国“M ”型组合开关或仿“V ”型复合式开关。
(7)额定直流电流 I dN =33kA 。
(8)阻抗电压 U d0=75V 时U K =10％，同时给出第14级、27级时U K 值。
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，设计研究和技术特点，提出了相应的计算方法。
关键词：高压变频器移相整流变压器移相设计要点计算方法Design and Study on phase-shifting rectifier transformer for the supporting use of high-voltage frequency converter Yunnan Transformer and Electric Joint-stock Company Ltd.Liu XiAbstract: This article introduces the operating principle of the high-voltage frequency converter, expounds the rectifyingprinciple of the phase-shifting rectifier transformer forthe supporting use of high-voltage frequency converter, itsdesign and study and its technological characteristics andputs forward the relevant calculating methods.Key words: high-voltage frequency converter, phase-shifting rectiformer (rectifier transformer), phase-shifting, calculating methods,main design consideration1．前言随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，带动了交流传动技术日新月异的进步，也使得高功率、大电流的功率器件制造技术日趋成熟。
整流变压器常用移相方式与结构特点的分析及讨论
整流变压器常用移相方式与结构特点的分析及讨论作者：赵丽来源：《科技与创新》2016年第08期摘要：整流变压器是专用于整流系统的变压器，能供给整流系统适当的电压，并能减少整流系统引起的波形畸变对电网的影响。
在应用整流变压器时，移相方式的选择非常重要，不同的移相方式有不同的结构特点。
因此，就整流变压器常用的移相方式及其结构特点展开了探讨。
关键词：整流变压器；移相方式；电源变压器；功率中图分类号：TM422 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.08.1111 整流变压器的工作原理整流变压器是整流设备的电源变压器，最突出的特点为原边输入交流、副边通过整流元件后输出直流。
目前，用于工业领域的整流直流电源基本是由交流电网通过整流变压器和整流设备得到的。
对于大功率的整流装置而言，其电流相对较大，但二次电压较低，整流变压器的二次电流不是正弦交流。
由于后续整流元件具有单向导通特征，所以，各相线之间不再同时流有负载电流。
对于软流导电而言，单方向的脉动电流经过滤波装置后会转换为直流电，整流变压器的二次电压电流与容量连接组相关，比如三相桥式整流线路等。
整流变压器的参数计算一般是以整流线路为前提的，并从二次侧向一次侧推算。
整流变压器的绕组电流为非正弦，且含有大量的高次谐波。
在应用整流变压器的过程中，为了有效减少其对电网的影响，并进一步增大功率因数，就必须通过移相的方法增大整流变压器的脉冲数。
对整流变压器进行移相最主要的目的是使其二次绕组的同名端线电压之间有一个相位。
2 整流变压器移相方式的结构特点整流变压器较为常用的移相方式有星角绕组移相、移相绕组移相和移相自耦变压器移相等。
下面对这3种常用的移相方式的结构特点进行分析。
2.1 星角绕组移相的结构特点该移相方式可细分为二次侧移相和一次侧移相。
2.1.1 二次侧移相这种移相方式较为简单，只需要配置1台整流变压器，并在一次侧设置1个联结成Y或D 的三相绕组，二次侧设置2个分别联结成Y和D的二次绕组（同名端线电压之间的相位移为30°）。
第3章 变压器
3.1 概述
2.变压器的分类
1)按用途分类: 特种变压器（如调压变压器、试验变压器、电炉变压器、整 流变压器、电焊变压器、控制变压器等）
电焊变压器(专用) 给电焊机供电。
3-18
3.1 概述
2.变压器的分类
1)按用途分类: 仪用互感器（电压互感器和电 流互感器） 电子变压器：用在电子线路中
3-19
U1N / U 2 N 35kV / 0.4kV
试求一次、二次绕组的额定电流。
解：
I1N
SN 3U 1N
SN 3U 2 N
160103 3 35 10
160 103 3 0.4 10
3
3
A 2.64A
I 2N
A 230.9 A
3.1.3 本章主要内容
1）本章主要对单相变压器进行分析，所得的基本方程式、等 效电路、相量图以及运行特性分析等方法完全适用于三相变压 器。 2）因为电力系统中三相电压是对 称的，如果三相变压器带对称负载， 则三相变压器的三相原、副边的电 压，电流都是对称的。电力变压器 正常的工作状态基本是对称运行。 但三相变压器也有其特殊的问题需 要研究，例如三相变压器的磁路系 统、三相变压器绕组的连接方法和 联结组等问题。 3）本章只分析变压器的稳态运行， 不考虑过渡过程。
整流变压器和电力变压器区别
以下为整流变压器和电力变压器区别，一起来看看吧。
整流变压器概述：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。
整流变压器广泛用于照明、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。
电力变压器概述：电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。
当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。
二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。
主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。
额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。
较为节能的电力变压器是非晶合金铁心配电变压器，其最大优点是，空载损耗值特低。
最终能否确保空载损耗值，是整个设计过程中所要考虑的核心问题。
当在产品结构布置时，除要考虑非晶合金铁心本身不受外力的作用外，同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。
整流变压器和电力变压器区别：整流变压器与普通电力变压器的区别如下：1.整流变压器的电流波形不是正弦波。
由于整流器各臂在同一周期内轮流导通，流经整流臂的电流波形为断续的近似矩形波、所以整流变压器各相绕组中的电流波形也不是正弦波。
2.整流电路输出的直流电压不是纯的直流，其波形在某种程序上是脉振的，带有交流成分，显然相数越多，直流电压的脉动就越小。
一般实际应用的整流线路相数最多不起过12相，为了减小直流电压的脉动，在整流电路中串联着滤波电抗器及并联电容器，这样可以使整流后的电压接近纯的直流。
完整版)二十四脉波整流资料
完整版)二十四脉波整流资料地铁直流牵引供电系统中的整流机组是重要的设备之一。
为了提高直流电的供电质量，降低直流电源的脉动量，城市轨道交通多数采用等效24脉波整流机组。
该机组由两台相同容量12脉波的整流变压器和与之匹配的整流器共同组成。
整流机组的作用是将35kV AC（或33kV AC）降压、整流，输出1500V DC（或750VDC）电压供给地铁接触网，实现直流牵引。
整流变压器宜采用干式、户内、自冷、环氧树脂浇注变压器。
整流器采用自然风冷式，适用于户内安装。
整流器柜宜采用独立式金属柜，并应考虑通风流畅、接线方便，同时便于维护、维修。
整流变压器应从结构上进行优化设计，以抑制谐波的产生，减少电磁波干扰。
整流机组产生的谐波电流应满足国家标准的规定，并满足我国电磁兼容相应的标准。
根据IEC164规定，地铁作为重型牵引负荷，其负荷等级为VI级。
整流机组设备的负荷特性满足如下要求：100%额定负荷时可连续运行；150%额定负荷时可持续运行2h；300%额定负荷时可持续运行1min。
整流器的设计应满足当任一臂并联的整流管有1个损坏时，能全负荷正常运行。
直流侧空载情况下，整流变压器施加35×（1+0.05）kV的交流电压时，直流侧输出电压不超过1800 V。
的相位角为-22.5°；二次侧电压相量Ub3c3的相位角为-157.5°。
2)对于变压器T2一次侧电压相量UA1C1的相位角为-22.5°；二次侧电压相量Ua3b3的相位角为67.5°；二次侧电压相量Ub2c2的相位角为-112.5°。
在选择地铁整流机组的规格时，建议采用带三角形联结的变压器，并尽可能增加整流的相数。
具体来说，变压器可以采用Dy11d0-Dy1d2或Dy5d0-Dy7d2联结。
对于采用Dy11d0-Dy1d2联结的整流机组，单台变压器运行时只能产生12脉波，需要两台并联运行才能获得24脉波。
整流变压器知识
整流变的相关知识整流变压器的总体结构特点1.按整流电路形式分类1)三相桥式整流变压器结构2)双反星形带平衡电抗器的整流变压器结构3)双反星形三相五柱式整流变压器结构2.按调压方式分类1)无励磁调压整流变压器结构2)有载调压整流变压器结构。
这其中又有：a)单器身变磁通调压结构b)调变加主变结构c)串变调压结构3.按器身安装方式分类1)器身连箱盖结构2)钟罩式结构。
这其中又分成：a)钟罩式b)半钟罩式c)三节钟罩式4.按冷却方式分类可分为自冷，风冷、强油水冷或风冷以及强油导向冷却。
此外，变压器还可分为主调共箱式和主调分箱式以及内附饱和电抗器、平衡电抗器和外附饱和电抗器、平衡电抗器等结构。
总而言之，我厂生产的整流变压器种类繁多，可根据用户的各种要求进行设计制造各结构型式的变压器。
二、变压器的内部结构特点铁心采用优质冷轧硅钢片。
在较大型变压器中，为了降低空载损耗，铁心片采用全斜接缝。
铁心整体结构采用引进的先进技术。
网侧线圈多采用连续式结构，调压线圈多采用层式结构，而阀侧线圈一般均为双饼式结构。
由于利用了电子计算机计算电场和线圈的冲击特性，使得线圈结构具有优良的电气特性和耐冲击强度。
对于较大型变压器，油箱采用了折扳式结构，不仅美化了外形，而且大大提高了油箱的机械强度。
阀侧出线既有箱顶出线，又有箱壁出线，方便了与整流装置的连线。
变压器阀侧出线端子采用环氧浇注成形低压导电杆，使得变压器外形美观紧凑。
变压器装有各种温度计、瓦斯继电器、释压器、互感器等保护装置，对于高电压产品采用隔膜式储油柜以保证变压器的安全可靠运行。
铝行业大容量整流电源保护综述大容量整流电源通常由变压器、整流柜及用于整流柜、变压器冷却的泵、风机等辅机部分组成。
大容量整流电源在冶金行业，特别在铝电解行业具有举足轻重的地位，其正常运行直接关系到整个生产系列的安全稳定，一个年产15万吨的电解系列，停电5个小时其损失可达几千万元，因此，要采取一切可能的措施保证整流电源的正常运行，完善、可靠的保护设置可以及早发现机组异常情况，及时切除故障，防止事故扩大，对保证系统安全运行具有重要意义，下面对大容量整流电源所需设置的保护作具体介绍：电压保护1. 采用氧化锌压敏电阻、快熔组成过压吸收回路，吸收电网过电压、操作过电压以及雷电过电压，由快熔所带的微动开关发出故障信号。