两种24脉波整流变压器设计比较
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整流变压器工作结构
24脉波整流电路由两 组12脉波整流电路构成， 12脉波整流由两个6脉波3 相整流桥并联组成。其中 一个3相整流桥接向整流 变压器的二次侧星形绕组, 另一个3相整流桥接向整 流变压器的二次侧三角形 绕组。
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整流变压器工作结构
•整流变压器采用带双低压输出的轴向分裂四线圈整流变压 器，即一台双输出变压器（Dd0y11）作两台（Dy11和Yy0） 变压器用 。
两台整流变压器在基本联接组别:Dd0y11基础上,分别移相 +7.5°和-7.5°角,实现2台整流变输出低压移相15°角；
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整流器主要技术参数
• 额定功率:2000kW、2500kW 、2750kW； • 额定交流电压：1180V； • 额定直流电压：1500V； • 额定直流电流：1333A、1667A、1833A； • 2小时过载电流：150%；
•整流器设计寿命为30年.
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整流器接线图
35kV 母线
35kV 交流断路器
联跳
整流变压器
整流器
C R
直流断路器
+1500V母线
负母线
10
整流器接线图
℃
11
整流器接线图
图解 • 1Fu11~2Fu63—快速熔断器 • Rv1～Rv7—压敏电阻 • PT100—温度传感器 XMT—温度控制器 • KWN—凝露控制器 • R1、R2、C1—直流侧吸收RC R3~R6—负载电阻 • V1—直流电压表 A1—直流电流表 V2—交流电 压表 • D1、D2—前后门照明灯 • K1、K2—行程开关 K4—手动开关 • JR1、JR2—电加热板 RES—复位按钮 • I1~I6—可编程控制器 • TD—液晶显示屏 DC/DC—电源板 XT—故障输出 12 端子NL—逆流保护
整流变压器的设计
整流变压器的设计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电流，而副方通过整流原件后输出直流。
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整流变压器是将电网电源转换为整流装置所需要的电源，广泛应用于变频、电化学电解、牵引、传动、直流输电、电镀、充电、励磁、静电除尘及一般工业用整流电源等领域。
整流变压器和普通变压器的原理相同.变压器是根据电磁感应原理制成的一种变换交流电压的设备．变压器一般有初线和次级两个互相独立绕组，这两个绕组共用一个铁芯．变压器初级绕组接通交流电源，在绕组内流过交变电流产生磁势，于是在闭合铁芯中就有交变磁通．初、次级绕组切割磁力线，在次级就能感应出相同频率的交流电.变压器的初，次级绕组的匝数比等于电压比.．如一个变压器的初级绕组是440匝，次级是220匝．初级输入电压为220V，在变压器的次就能得到110V的输出电压．有的变压器可以有多个次级绕组和抽头．这样就可以获得多个输出电压了。
与整流器组成整流设备以便从交流电源取得直流电能的变压器。
整流设备是现代工业企业最常用的直流电源，广泛用于直流输电、电力牵引、轧钢、电镀、电解等领域。
整流变压器的原边接交流电力系统，称网侧；副边接整流器，称阀侧。
整流变压器的结构原理和普通变压器相同，但因其负载整流器与一般负载不同而有以下特点：①整流器各臂在一个周期内轮流导通，导通时间只占一个周期一部分，所以，流经整流臂的电流波形不是正弦波，而是接近于断续的矩形波；原、副绕组中的电流波形也均为非正弦波。
图中所示为三相桥式Y/Y接法时的电流波形。
用晶闸管整流时，滞后角越大，电流起伏的陡度也越大，电流中谐波成分也越多，这将使涡流损耗增大。
由于副绕组的导电时间只占一个周期的一部分，故整流变压器利用率降低。
24脉波牵引整流变压器移相角的计算与测量
关键词： 牵引整流变压器； 移相角； 测量 中图分类号： $%&’# 文献标识码： ( 文章编号： （#’’+） !’’!)*&#+ ’,)’’’*)’-
１ 前言
城市轨道交通 #& 脉波牵引整流变电站的基本 构成是采用两台相同容量的轴向双分裂式牵引整流 变压器。 就整流变压器本身而言， 每台变压器实质上 仍然是一台轴向双分裂式 !# 脉波牵引整流变压器， 所不同的是网侧绕组采用延边三角形，分别形成 . 本文对 #& 脉波牵引整流变压 /"+0和)/"+0的移相角。 器采用延边三角形联结的移相角的计算和测量进行 探讨。
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收稿日期： ,))+’)9’,+ 作者简介： 王念同 （!<93’ ） ， 男， 江苏溧阳人， 上海工程技 术 大 学 电 子 电 气 工 程 学 院 副 教 授 ， 教授级高级工程师， 长期 从事电机、 变压器理论研究与产品开发工作； 魏雪亮 （!<9<’ ） ， 男， 江苏无锡人， 上海沪光变压器有 限 公 司 工 程 部 经 理 ， 高级工程师， 长期从事变压器设 计与产品开发工作。
当阀侧 ( 联结时， 因 为 !)" 联） （!) ） ’ !(" )!(,!* " !! ・ 5=96’1;&!7 !) !D （!’ ） ’ )(" !* " ! ’ !! 9:%6’1;&!7 !) !D （!! ）、 式 （!’）， 将式 不论阀侧是 * 联 结 ， 还是 式 （!1 ） 式 （!)） 都可得： ( 联结， ’ ) " ’ ・ 9:%6’1;&!7 " ’ #$%6’1;&!7 ! ! 5=96’1;&!7 ’! （!3 ） 从式 （!3 ） 推得移相角的实测值! 为： （!! ）
《整流变压器简介》word版
整流变压器简介、用途、工作原理及操作方法整流变压器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电流，而副方通过整流原件后输出直流。
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。
整流变压器是整流设备的电源变压器。
整流设备的特点是原边输入交流，而副边输出通过整流元件后输出直流。
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；2.是减小因整流系统造成的波形畸变对电网的污染。
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。
一、电化学工业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。
二、牵引用直流电源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、传动用直流电源主要用来为电力传动中的直流电机供电，如轧钢机的电枢和励磁。
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。
工作原理整流变压器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。
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。
整流变压器设计
电抗器线包用铜排：8mm×60mm，电密=1575A÷8×60mm=3.28A/mm²,略小于主变电密。
电抗器铁心尺寸：外正方形264mm×264mm，内正方形64mm×64mm。
1）、整流变压器已知参数：
直流电压Ud=460V，直流电流Id=1000A
2)、求整流变压器未知参数：
二次侧电压U₂=（460V÷2.34）×√3×1.1=375V，（2.34为三相桥式整流电路电压换算系数，1.1为变压器阻抗压降、整流二极管压降、引线铜排压降之和系数）。
二次侧电流I₂=1000A×0.816=816A，（0.816为三相桥式整流电路电流换算系数）。
电抗器匝数=30V÷7.62V=3.94≈4匝，每支路两匝
电抗器铁心截面=15×匝压÷磁密=15×（30V÷4匝）÷（0.95×0.8）=148cm²(注：早年硅钢片质量不好时取的磁密，0.95T=9500高斯，由于电抗器坐在主变上铁轭上，因温度扁高故取正常值的0.8倍，148cm²为有效值，实际截面=148cm²÷0.95=154cm²,0.95为系数)
六电抗器的设计
1、电抗器种类及用途：依靠线圈的感抗阻碍电流变化的电器叫电抗器.，电抗器常用作限流.稳流.降压.补偿.移相等.
按用途分为以下几种:
1.限流电抗器---又叫串连电抗器.补偿电容器组回路中串入电抗器后,能抑制电容器支路的高次谐波,降低操作过电压,限制故障过电流.
2.并联电抗器---一般接于超高压输电线的末端和地之间,起无功补偿作用.
直流脉动频率
说明
单相半波整流电路
360°
50Hz
24万变压器典型设计方案
24万变压器典型设计方案24万变压器典型设计方案是指针对一个具体的变压器进行设计时,需要考虑其容量、功率、负载特性、冷却方式等因素,并结合实际情况进行优化和改进。
本文将介绍一个典型的24万变压器设计方案,并对其进行拓展。
一、设计概述变压器是一种将电能转换为其他形式的电子设备,广泛应用于电力输送、电子设备、照明等领域。
为了提高变压器的效率和可靠性,需要对其进行优化设计。
本文设计的24万变压器为高压变压器,容量为24万伏安培,功率为1.2千瓦。
该变压器主要用于电力系统中的高压输电线路,可以承受高电压和大电流的传输。
二、设计参数1. 变压器容量变压器容量是指变压器能够承载的电能容量,通常以千瓦为单位。
本文设计的变压器容量为24万伏安培,即24000瓦。
2. 变压器功率变压器功率是指变压器在正常运行状态下输出的电能功率,通常也以千瓦为单位。
本文设计的变压器功率为1.2千瓦。
3. 变压器电压变压器电压是指变压器输入的电压,通常也以伏特为单位。
本文设计的变压器输入电压为6000伏特。
4. 变压器损耗变压器损耗是指变压器在传输过程中损失的电能,通常以千瓦时为单位。
本文设计的变压器损耗为0.025千瓦时。
三、设计方案1. 外观设计变压器的外观设计需要考虑其美观性和实用性。
本文设计的变压器采用矩形形状,表面采用灰色金属漆处理,外形简洁美观。
2. 内部结构变压器的内部结构需要考虑其工作原理和运行方式。
本文设计的变压器采用主磁体和副磁体分开的结构,主磁体采用高纯度铁磁材料制作,副磁体采用铜合金材料制作。
3. 电气性能变压器的电气性能需要考虑其输入输出电压、电流、损耗等因素。
本文设计的变压器输入输出电压分别为6000伏特和2000安培,损耗为0.025千瓦时。
4. 控制方式变压器的控制方式需要考虑其安全性和方便性。
本文设计的变压器采用智能化控制方式,可以实现远程控制和监测。
本文设计的24万变压器是一种高容量、高效率的高压变压器,具有良好的性能和安全性。
基于变压器延边三角形接法的城轨24脉波整流机组的研究
基于变压器延边三角形接法的城轨24脉波整流机组的研究陈欢;宋平岗;章伟;游小辉;周振邦【摘要】分析了城轨交通牵引供电系统中基于移相整流变压器网侧绕组延边三角形接法的24脉波整流机组工作机理,对移相变压器的移相及其对网侧电流谐波相消进行了公式推导.基于Matlab/Simulink构建城轨24脉波整流机组模型并仿真.对整流机组网侧和直流侧的电流谐波进行FFT分析,得出其分布规律,验证了所推导的谐波电流相消公式的正确性.最后对整流机组输出的直流电压纹波系数进行计算,计算结果表明其输出的直流电压能够满足牵引网直流母线电压所需的供电质量要求.【期刊名称】《电气传动自动化》【年(卷),期】2016(038)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】牵引供电系统;24脉波整流机组;延边三角形接法;谐波;FFT【作者】陈欢;宋平岗;章伟;游小辉;周振邦【作者单位】华东交通大学电气与电子工程学院,江西南昌330013;华东交通大学电气与电子工程学院,江西南昌330013;华东交通大学电气与电子工程学院,江西南昌330013;华东交通大学电气与电子工程学院,江西南昌330013;华东交通大学电气与电子工程学院,江西南昌330013【正文语种】中文【中图分类】TM461供电系统作为城轨交通中至关重要的一环，其主要包括牵引供电系统、中压环网系统以及低压供配电系统等3大部分［1］。
而其最核心的部分就是牵引供电系统。
它为城轨交通维持正常有序安全的运行提供了强有力的供电保障。
牵引变电所中的整流机组经由城市中压交流系统引入供电电源（根据工程概况的不同，国内通常采用的城市中压供电系统电压有AC 10kV、33kV、35kV三种制式），然后经整流机组降压整流成DC1500V或DC750V，输出至牵引网，为城轨列车提供牵引动力。
然而以往采用的6脉波、12脉波整流机组在运行过程中产生的谐波电流会对城市电网产生较大的谐波干扰。
为减少其影响，同时改善整流装置输出的电压纹波，提高牵引网直流母线电压的供电质量，近年来，越来越多的城轨交通牵引变电所开始装设24脉波整流机组，因此对24脉波整流机组进行研究具有相当的实际应用价值。
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两种24脉波整流变压器设计比较
甘铨韬;陈开全
【摘要】24脉波整流用变压器广泛应用于轨道交通牵引整流,是为轨道交通提供动力的主要设备之一,在轨道交通领域起着关键的作用.介绍了两种24脉波整流用变压器的设计原理,并对这两种设计原理和性能参数进行分析比较.目的是提供另一种24脉波整流变压器的设计方法.
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2018(047)008
【总页数】3页(P173-174,237)
【关键词】牵引整流变压器;24脉波变压器;变压器
【作者】甘铨韬;陈开全
【作者单位】明珠电气股份有限公司,广东广州 511400;明珠电气股份有限公司,广东广州 511400
【正文语种】中文
【中图分类】TM4
0 前言
随着我国经济的快速发展，各种领域应用的变压器越来越多，特别是近几年电气化轨道交通的快速发展，牵引整流和直流充电用整流变压器的应用更广泛。
为了减少网侧谐波电流对电网的影响，地铁牵引用整流变压器或直流充电用整流变压器都优
先选择多脉波数的整流变压器，如24脉波整流变压器就是一种应用很广泛的整流变压器。
而随着用户需求的发展，另一种结构的24脉波整流变压器也在发展起来。
这种新的24脉波整流变压器的显著特点是，它不需要两台并联运行构成24脉波，而是单台构成24脉波整流输出。
本文作者主要介绍另两种结构的24脉波变压器，将这两种结构的产品进行比较，提供另一种24脉波整流变压器的设计方法。
1 方案一24脉波整流变压器结构
1.1 方案一24脉波整流变压器的联结组别
对于24脉波整流变压器目前最常用的结构是由两台12脉波变压器通过并联运行
的方式来输出24脉波电流。
这种方式经过多年的发展应用，已经成为一种成熟的结构，并形成了通用的行业标准。
JB/T 10693《城市轨道交通干式牵引整流变压器》[1]就是专门针对该结构起草的行业标准。
在该标准中规定了两种24脉波牵引整流变压器的联结方法如下：
（1）I＃变压器 Dy11d0(移相+7.5°)；II#变压器 Dy1d2( 移相-7.5°)。
（2）I＃变压器 Dy5d0(移相+7.5°)；II#变压器 Dy7d2(移相-7.5°)。
在以上的结构中，为了满足T1和T2低压输出之间相角差为15°的要求，对于（1）组合，I＃变压器联结组别为D(+7.5°)y11d0，即在Dy11d0的基础上移相+7.5°，II#变压器D(+7.5°)y1d2，即在Dy1d2的基础上移相-7.5°。
两台变压器相角差15°，即可实现24脉波的目的。
同理，对于（2）组合也是一样的原理。
+7.5°与-7.5°移相相量图如图1所示。
由以上的分析可看出，移相是在高压侧实现移相。
1.2 方案一24脉波整流变压器的结构
24脉波整流变压器为了保证阻抗平衡，高低压通常采用上下分裂结构，即高低压
均由上下2个绕组组成，也就是通常所说的轴向双分裂结构[2]。
而高压绕组由移
相绕组和主绕组组成。
结构示意图如图2所示。
图1 +7.5°与-7.5°移相相量图Fig.1 Phasediagra m of+7.5°and-7.5°
图2 结构示意图Fig.2 Structurediagram°
2.3 方案一24脉波整流变压器主要特点
方案一的24脉波整流变压器的主要特点有：
（1）每台24脉波变压器由2台独立的12脉波变压器组成。
（2）+7.5°与-7.5°移相在高压侧。
（3）阀侧空载电压不平衡精度高，按JB/T 10693《城市轨道交通干式牵引整流变压器》4.3要求为不平衡应不大于0.3%。
（4）两台变压器短路阻抗不平衡精度高，按JB/T 10693《城市轨道交通干式牵引整流变压器》4.4.3要求为不平衡应不大于3%。
（5）移相角偏差精度高，按JB/T 10693《城市轨道交通干式牵引整流变压器》4.4.3要求阀侧空载线电压相位角(15°)的偏差为±1.5%。
该结构的24脉波整流变压器的缺点是由两台变压器组成，不但占地面积大，而且成本也高。
2 方案二24脉波整流变压器结构
2.1 方案二24脉波整流变压器的联结组别
目前该结构的联结组别标准并没有明确提到，为了方便讨论和区别，采用以下的联结组别标识：Yd（-22.5°）d（-7.5°）d（+7.5°）d（+22.5°）。
在这种联结组别中，高压为星型连接，低压为延边三角形连接，移相相量图如图3所示。
在这种结构中，低压四个输出每个之间移相角相差15°，四组低压并联输出则可形成24脉波输出，如图3所示。
2.2 方案二24脉波整流变压器的结构
在方案二的24脉波整流变压器结构中，为了保证上下4个低压绕组输出阻抗的平衡，同时保证出线的方便，高压采用上下分裂结构，即低压均由上下4个绕组组
成，高压由上下两个绕组组成。
而每个低压绕组由移相绕组和主绕组组成[3]。
结构示意图如图4所示。
图3 移相相量图Fig.3 Phasediagram
图4 结构示意图Fig.4 Structurediagram°
2.3 方案二24脉波整流变压器主要特点
与方案一的24脉波整流变压器相比，方案二24脉波变压器的的主要特点有：（1）每台24脉波变压器由1台独立的24脉波变压器组成。
（2）高压侧不移相，4个输出低压为延边三角形移相结构。
（3）阀侧空载电压偏差满足不了JB/T 10693《城市轨道交通干式牵引整流变压器》4.3要求为不平衡不大于0.3%，1%可以满足。
（4）两台变压器短路阻抗很难满足JB/T 10693《城市轨道交通干式牵引整流变压器》4.4.3要求为不平衡应不大于3%的要求，按照GB1094.1《电力变压器第1部分总则》[4]的要求偏差10%可满足。
（5）移相角偏差精度也很难满足JB/T 10693《城市轨道交通干式牵引整流变压器》4.4.3要求阀侧空载线电压相位角(15°)的偏差为±1.5%的要求。
移相角偏差±0.8°能满足要求。
方案二结构的24脉波整流变压器的优点是由一台变压器组成，占地面积小，而且成本也降低不少。
以一台2 000 kVA容量的24脉波变压器和两台12脉波1 000 kVA的变压器材料用量比较，比较结果如表1所示，其中用量以2 000 kVA为100基准。
从表中数据可看出，相同容量下，方案一24脉波整流变压器材料比方案二24脉波整流变压器多25%～30%。
表1 材料比较表Table.1 Material comparison table方案方案二24脉波整流变压器方案一24脉波整流变压器铜材100%128.6%硅钢片100%126.6%树脂100%125.3%
3 结束语
通过对两种24脉波整流变压器设计方法的分析比较可知，两种结构的24脉波整流变压器各有优缺点，在参数要求不是很高的场合，单台24脉波整流变压器有比较明显的成本优势和结构优势。
作为一种改进的设计方案，值得用户去选择。
参考文献：
【相关文献】
［1］JB/T 10693-2007.城市轨道交通干式牵引整流变压器［S］.
［2］催立君.特种变压器理论与设计［M］.北京：科学技术文献出版社，1996.
［3］张伟红，贾健刚.一种36脉波干式移相整流变压器的阻抗计算［J］.变压器，2011，48（6）：1-3.
［4］GB/T 1094.1-2003.电力变压器第1部分总则［S］.。