移相整流变压器设计与试验
移相整流变压器移相角测量误差分析_王念同
U bc1
·
N2 = N Y +N D
1 0 -1
-1 1 0
0 -1 1
1 α
2Hale Waihona Puke 1 α·U ca 1
2 α α
·
U AB
2 1 +α K +α K2 1 1 -K 3 0
·
0 1 +α K +αK
2 2
1 1 3 1
2 α α
·
α
·
2
α
U BC
·
U CA U ab 1
·
代简得 U bc1 =
第 4 期
王念同等 : 移相整流变压器移相角测量误差分析
· 269 ·
2)输入实际的 N Y 和理想的 N D = 3 N Y 及实际试验时的不严格对称的三相电压 , 得到由 电源不对称所造成的测量误差 , 用于实测值的误差校正 。
4 实例应用
利用上述的误差校正方法 , 对上海沪光变压器有限公司和上海同步辐射装置工程指挥部 ( 磁铁电源组) 所提供的 ZSC8 -35/ 0 . 38 联合测试报告进行了电源不严格对称误差校正 。 该 试验采用的是传统的双机并联测量法 。 实测分析数据如下 : 样机参数 : 型号 ZSC8 -35/ 0 . 38 , Δ / Yn -11 . 5 与Δ / Yn 12 . 5 各一台 , N Y = 41 , ND = 71 , N 2 = 10 。 测量方法 : 双机并联 , 电压法 。 外施试验电压 : U AB = 388 . 5 V , U BC = 390 . 75 V , U CA = 388 . 5V。 实测数据与校正计算如表 1 所示 。 该变 压 器设 计 移 相 角 可将 N Y , ND 代入式( 2) 求得 Υ 设计 = 2 α= 2arctan 3/ ( 2 ND / N Y +3)= 30 . 003° 电源移相误差计算如下 : 设 NY = 41 , N D =41 3 , N 2 =10 , 则电源相位计 算可得 U AB = 388 . 5e V U B C = 390 . 75e
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。
移相全桥倍流同步整流变换器的设计
移相全桥倍流同步整流变换器的设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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移相全桥变换器参数设计
移相全桥变换器设计一、设计要求输入电压：直流V in= 400V 考虑输入电压波动：385Vdc~415Vdc 输出电压：直流V out= 12V（稳压型）输出最大电流：I max=50 A整机效率：η≥90%输出最大功率：P o=600W开关频率：f=100kHz二、参数计算①输入电流有效值I in=P oη⁄V in=6000.9⁄400=1.67 A考虑安全裕量，选择600V/10A的开关管，型号FQPF10N60C。
②确定原副边匝比n：为了提高高频变压器的利用率，减小开关管电流，降低输出整流二极管承受的反向电压，从而减小损耗降低成本，高频变压器原副边匝比n要尽可能的取大一些；为了在规定的输入电压范围内能够得到输出所要求的电压，变压器的变比一般按最低输入电压V in(min)来进行计算。
考虑到移相控制方案存在变压器副边占空比丢失的现象，以及为防止共同导通，一般我们取变压器副边最大占空比是0.85，则可计算出副边电压V s：V s=V o+V D+V LfD sec (max)=12+1.5+0.50.85=16.47V其中V o=12V为输出电压，V D为整流二极管压降，取 1.5V，V Lf为输出滤波电感上的直流压降，取0.5V。
匝比n：n=N pN s=38516.47=23.27设计中取匝比n=23。
③确定匝数N p、N s变压器次级绕组匝数可由以下公式得出：N s=U s4f s B m A e=16.474×105×0.13×190×10−6=1.66取N s=2，本设计中，最大磁通密度B m=0.13T，磁芯选择PQ3535，A e= 190mm2。
变压器初级绕组匝数N p为：N p=nN s=23×2=46变压器副边带中心抽头，故匝数关系为：46 : 2 : 2。
④变压器原边绕组导线线径和股数由于导线存在肌肤效应，在选用绕组的导线线径是，一般要求导线线径小于两倍的穿透深度，穿透深度与温度频率有关，在常温下计算公式为∆=√2kωμγ（其中：μ为导线材料的磁导率，γ=1ρ）为材料的电导率，k为材料的电导率温度系数。
整流移相变压器移相角测量结果分析
整流移相变压器移相角测量结果一、佛山1500KVA/6KV 移相整流变压器（1）、测量方法1将副边绕组b1、b2、b3、b4绕组短接在一起（标注统一用b 表示），原边ABC 三相加150V AC 电压，用万用表测量b a U 1（在实际测量中，b a U 1≈b a U 2≈b a U 3≈b a U 4＝42.6V ）、21a a U 等值，按下式计算得到不同绕组之间的移相角。
（2）、测量方法2将副边绕组b1、b2、b3、b4绕组短接在一起（标注统一用b 表示），原边ABC 三相加150V AC 电压，用双通道示波器观测b a U 1、b a U 2等电压波形，根据两个波形过零点的时间差计算不同绕组之间的移相角。
（实际测量时由于三相电压的相位问题，导致超前或滞后相对关系是错误的）（3）、测量方法3用导线连接Aa1；在高压侧施加100V AC 电压，用万用表测量a1/b1/c1副边绕组，得到下列数据：AB U ＝BC U ＝AC U ＝99.6V ，ab U =27.4V ，bc U ＝27.3V ，ca U ＝27.3，Bb U =72.7V ，Bc U =86.3V ，Cb U ＝93.4V 。
按下式计算则可以得到移相角。
BAb ab AB ab AB U Bb ∠⨯⨯⨯-+=cos 222 BAc ac AB ac AB U Bc ∠⨯⨯⨯-+=cos 222bAC ab AC ab AC U Cb ∠⨯⨯⨯-+=cos 222ABCa1/b1/c1绕组：a2/b2/c2绕组：用导线连接Aa2；测量a2/b2/c2副边绕组，数据如下：AB U ＝BC U ＝AC U ＝100.5V ，ab U =27.6V ，bc U ＝27.6V ，ca U ＝27.6，Bb U =75.3V ，Bc U =100.5V ，Cb U ＝79.9V 。
二、新华都1000KVA/6KV 移相整流变压器（1）、测量方法1将副边绕组b1、b2、b3、b4绕组短接在一起（标注统一用b 表示），原边ABC 三相加150V AC 电压，用万用表测量b a U 1（在实际测量中，b a U 1≈b a U 2≈b a U 3≈b a U 4＝43.2V ）、21a a U 等值，按下式计算得到不同绕组之间的移相角。
大容量移相整流变压器及变频器安装施工方案设计
大容量移相整流变压器及变频器安装施工方案设计摘要：大功率变频器为了减少对电网的冲击，需要配用大容量移相整流变压器。
这类的特点是体积大、二次侧抽头多、结构复杂，本文就变频器安装及针对这类变压器二次电缆敷设相关经验进行了探讨。
同时，也针对高纬度地区冬季寒冷条件下的施工经验和教训进行了总结、分析。
关键词：移相；变压器；电缆敷设；冬季施工；大容量；变频器。
0引言大功率同步电机调速需要配备大功率的变频调速系统，本文探讨、分析一下30MW同步机组配套供电的变频器及变压器安装施工中的一些经验和不足。
该项目上级电网容量50000kVA，为减少对上级电网的影响采用移相整流变压器，该变压器输出波数达到36P，二次侧出线6组，共18个瓷瓶。
由于工期安排，变压器二次侧电缆在冬季施工，施工期间室外最低温度达到-24℃。
在施工中采取了保温遮蔽、整体加温、局部加温三种手段相结合的方式，满足了施工条件，保障了施工进度及施工质量。
1设备情况及施工条件概述1.1移相整流变压器简介1.1.1移相整流变压器原理简介整流变压器与电力变压器最大的不同点在于对等效相数的要求不同，为了提高电能质量，整流变压器的输出电压波形不像电力变压器，在一个周期内只有三个正弦脉波，而是根据网侧电压和装机容量确定在一周期内的脉波数。
该项目由于装机容量达到了单台36000kVA，对于这类大功率整流设备，为了提高功率因素，减小网侧谐波电流，必须提高整流设备的脉波数。
因此该项目使用的大型整流变压器，采用移相线圈的方式，脉波数达到36个。
该项目变压器在电网三相电压的基础上，为了获得均匀分布多脉波阀侧电压，将每相阀侧电压在120内均匀展开。
采用一次侧绕组联结成Y接、D接，二次侧由多个延边三角形的移相绕组并联在一台变压器上，由这些若干个延边三角形的移相绕组来得到所需要的不同的移相角度，从而使单台移相整流变压器输出的脉波数达到36P，即各个二次侧绕组的移相角度为+20°、0°、-20°。
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°）。
24脉波移相整流变压器设计
24脉波移相整流变压器设计摘要：为了减少整流装置对电网产生的谐波污染，设计一种新型共轭式24脉波移相整流变压器，从而达到消除低次谐波的目的，同时采用该结构可大大降低变压器的材料成本。
本文结合设计实例以供参考。
关键词：整流变压器；设计；24脉波；共轭式一、前言随着社会的发展，各种用电设备的不断增加，交流电网中谐波污染问题也日益突出。
为了建造绿色电网的目标，国家制定了专门的标准GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》，供电部门正按照这一标准对各用电客户的谐波限制措施提出了严格的要求。
特别是高能耗用电企业如氯碱化工、铝镁电解、电解铜等更是重中之重，其整流装置是主要的谐波污染源。
当前对谐波的抑制措施主要有两种方式，一种是增加整流所的等效相数；另一种是安装滤波装置。
本文只探讨与前者密切相关的单机组24脉波（两机组构成等效48脉波）移相整流变压器设计问题。
二、整流变压器设计实例我公司2012年初接得山东某化工公司的食盐电解整流变压器合同，有两个系列，每个系列有两台ZHSFPT-21500/110整流变压器，单台24脉波，两台构成等效48脉波。
整流方式为三相桥式整流，同相逆并联，冷却方式为强油风冷，变压器为主调合一免吊心结构。
(一)基本参数：网侧电压：U1=110kV±10%，50Hz±1%单机额定直流输出电压：Udn=550V单机额定直流输出电流：Idn=4×8.1kA调压范围：65~105%Udn27级等差调压，M型开关短路阻抗：10%，变压器效率：98.7%高压中性点绝缘水平按60kＶ级考虑补偿绕组容量:4000kV AR, 电压10kV额定直流空载电压:Udo=1.14×550=627V阀侧额定相电压(角接)U2=627÷1.35=464.4V阀侧额定相电压(星接)U2=627÷2.34=267.9V每支路额定相电流（角接）：I2φ=0.471×8100/2=1908A每支路额定相电流（星接）：I2φ=0.816×8100/2=3305A每支路额定臂电流：Ib=0.577×8100/2=2337A变压器额定容量: SN=1.047×627×4×8100/1000=21270kV A一次额定电流：I1N=21270/110/√3=111.6A整变高低电压比:k12=110000/√3/0.85/464.4=160.887整变高压额定相压：U1φ= k12×464.4=74715V调压线圈额定相电压：Ut=74715-110000/√3=14943V调压线圈额定相电流：It=0.85×21270/110/√3=94.9A调变高压绕组额定电流：IG=111.6-94.9=16.7A±3.75°移相时：整变基本线圈电压：Ujφ=74715×sin(60°-3.75°)/sin(120°)=71735V 整变移相线圈电压：Uyφ=74715×sin(3.75°)/sin(120°)=5643V±11.25°移相时：整变基本线圈电压：Ujφ=74715×sin(60°-11.25°)/sin(120°)=64865V 整变移相线圈电压：Uyφ=74715×sin(11.25°)/sin(120°)=16831V流过整流基本、移相绕组额定电流：Iy= Ij =94.9/4=23.7A三、设计方案的选择目前24脉波移相整流变压器有多种实现方式，其中比较流行有两种：1）.一台自耦变加两台共轭式铁心整流变压器，每台共轭式铁心整流变压器实现12脉波移相，两台实现24脉波。
UCC28950移相全桥设计的指南
UCC2895移相全桥设计指南一，拓扑结构及工作原理(i)主电路拓扑本设计采用ZVZCS PWM移相全桥变换器，采用增加辅助电路的方法复位变压器原边电流，实现了超前桥臂的零电压开关电流开关(ZCS)。
电路拓扑如图3.6所示图1模式1主电路简化图及等效电路图②模式2当S|、S4导通时，电源对变压器初级绕组正向充电，将能量提供给负载，同时，输出端钳位电容Cc充电。
当关断S时，电源对C i 充电，C2通过变压器初级绕组放电。
由于C1的存在，S|为零电压关断，此时变压器漏感L k和输出滤波电感L o串联，共同提供能量，由于Cc的存在使得变压器副边电压下降速度比原边慢，导致电位差并产生感应电动势作用于L k，加速了C2的放电，为S2的零电压开通提供条件。
当Cc放电完全后，整流二极管全部导通续流，在续流期间原边电流已复位，此时关段S4，开通S3，由于漏感L k两边电流不能突变，所以S4为零电流关断，S3为零电流开通。
(2)主电路工作过程分析[7]半个周期内将全桥变换器的工作状态分为①模式18种模式。
(ZVS)和滞后桥臂的零5图4模式4主电路简化图及等效电路图图5模式5主电路简化图及等效电路图③模式3 ④模式4 14DD图2模式2简化电路图 (1)U 图3模式3简化电路图u⑤模式5Jilin⑥模式6图6模式6主电路简化图及等效电路图⑧模式8图8模式8主电路简化电路图二，关键冋题1：滞后臂较难实现 ZVS原因：滞后臂谐振的时候，次级绕组短路被钳位，所以副边电感无法反射到原边参加谐振，导致谐振的能量只能由谐振电感提供，如果能量不够, 就会出现无法将滞后臂管子并联的谐振电容电压谐振到0V.解决方法：① 、增大励磁电流。
但会增大器件与变压器损耗。
② 、增大谐振电感。
但会造成副边占空比丢失更严重。
③ 、增加辅助谐振网络。
但会增加成本与体积。
⑦模式7 图7模式7主电路简化电路图2,畐V边占空比的丢失原因：移相全桥的原边电流存在着一个剧烈的换流过程，此时原边电流不足以提供副边的负载电流，因此副边电感就会导通另一个二极管续流，即副边处于近似短路状态；Dloss与谐振电感量大小以及负载RL大小成正比，与输入电压大小成反比。
整流变压器的移相
整流变压器的移相
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。
最简单的移相方法就是二次侧采用量、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，调压范围通常是55％--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心和两个绕组组成的，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。
移相变压器是整流变压器的一种
移相变压器是整流变压器的一种。
整流装置的单相导电作用，引起整流变压器交变磁场波形的畸变；畸变的大小决定于直流容量占电网容量的比例和流入电网中的谐波电流的频率，及谐波次数。
抑制谐波的有效办法之一是通过对整流变压器高压侧进行移相，这种办法可以基本上消除幅值较大的低次谐波。
一般情况下，只要一套整流装置有两台整流变压器，均采用等效12相系统，因为这种系统不需专门移相，只要变换绕组的连接方式即可达到，当直流容量较大时，则采用等效18相以上的整流系统。
IGBT相当于可控硅的作用，用在整流系统中，控制通断，不控制相位。
移相全桥方案参数设计
3．高频变压器计算3.1变比的计算为了减小整流桥单元的电压应力，本项目选择高频变压器的结构为一个原边绕组和五个副边绕组，五个副边绕组分别经整流桥输出的电压串联组成逆变器所需的直流电压，具体结构如图13所示。
为了提高高频变压器的利用率，减小开关管的电流，降低输出整流二极管的反向电压，从而减小损耗和降低成本，高频变压器原副边变比尽可能地大一些。
为了在输入电压范围内能够输出所要求的电压，变压器的变比应按最低输入电压U in(min)选择。
选择副边的最大占空比为D sec(max),则可计算出副边电压最小值U sec(min)为(max)D (rec)fsec(min)sec(max)2U +U D o U U +=其中，U o(max)是输出电压最大值，为893.2V ，U D 是输出整流二极管的通态压降，为1.5V ，U （rec ）f 是输出滤波电感上的直流压降，约为0.2V 。
故变压器副边电压最小值sec(min)2 1.50.21054.60.893285.U V V +⨯+== 原副边变比K=U in(min)/U sec(min)=380V/1054.6V=0.36。
U 图13.变压器原副边连接示意图3.2．磁芯选择磁芯选择比较通用的方法是面积乘积法。
它是磁芯截面积与线圈有效窗口面积的乘积。
对于全桥电路，假定在最低输入电压时，最大占空比为0.8，开关管导通时间为0.8T sw ，效率η=80%，线圈铜填充系数为0.4。
则面积乘积公式max 35o e w P AP A A fB =≈上式中P o 是变压器输出功率，为10kV A/(90%×95%)=11.695kV A(变频电源每相输出功率为10kV A ，考虑工频逆变电路的转换效率为90%，不控整流的转换效率为95%)，f 是变压器工作频率，为20kHz 。
B max 为磁通密度摆幅，取为0.20T 。
代入以上数字计算得，AP =131.9cm 4。
移相整流变压器课件
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• 移相整流变压器概述 • 移相整流变压器的设计 • 移相整流变压器的制造工艺 • 移相整流变压器的测试与验证 • 移相整流变压器的维护与保养 • 移相整流变压器的发展趋势与展望
01
移相整流变压器概述
定义与工作原理
定义
移相整流变压器是一种特殊类型的变 压器，它能够改变交流电的相位，同 时将其转换为直流电。
渗漏与腐蚀
发现移相整流变压器有渗漏或腐蚀现象，应及时处理，防止问题扩 大。
电气故障
对于常见的电气故障，如绕组短路、断路等，应根据故障类型采取 相应的修复措施。
寿命预测与评估
1 2
运行历史记录
建立移相整流变压器的运行历史记录，包括运行 时间、负载、温度等数据，用于预测其剩余寿命 。
预防性维护
根据移相整流变压器的类型和规格，制定相应的 预防性维护计划，确保其正常运行。
温升测试
在连续工作状态下，监测变压器温度变化， 确保温升在允许范围内。
测试结果的分析与验证
数据整理
整理测试数据，绘制电压、电流 、功率和损耗曲线。
结果分析
对比理论值与实测值，分析误差 原因，判断是否符合设计要求。
验证结论
根据测试结果，评估移相整流变 压器的性能，给出验证结论。
05
移相整流变压器的维护与保养
绝缘设计
对绕组和铁芯进行绝缘处理， 以提高变压器的电气性能和使
用寿命。
变压器的参数选择
额定电压
根据使用场合，选择合 适的额定电压以满足系
统的需求。
额定容量
根据负载需求，选择合 适的额定容量以确保变
压器的正常工作。
效率与损耗
在满足性能要求的前提 下，尽量降低变压器的
移相整流变压器设计与试验
移相整流变压器设计与试验汪明伟摘要：介绍36相整流变压器设计，试验，六边型自耦移相调压和共轭铁心应用。
关键词：谐波；移相；自耦调压；共轭铁心；半成品、成品试验2016.10.101. 前言由于电网对谐波的限制越来越严格，并制定了国家标准GB/T14549-93《电能质量 公用电网谐波》，对整流变压器抑制谐波措施要求越来越高。
消除低次谐波的办法之一就是增加变压器输出相数，即直流脉波数。
本文就有关36相整流变压器设计，制造及试验等问题做一些探讨。
原公司2005年接到氯碱化工行业电解整流变压器订单，由三台ZHSPTZ-12500/10整流变压器组成，单机组等效12脉波，三机组合成36脉波。
整流方式为桥式整流，冷却方式为强油循环水冷，变压器为主调合一式免吊心结构。
网侧电压： 10KV 直流工作电压： 400V 直流电流： 2×13000A调压范围： 10%~105% 调压级数 40级 短路阻抗： 10% 主要参数确定空载直流电压 U do =43~450V额定容量 S N =1.05U do I d =1.05×450×26=12285KV A 一次额定电流 I 1N =310N S =31012285=709.3A2. 设计方案 2.1 移相方案选择变压器由调压变压器和整流变压器两部分组成，为便于设计和制造，三台调压变压器分别移相+10°、0°、-10°，三台整流变为同一形式即有星、角绕组桥式整流回路。
因整流变压器短路阻抗为10%，所以低压星角输出经整流元件后并联，不需另加平衡电抗器。
单台整流变提供12脉波直流电流，接调变后三台变压器可提供36脉波直流电流。
2.2 调压变压器设计方案目前，一般采用自耦移相调压于一身，来达到移相和调压目的。
如按用法较普遍的曲折移相方式，有载开关通过的网侧线电流大于600A，超出三相有载开关使用范围；如为了满足开关电流要求去自耦升压，还是会增加调压变的电磁容量。
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移相整流变压器设计与试验
汪明伟
摘要：介绍36相整流变压器设计，试验，六边型自耦移相调压和共轭铁心应用。
关键词：谐波；移相；自耦调压；共轭铁心；半成品、成品试验
2016.10.10
1. 前言
由于电网对谐波的限制越来越严格，并制定了国家标准GB/T14549-93《电能质量 公用电网谐波》，对整流变压器抑制谐波措施要求越来越高。
消除低次谐波的办法之一就是增加变压器输出相数，即直流脉波数。
本文就有关36相整流变压器设计，制造及试验等问题做一些探讨。
原公司2005年接到氯碱化工行业电解整流变压器订单，由三台ZHSPTZ-12500/10整流变压器组成，单机组等效12脉波，三机组合成36脉波。
整流方式为桥式整流，冷却方式为强油循环水冷，变压器为主调合一式免吊心结构。
网侧电压： 10KV 直流工作电压： 400V 直流电流： 2×13000A
调压范围： 10%~105% 调压级数 40级 短路阻抗： 10% 主要参数确定
空载直流电压 U do =43~450V
额定容量 S N =1.05U do I d =1.05×450×26=12285KVA 一次额定电流 I 1N =3
10N S =
3
1012285=709.3A
2. 设计方案 2.1 移相方案选择
变压器由调压变压器和整流变压器两部分组成，为便于设计和制造，三台调压变压器分别移相+10°、0°、-10°，三台整流变为同一形式即有星、角绕组桥式整流回路。
因整流变压器短路阻抗为10%，所以低压星角输出经整流元件后并联，不需另加平衡电抗器。
单台整流变提供12脉波直流电流，接调变后三台变压器可提供36脉波直流电流。
2.2 调压变压器设计方案
目前，一般采用自耦移相调压于一身，来达到移相和调压目的。
如按用法较普遍的曲折移相方式，有载开关通过的网侧线电流大于600A，超出三相有载开关使用范围；如为了满足开关电流要求去自耦升压，还是会增加调压变的电磁容量。
我们反复研究多方求证，采用的是六边型自耦移相调压方案，有载开关电流相当于角接相电流，是曲折接法的1/3倍，满足了40级粗细调开关要求。
采用此方案的优点还有：调压变额定档阻抗电压很小，计算时可忽略，这样三台机组的阻抗一致，均流效果好。
而且调压变压器绕组结构简约，材料节省，负载损耗低。
但引线结构相对复杂，设计制造时
图1 六边型自耦移相调压接线原理图
图中A 、B 、C 为调变输入端子，
A m 、X m 为调变输出端子(以A 相为例)
为简化起见，细调部分未画出，有载开关选用5×8=40级粗细调有载开关。
2.3 调压变压器设计
设定输入电压为 U 1=U AB =U BC =U CA =10000V U 1对应绕组匝数为 W 1=375 当移相角度为±10°时， 长边电压 U m =32U 1sin(60°－10°)=8846V 短边电压 U y =32U 1sin10°=2005V 长边绕组匝数 W m =32W 1sin(60°－10°)=332 短边绕组匝数 W y =3
2W 1 sin10°=75
当移相角度为0°时，
U m =8846, U y =1154 W m =332, W y =43
调压变压器为三相三柱式铁心，由里向外套有移相绕组、基本绕
组、粗调绕组、细调绕组，绕组均为层式。
接线原理图如图2：
确定绕组同名端（绕向）时，应考虑绕线方便，也要注意绕组间电势大小，保证主纵绝缘距离合理。
2.4 整流变压器设计
只要是三相桥式整流就可取得6脉波直流输出，如果绕组中同时有星和角供电，便可得到12脉波直流。
一般整流变压器低压电压低，绕组匝数少，很难达到角接绕组匝数是星接绕组3倍的整数匝，只能在高压侧做成一星一角两个器身，使低压相同接法的两个绕组中感应电势有30°相位差。
这种方式使变压器结构变的复杂，出线等布置困难，体积和材料都相应增加。
我们选择了共轭式铁心结构，低压绕组一个星接一个角接，高压
对应两个绕组接法相同。
当星接绕组为7匝时，角接绕组匝数应为73=12.12，取12匝，相当于角接低压绕组匝数减少1%左右。
为保证低压电压值相同，将星接高压绕组匝数增加约1%，相当于降低星接绕组匝电势和电压1%。
再把两个铁心做成共轭式，如图3所示：
图3 共轭铁心及绕组示意图
铁心中Φy与Φd方向相同，大小相差约1%，有铁心中轭之后，上述两磁通差值将通过中轭闭合，即ΦΔ=Φd－Φy 。
中轭截面大于心柱截面的1%即可，本方案的工艺考虑取5% 。
整流变压器为三相三柱共轭式，心柱为外接圆形，中轭为矩形，便于插片和固定。
线圈套装时，拆下中轭，待套完下部线圈时再插好中轭，然后再套装上部线圈。
这样线圈套装时，不需翻转铁心。
中轭夹件与铁心不导磁钢拉板设有定位，以保证受到上下绕组压力时不产生位移。
高低压绕组均为饼式，上部低压绕组有正、反星接，封星后同相逆并联引出；下部低压绕组有正、反角接，封角后同相逆并联引出。
角接铜排在左，星接铜排在右，同侧平行布置，以便与整流装置连接。
3. 产品验证
3.1 半成品试验
因为本例产品特殊性，我们对六边型自耦移相进行了模拟试验，对电压，电流和相位关系做了验证。
在调压变结线前进行匝数比试验。
结线后做单相变比试验时，为保持主绕组和移相绕组匝电势相同，把非测量绕组短路，这样才能得到准确数据。
共轭式整流变结线前上下绕组分别做变比试验，结线后，可直接测量一、二次电压，来验证电压比。
3.2 成品试验
一般试验同普通电力变压器，电压比试验靠实测电压来判定。
判别三台变压器移相角度时，可选择每台变压器同一低压绕组，连
图4 连接星接C 点后电气相量图
反星及角接相位判定方法相同。
其电压关系式为： U ab =U bc =U ca =U
U 1010++a c 与U 00a c 相位差10°， U 010a a +=2sin5° U U 1010++a c 与U 1010--a c 相位差20°， U 1010-+a a =2sin10° U U 1010++a c 与U 00b c 相位差70°， U 010b a +=2sin35° U U 1010++a c 与U 1010--b c 相位差80°， U 1010-+b a =2sin40° U 我们测的低压电压最高档，U=35.1do U =35
.1450
=333.3V ，其标准值和实测值如下表：
测得结果证明移相角度正确，端子顺序无误。
其他试验结果都符合技术规范要求，本文以略。
4. 结束语
六边型自耦移相调压变与共轭式整流变运用，虽然给设计和制造带来很大难度，但是产品结构紧凑，节约可观的材料费用。
在目前原材料价格居高不下的形式下，只有技术创新，产品创新，才能在市场上占有优势。
实践是检验真理的唯一标准。
设计试制过程中，我们遇到了许多新问题，甚至有时需推倒一些书本上的论点和公式。
这种情况下，不能照抄硬搬类似的经验，只能靠严谨的研究，不断地求证来获得成功。
有时找到正确的验证方法，其意义不亚于被验证的事件本身。
作者简介：汪明伟(1954－)，男，辽宁省锦州市人，原锦州变压器股份有限公司副总经理，总工程师，高级工程师，持有多项
变压器发明专利。
参考文献
(1) 崔立君等《特殊变压器理论与设计》
：科学技术出版社1996
(2) 刘忏斌等《硅整流所电力设计》
：冶金工业出版社1983
(3) 王世忠《带移相线圈的有载自耦调压器一、二次侧间相位角的
测定》1986.6。