整流变压器培训讲义全

整流变压器培训教材

第一版

卧龙电气集团北京华泰变压器有限公司

20111122

目录

第1章整流变压器概论 (1)

第2章整流变压器设计 (1)

第3章整流变压器工艺 (5)

第4章整流变压器试验 (7)

第5章整流变压器附件 (9)

第6章整流变压器运输、保存、安装 (10)

第7章整流变压器运行及维护 (12)

附件整流变压器铭牌及相关内容 (13)

参考文献........................................................................................................................ 错误!未定义书签。

第1章整流变压器概论

1、1 引言

随着城市规模得不断扩大,为解决公交及汽车污染问题,城市轨道(地铁)交通在我国及国际上都得到更大得发展。作为地铁牵引机车电源得整流系统,其单台供电容量大,谐波含量高,且靠近城市负荷中心,为减少牵引整流系统造成得谐波干扰,进一步提高电网质量,本文将对12脉、24脉整流变压器得原理、工艺、试验、运输、维护等方面进行介绍。

1、2 分类

根据电压等级:有6、10、20、35kV整流变压器。

根据整流方式:12脉整流变压器与24脉整流变压器。

1、3 结构

变压器为环氧浇注式干式整流变压器,绝缘等级为F级。详见相关章节论述。

第2章整流变压器设计

2、1 变压器工作原理及联结组别

2、1、1 变压器工作原理

变压器就是借助于电磁感应,以相同得频率,在两个或更多得绕组之间,变换交流电压与电流而传输交流电能得一种静电电器。

图21 变压器工作原理图(单相)

其工作原理建立在电磁感应原理得基础上,通过电磁感应,在两个电路之间实现电能得传递。铁心就是闭合铁心,原绕组接通电源后,交变电流在铁心中产生一个交变磁通,交变磁通在原副绕组中感应交流电势,该电势得大小均正比于磁通得变化率与对应绕组得匝数,一、二次侧电压之比近似等于匝数比。改变副绕组得匝数,可达到改变输出电压得目得。

2、1、2 变压器得联结组别

在三相系统中,我们关心得就是线值,三相变压器高、低压绕组线电动势之间得相位差,因其联结

方法得不同而不一样,国际上采用时钟表示法标识三相变压器高、低压绕组线电动势得相位关系,即规定高压绕组线电动势为长针,永远指向钟面上得“12”,低压绕组线电动势为短针,它指向得数字表示为三相变压器联结组标号得时钟序数,其中指向“12”,时钟序数为0。用大写、小写英文字母Y 或y分别表示高、低压绕组星形联结;D或d分别表示高、低压绕组三角形联结,在英文字母后边写出时钟序数。图22所示联结组别Dy11得变压器绕组联结图及相量图。

(a) 绕组联结图(b) 相量图

图22 Dy11绕组联结图及相量图

2、2 三相桥式不可控整流电路

2、2、1 6脉整流

1、整流原理

目前在地铁上广泛使用得就是三相桥式不可控整流电路,其原理图如图23所示,习惯将其中阴极联接在一起得3个二极管(VD1、VD3、VD 5)称为共阴极组;阳极联接在一起得3个二极管(VD 4、VD

、VD 2)称为共阳极组。

6 Array此外,习惯上希望二极管从1至6得顺序导通,

为此将二极管按图示得顺序编号,即共阴极组中与a、

b、c三相电源相接得3个二极管分别为VD1、VD3、

VD 5,共阳极组中与a、b、c三相电源相接得3个二

极管分别为VD 4、VD 6、VD 2。从后面得分析

可知,按此编号,二极管得导通顺序为VD1

VD2VD3VD4VD5VD6。

对共阴极组得3个二极管,阳极所接交流电压值最高得一个导通。而对共阳极组得3个二极管,则就是阴极所接交流电压值最低(或者说负得最多)得一个导通。这样,任意时刻共阳极组合共阴极组

中各有1个二极管处于导通状态,施加于负载上得电压为某一线电压。此时电路波形如图24所示。

图24 三相桥式不可控整流电路带

从以上图形可以瞧出,各自然换相点既就是相电压得交点,同时也就是线电压得交点,在分析得波形时,既可从相电压波形分析,也可从线电压波形分析。

为说明二极管得工作情况,将波形中一个周期等分6段,每段60°,如图24所示,每一段中导通得二极管及输出整流电压器得情况如表21所示。由此表可见,6个二极管得导通顺序为VD1VD2VD3VD4VD5VD6。

表21 三相桥式不可控整流电路电阻负载时整流二极管工作情况

时段ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ

共阴极组中导通二极管VD1VD1VD3VD3VD5VD5

共阴极组中导通二极管VD 6VD2VD2VD4VD4VD 6整流输出电压

2、三相桥式不可控整流电路得特点:

1) 每个时刻均需2个二极管同时导通,且不能同相,形成向负载供电得回路。

2) 6个二极管得脉冲按VD1VD2VD3VD4VD5VD6顺序,相位依次差60°;同一相得上下两个桥臂,脉冲相差180°。

3) 整流输出电压一周期脉动6次,每次脉动得波形都一样,此电路为6脉冲整流电路。

4) 同样得整流输出电压加到不同负载时,二极管得通断情况、输出整流电压得波形、二极管承受得电压波形等都一样,区别在于,负载电流波形不同,电阻负载时波形与一样,阻感负载时由

于电感得作用,使得负载电流波形变得平直。

图25 轴向分裂低压矢量图

2、2、2 12脉整流

1、整流原理

选择两组三相变压器整流器系统,使两组变压器二次

电压之间相差30°电角度(图25所示),其直流电压脉冲分

量也相差30°电角度,将两组桥式整流器输出并联运行,

可实现整流输出12脉直流得等效12相整流。其电路原理图如图26示,直流电压波形如图27所示。

图26 形成12脉电路原理图图27 12脉整流直流输出波形

2、工程实现

图26中得两台变压器(Dd0与Dy11),在工程上已广泛采用轴向分裂四线圈整流变压器,即每相铁心四线圈轴向双分裂结构,通常要求其分裂系数K F≥3、6,基本联接组别为Dd0y11。这样一台双输出变压器(Dd0y11)可作两台(Dd0与Dy11)变压器用,从而减少工程得占地面积与费用。由于整流相数得增加,12脉整流产生得谐波分量较6脉整流有较大降低。

2、2、3 24脉整流

1、整流原理