Transformador rectificador de 6 pulsos

6-La principal diferencia entre un transformador rectificador y un transformador de distribución convencional radica en la conexión del lado de carga a un rectificador; La forma de onda de la corriente no es sinusoidal y tiene un alto contenido de armónicos, lo que requiere que los devanados y el núcleo se diseñen específicamente para las condiciones de funcionamiento del rectificador. Yulan Transformer posee una amplia experiencia en la fabricación de hornos eléctricos y transformadores rectificadores. Nuestros transformadores rectificadores de 6 pulsos cubren un rango de capacidad de 630 kVA a 80 000 kVA, con voltajes primarios (del lado de la red) compatibles con sistemas de 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV y 35 kV, mientras que los parámetros secundarios (del lado de la válvula) están determinados por la configuración específica del circuito rectificador.

Industrias de aplicación

Los transformadores rectificadores de 6 pulsos se utilizan principalmente en sistemas rectificadores de puente trifásicos para suministrar energía a cargas de CC. Los escenarios de instalación comunes incluyen:

● Procesos electrolíticos para metales no ferrosos (aluminio, cobre, zinc, etc.)

● Líneas de producción de tratamientos superficiales (galvanoplastia, anodizado, etc.)

● Hornos de grafitización y equipos de calefacción eléctrica industrial.

● Estaciones rectificadoras de tracción para el tránsito ferroviario urbano

● Fuentes de alimentación para hornos de arco eléctrico CC y hornos de arco sumergido

● Celdas electrolíticas químicas y la industria cloro-álcalina.

Estas aplicaciones comparten características comunes: altas corrientes de carga, requisitos variables para la ondulación del lado de CC y demandas específicas con respecto a la impedancia del transformador y la capacidad de resistencia a cortocircuitos.

Aspectos destacados del diseño

Estructura de bobinado

El devanado del lado de la red está diseñado de acuerdo con el nivel de voltaje del sistema, mientras que el devanado del lado de la válvula está determinado por el voltaje de entrada de CA del rectificador. La rectificación de 6 pulsos generalmente emplea conexiones Dyn o Yd para proporcionar la salida de CA trifásica requerida para el puente rectificador trifásico. Algunos proyectos requieren devanados paralelos del lado de la válvula para reducir la corriente en los devanados individuales.

Armónicos y pérdidas adicionales

Bajo cargas del rectificador, la corriente del devanado contiene armónicos característicos (como el 5º y el 7º), que generan pérdidas adicionales en los devanados y componentes estructurales. Se emplean medidas de diseño, como aumentar las secciones transversales de los conductores, instalar blindajes o utilizar conductores transpuestos, para minimizar las pérdidas por corrientes parásitas y el riesgo de sobrecalentamiento localizado.

Diseño de impedancia

La selección de la impedancia de cortocircuito afecta directamente el proceso de conmutación del rectificador, los niveles de corriente de cortocircuito y la regulación del voltaje de salida de CC. Una impedancia excesiva provoca una caída significativa de voltaje de CC, mientras que una impedancia insuficiente puede provocar que las corrientes de cortocircuito excedan la capacidad soportada del equipo. El rango de impedancia generalmente se determina en función de los parámetros proporcionados por el fabricante del rectificador.

Núcleo y ruido

El núcleo está construido a partir de láminas de acero al silicio de grano orientado laminadas en frío y el proceso de apilamiento se realiza mediante equipos automatizados. Como el flujo magnético en un transformador rectificador puede contener un pequeño componente de CC, se incorpora un margen en el diseño con respecto a la densidad de flujo magnético operativo del núcleo para evitar la saturación, que de otro modo conduciría a un aumento de ruido y pérdidas.

Presupuesto

Fabricación y pruebas

Una vez ensamblada la parte activa, se procesa en un sistema de secado al vacío en fase de vapor de queroseno para eliminar la humedad y los gases de los materiales aislantes. Para unidades de alta capacidad, se utilizan conductores transpuestos o conductores combinados para los devanados para reducir las pérdidas por corrientes parásitas. El tanque y los componentes estructurales se granallan para eliminar el óxido y luego se les aplica una capa de pintura en polvo; Las unidades grandes pueden equiparse con paneles de radiador o sistemas de refrigeración por aire con aceite forzado.

Además de las pruebas de fábrica de rutina, como resistencia de CC del devanado, relación de tensión, resistencia de aislamiento, tensión soportada de frecuencia industrial, tensión soportada inducida, pérdida sin carga, pérdida de carga e impedancia de cortocircuito, se realizan pruebas de aumento de temperatura, pruebas de impulso de rayo y mediciones de descarga parcial de acuerdo con los requisitos del usuario. Algunos proyectos también requieren datos de verificación sobre la capacidad del devanado del lado de la válvula para soportar corrientes armónicas.

Consideraciones de selección

P: ¿En qué se diferencian la rectificación de 6 y 12 pulsos?

Un transformador rectificador de 6 pulsos tiene solo un conjunto de devanados trifásicos del lado de la válvula, lo que produce seis pulsos en el lado de CC después de la rectificación. La rectificación de 12 pulsos normalmente requiere dos transformadores o un solo transformador con juegos de devanados dobles; Se utiliza un cambio de fase de 30° para lograr 12 pulsos, lo que resulta en una menor ondulación del lado de CC y un contenido armónico reducido. La elección depende de la topología del circuito del rectificador y de los límites armónicos de la red.

P: ¿Cómo se determina el voltaje del lado de la válvula?

El fabricante del rectificador calcula el voltaje del lado de la válvula en función del voltaje de salida de CC, el método de rectificación, el ángulo de conmutación y la impedancia del transformador. El fabricante del transformador diseña las vueltas del devanado del lado de la válvula y el nivel de aislamiento de acuerdo con esta tensión; Se recomienda a los usuarios que no modifiquen estas especificaciones ellos mismos.

P: ¿Cómo afecta la impedancia al sistema de rectificación?

Una impedancia más alta da como resultado un ángulo de superposición de conmutación mayor y una caída más pronunciada en el voltaje de salida de CC bajo carga, pero reduce la corriente máxima de cortocircuito. Una impedancia excesivamente baja hace que el proceso de conmutación se produzca demasiado rápido, sometiendo potencialmente al rectificador a una alta tasa de cambio de corriente. El rango de impedancia normalmente lo especifica el diseñador del sistema de rectificación.

P: ¿Qué capacidad es adecuada para una tensión del lado de la red de 35 kV?

Una tensión del lado de la red de 35 kV se encuentra comúnmente en transformadores rectificadores con capacidades que van desde 630 kVA a 20.000 kVA. Las unidades de mayor capacidad suelen utilizar clasificaciones de voltaje más altas o diseños especializados. Las especificaciones específicas dependen de las condiciones de la red local y de las evaluaciones de capacidad de cortocircuito.

P: ¿Se admite la regulación de voltaje en carga?

Sí. Los transformadores rectificadores de alta capacidad suelen estar equipados con cambiadores de tomas en carga (OLTC) para ajustar el voltaje del lado de la válvula y así controlar la salida de CC. La regulación de voltaje bajo carga afecta el diseño del conjunto interno y las dimensiones del tanque, lo que resulta en un tiempo de entrega más largo en comparación con los modelos de cambio de tomas fuera de circuito (sin carga).

Experiencia en ingeniería

Yulan Transformer fabrica transformadores para hornos eléctricos y transformadores rectificadores desde 1999, con un historial de suministro de volumen para aplicaciones de electrólisis de metales no ferrosos, electrólisis química y calefacción eléctrica industrial. Las capacidades de fabricación incluyen una capacidad de elevación de 80 toneladas, un sistema de secado al vacío de queroseno en fase de vapor de 400 kW, un equipo de prueba de impulso de 1200 kV y un transformador de prueba de frecuencia industrial libre de descarga parcial de 400 kV, lo que permite la producción y prueba de transformadores rectificadores con capacidad de 110 kV y menos.

Comuníquese con el departamento técnico de Yulan Transformer para obtener propuestas técnicas específicas del proyecto, dibujos de dimensiones generales o informes de cálculo de pérdidas.