Transformador rectificador de potencia industrial de 6 pulsos

La tensión primaria que experimentan los transformadores rectificadores durante el funcionamiento proviene de corrientes armónicas. Los circuitos rectificadores de 6 pulsos generan armónicos característicos, como el 5.º, 7.º, 11.º y 13.º, en el lado de la red, lo que provoca pérdidas adicionales en los conductores devanados y los componentes estructurales. Si no se incorporan márgenes adecuados para la densidad de corriente y la disipación de calor durante la fase de diseño, los aumentos de temperatura localizados pueden exceder los límites del sistema de aislamiento.

Además, ciertos circuitos rectificadores pueden inducir una polarización magnética de CC en el núcleo durante procesos transitorios, lo que provoca un cambio en la densidad del flujo magnético. En consecuencia, la densidad de flujo magnético operativo en los núcleos de los transformadores rectificadores generalmente se establece más baja que la de los transformadores de distribución de capacidad equivalente para evitar mayores niveles de ruido y elevadas pérdidas sin carga.

Escenarios de instalación

Los transformadores rectificadores de potencia industriales de 6 pulsos se usan comúnmente en las siguientes aplicaciones:

● Talleres de electrólisis de metales no ferrosos (por ejemplo, celdas electrolíticas de aluminio, cobre y zinc)

● Líneas de producción de galvanoplastia y equipos de anodizado.

● Hornos de grafitización y hornos de resistencia industrial

● Sistemas de alimentación de tracción CC para el transporte ferroviario urbano.

● Células electrolíticas cloro-álcalis en la industria química.

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

Estas aplicaciones imponen requisitos variables en cuanto a impedancia de cortocircuito, rangos de regulación de voltaje del lado de la válvula y capacidades de sobrecarga; por lo tanto, las especificaciones del transformador deben coincidir con los parámetros proporcionados por el fabricante del rectificador. Especificaciones clave

Parámetro del artículo

Diferencias de diseño

En comparación con los transformadores de distribución, los transformadores rectificadores de potencia industriales de 6 pulsos exhiben diferencias significativas en las siguientes áreas:

Conductores de bobinado

Las corrientes del lado de la válvula a menudo alcanzan varios miles de amperios, lo que dificulta que un solo conductor cumpla con los requisitos de transporte de corriente. Las unidades de alta capacidad utilizan conductores transpuestos o múltiples conductores paralelos, incorporando estructuras de transposición en los extremos del devanado para garantizar una distribución uniforme de la corriente entre las ramas paralelas y minimizar las pérdidas de corriente circulante.

Disposición principal

Debido al gran número de terminales de salida del lado de la válvula y a los altos niveles de corriente, la disposición de los cables debe tener en cuenta los efectos de proximidad y el soporte mecánico. Algunas unidades emplean conexiones directas de barras colectoras de cobre para reducir la resistencia de contacto y el calentamiento localizado.

Tanque y blindaje

Los campos magnéticos armónicos inducen corrientes parásitas en las paredes del tanque y en las estructuras de sujeción. Los transformadores rectificadores de alta capacidad suelen contar con blindaje magnético o eléctrico en las paredes internas del tanque para reducir las pérdidas parásitas y evitar el sobrecalentamiento localizado.

Selección de impedancia

La impedancia de cortocircuito no es un valor fijo; debe coordinarse con la reactancia de conmutación del rectificador. Una impedancia excesivamente alta aumenta la regulación del voltaje CC y reduce la eficiencia de la rectificación, mientras que una impedancia excesivamente baja conduce a corrientes de cortocircuito excesivas, comprometiendo la seguridad del equipo. Normalmente, el diseñador del sistema rectificador especifica el rango de impedancia y el fabricante del transformador optimiza la estructura del devanado dentro de ese rango. Producción y Verificación

Una vez ensamblada la parte activa, se somete a un proceso de secado al vacío en fase de vapor de queroseno para eliminar la humedad y los gases de los materiales aislantes. Para productos con clasificación de 35 kV y superiores, las pruebas de aceptación en fábrica incluyen pruebas de impulso de rayo y mediciones de descarga parcial. Los transformadores rectificadores también se someten a pruebas de aumento de temperatura basadas en los requisitos del cliente para verificar que el aumento de temperatura del punto caliente bajo corrientes armónicas nominales cumpla con los estándares de clase de aislamiento.

La empresa cuenta con las certificaciones ISO 9001:2015, ISO 14001 e ISO 45001. Los datos de las pruebas se archivan por número de serie del producto, lo que garantiza la trazabilidad hasta las etapas clave de fabricación, como el bobinado, el apilado de núcleos y el secado de la parte activa.

Referencia de selección

P: ¿Cuál es la capacidad máxima para un voltaje del lado de la red de 35 kV?

Una tensión del lado de la red de 35 kV normalmente corresponde a un rango de capacidad de 630 kVA a 20 000 kVA. Las unidades de mayor capacidad pueden requerir tensiones nominales más altas o diseños estructurales especiales; La evaluación debe considerar la capacidad de cortocircuito de la red local y las limitaciones del diseño de la subestación.

P: ¿Se requiere un cambio de fase para el devanado del lado de la válvula?

Una configuración de rectificador de 6 pulsos no requiere inherentemente un cambio de fase; el devanado del lado de la válvula emite CA trifásica directamente al puente rectificador. Si los límites armónicos de la red son estrictos, se pueden usar esquemas de 12 o 24 pulsos, que requieren devanados desfasadores (los ángulos de desfase comunes incluyen ± 7,5° y ± 15°).

P: ¿Pueden operar en paralelo?

Sí, pero el funcionamiento en paralelo requiere que los transformadores tengan grupos de vectores idénticos, impedancias de cortocircuito similares y una relación de capacidad que no exceda 3:1. Para cargas de rectificador, la alineación de fases del voltaje del lado de la válvula también es fundamental para evitar corrientes circulantes.

P: ¿Cuál es la función del cambio de tomas bajo carga (OLTC) en un sistema rectificador?

OLTC permite el ajuste de voltaje del lado de la válvula y, en consecuencia, el ajuste de salida de CC, sin interrumpir la energía. Para cargas electrolíticas, OLTC ayuda a mantener una corriente CC estable a pesar de las fluctuaciones del voltaje de la red. OLTC aumenta la complejidad de la parte activa y el tamaño del tanque; Durante la fase de diseño se debe asignar espacio para el cambiador de tomas.

P: ¿Los transformadores rectificadores requieren configuraciones de protección especiales?

Sí. Debido al alto contenido de armónicos, la protección contra sobrecorriente convencional puede funcionar mal; por lo tanto, normalmente se requieren dispositivos de protección especializados o de restricción de armónicos. La unidad transformadora debe estar equipada con dispositivos de control de temperatura y alivio de presión; para unidades de alta capacidad se recomienda la instalación de un relé de gas y un indicador de nivel de aceite.

Capacidades técnicas

Yulan Transformer fabrica transformadores para hornos eléctricos y transformadores rectificadores desde 1999 y posee la capacidad de fabricar y probar productos con clasificación de 110 kV o menos. El equipo clave incluye un sistema de elevación de 80 toneladas, un sistema de secado al vacío en fase de vapor de queroseno 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 a la empresa cumplir con los requisitos de prueba y procesamiento de aislamiento para transformadores rectificadores de alta capacidad.

Comuníquese con el departamento técnico de Yulan Transformer para obtener propuestas técnicas, cálculos de pérdidas o esquemas específicos del proyecto.