Фазовое смещение трансформатора

I. Принцип работы
Фазовое смещение трансформатора - это специализированный многообмоточный мощный трансформатор, работающий по закону электромагнитной индукции. Используя специфические конфигурации соединения обмотки, такие как цигзаг, расширенная дельта или многосекционные механизмы фазового смещения, он вводит точные, заранее определенные углы фазового смещения между вторичными группами выходного напряжения. В то время как стандартная коммунальная сеть поддерживает фиксированную базовую фазовую разницу 0 °, трансформатор с фазовым смещением генерирует несколько наборов переменного напряжения с поэтапными фазными углами.
В высоковольтных, высокомощных переменных частотных приводах (VFD) и системах исправления эти фазно смещенные вторичные напряжения обеспечивают несколько мостов исправляющих устройств для достижения многоимпульсного исправления. Накладывая множественные фазно смещенные пульсирующие волновые формы, гармонические токи на первичной входной стороне отменяются взаимно, резко уменьшая загрязнение гармоничной сети и улучшая коэффициент входной мощности.

II. Ключевые характеристики производительности

Основные преимущества:

Высокое гармоническое подавление: Используя многоимпульсную исправление фазового смещения, он эффективно устраняет характерные гармоники (такие как 5-я, 7-я, 11-я и 13-я), не требуя громоздких пассивных фильтров высокой мощности, значительно улучшая качество электроэнергии сети в соответствии со стандартами IEEE 519.

Совместимость преобразования высокой мощности: беспрепятственно вмещает 12-импульсные, 18-импульсные, 24-импульсные или более высокие топологии исправления с мощностями одного блока от сотен до нескольких тысяч кВА.

Оптимизированная работа сети: Эффективно смягчает реактивные перенапряжения мощности, уменьшая дополнительные тепловые потери и старение, вызванные исправлением оборудования на верхних распределительных трансформаторах и коммутационных устройствах.

Высокая интеграция: имеет компактный макет, который позволяет беспрепятственную интеграцию шкафа с высокочастотными инверторными электрическими элементами или кабинами исправителя, обеспечивая высокую эксплуатационную стабильность и надежность.

Возникающие ограничения:

Сложное производство: наличие нескольких вторичных обмоток и сложных геометрий фазового угла делает проектирование и изготовление значительно более требовательными, чем стандартные распределительные трансформаторы, что приводит к более высоким первоначальным капитальным затратам.

Строгая изоляция и размерные ограничения: множество проводов обмотки и сложные расположения кранов требуют строгой конструкции изоляции, что приводит к большему площадку и более тяжелому общему весу.

Эффективность, зависящая от нагрузки: оптимизирована для гармонического отмены в номинальных условиях; характеристики гармонического смягчения могут ухудшаться, когда система работает в затяжных условиях легкой нагрузки или без нагрузки.

III. Сценарии применения

Системы высоковольтного переменного частотного привода (VFD): служат обязательным трансформатором исправления с фазным смещением для высоковольтных VFD (таких как каскадные многоуровневые инверторы H-моста), приводящие шахтные подъемники, крупные промышленные вентиляторы, насосы подачи котла и прокатные станки.

Высокомощные промышленные источники питания постоянного тока: Используются в электролизе алюминия, галваническом покрытии, производстве зеленого водорода через электролиз воды, металлургическое плавление постоянного тока и крупномасштабное оборудование для испытания накопления энергии батареи.

Железнодорожный транзит и тяжелое оборудование: питание тяжелых преобразовательных блоков для щитовых тоннельных машин (TBM) и систем исправления тяговых подстанций.

Возобновляемая энергия и хранение энергии: фронтальные исправляющие блоки для высокоэнергетических систем преобразования энергии для хранения энергии (PCS) и централизованных фотоэлектрических солнечных инверторов.

Промышленное отопление и металлургия: подача крупномасштабных промышленных электрических дуговых печей (EAF) и среднечастотных источников питания индукционного отопления.

Основная инженерная ценность трансформатора с перемещением фазы заключается в достижении многоимпульсной исправления через пространственное перемещение фазы для подавления гармоник в источнике. Он является незаменимым ключевым вспомогательным оборудованием для современных высокомощных мощно-электронных систем преобразования переменного тока и постоянного тока.

Обеспечение качества и основной процесс:

1. Зерноориентированная электрическая сталь с высокой проницаемостью

Мы используем высокопроницаемую зерноориентированную электрическую сталь Hi-B (HPGO) - тот же сорт, который определен TBEA и CHINT - в качестве материала ядра трансформатора, со стандартными номинальными толщинами0.23 mm и 0.27 mm . Ламинирования ядра изготовлены с использованием высокоточного оборудования для резки для гарантированиявысота бура ≤0.02 mmАссамблея включает в себяточная ступенчатая ламинирующая структураподдерживая оптимальное давление зажима без чрезмерного механического напряжения электрической стали, сочетая характеристики стали высокого B с оптимизированной плотностью магнитного потока.

2. Высокопроводность намотки проводников и ядро-катушки сборки

Высокопроводные электролитические медные или алюминиевые проводники выбираются на основе мощности трансформатора, класса напряжения и требований к потере. Входящие материалы подвергаются строгим проверкам качества на размеры, электрическое сопротивление, качество поверхности и отслеживаемость. Во время процесса обмотки напряжение проводника, высота обмотки, изоляция слоя и позиционирование проводника точно контролируются для обеспечения последовательности сопротивления и механической стабильности, тем самым минимизируя потери нагрузки и повышение температуры во время работы.

Во время сборки активной части ядра-катушки точно контролируется высота катушки, осиевая сила зажима, радиальная опора и позиционирование блока дистанционного устройства. Правильное механическое зажатие предотвращает смещение катушки во время транспортировки, нормальной работы и условий короткого замыкания. Между тем, силы зажима строго регулируются, чтобы избежать чрезмерного напряжения на проводники и изоляционные материалы. Наша механическая конструкция учитывает как радиальные, так и осиевые электромагнитные силы, обеспечивая устойчивость к короткому замыканию и долгосрочную стабильность размеров.

3. Передовая изоляционная система (погруженная маслом и сухой тип)

Для трансформаторов, погруженных в масло, мы используем высококачественные изоляционные материалы, включая Kraft-бумагу, теплово модернизированную бумагу, пресс-доску и ламинированную доску трансформатора. Для сухого типа трансформаторов мы используем системы DMD, NMN, Nomex, стекловолокна и эпоксидных смол. Толщина изоляции, ширина перекрытия, размеры масляного канала, электрические пробелы и механическое позиционирование строго регулируются. Все изоляционные материалы хранятся в условиях, регулируемых климатом, чтобы минимизировать поглощение влаги и загрязнение, обеспечивая стабильную диэлектрическую прочность и долгосрочную надежность изоляции.

4. Контролируемая вакуумная сушка

Мы применяем контролируемую кривую сушки, регулируемую температурой, уровнем вакуума и параметрами продолжительности, а не полагаемся на фиксированное время цикла. Процесс включает в себя контролируемое предварительное нагревание, эвакуацию, первичную сушку и окончательные фазы замокивания с непрерывным контролем температуры и вакуума и регистрацией. Определение конечной точки основано на проверенных критериях процесса и пределах влаги. Этот процесс минимизирует остаточную влагу в целлюлозной изоляции, максимизируя диэлектрическую прочность, замедляя старение изоляции и продлевая общий срок службы.

5. Вакуумное литье эпоксидной смолы

Для трансформаторов сухого типа литьевой смолы мы используем контролируемую технологию вакуумного литья. Соотношение смолы к затвердителю, температура материала, уровень вакуума, время смешивания, условия поливания и температуры втверждения строго регулируются. Вакуумное дегазирование минимизирует микрополутности до наливания, в то время как контролируемое втверждение обеспечивает стабильные механические и тепловые свойства. Готовые катушки подвергаются тщательным визуальным и электрическим проверкам, включая обычные испытания частичного разряда (PD). Этот процесс устраняет внутренние пустоты, обеспечивая надежную изоляционную работу на протяжении всего срока службы трансформатора.

6. Чистая сборка и управление крутящим моментом

Окончательная сборка осуществляется в контролируемой среде, чтобы свести к минимуму загрязнение пылью, металлическими частицами и чужими объектами. Критические компоненты проверяются на чистоту, точность размеров и состояние изоляции. Электрические пробелы, маршрутизация свинца, заземливающие соединения и механические опоры строго контролируются на протяжении всей сборки. Критические болтовые соединения затяжаются до указанных значений крутящего момента с помощью калибрированного оборудования и полностью регистрируются. Перед уплотнением резервуара или корпуса тщательная внутренняя проверка гарантирует, что не остаются инструменты, свободные части или иностранные материалы.

7. 100% заводское рутинное испытание

Каждый трансформатор проходит 100% рутинное испытание до отправки, соответствуя применимым стандартам IEC, утвержденным техническим спецификациям и требованиям клиента. Стандартные процедуры испытаний включают сопротивление постоянного тока обмотки, соотношение напряжения, проверку векторной группы, потерю без нагрузки и ток, потерю нагрузки и импеданс короткого замыкания, сопротивление применяемому напряжению и испытания сопротивления индуцированному перенапряжению. По запросу проводятся специальные испытания, такие как частичное разряд (PD), коэффициент рассеивания (tan δ) или анализ частотного ответа (SFRA). Каждому блоку присваивается уникальный серийный номер, связанный с его материальными записями, производственными данными и окончательными отчетами об испытаниях, обеспечивая полную отслеживаемость.