12パルス整流トランス

整流器システムにおける高調波の軽減は、通常、パルス数を増やすことから始まります。 6 パルス整流器は、グリッド側で低次高調波 (5 次や 7 次など) を生成し、電力品質に影響を与え、機器損失を増加させます。移相変圧器を介して 2 つの 6 パルス整流器ブリッジに電力を供給し、AC 側間に 30 ° の位相差を生じさせることで、DC 側で 12 パルスの出力が実現されます。理論的には、5 次と 7 次の高調波は互いに打ち消し合い、11 次と 13 次が主残留高調波として残るため、高調波成分が大幅に減少します。 Yulan Transformer の 12 パルス整流変圧器の範囲は 630 kVA ～ 80,000 kVA で、系統側電圧定格は 6 kV、10 kV、15 kV、22 kV、35 kV です。

構造構成

12 パルス整流器トランスを実装するには、次の 2 つの一般的な方法があります。

方法 1: 2 つの独立した変圧器

2 つの 6 パルス整流器変圧器は、それぞれ +15 ° と -15 ° の位相シフトで設計されており、2 セットの整流器ブリッジに電力を供給するために並列接続されています。この構成はレイアウトの柔軟性を提供し、一方のユニットがメンテナンス中にもう一方のユニットが動作できるようにしますが、より大きな設置面積が必要になります。

方法 2: 二重巻線を備えた単一トランス

1 つのトランスには 2 セットのバルブ側巻線 (スター結線とデルタ結線) が装備されており、自然に 30 ° の位相差が生じます。この構成はコンパクトですが、単一ユニットで障害が発生すると全体の負荷に影響します。

ユーザーは、利用可能なサイトスペース、メンテナンス戦略、および信頼性要件に基づいて構成を選択できます。どちらの方法も高調波抑制性能の点では同等です。

該当する業界

12 パルス整流器ソリューションは、グリッド高調波に厳しい制限がある次のようなアプリケーションでよく使用されます。

● 都市鉄道輸送用電力供給システム

●非鉄金属の電解（アルミ、銅など）

●化学工業における塩素アルカリ電解

●直流電気炉用電源

●大規模電気めっき生産ライン

IEEE 519 または GB/T 14549 高調波制限を満たすために必要な産業施設

データパラメータ

位相シフト巻線設計

位相シフト角度は、巻線の接続構成を調整することによって実現されます。一般的な位相シフト方法には、拡張デルタ接続とジグザグ接続が含まれます。位相シフト巻線の巻き数は正確に計算する必要があります。移相角の過度の偏差により、2 つの整流器ブリッジ間の循環電流が増加し、高調波キャンセル性能が損なわれる可能性があります。標準では、通常、位相シフト角度偏差を ± 0.5 ° 以内に制御することが要求されます。

2 つの別個の変圧器を含む構成の場合、両方のユニットの短絡インピーダンスが厳密に一致している必要があります。過度の偏差は不均一な負荷分布につながり、12 パルス システムの高調波抑制能力を低下させます。 Yulan Transformer は、巻線および組立プロセス中に各ユニットの位相シフト巻線のターン数を検証し、工場の受け入れテスト中に実際の位相シフト角度を測定し、結果をテストレポートに記録します。

損失と温度上昇

12 パルス整流器トランスは 5 次と 7 次の高調波を除去しますが、その結果、6 パルス システムに比べて追加の巻線損失が低くなりますが、11 次と 13 次の高調波は残ります。したがって、設計では渦電流損失を考慮する必要があります。コアの動作磁束密度は、整流器の過渡プロセス中に DC バイアスによって引き起こされる飽和を防ぐために、標準の配電変圧器の磁束密度よりも低く保たれます。

負荷損失は同容量の6パルストランスより若干低くなりますが、具体的な違いは移相方法や巻線構造により異なります。お客様は技術提案の段階で損失計算や推定温度上昇データをご要望いただくことが可能です。

製造と試験

活性部を組み立てた後、灯油気相真空乾燥装置で処理されます。大容量ユニットの場合、バルブ側の巻線には転置導体または複数の並列導体が使用され、巻線の端に転置構造が組み込まれています。ユニットの容量に応じて構成されたタンクの内壁に磁気シールドが取り付けられ、高調波磁場によって引き起こされる漂遊損失を低減します。

工場受入試験には標準項目に加え、移相角測定、バルブ側巻線間の絶縁試験、部分放電測定などが含まれます。定格が 35 kV 以上のユニットについては、関連規格に従って雷インパルス試験が実施されます。テストデータはシリアル番号ごとにアーカイブされ、巻線段階やコアスタッキング段階までの追跡可能性が保証されます。

よくある質問

Q: 12 パルス整流器変圧器システムには必ず 2 つの変圧器が必要ですか?

必ずしもそうとは限りません。 2 セットのバルブ側巻線 (1 つは Y 接続、もう 1 つはデルタ接続) を備えた 1 つの変圧器で 30 ° の位相シフトを達成でき、12 パルス整流が可能になります。あるいは、2 つの独立した変圧器を使用すると、位相シフト機能が 2 つのユニットに分散され、個別の運用とメンテナンスが容易になります。

Q: 位相シフト角度の精度はシステムにどのような影響を与えますか?

移相角の偏差により 2 つの整流器ブリッジ間の対称性が崩れ、DC 側の不均衡が生じ、グリッド側での 5 次および 7 次高調波の完全なキャンセルが妨げられます。偏差が ± 0.5 ° 以内に制御されている場合、高調波抑制性能は一般に工学的要件を満たします。

Q: 12 パルス システムのコストは、6 パルス システムに比べてどのくらい高くなりますか?

コスト増加の主な原因は、位相シフト巻線の設計と製造の複雑さです。単一ユニットの二重巻線構成のコストは、同じ容量の 6 パルス変圧器より 15% ～ 25% 高くなります。 2 台の独立した構成では、開閉装置と床面積の追加コストもかかります。ただし、一部のプロジェクトでは、濾過装置とメンテナンス費用の節約により価格差が相殺される可能性があります。

Q: 既存の 6 パルス システムを 12 パルス システムに改造できますか?

改造オプションは限られています。元の変圧器にすでに位相シフト巻線または二重巻線構造が含まれている場合は、外部配線を調整することで変換が達成される可能性があります。それ以外の場合は、製造段階で移相巻線を組み込む必要があるため、変圧器を交換する必要があります。

Q: 12 パルス整流変圧器はどの容量範囲に適していますか?

630 kVA を超える容量の設計も可能です。低容量の場合は単一ユニットの二重巻線構造の方が経済的ですが、輸送とメンテナンスを容易にするため、大容量の場合は 2 ユニットの独立した変圧器構成が好まれることがよくあります。具体的な選択は、プロジェクトのレイアウトと信頼性の要件によって異なります。

エンジニアリング能力

Yulan Transformer は 1999 年以来、電気炉変圧器と整流器変圧器を製造しており、定格 110 kV 以下の製品を製造およびテストする能力を備えています。主要設備には、80トンの吊り上げ能力、400kWの灯油気相真空乾燥システム、1200kVインパルス試験装置、400kV部分放電のない電源周波数試験用変圧器が含まれます。これらの設備により、同社は大容量 12 パルス整流器変圧器の絶縁処理および工場受け入れテストの要件を満たすことができます。プロジェクト固有の位相シフト ソリューション、損失計算レポート、または外形図については、Yulan Transformer 技術部門にお問い合わせください。