24パルス整流トランス

高調波制限が厳しい産業プロジェクトでは、12 パルス整流により 5 次と 7 次の高調波は除去されますが、11 次と 13 次の高調波は残ります。系統短絡容量が低い場合、または電力品質要件が厳しい場合、24 パルス方式により系統側の高調波成分をさらに低減できます。 Yulan Transformer は、630 kVA ～ 80,000 kVA の範囲の容量を持つ 24 パルス整流変圧器を製造しています。グリッド側の電圧は 6 kV、10 kV、15 kV、22 kV、および 35 kV に対応でき、バルブ側のパラメータは特定の整流器の要件を満たすようにカスタム設計されています。

高調波キャンセルロジック

24 パルス整流システムは通常、4 つの 6 パルス整流器ブリッジで構成されます。移相変圧器を使用して、4 つのブリッジの AC 側間に連続 15 ° の位相差を生成します。その結果、グリッド側のほとんどの低次高調波 (23 番目と 25 番目を除く) は互いに打ち消し合います。 12 パルス システムと比較すると、11 次と 13 次の高調波が効果的に除去されます。残りの特徴的な高調波は 23 次で始まり、振幅が大幅に減少するため、フィルタリング装置の需要が軽減されます。

エンジニアリングで使用される一般的な位相シフトの組み合わせには、 +7.5 ° 、 -7.5 ° 、 +22.5 ° 、 -22.5 ° 、または 0 ° 、 15 ° 、 30 ° 、 45 ° が含まれ、特定の構成はシステム設計によって決まります。

実装方法

4 つの独立したトランス

4 つの 6 パルス整流器変圧器は特定の位相シフト角度で設計されており、それぞれが 1 つの整流器ブリッジに電力を供給します。このスキームはメンテナンスの柔軟性を提供し、1 つのユニットに障害が発生した場合に残りのユニットを減らされた容量で動作させることができますが、より大きな設置面積とより多くの 1 次側開閉装置ユニットが必要になります。

2 つの二重巻線変圧器

各変圧器には 2 セットのバルブ側巻線が装備されており、2 つの異なる位相シフト角度を実現します。たとえば、1 つのトランスは +7.5 ° と -7.5 ° を出力し、もう 1 つのトランスは +22.5 ° と -22.5 ° を出力します。 4 つの変圧器方式と比較して、このアプローチではユニット数が半分になり、よりコンパクトなレイアウトになります。単一の多重巻線変圧器

この構成は、単一の変圧器内に 4 セットのバルブ側巻線を備えており、ジグザグ接続または拡張デルタ接続を通じて 4 つの位相シフト角度を実現します。このソリューションは装置の設置面積を最小限に抑えますが、単一ユニットの故障は全体の負荷に影響し、製造の複雑さはより高くなります。通常、中小規模の容量のアプリケーション、またはスペースが限られている場合に使用されます。

ユーザーは、サイトの状況、メンテナンス戦略、信頼性の要件に基づいて構成を選択できます。 3 つの方法はすべて同等の高調波抑制性能を提供しますが、違いは主に物理的なレイアウトと運用とメンテナンスにあります。

技術仕様

位相シフト巻線と精度

24 パルス システムの高調波キャンセルの効果は、ブリッジ間の位相差の精度に依存します。 Precise calculation of the phase-shift winding turn ratios is essential, as winding deviations and assembly errors during manufacturing can affect the final phase-shift angle. Yulan Transformer records the turn counts for phase-shift windings on a per-unit basis and verifies inter-winding phase angles during factory acceptance testing, maintaining deviations within ± 0.5 ° .

複数のトランスを組み合わせて使用​​する場合、ユニット間の短絡インピーダンスの偏差も制御する必要があります。インピーダンスの不整合により、負荷電流の分布が不均一になり、特定の整流器ブリッジに過負荷がかかり、高調波キャンセル機能が低下する可能性があります。許容可能なインピーダンス偏差範囲は、技術設計段階で明確に定義する必要があります。

損失と温度上昇

24 パルス方式では、より多くの高調波次数が除去され、12 パルス方式と比較して追加の巻線損失がさらに減少します。ただし、23 次以上の高調波は表皮効果や近接効果を引き起こすため、導体の設計には十分なマージンを組み込む必要があります。コアの磁束密度は、整流器の過渡現象中に発生する潜在的な DC 成分に対応するために、従来の配電変圧器の典型的なレベルよりも低く維持されています。

温度上昇試験は、特性高調波を含む電流波形を使用して実施する必要があります。そうしないと、テスト結果は実際の動作条件下でのホットスポットの温度上昇を正確に反映できなくなります。温度上昇検証用の入力データとして、ご注文時に高調波電流スペクトルをご要望いただくことも可能です。

製造と試験

巻線には転置導体または複数の並列導体が使用され、バルブ側の大電流接続には銅製バスバーが使用されます。高調波磁場によって引き起こされる浮遊損失を最小限に抑えるために、変圧器の容量に応じたサイズのタンクの内壁に磁気シールドまたは電気シールドが取り付けられます。大容量ユニットにはパネル型ラジエーターまたは強制オイル循環冷却システムが装備されています。

標準的な日常試験に加えて、工場の受け入れ試験では、移相角測定、バルブ側巻線間の絶縁試験、部分放電測定、雷インパルス試験（35kV以上）に重点が置かれています。テストデータはシリアル番号ごとにアーカイブされ、巻線の製造、コアのスタッキング、アクティブ部品の乾燥などのプロセスまでの追跡可能性が保証されます。

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 24 パルス整流器変圧器の複雑な多巻線構造の絶縁処理と工場検証の要件を満たすことができます。

よくある質問

Q: 24 パルス システムと 12 パルス システムの高調波成分の違いは何ですか?

12 パルス整流器の一次高調波は 11 次と 13 次です。 24 パルス システムはこれらを効果的に除去し、23 次から始まる残留特性高調波を除去します。グリッド側電流の全高調波歪み (THD) は通常、8% ～ 10% (12 パルス) から 4% (24 パルス) 未満に低下します。具体的な値は負荷とインピーダンスによって異なります。

Q: 4 つの変圧器構成で 1 つの変圧器に障害が発生した場合はどうなりますか?

4 つの独立した変圧器を使用する構成では、1 つがオフラインになっても残りの 3 つは動作し続けます。ただし、グリッド側の不均衡が発生し、特定の低次高調波が再び発生します。このような状況では、総負荷を軽減し、メンテナンスを速やかに計画する必要があります。対照的に、単一の多巻線変圧器構成では個々のブリッジを分離することができないため、障害が発生した場合には広範囲に影響が及びます。

Q: 24 パルス システムは 12 パルス システムよりも位相シフト角度誤差に対して敏感ですか?

はい。 24 パルス システムでは、4 つのブリッジ セット間で同時に正確な位相関係が必要です。単一セットの偏差により、対応する高調波ペアが互いに完全に打ち消し合うことができなくなります。その結果、移相巻線の製造精度と工場でのテストに関して、より厳しい要件が求められます。

Q: 小容量プロジェクトに 24 パルス システムを使用する価値はありますか?

電力網が厳しい高調波要件を課しており、フィルタリングのコストが高い場合、24 パルス システムはフィルタと組み合わせた 12 パルス システムよりも経済的である可能性があります。ただし、容量が小さい場合、複数の変圧器に関連する固定費が全体に占める割合が大きくなるため、包括的な費用対効果の分析が必要になります。通常、定格 630 kVA を超えるシステムが評価の候補となりますが、最終的な選択は特定のグリッド条件とプロジェクトの予算によって異なります。

Q: 24 パルス整流トランスはパッシブ フィルターの代わりに使用できますか?

完全な代替品として機能することはできません。 24 パルス システムでは低次の高調波の大部分が除去されますが、23 次以上の高調波は残ります。さらに、負荷の不均衡や位相シフト誤差により、少量の低次高調波が発生する可能性があります。プロジェクトによっては、依然として限られた数のフィルタ ブランチが必要な場合がありますが、必要な容量とコストは 6 パルスまたは 12 パルス ソリューションよりも大幅に低くなります。