多巻線整流器変圧器

整流器設備のバルブ側の電流が数万アンペアに達すると、従来の単巻線を製造して安全に終端することが困難になります。導体の断面積は実際の限界を超えて大きくなり、局所的なホットスポットの制御が難しくなります。これを管理する 1 つの方法は、バルブ側の巻線をいくつかの独立したブランチに分割することです。各分岐は独自の整流器ブリッジに電力を供給するため、分岐ごとの電流は設計制限内に留まります。 Yulan Transformer は、6 kV、10 kV、15 kV、22 kV、および 35 kV の一次電圧オプションを備えた、630 kVA から最大 80,000 kVA までの多巻線整流変圧器を製造しています。

分割構造の機能

バルブ側の巻線が分割されると、各分岐の電流は小さくなります。導体とバスバーのサイズと配線が容易になります。ブランチはコアを介して結合されたままとなり、ブランチ間に分割インピーダンスが発生します。このインピーダンスにより、1 つのブランチの障害が他のブランチに与える影響の程度が制限されます。また、並列整流器ブリッジ間の循環電流を抑制するのにも役立ちます。

電解業務では分割巻線を同相逆並列接続で使用することが多いです。 2 つの分岐は同じ電圧位相を共有しますが、それらのリード線は反対方向に配置されます。結果として生じる磁場は部分的に相殺され、これにより巻線ダクト内の漏れ磁束が減少し、構造用鋼の漂遊損失が削減されます。

典型的な分割配置

ダブルスプリット

2 つの独立したバルブ側分岐が 2 つの整流器ブリッジに電力を供給します。これは、中容量の電解または電気メッキ電源で最も一般的な配置です。

トリプルおよびクワドルスプリット

総 DC 電流が非常に大きい場合、またはプロセスで複数の独立して制御可能な DC 出力が必要な場合は、3 つまたは 4 つの分岐が使用されます。各ブランチは、他のブランチに影響を与えることなくサービスを停止できます。

軸方向と半径方向の分割

軸方向の分割では、コア リムの高さに沿って巻線セクションが配置されます。放射状の分割により、コア ウィンドウを介して巻線が層状に配置されます。 2 つの方法はインピーダンスと漏れ磁束に異なる影響を与えるため、選択は整流器パラメータと必要な短絡動作によって異なります。

定格と接続データ

エンジニアリングの詳細

スプリットインピーダンスは、これらのトランスの最も重要なパラメータの 1 つです。これは、ブリッジ間の電流共有とバルブ側の故障時のピーク電流に影響します。スプリット インピーダンスが低いということは、1 つのブランチに障害が発生すると、他のブランチに大きな障害が発生することを意味します。値を高くすると損失が増加し、DC 出力レギュレーションが悪化します。インピーダンス目標は通常、整流器の設計者によって提供され、変圧器メーカーは巻線位置と冷却ダクトの寸法を調整することによって目標を達成します。

分割後もバルブ側のリードは課題のままです。平行な銅バーが一般的で、電流分布を均一に保つために慎重な間隔と配置が必要です。設計によっては、タンク壁に大きな端子台を使用して接触抵抗を低減し、現場接続を容易にするものもあります。

大電流巻線からの強い漏れ磁場も、タンクやクランプ構造内で渦電流加熱を引き起こします。大型ユニットの場合、通常、磁気シールドがタンクの内壁に追加されます。クランププレートには、浮遊損失をカットするためにスロットが付いているか、非磁性材料で作られている場合があります。

冷却の選択は、正弦波電流のみに基づいて行うべきではありません。整流器からの高調波電流は余分な損失を追加するため、冷却器の定格にはこのマージンを含める必要があります。非常に大型の電解変圧器では強制油水冷却が一般的ですが、中程度の定格では強制空冷で十分であることがよくあります。

製作と検証

巻線には転置導体または複数の並列導体が使用されます。分割された枝の間に断熱バリアが配置されます。組み立て後、コアとコイルユニットは灯油気相真空乾燥プロセスを経て、水分とガスが除去されます。

定期テストには、巻線抵抗、電圧比、絶縁抵抗、電源周波数耐性、誘導過電圧、無負荷損失、負荷損失、短絡インピーダンスが含まれます。また、分岐間の分岐インピーダンスを測定し、分岐間の絶縁を確認します。雷インパルス試験と部分放電試験は、一次電圧 35 kV 以上で実施されます。購入者が予想される負荷プロファイルを提供する場合、指定された高調波スペクトルを使用した温度上昇テストを手配できます。

テスト結果はシリアル番号ごとに保存され、巻き取り、コアの積み重ね、乾燥の記録まで遡ることができます。同社は ISO 9001:2015、ISO 14001、および ISO 45001 認証を取得しています。

ご注文前の質問

多巻線と多パルスの関係は何ですか?

それらは別の概念です。マルチ巻線とは、バルブ側の巻線が複数のブランチに分割され、異なるブリッジに電力を供給できることを意味します。マルチパルスとは、一次側高調波をキャンセルするためにブリッジが位相シフトされていることを意味します。ダブルスプリットトランスは、30°位相がずれた 2 つのブリッジに電力を供給して、12 パルスシステムを作成できます。

分割インピーダンスは誰が決定するのでしょうか?

整流器メーカーまたは電気システム設計者が目標値を提供します。次に、変圧器メーカーは、それを満たすように巻線レイアウトを設計し、テスト中に結果を確認します。

同相逆並列接続のメリットは何ですか?

これにより、変圧器内の正味の漏れ磁場が減少します。 2 つの分岐電流は反対方向に流れるため、それらの磁場は部分的に相殺されます。これにより、構造的な発熱が軽減され、巻線にかかる電磁力が軽減されます。

他のブランチがシャットダウンされているときに、個々のブランチを実行できますか?

はい。各バルブ側分岐は独立しているため、対応する整流器ブリッジを個別に切り替えることができます。一次巻線とコアは通電されたままですが、アクティブな分岐は設計電流制限内にとどまる必要があります。

強制油水冷却システムはどのように維持されていますか?

漏れがあれば油から水へ流れ、その逆は起こらないように、油圧は常に水圧を超える必要があります。水道配管のスケールや漏れを定期的に検査する必要があります。冷却システムは、変圧器に通電する前に起動し、変圧器が停止した後も動作を継続する必要があります。

これらの変圧器が使用される場所

一般的な設備には、大型のアルミニウム、銅、亜鉛の電解ホール、塩素アルカリ膜電解プラント、黒鉛化炉、DC アーク炉、自動電気めっきラインなどがあります。これらのプロセスは非常に高いレベルで安定した DC 電流を必要とし、多巻線構造により均一な電流共有と管理可能なリード サイズの維持に役立ちます。

生産能力

Yulan Transformer は 1999 年以来、炉用変圧器と整流器用変圧器を製造しています。工場は、80 トンの吊り上げ能力、400 kW の灯油気相真空乾燥システム、1,200 kV インパルス試験システム、および 400 kV 部分放電のない電力周波数試験用変圧器を備え、110 kV クラスの条件で稼働しています。これらの設備は、大型多巻線整流変圧器の絶縁処理と工場テストをサポートします。

分割インピーダンスの計算、プロジェクト固有の巻線配置、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。