阻抗计算的要求 - 18脉波h级绝缘干式整流变压器设计

　　变压器二次电抗数值愈小，负载分配相差就愈大。理论计算表明：增大整流变压器二次电抗，可以部分减小负载电流分配不均的问题。由于整流变压器二次侧电抗可调整的只有变压器内部引线电抗和二次侧母线电抗，可调节范围很有限。而且，整流机组的负载率是随生产工艺和备用机组的投切经常变化的。所以，这样的设想具有很大的局限性，实际上是做不到的。将整流变压器绕组按分裂式变压器结构(如轴向分裂)设计，增大绕组间阻抗，也有利于改善负载电流分配不均问题。但针对晶闸管整流器而言，可能存在着其它不利于晶闸管安全运行的因素。

　　采用晶闸管整流器虽然可以对两套二次侧绕组的电流作适当的调整，使之达到均衡，但存在着其它不利于晶闸管整流器安全运行的因素。

　　采用饱和电抗器进行细调，能较好地解决二者负载电流分配不均问题。但也是有代价的，饱和电抗器占用的地方、增加的制造成本、本身的电耗和对功率因数的影响等都是不能忽略的。

　　在18脉波整流电路中，整流主电路是由三组6脉波晶闸管整流桥组成的。由三组完全独立的二次侧绕组供电。

　　整流装置在运行过程中会导致电网各点电压波形产生畸变，干扰电网上其它电气设备的正常运行。同理，电网的扰动超过一定极限时，也会导致整流装置规定性能的下降，使其运行中断、甚至损坏。这就是整流器与所在电网的兼容性问题。按国标gb10236-88的规定，兼容的含义是：第一，整流器对电网的干扰在电网的容许范围之内;第二，整流器接入电网后，整流变压器一次侧的电压波动、频率、波形等参数的扰动(包括其本身接入后引起的扰动)应低于所选整流器的抗电网干扰极限值。

　　按照国标gb10236-88的规定，b级抗扰等级的整流器允许的换相缺口极限值是120°。如果换相缺口过大，则会造成触发失败、误触发或变频器工作不稳定。若变压器在换相期间，参与换相的两相交流端子被瞬间短路，使变压器二次侧线电压突降到接近于零，从而导致电压波形出现缺口。

　　3.7 器身结构

　　变频器是通过整流变压器的多个移相组将各二次绕组形成相位差，各移相组分别为相应的功率单元供电，实现输入多重化，在这些单元内完成整流、逆变，然后再进行叠加。有了多个移相，就可以消除各单元产生的谐波对电网的污染，这就是完美无谐波变频器的基本工作原理。变压器的一组移相单元为变频器的一相供电，三相需要三组移相单元组成，因此采用二次侧有三组移相单元组成的绕组。

　　18脉波干式整流变压器二次侧出头多，为方便均匀放置于外线柱。因此一次绕组置于内线柱，一次侧绕组抽头出线较困难，一般无分接。由于三相变压器具有三组绕组，三组绕组的组间工作电压即为变频器的相间电压，而且它们之间的绝缘距离属于爬电距离，因此绝缘距离应达到国标要求，按端部对地要求做试验(一组通电耐压，其它两组接地)。各二次绕组接入变频器为串联，因此，移相角应按顺序逐步变化并与变频器侧一致，以减小单元(段间)电压梯度。绕组的同名端起绕，如内三角形导线为单根线，延边可采用双根导线，单根与双根变换处焊抽头。

　　3.8 温升计算

　　温升从一个侧面反应出整台变压器设计的合理性，验证绝缘散热效果的优劣。根据最高温升要求、不同的散热要求，采取不同的设计方案，而在实际温升试验中，多采用电阻法来测试绕组温升，因为相比较之下，热电偶法测量的是变压器线圈外层的温升，电阻法测得的是变压器线圈的平均温升。电阻法测绕组温升公式：

　　△t=(k+t1) (r2-r1)/r1-(t2-t1)

　　式中：

　　△t—绕组温升;

　　r1—实验开始的电阻;

　　r2—实验结束时的电阻;

　　k—对铜绕组，等于234.5;对于铝绕组：225;

　　t1—实验开始时的室温;

　　t2—实验结束时的室温。

　　4 h级绝缘干式整流变压器运行中的问题

　　由于整流变绕组电流是非正弦的，含有很多高次谐波，为了减小对电网的谐波污染，为了提高功率因数，必须提高整流设备的脉波数，这可以通过移相的方法来解决，移相的目的就是为使整流变压器二次绕组的同名端线电压之间有一个相位移。

　　干式变压器以其优异的性能，强大的过载能力，只要保证设计没有问题，在一般工业现场状况下都能顺利的运行;而部分出现问题案例，究其原因，均为绝缘系统损坏导致的短路故障;所以干式整流变压器的设计主要在于绝缘系统的设计，足够的绝缘裕量，尽可能避免铜线的毛刺和绕线所致绝缘纸破损以及总装焊接所致的绕组烫伤，裂纹等制做工艺因素，从而避免出现运行故障。

　　5 结束语

　　h 级敞开型变压器的一次绕组采用层式结构，以 nomex纸板做层间绝缘阻隔。低压绕组采用箔式或饼式线圈，这种结构的高低压线圈都与空气有直接的大面积接触，因而它们的散热状况很好，并且绕组的抗短路能力特别强，有较强的超铭牌运行能力。在多接缝的铁心上刷上一层粘接剂，在结构上采取悬浮隔噪措施，大大降低了噪声。制造工艺过程不采用环氧树脂真空浇注或缠绕，而可以采用类似于油浸式变压器传统制造工艺，制造设备、模具投入少，产品易于改型，制造厂的风险小，这样可以提高成品合格率，并降低制造成本。