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整流变压器工作原理及参数

工作原理 

应用整流变较多的化学行业中，大功率整流装置也是二次电压低，电流很大，因此它们在很多方面与电炉变是类似的，即前所述的结构特征点，整流变压器也同样具备。整流变压器较大的特点是二次电流不是正弦交流了，由于后续整流元件的单向导通特征，各相线不再同时，流有负载电流而是软流导电，单方向的脉动电流经滤波装置变为直流电，整流变压器的二次电压，电流不仅与容量连接组有关，如常用的三相桥式整流线路，双反量带平衡电抗器的整流线路，对于同样的直流输出电压、电流所需的整流变压器的二次电压和电流却不相同，因此整流变压器的参数计算是以整流线路为前提的，一般参数计算都是从二次侧开始向一次侧推算的。 
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。移相的目的是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。 
移相方法 
移相方法就是二次侧采用量、角联结的两个绕组，可以使整流电炉的脉波数提高一倍。 
10kv干式整流变压器对于大功率整流设备，需要脉波数也较多，脉波数为18、24、36等应用的日益增多，这就必须在整流变压器一次侧设置移相绕组来进行移相。移相绕组与主绕组联结方式有三种，即曲折线、六边形和延边三角形。 
用于电化学行业的整流变压器的调压范围比电炉变压器要大的多，对于化工食盐电解，整流变压器调压范围通常是56%--105%，对于铝电解来说，调压范围通常是5%--105%。常用的调压方式如电炉变压器一样有变磁通调压，串联变压器调压和自耦调压器调压。另外，由于整流元件的特性，可以在整流电炉的阀侧直接控制硅整流元件导通的相位角度，可以平滑的调整整流电压的平均值，这种调压方式称为相控调压。实现相控调压，一是采用晶阀管，二是采用自饱和电抗器，自饱和电抗器基本上是由一个铁芯和两个绕组组成的，一个是工作绕组，它串联联结在整流变压器二次绕组与整流器之间，流过负载电流；另一个是直流控制绕组，是由另外的直流电源提供直流电流，其主要原理就是利用铁磁材料的非线性变化，使工作绕组电抗值有很大的变化。调节直流控制电流，即可调节相控角α，从而调节整流电压平均值。 
变压器 
生产的ZSS、ZS系列整流变压器用作整流装置的电源变压器，其作用是向整流器提供交流电源，整流器再将交流电变换为直流电，从而进行直流供电。主要应用于[1] 冶金、化工、机车牵引与传动等行业。产品节能、低损耗、低噪声、抗冲击和抗短路能力强。过载能力强、结构紧凑、体积小、供电可靠等优点。 
性能特点 
（1）电气性能稳定：产品结合负载特点和电网电压波动、大气过电压情况，根据整流变压器的负载状况，确定合理、可靠的绝缘水平和绝缘模型，充分保证产品的电气性能可靠和稳定。产品环境*系数≥1.67。 
（2）动稳定程度高：产品绕组有较高的机械强度，具有较强的抗突发能力，以满足较恶劣的负载环境。在设计、制造过程中较好地*了变压器漏磁引起的或非正常运输可能造成的动不稳定源。产品具有较高的动稳定性。高抗阻，比同容量的电力变压器的阻抗高30%，以抑制di/dt，有效保护整流元件。 
（3）热稳定性好：先进的产品设计，严格控制产品的发热部位及较热点温升，并留有充分的温升裕度，如需要可在线圈内加添轴向油道，根据线圈负载损耗值选择冷却方式并合理分配油流量，达到较佳冷却效果，主要温升指标均比国标至少低5℃。线圈、引线采用铜导线，电流密度选取较低。 
（4）过载能力强：产品具有较强的过负载能力和过电压能力，可在额定负载情况下长期*运行，可在110%过电压情况下满负载长期*运行（环境温度40℃）；变压器与电机相联的端子上能承受1.5倍额定电流，历时5S。产品设计、制造充分考虑负载特性，从温升、绝缘性能及附件选择等各方面满足过载要求。 
（5）性能指标优越：空载电流设计、制造值低于同容量S9系列变压器的国标规定值为依据，充分用户使用的经济性和可靠性。 
（6）节电效果明显，噪声低（<65dB）。 
（7）结构简化，外形美观；油箱采取防渗漏设计工艺，可杜绝油箱渗漏。 
结构特点 
（1）铁芯：采用30Q130高导磁硅钢片，同时采用选进的3～6级step-lap core stacking步进多级叠片方式，有较降低了空载损耗、空载电流和噪声。 
（2）绕组：电磁线采用了高导电率的无氧铜导线，绕组采用园筒式、双饼式和新型螺旋式等结构的整体套装新工艺，使产品结构更紧凑，主绝缘能等到有效保证，对首尾层进行加强，提高了绝缘性能。绕组外表面缠绕高强度的紧缩带，提高了绕组的机械强度，使产品的抗冲击能力和抗短路能力大提高。 
（3）器身：器身绝缘垫块均采用高强度的层压木和层压纸板支撑，使绕组的端部的支撑面积达到95%以上，进一步提高了产品抗短路能力，提高产品的运行可靠性。器身与箱盖的连接采用了呆板带缓冲结构，克服了器身“悬空”和“顶盖”现象。绝缘材料均采用高强度、高密度电缆纸包绕，其允许的压力应为45Mpa。 
（4）油箱：油箱采用散热油管（双排和三排油管采用插片方式），或采用阶梯片式散热器，在同样的箱壁面积下增加了散热能力；测算也可根据用户要求安装片式散热器或采用波纹油箱，及强油风冷或强油水冷散热器。油箱表面处理：变压器外壳油漆采用“三防漆”（防盐雾、防湿热、防霉菌），此漆与底漆附着力强，装饰性好，薄膜耐油性，耐腐蚀性、保光性、保色性较好，有良好的流平性和遮盖力。 
保护装置 
整流变压器微机保护装置是由高集成度、总线不出芯片单片机、高精度电流电压互感器、高绝缘强度出口中间继电器、高可靠开关电源模块等部件组成。是用于测量、控制、保护、通讯为一体化的一种经济型保护。 
整流变压器微机保护装置的优点 
1、可以满足库存配制有二十几种保护，满足用户对不同电气设备或线路保护要求。 
2、用于可根椐实际运行的需要配制相应保护，真正实现用户“量身定制”。 
3、自定义保护功能，可实现标准保护库中未提供的特殊保护，较大限度满足用户要求。 
4、各种保护功能相对独立，保护定值、实现、闭锁条件和保护投退可独立整定和配制。 
5、保护功能实现不依赖于通讯网络，满足电力系统保护的可靠性。 
整流变压器微机保护装置具备进线保护、出现保护，分段保护、配变保护、电动机保护、电容器保护、主变后备保护、发电机后备保护、PT监控保护等保护功能。

变压器回收耐压试验的结果分析判断：
1、油浸变压器（电抗器）试验电压值按试验规程执行；
2、干式变压器全部更换绕组时，按出厂试验电压值；部分更换绕组和定期试验时，按出厂试验电压值的0.85倍。
3、被试设备一般经过交流耐压试验，在规定的持续时间内不发生击穿，耐压前后绝缘电阻不降低30%，取耐压前后油样做色谱分析正常，则认为合格；反之，则认为不合格。
4、在试验过程中，若空气湿度、温度或表面脏污等的影响，仅引起表面滑闪放电或空气放电，应经过清洁和干燥等处理后重新试验；如由于瓷件表面铀层损伤或老化等引起放电（如加压后表面出现局部红火），则认为不合格。
5、电流表指示突然上升或下降，有可能是变压器被击穿。
6、在升压阶段或持续时间阶段，如发生清脆响亮的“当、当”放电声音，象用金属物撞击油箱的声音，这是由于油隙距离不够或是电场畸变引起绝缘结构击穿，此时伴有放电声，电流表指示发生突变。当重复进行试验时，放电电压下降不明显。如有较小的“当、当”放电声音，表计摆动不大，在重复试验时放电现象消失，往往是由于油中有气泡。
7、如变压器内部有炒豆般的放电声，而电流表指示稳定，这可能是由于悬浮的金属件对地放电。