Преобразовательные трансформаторы для трехфазной мостовой схемы

Трансформаторное оборудование для преобразовательных установок — Схемы и группы соединения обмоток трансформатора

Силовые преобразовательные трансформаторы (ПТ) выполняются с различными схемами соединения обмоток, количество которых значительно больше, чем в силовых трансформаторах общего назначения.

Рис. 1.14. Двенадцатифазное преобразование по схеме с двумя ПТ: а — схема две обратные звезды с уравнительным реактором; б— мостовая схема

Применение той или иной схемы соединения обмоток преобразовательного трансформатора обусловливается схемой и фазностью выпрямления, мощностью и классом напряжения, а также специфическими требованиями к ограничению аварийных токов, регулированию напряжения и коэффициенту мощности преобразователя.
Самые простые по исполнению схемы соединения обмоток трансформатора получаются тогда, когда его ВО представляет собой одну часть. Схемы и группы соединения обмоток однофазных и трехфазных трансформаторов с такими ВО приведены в табл. 1.2. Схемы 1 и 2 предназначены для преобразователей по однофазной двухтактной схеме со средней точкой и однофазной мостовой схеме соответственно. Для трехфазной нулевой схемы, применяемой в преобразователях мощностью до 250 кВт, используются трансформаторы со схемами соединения 3—5, для трехфазной мостовой — трансформаторы со схемами соединения обмоток 6—9. Соединение ВО в звезду или треугольник зависит от ее мощности и класса напряжения.

Рис. 1.15. Двадцатичетырехфазное преобразование по мостовой схеме: а— с четырьмя трансформаторами; б- с двумя трансформаторами

Для преобразователей с относительно большим выпрямленным током и малым выпрямленным напряжением ВО чаще соединяется в треугольник, обеспечивающий лучшую технологичность обмотки. Сетевую обмотку трехфазных трансформаторов соединяют, как правило, в звезду. Допускается выполнение СО с соединением в треугольник для трансформаторов с междуфазным напряжением 0,38 кВ, а также 6 и 10 кВ при мощности СО 800 кВ·А и выше, 35 кВ при 4000 кВ А и выше, 110 кВ при 6300 кВ А и выше, 220 кВ при 16000 кВ А и выше. Иногда преобразовательные трансформаторы изготавливаются с переключением обмоток с одной схемы на другую. Так, например, в трансформаторах для электролизных производств для изменения напряжения в больших пределах предусматривается переключение СО с треугольника на звезду.

Таблица 1.2

При выпрямленных напряжениях 450 В и менее и шестифазном режиме преобразования часто используют нулевую схему две обратные звезды с уравнительным реактором и кольцевую схему. Схемы и группы соединения трансформаторов для этих преобразователей представлены в табл. 1.3. В табл. 1.2 и 1.3 индекс «п» обозначает выведенную нулевую точку, а индекс «нр» выведенную нулевую точку трансформатора со встроенным уравнительным реактором. Для схем 10—13 табл. 1.2 и схем 5 и 6 табл. 1.3 группы соединения обмоток трансформатора определяются при соединении обмотки с разобщенным нулем в звезду. Эти схемы используются в преобразовательных установках со специфическими требованиями. Для преобразователей мощностью свыше 4000 кВ·А часто применяют сложные схемы преобразования, обеспечивающие двенадцати- и двадцатичетырехфазный режимы выпрямления. Эти схемы осуществляют с помощью нескольких трансформаторов с разными простыми схемами соединения обмоток либо с помощью одного трансформатора с ВО, расщепленной на несколько частей, каждая из которых питает одну преобразовательную секцию. В табл. 1.4 приведены схемы соединения обмоток трансформаторов с расщепленной ВО для двенадцати- и двадцатичетырехфазных преобразователей, в которых каждая преобразовательная секция, питаемая от одной части ВО, соединена по трехфазной мостовой схеме. Для этого используются сочетания следующих схем соединения обмоток: звезда, треугольник и треугольники с продолженными сторонами. Схемы 1 и 2 обеспечивают двенадцатифазный режим, а схемы 3—6—двадцатичетырехфазный режим преобразования. Трансформаторы для преобразователей с повышенной фазностью выпрямления являются более сложными и дорогими, и поэтому выбор фазности преобразования и соответственно схемы соединения обмоток трансформатора определяется комплексными технико-экономическими показателями.

Трансформаторное оборудование для преобразовательных установок — Мостовые схемы, кольцевая схема

В преобразователе по мостовой схеме ввод каждой фазы ВО трансформатора подсоединяется к узлу последовательного соединения анодной. и катодной групп вентилей, нагрузка включается между двумя узлами, один из которых является соединением анодов, другой — катодов. Выпрямленное напряжение в трехфазной установке формируется из междуфазного напряжения ВО трансформатора. В отличие от нулевых схем в мостовых схемах преобразования потоки вынужденного намагничивания отсутствуют, так как МДС обмоток СО и ВО всегда скомпенсированы.
Однофазная мостовая схема (рис. 1.9). Однофазный преобразователь по мостовой схеме состоит из однофазного трансформатора и четырех вентилей. В этой схеме по обеим обмоткам трансформатора протекает переменный ток, что исключает возможность появления однонаправленного потока. Для уменьшения потоков рассеяния в преобразователях с трансформаторами стержневого типа обе обмотки располагаются симметрично по обоим стержням магнитной системы либо используется трансформатор броневого типа. Выпрямленное напряжение имеет двухфазную пульсацию (m= 2).

Трехфазная мостовая схема (рис. 1.10). Преобразователь по трехфазной мостовой схеме (схема Ларионова) состоит из трехфазного трансформатора и шести плеч вентилей. В этой схеме СО и ВО трансформатора соединяют в звезду или треугольник. Магнитная система трансформатора уравновешена, так как магнитодвижущие силы обмоток скомпенсированы. Выпрямленное напряжение имеет шестикратную пульсацию, и фазность преобразования равна шести (т = 6). Преобразователь имеет ряд преимуществ: мощности СО и ВО равны, благодаря чему обеспечивается хорошее использование трансформатора; при пробое вентиля обратного тока нет; обратное напряжение мало, так как оно распределяется между двумя последовательно включенными вентилями; в магнитопроводе трансформатора нет потоков вынужденного намагничивания. Преобразователь по мостовой схеме применяется весьма широко.

Кольцевая схема

Преобразователь по кольцевой схеме (рис. 1.11) состоит из трехфазного трехобмоточного трансформатора и шести групп вентилей, замкнутых в кольцо. СО трансформатора соединяют в звезду или треугольник, две части ВО — в две обратные звезды. Ток протекает через вентиль в течение одной шестой части периода (π/3). Схема обеспечивает шестифазное преобразование (m= 6), она занимает промежуточное положение между нулевой и мостовой схемами преобразования. В ней отсутствует реактор, увеличивающий расход активных материалов в нулевой схеме, а падение напряжения в вентилях меньше по сравнению с падением напряжения в мостовой схеме, так как в контуре протекания тока включены параллельно два вентиля. Недостатком схемы является такая же повышенная типовая мощность трансформатора, что и в схеме звезда — две обратные звезды с уравнительным реактором. Схема применяется при сравнительно небольших значениях выпрямленного напряжения, например в сварочных установках или установках гальванотехники.

Рис. 1.10. Трехфазное преобразование по мостовой схеме: а — схема; б— напряжение ВО; в — выпрямленное напряжение XX .
Рис. 1.11. Преобразование по кольцевой схеме:
а — схема; б — напряжение вентильной обмотки и напряжение холостого хода; в — векторная диаграмма

Преобразовательные трансформаторы для выпрямительных и инверторных установок

Использование силовой электроники различного назначения постоянно увеличивается. В этой связи есть потребность в специальных трансформаторах, работающих с выпрямительными и инверторными установками. Преобразовательные трансформаторы осуществляют передачу энергии между сетью переменного тока и цепями постоянного тока.

Область применения таких трансформаторов — это мощные привода промышленных предприятий (например, прокатные станы), привода мощных двигателей, частотно-регулируемые привода, устройства плавного пуска, системы возбуждения, установки электролиза и др. Также преобразовательные трансформаторы востребованы в схемах выдачи мощности возобновляемых источников энергии, таких как ветрогенераторы и солнечные батареи.

Помимо задачи передачи энергии между различными электрическими системами (переменного и выпрямленного тока) преобразовательные трансформаторы должны решать следующие задачи:

• Обеспечивать гальваническую развязку между цепями переменного и постоянного (выпрямленного тока);
• Увеличивать реактивное сопротивление сети переменного тока как источника мощности. Это необходимо для уменьшения токов КЗ на стороне постоянного тока и для сглаживания токовых фронтов на полупроводниковых ключах.
• Обеспечивать регулировку напряжения посредством отпаек.

Трансформатор для выпрямительной установки это трансформатор, к вторичной обмотке которого подключены полупроводниковые ключи обладающие односторонней проводимостью (вентили — тиристоры, IGBT-транзисторы и др.), выполняющие преобразование переменного тока в постоянный (выпрямленный).

В зависимости от схемы работы выпрямителя, схемы сглаживающего фильтра и особенностей нагрузки постоянного тока условия работы такого трансформатора могут существенно изменяться. Простые схемы выпрямления являются трехфазными (трехфазная с нейтральной точкой, трехфазная мостовая), более сложные и современные схемы являются многофазными (6-ти и 12-ти фазными), что требует специальной конструкции трансформатора. При использовании шестифазной схемы с уравнительным реактором трансформатор и реактор могут быть выполнены в виде единого аппарата на общем основании — трансформатора с уравнительным реактором.

Инверторные установки имеют схожие схемы соединения, как и выпрямительные, но с обратным включением: полупроводниковые ключи осуществляют обратное преобразование (постоянного тока в переменный). Формируемый на выходе инверторной схемы ток является несинусоидальным. Степень несинусоидальности может быть различной: от почти прямоугольных импульсов переменной скважности (в случае фазового управления тиристорами) до ступенчатой кривой (в случае многоуровнего преобразования). Хотя схемы инверторных установок предусматривают сглаживающие фильтры, тем не менее условия работы трансформаторов в инверторных схемах схожи с выпрямительными.

Особенность конструкции

Одна из обмоток трансформатора может выполняться многофазной или расщеплённой, для использования в сложных схемах выпрямителей. Как указывалось выше, возможно изготовление на общем основании преобразовательного трансформатора с уравнительной обмоткой.

К преобразовательным трансформаторам предъявляются повышенные требования в части уровня электрической изоляции (в связи с наличием на одной из обмоток постоянного напряжения), а также в части перегрузочной способности. Последнее обусловлено тем, что нагрев обмоток на стороне выпрямленного напряжения оказывается выше, чем на обмотке синусоидального тока промышленной частоты той же мощности. Также, обмотки на стороне полупроводниковых вентилей должны иметь повышенную механическую прочность. К характерным особенностям цепей выпрямленного тока относятся: пульсации тока, неравномерная нагрузка по фазам, несинусоидальные токи, содержащие ряд высших гармоник, смещение нуля (что вызывает вынужденное насыщение сердечника).

В силу особенностей конструкции воздушно-барьерный монолит хорошо адаптирован к ряду указанных воздействий. В частности, трансформаторы изготовленные по этой технологии имеют повышенную механическую прочность обмоток, хорошие нагрузочные характеристики (способность к перегрузке). Адаптация к остальным факторам включает усиление изоляции между обмотками, и усиление изоляции магнитопровода, увеличение сечения магнитопровода и ярма.

Преобразовательные трансформаторы являются специальными электрическими машинами, поэтому их изготовление требует подробного согласования спецификаций.

Трехфазные трансформаторы преобразовательные

Трансформаторы предназначены для питания тиристорных преобразователей.
В стандартном исполнении трансформаторы приспособлены к монтажу в вертикальной позиции с помощью крепежных уголков. Токовые клеммы могут быть размещены с одной, или по обеим сторонам тарнсформатора. По желанию трансформаторы могут быть собраны в корпусах со степенями защиты IP 23, IP 44 или IP 54.

Продукт для:

• Железнодорожная отрасль
• Морская отрасль
• Тяжелая промышленность
• Силовая электроника

Подробная информация:

• Технические данные
• Эскиз и таблица размеров

B(130 o C) — стандартно до 5 [кВА], F(155 o C) — стандартно выше 5 [кВА]

C1/E0 — материковое исполнение, C2/E1 — морское исполнение

Технический эскиз

Примерное исполнение	Примерное исполнение

Таблица размеров

Технические параметры примерных трехфазных трансформаторов для преобразователей типа ET3oB и ET3SB

Тип трансформатора	Мощность [кВА]	Примерные данные	L [мм]	B [мм]	H [мм]	d [мм]	e [мм]	f [мм]	Масса [кг]
ET3oB, ET3SB	0,03	3x100V/3X100V Yd11	190	110	165	170	78	8 x 12	10
ET3oB, ET3SB	1,5	3x400V/3x230V Dy5	240	140	222	190	115	11 x 15	21
ET3oB, ET3SB	42,3	3x380V/3×61,5V/3×61,5V Dd0y11	540	450	525	490	280	11 x 15	312
ET3oB, ET3SB	150	3x380V±5%V/3x28V Diil	870	570	900	660	820	13 x 18	913
ET3oB, ET3SB	375	3x380V±5%V/3×69,5V Diii	1050	735	955	850	451	17 x 25	1942

Примечания:

Производитель оставляет за собой право внесения изменений, связанных с непрерывным процессом усовершенствования изделий.

По предварительному согласованию возможно исполнение изделия в измененной версии.

Качество подтвержденное сертификатами

ELHAND PQ это бесплатная программа, которая позволяет найти оптимальное решение в случае разных конфигураций и параметров Вашей цепи без необходимости дорогостоящих измерений, исследований и анализа. Подробнее>>

Безопасность, качество, сервис. Трансформаторы, дроссели, фильтры и блоки питания для вашей отрасли.

Информации

• О фирме
• Kariera
• Media Center
• Условия продажи и доставки
• Условия покупки
• Политика конфиденциальности
• Политика качества

Контакт

ELHAND
TRANSFORMATORY Sp. z o.o.
ul. Klonowa 60
42-700 Lubliniec, POLAND

Copy@ ELHAND TRANSFORMATORY — 2021 | All Rights Reserved

• Designed byPracownia Kresek
• Development byENIGMATIS POLSKA

Важно: на веб-сайте используются файлы cookie.

Мы используем информацию, сохраненную с помощью файлов cookie и аналогичных технологий, в том числе в рекламных целях и статистические и адаптировать веб-сайт к индивидуальным потребностям пользователей. использование веб-сайт без изменения настроек файлов cookie означает, что они будут храниться на вашем устройстве окончательный. Вы можете изменить настройки файлов cookie в любое время. Дополнительная информация можно найти в нашей «Политике в отношении файлов cookie».