หม้อแปลงไฟฟ้ากระแสสลับ 24 พัลส์

ในโครงการอุตสาหกรรมที่มีข้อจำกัดด้านฮาร์โมนิคที่เข้มงวด ในขณะที่การแก้ไขด้วยพัลส์ 12 พัลส์จะกำจัดฮาร์โมนิคที่ 5 และ 7 แต่ฮาร์โมนิคที่ 11 และ 13 ยังคงอยู่ เมื่อความสามารถในการลัดวงจรของกริดต่ำหรือข้อกำหนดด้านคุณภาพไฟฟ้าเข้มงวด รูปแบบ 24 พัลส์สามารถลดปริมาณฮาร์มอนิกฝั่งกริดได้อีก Yulan Transformer ผลิตหม้อแปลงเรียงกระแส 24 พัลส์ที่มีความจุตั้งแต่ 630 kVA ถึง 80,000 kVA; แรงดันไฟฟ้าฝั่งกริดสามารถรองรับ 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV และ 35 kV ในขณะที่พารามิเตอร์ฝั่งวาล์วได้รับการออกแบบเป็นพิเศษเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดวงจรเรียงกระแสเฉพาะ

ลอจิกการยกเลิกฮาร์มอนิก

โดยทั่วไประบบเรียงกระแส 24 พัลส์จะประกอบด้วยบริดจ์เรียงกระแส 6 พัลส์สี่ตัว หม้อแปลงเปลี่ยนเฟสใช้เพื่อสร้างความแตกต่างเฟสต่อเนื่อง 15 °ระหว่างด้านไฟฟ้ากระแสสลับของสะพานทั้งสี่ ด้วยเหตุนี้ ฮาร์โมนิคลำดับต่ำส่วนใหญ่ในฝั่งกริด ยกเว้นวันที่ 23 และ 25 จะยกเลิกซึ่งกันและกัน เมื่อเปรียบเทียบกับระบบ 12 พัลส์ ฮาร์โมนิคที่ 11 และ 13 จะถูกกำจัดออกไปอย่างมีประสิทธิภาพ ฮาร์โมนิคลักษณะเฉพาะที่เหลือเริ่มต้นที่ลำดับที่ 23 โดยมีแอมพลิจูดลดลงอย่างมาก จึงช่วยลดความต้องการอุปกรณ์กรอง

การผสมผสานการเปลี่ยนเฟสทั่วไปที่ใช้ในงานวิศวกรรม ได้แก่ +7.5 ° , -7.5 ° , +22.5 ° , และ -22.5 ° หรือ 0 ° , 15 ° , 30 ° และ 45 ° โดยมีการกำหนดค่าเฉพาะที่กำหนดโดยการออกแบบระบบ

วิธีการนำไปปฏิบัติ

หม้อแปลงอิสระสี่ตัว

หม้อแปลงเรียงกระแส 6 พัลส์สี่ตัวได้รับการออกแบบให้มีมุมเปลี่ยนเฟสเฉพาะ โดยแต่ละตัวจ่ายไฟให้กับบริดจ์ตัวเรียงกระแสตัวเดียว โครงการนี้ให้ความยืดหยุ่นในการบำรุงรักษา ช่วยให้หน่วยที่เหลือสามารถทำงานได้ที่ความจุลดลงหากเกิดความล้มเหลว แต่ต้องใช้พื้นที่ขนาดใหญ่ขึ้นและหน่วยสวิตช์เกียร์ฝั่งหลักมีจำนวนมากขึ้น

หม้อแปลงไฟฟ้าแบบขดลวดคู่ 2 ตัว

หม้อแปลงแต่ละตัวมีขดลวดด้านข้างวาล์วสองชุดเพื่อให้ได้มุมการเปลี่ยนเฟสที่แตกต่างกันสองชุด ตัวอย่างเช่น หม้อแปลงหนึ่งเอาต์พุต +7.5 ° และ -7.5 ° ในขณะที่เอาต์พุตอื่น +22.5 ° และ -22.5 ° เมื่อเปรียบเทียบกับโครงร่างหม้อแปลงสี่ตัว วิธีการนี้จะช่วยลดจำนวนยูนิตลงครึ่งหนึ่งและส่งผลให้มีโครงร่างที่กะทัดรัดยิ่งขึ้น หม้อแปลงหลายขดลวดเดี่ยว

การกำหนดค่านี้ประกอบด้วยชุดขดลวดด้านข้างวาล์วสี่ชุดภายในหม้อแปลงตัวเดียว ทำให้ได้มุมการเปลี่ยนเฟสสี่มุมผ่านการเชื่อมต่อแบบซิกแซกหรือเดลต้าแบบขยาย แม้ว่าโซลูชันนี้จะช่วยลดปริมาณการใช้อุปกรณ์ให้เหลือน้อยที่สุด แต่ความล้มเหลวในยูนิตเดียวจะส่งผลต่อโหลดทั้งหมด และความซับซ้อนในการผลิตก็สูงขึ้น โดยทั่วไปจะใช้สำหรับการใช้งานที่มีความจุขนาดเล็กถึงขนาดกลางหรือในพื้นที่จำกัด

ผู้ใช้อาจเลือกการกำหนดค่าตามเงื่อนไขของไซต์งาน กลยุทธ์การบำรุงรักษา และข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือ ทั้งสามวิธีให้ประสิทธิภาพการปราบปรามฮาร์มอนิกที่เท่ากัน โดยมีความแตกต่างหลักอยู่ที่รูปแบบทางกายภาพ การทำงาน และการบำรุงรักษา

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค

การหมุนเฟสและความแม่นยำ

ประสิทธิภาพการยกเลิกฮาร์มอนิกของระบบ 24 พัลส์ขึ้นอยู่กับความแม่นยำของความแตกต่างของเฟสระหว่างบริดจ์ การคำนวณที่แม่นยำของอัตราส่วนการหมุนของขดลวดแบบเปลี่ยนเฟสถือเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากการเบี่ยงเบนของขดลวดและข้อผิดพลาดในการประกอบในระหว่างการผลิตอาจส่งผลต่อมุมการเปลี่ยนเฟสขั้นสุดท้าย Yulan Transformer บันทึกจำนวนรอบของขดลวดแบบเปลี่ยนเฟสในแต่ละหน่วย และตรวจสอบมุมเฟสระหว่างขดลวดในระหว่างการทดสอบการยอมรับของโรงงาน โดยคงความเบี่ยงเบนไว้ภายใน ± 0.5 °

เมื่อใช้หม้อแปลงหลายตัวรวมกัน ต้องควบคุมค่าเบี่ยงเบนของความต้านทานไฟฟ้าลัดวงจรระหว่างยูนิตด้วย อิมพีแดนซ์ที่ไม่ตรงกันทำให้เกิดการกระจายกระแสโหลดที่ไม่สม่ำเสมอ อาจทำให้บริดจ์ตัวเรียงกระแสจำเพาะมีโหลดมากเกินไป และลดความสามารถในการตัดฮาร์มอนิกลง ช่วงเบี่ยงเบนความต้านทานที่อนุญาตจะต้องกำหนดไว้อย่างชัดเจนในระหว่างขั้นตอนการออกแบบทางเทคนิค

การสูญเสียและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

รูปแบบ 24 พัลส์จะกำจัดลำดับฮาร์มอนิกจำนวนมากขึ้น ซึ่งช่วยลดการสูญเสียการพันเพิ่มเติมอีกเมื่อเทียบกับรูปแบบ 12 พัลส์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากฮาร์โมนิคของลำดับที่ 23 ขึ้นไปยังคงก่อให้เกิดผลกระทบต่อผิวหนังและความใกล้ชิด การออกแบบตัวนำจึงต้องรวมระยะขอบที่เพียงพอ ความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กแกนจะคงอยู่ต่ำกว่าระดับทั่วไปของหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายทั่วไป เพื่อรองรับส่วนประกอบ DC ที่อาจเกิดขึ้นระหว่างวงจรเรียงกระแสชั่วคราว

การทดสอบการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจะต้องดำเนินการโดยใช้รูปคลื่นของกระแสไฟฟ้าที่มีฮาร์โมนิคที่มีลักษณะเฉพาะ มิฉะนั้นผลการทดสอบจะไม่สะท้อนถึงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของจุดร้อนอย่างแม่นยำภายใต้สภาวะการทำงานจริง ลูกค้าอาจขอคลื่นความถี่กระแสฮาร์มอนิกเมื่อสั่งซื้อเพื่อใช้เป็นข้อมูลอินพุตสำหรับการตรวจสอบอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

การผลิตและการทดสอบ

ขดลวดใช้ตัวนำแบบขนย้ายหรือตัวนำแบบขนานหลายตัว ในขณะที่บัสบาร์ทองแดงใช้สำหรับการเชื่อมต่อกระแสสูงที่ด้านวาล์ว มีการติดตั้งแผ่นป้องกันแม่เหล็กหรือไฟฟ้าไว้ที่ผนังด้านในของถัง - ขนาดตามความจุของหม้อแปลง - เพื่อลดการสูญเสียที่เกิดจากสนามแม่เหล็กฮาร์มอนิกให้เหลือน้อยที่สุด หน่วยความจุสูงติดตั้งหม้อน้ำแบบแผงหรือระบบระบายความร้อนหมุนเวียนน้ำมันแบบบังคับ

นอกเหนือจากการทดสอบมาตรฐานตามปกติแล้ว การทดสอบการยอมรับของโรงงานยังมุ่งเน้นไปที่การวัดมุมการเปลี่ยนเฟส การทดสอบฉนวนระหว่างขดลวดที่ด้านข้างวาล์ว การวัดการปล่อยประจุบางส่วน และการทดสอบแรงกระตุ้นฟ้าผ่า (สำหรับ 35kV ขึ้นไป) ข้อมูลการทดสอบจะถูกจัดเก็บถาวรตามหมายเลขซีเรียล เพื่อให้มั่นใจว่าสามารถตรวจสอบย้อนกลับไปยังกระบวนการต่างๆ เช่น การขึ้นรูปด้วยขดลวด การซ้อนแกน และการอบแห้งชิ้นส่วนที่ใช้งานอยู่

ความสามารถทางวิศวกรรม

Yulan Transformer ผลิตหม้อแปลงเตาไฟฟ้าและหม้อแปลงเรียงกระแสมาตั้งแต่ปี 1999 โดยมีความสามารถในการผลิตและทดสอบผลิตภัณฑ์ที่มีพิกัด 110 kV และต่ำกว่า อุปกรณ์หลักประกอบด้วยความสามารถในการยก 80 ตัน ระบบทำแห้งสุญญากาศแบบเฟสไอน้ำมันก๊าด 400 kW อุปกรณ์ทดสอบแรงกระตุ้น 1200 kV และหม้อแปลงทดสอบความถี่กำลังไฟฟ้าที่ไม่มีการคายประจุบางส่วน 400 kV สิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้ช่วยให้บริษัทสามารถตอบสนองข้อกำหนดการประมวลผลฉนวนและการตรวจสอบโรงงานสำหรับโครงสร้างที่ซับซ้อนหลายขดลวดของหม้อแปลงเรียงกระแส 24 พัลส์

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: ปริมาณฮาร์มอนิกระหว่างระบบ 24 พัลส์และ 12 พัลส์แตกต่างกันอย่างไร

ฮาร์โมนิคหลักในวงจรเรียงกระแส 12 พัลส์คือลำดับที่ 11 และ 13 ระบบ 24 พัลส์จะกำจัดสิ่งเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีฮาร์โมนิคลักษณะคงเหลือเริ่มต้นที่ลำดับที่ 23 ความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวม (THD) ของกระแสฝั่งกริดโดยทั่วไปจะลดลงจาก 8% - 10% (12 พัลส์) เป็นต่ำกว่า 4% (24 พัลส์) โดยค่าเฉพาะขึ้นอยู่กับโหลดและอิมพีแดนซ์

ถาม: จะเกิดอะไรขึ้นหากหม้อแปลงตัวหนึ่งล้มเหลวในการกำหนดค่าหม้อแปลงสี่ตัว

ในการกำหนดค่าโดยใช้หม้อแปลงอิสระสี่ตัว ส่วนที่เหลืออีกสามตัวสามารถทำงานต่อไปได้หากออฟไลน์ อย่างไรก็ตามความไม่สมดุลด้านกริดจะเกิดขึ้น และฮาร์โมนิคลำดับต่ำบางตัวจะปรากฏขึ้นอีกครั้ง ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ควรลดภาระทั้งหมดลง และกำหนดเวลาการบำรุงรักษาทันที ในทางตรงกันข้าม โครงสร้างหม้อแปลงแบบหลายขดลวดเพียงตัวเดียวไม่อนุญาตให้มีการแยกบริดจ์แต่ละตัว ส่งผลให้เกิดผลกระทบในวงกว้างในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาด

ถาม: ระบบ 24 พัลส์มีความไวต่อข้อผิดพลาดของมุมการเปลี่ยนเฟสมากกว่าระบบ 12 พัลส์หรือไม่

ใช่. ระบบ 24 พัลส์ต้องการความสัมพันธ์ของเฟสที่แม่นยำระหว่างชุดบริดจ์สี่ชุดพร้อมกัน ค่าเบี่ยงเบนในชุดเดียวจะป้องกันไม่ให้คู่ฮาร์มอนิกที่สอดคล้องกันตัดกันโดยสิ้นเชิง ดังนั้นจึงมีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นเกี่ยวกับความแม่นยำในการผลิตและการทดสอบขดลวดแบบเปลี่ยนเฟสจากโรงงาน

ถาม: คุ้มไหมที่จะใช้ระบบ 24 พัลส์สำหรับโครงการที่มีความจุขนาดเล็ก

ถ้าโครงข่ายไฟฟ้ากำหนดข้อกำหนดฮาร์มอนิกที่เข้มงวดและค่าใช้จ่ายในการกรองสูง ระบบ 24 พัลส์อาจประหยัดกว่าระบบ 12 พัลส์รวมกับตัวกรอง อย่างไรก็ตาม สำหรับกำลังการผลิตที่น้อยกว่า ต้นทุนคงที่ที่เกี่ยวข้องกับหม้อแปลงหลายตัวแสดงถึงสัดส่วนที่ใหญ่กว่าของทั้งหมด ซึ่งจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์ต้นทุนและผลประโยชน์ที่ครอบคลุม แม้ว่าระบบที่มีพิกัดสูงกว่า 630 kVA โดยทั่วไปจะเป็นตัวเลือกสำหรับการประเมิน แต่ตัวเลือกสุดท้ายจะขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของกริดเฉพาะและงบประมาณของโครงการ

ถาม: หม้อแปลงไฟฟ้าแบบ 24 พัลส์เรกติไฟเออร์สามารถแทนที่ตัวกรองแบบพาสซีฟได้หรือไม่

ไม่สามารถทดแทนได้อย่างสมบูรณ์ แม้ว่าระบบ 24 พัลส์จะกำจัดฮาร์โมนิคลำดับต่ำส่วนใหญ่ออกไป แต่ฮาร์โมนิคลำดับที่ 23 ขึ้นไปยังคงอยู่ นอกจากนี้ ความไม่สมดุลของโหลดหรือข้อผิดพลาดในการเปลี่ยนเฟสอาจทำให้เกิดฮาร์โมนิคลำดับต่ำจำนวนเล็กน้อยได้ บางโครงการอาจยังต้องการสาขาตัวกรองในจำนวนจำกัด แม้ว่าความจุและต้นทุนที่เกี่ยวข้องจะต่ำกว่าโซลูชัน 6 พัลส์หรือ 12 พัลส์อย่างมากก็ตาม