หม้อแปลงไฟฟ้ากระแสสลับ 24 พัลส์อุตสาหกรรม

โรงงานอุตสาหกรรมที่มีโหลด DC ขนาดใหญ่มักจะเผชิญกับขีดจำกัดฮาร์มอนิกที่เข้มงวดภายใต้ IEEE 519 หรือรหัสกริดระดับภูมิภาค วงจรเรียงกระแส 12 พัลส์จะลบฮาร์โมนิกที่ 5 และ 7 ออก แต่คงเหลือฮาร์โมนิคที่ 11 และ 13 ไว้ การจัดเรียงแบบ 24 พัลส์ขยายแนวคิดการเปลี่ยนเฟส เพื่อให้กระแสฮาร์มอนิกเด่นที่ด้านปฐมภูมิเริ่มต้นจากลำดับที่ 23 หม้อแปลง Yulan จำหน่ายหม้อแปลงเรียงกระแสกำลัง 24 พัลส์ทางอุตสาหกรรมตั้งแต่ 630 kVA ถึง 80,000 kVA โดยมีแรงดันไฟฟ้าหลัก 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV หรือ 35 kV

ลอจิกการยกเลิกฮาร์มอนิก

ระบบ 24 พัลส์ใช้บริดจ์เรกติไฟเออร์ 6 พัลส์สี่ตัว หม้อแปลงที่ป้อนบริดจ์เหล่านี้จะถูกเปลี่ยนเฟส เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าอินพุตของบริดจ์แยกจากกัน 15° ในด้านปฐมภูมิ กระแสฮาร์มอนิกที่ 5, 7, 11 และ 13 จะถูกยกเลิกไปอย่างมาก ฮาร์โมนิคลักษณะเฉพาะที่เหลือเริ่มต้นที่ลำดับที่ 23 ซึ่งมีแอมพลิจูดต่ำกว่ามากและกรองได้ง่ายกว่าหากจำเป็น

ผลลัพธ์ที่ได้คือรูปคลื่นกระแสปฐมภูมิที่สะอาดขึ้น และลดการบิดเบือนแรงดันไฟฟ้าที่จุดเชื่อมต่อร่วม สิ่งนี้สามารถขจัดความจำเป็นในการใช้ธนาคารตัวกรองแบบพาสซีฟขนาดใหญ่ในการใช้งานหลายอย่าง

การกำหนดค่าการเปลี่ยนเฟส

การสลับเฟสที่พบบ่อยที่สุดสำหรับการทำงานแบบ 24 พัลส์คือ:

สะพาน	การเปลี่ยนเฟส (ตัวอย่าง)
สะพาน 1	+7.5°
สะพาน 2	-7.5°
สะพาน 3	+22.5°
สะพาน 4	-22.5°

การรวมกันอื่นๆ เช่น 0°, 15°, 30° และ 45° ก็ใช้เช่นกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบระบบ ชุดที่แน่นอนถูกกำหนดโดยผู้ผลิตวงจรเรียงกระแสหรือวิศวกรไฟฟ้าของโครงการ

การจัดระบบ

หม้อแปลงอิสระสี่ตัว

หม้อแปลงแต่ละตัวจะป้อนบริดจ์ตัวเรียงกระแสหนึ่งตัวและถูกสร้างขึ้นโดยมีการเปลี่ยนเฟสเฉพาะ การบำรุงรักษามีความยืดหยุ่นเนื่องจากสามารถถอดยูนิตหนึ่งออกได้ ในขณะที่อีกสามยูนิตยังคงทำงานต่อไปโดยมีภาระลดลง ข้อเสียเปรียบคือพื้นที่ที่ใหญ่กว่าและมีการเชื่อมต่อสวิตช์เกียร์ที่มากขึ้น

หม้อแปลงไฟฟ้าทุติยภูมิสองตัว

หม้อแปลงแต่ละตัวมีขดลวดด้านข้างวาล์วสองตัวซึ่งมีการเปลี่ยนเฟสต่างกัน ตัวอย่างเช่น หน่วยหนึ่งให้ +7.5° และ -7.5° และอีกหน่วยให้ +22.5° และ -22.5° ซึ่งจะช่วยลดจำนวนอุปกรณ์และพื้นที่บนพื้นเมื่อเทียบกับตัวเลือกสี่ยูนิต

หม้อแปลงหลายขดลวดเดี่ยว

หม้อแปลงหนึ่งตัวมีขดลวดด้านวาล์วสี่ขดลวด ซึ่งแต่ละขดลวดมีมุมเฟสที่แตกต่างกัน ซึ่งช่วยประหยัดพื้นที่ได้มากที่สุด แต่หมายความว่าความล้มเหลวของหม้อแปลงตัวเดียวจะขัดจังหวะระบบวงจรเรียงกระแสทั้งหมด ความซับซ้อนในการผลิตก็สูงขึ้นเช่นกัน

ประสิทธิภาพการยกเลิกฮาร์มอนิกเทียบเท่ากับการเตรียมการเหล่านี้ เค้าโครงของไซต์ ความต้องการด้านความซ้ำซ้อน และข้อจำกัดในการขนส่ง มักจะเป็นตัวตัดสินว่าจะเลือกไซต์ใด

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค

รายการ	พารามิเตอร์
มาตรฐานที่ใช้บังคับ	IEC, GB, ANSI/IEEE, NEMA และข้อกำหนดเฉพาะอุตสาหกรรม
ความจุสูงสุด	630 เควีเอ ถึง 80,000 เควีเอ
แรงดันไฟฟ้าหลัก	6 กิโลโวลต์, 10 กิโลโวลต์, 15 กิโลโวลต์, 22 กิโลโวลต์ หรือ 35 กิโลโวลต์
แรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ	กำหนดโดยวงจรเรียงกระแส โดยทั่วไปคือ 380 V ถึง 3000 V
ความถี่ที่กำหนด	50 เฮิรตซ์ หรือ 60 เฮิรตซ์
เฟส	สามเฟส
การรวมการเปลี่ยนเฟส	±7.5°/±22.5° หรือชุดอื่นๆ ที่ระบุในโครงการ
การเชื่อมต่อหลัก	เดลต้าหรือไวย์
การเชื่อมต่อรอง	ไวย์, เดลต้า, มัลติคดเคี้ยว หรือซิกแซก
ความต้านทานไฟฟ้าลัดวงจร	6% ถึง 12% หรือตามที่ระบุ
วิธีการทำความเย็น	ONAN, ONAF หรือ OFWF
การควบคุมแรงดันไฟฟ้า	การเปลี่ยนการแตะนอกวงจรหรือออนโหลด

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบหน่วย 24 พัลส์

ความแม่นยำของมุมเฟส

การยกเลิกฮาร์มอนิกขึ้นอยู่กับตำแหน่งเฟสสัมพัทธ์ของบริดจ์ทั้งสี่ การเบี่ยงเบนในชุดขดลวดชุดใดชุดหนึ่งจะช่วยลดการยกเลิกคู่ฮาร์มอนิกที่สอดคล้องกัน Yulan Transformer ตรวจสอบจำนวนรอบของการพันขดลวดแบบเปลี่ยนเฟสแต่ละอัน และวัดมุมเฟสจริงในระหว่างการทดสอบในโรงงาน ความคลาดเคลื่อนจะคงอยู่ภายใน ±0.5°

การจับคู่อิมพีแดนซ์

เมื่อหม้อแปลงหลายตัวสร้างระบบ 24 พัลส์ อิมพีแดนซ์ของการลัดวงจรของพวกมันจะต้องตรงกันอย่างใกล้ชิด ความแตกต่างของอิมพีแดนซ์ขนาดใหญ่ทำให้เกิดการแบ่งกระแสระหว่างบริดจ์ที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งทำให้การปราบปรามฮาร์มอนิกอ่อนลง และอาจทำให้บริดจ์ตัวหนึ่งโอเวอร์โหลด ความทนทานต่ออิมพีแดนซ์ถูกกำหนดไว้ในขั้นตอนการออกแบบและตรวจสอบโดยการทดสอบ

คดเคี้ยวและแกน

กระแสด้านวาล์วมักจะสูง โดยต้องใช้ตัวนำแบบขนย้ายหรือตัวนำแบบขนานหลายตัว แกนกลางทำงานต่ำกว่าความหนาแน่นฟลักซ์ของหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายมาตรฐาน เพื่อหลีกเลี่ยงความอิ่มตัวจากส่วนประกอบ DC ชั่วคราว การออกแบบขดลวดรวมถึงส่วนเผื่อสำหรับการสูญเสียกระแสไหลวนที่เกิดจากกระแสฮาร์มอนิกที่ 23 และ 25 ที่เหลือ

เกราะป้องกันถัง

ฟลักซ์การรั่วไหลของฮาร์มอนิกทำให้เกิดกระแสไหลวนในผนังถังและโครงสร้างการจับยึด มีการติดตั้งแผ่นป้องกันแม่เหล็กหรือแม่เหล็กไฟฟ้าบนพื้นผิวถังด้านในเพื่อให้มีพิกัดที่มากขึ้น เพื่อลดการสูญเสียที่หลงทางและป้องกันจุดร้อน

การทดสอบโรงงาน

การทดสอบตามปกติครอบคลุมถึงความต้านทาน DC ของขดลวด อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้า ความต้านทานของฉนวน ความทนทานต่อความถี่ของกำลัง แรงดันไฟฟ้าเกินเหนี่ยวนำ การสูญเสียขณะไม่มีโหลด การสูญเสียโหลด และอิมพีแดนซ์ของการลัดวงจร สำหรับหน่วย 24 พัลส์ การวัดเพิ่มเติมได้แก่:

● การตรวจสอบมุมเฟสสำหรับชุดขดลวดข้างวาล์วแต่ละชุด

● การทดสอบฉนวนระหว่างขดลวดด้านวาล์วต่างๆ

● การวัดการปล่อยบางส่วน

● การทดสอบแรงกระตุ้นฟ้าผ่าสำหรับแรงดันไฟฟ้าหลัก 35 kV ขึ้นไป

การทดสอบการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิภายใต้สเปกตรัมกระแสฮาร์มอนิกที่ระบุสามารถจัดเตรียมได้เมื่อผู้ซื้อให้โปรไฟล์โหลดที่คาดหวัง ข้อมูลการทดสอบจะถูกจัดเก็บถาวรตามหมายเลขซีเรียล และติดตามไปยังบันทึกการม้วนและการประกอบแกน

คำถามที่พบบ่อย

24 พัลส์ให้การลดฮาร์มอนิกได้เท่าใดเมื่อเทียบกับ 12 พัลส์

โดยทั่วไประบบ 12 พัลส์จะปล่อยให้ฮาร์โมนิกที่ 11 และ 13 เป็นส่วนประกอบหลัก ระบบ 24 พัลส์จะยกเลิกสิ่งเหล่านี้เช่นกัน ดังนั้นฮาร์โมนิคกระแสหลักจึงเริ่มต้นจากลำดับที่ 23 ความเพี้ยนของกระแสฮาร์มอนิกรวมมักจะลดลงจากประมาณ 8% เป็น 10% สำหรับ 12 พัลส์ เหลือต่ำกว่า 4% สำหรับ 24 พัลส์ ขึ้นอยู่กับสภาวะโหลดและอิมพีแดนซ์

24 พัลส์มีราคาแพงกว่า 12 พัลส์เสมอหรือไม่

ส่วนหม้อแปลงมีราคาแพงกว่าเนื่องจากมีขดลวดเปลี่ยนเฟสหรือยูนิตพิเศษเพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม ต้นทุนของตัวกรองแบบพาสซีฟอาจต่ำกว่ามาก และในบางโครงการ ต้นทุนการติดตั้งทั้งหมดสามารถเทียบเคียงหรือต่ำกว่าได้เมื่อรวมการประหยัดตัวกรองด้วย การเปรียบเทียบโดยละเอียดควรพิจารณาต้นทุนอุปกรณ์ พื้นที่พื้น และการบำรุงรักษาส่วนประกอบตัวกรองอย่างต่อเนื่อง

จะเกิดอะไรขึ้นหากหม้อแปลงหนึ่งตัวในการจัดเรียงสี่ยูนิตล้มเหลว

ยูนิตที่เหลืออีกสามยูนิตสามารถทำงานได้ต่อไป แต่ชุดการเปลี่ยนเฟสจะไม่สมดุลอีกต่อไป ฮาร์โมนิคลำดับล่างบางตัวจะปรากฏขึ้นอีกครั้งที่ฝั่งปฐมภูมิ ควรรันระบบโดยมีภาระงานลดลงจนกว่าจะมีการซ่อมแซมหรือเปลี่ยนยูนิตที่ล้มเหลว เมื่อใช้หม้อแปลงหลายขดลวดเพียงตัวเดียว ความล้มเหลวจะส่งผลต่อระบบวงจรเรียงกระแสทั้งหมด

การติดตั้งแบบ 12 พัลส์สามารถอัพเกรดเป็น 24 พัลส์ได้หรือไม่

ไม่ง่ายเลย. ต้องมีการเปลี่ยนเฟสเพิ่มเติมในขดลวดหม้อแปลง การติดตั้งเพิ่มเติมจะต้องเพิ่มหม้อแปลงเปลี่ยนเฟสตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปหรือเปลี่ยนยูนิตที่มีอยู่ การจับคู่พื้นที่ อิมพีแดนซ์ และความซับซ้อนในการเชื่อมต่อจำเป็นต้องมีการประเมินอย่างรอบคอบก่อนที่จะดำเนินการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว

ระบบ 24 พัลส์ยังต้องใช้ตัวกรองฮาร์โมนิคอยู่หรือไม่

ในหลายกรณีไม่ แต่ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของโครงข่ายและปริมาณกระแสฮาร์มอนิกที่ 23 และ 25 ที่เหลือ สำหรับข้อจำกัดที่เข้มงวดมากหรือเมื่อโหลดไม่สมดุล ตัวกรองขนาดเล็กอาจยังคงติดตั้งอยู่ ขนาดและราคาต่ำกว่าที่กำหนดไว้สำหรับการจัดเตรียมแบบ 6 พัลส์หรือ 12 พัลส์มาก

ความสามารถในการผลิต

Yulan Transformer ผลิตหม้อแปลงเตาหลอมและหม้อแปลงเรียงกระแสมาตั้งแต่ปี 1999 บริษัทดำเนินงานภายใต้เงื่อนไขการผลิตและการทดสอบระดับ 110 kV ซึ่งรวมถึงความสามารถในการยก 80 ตัน ระบบอบแห้งสุญญากาศเฟสไอน้ำมันก๊าด 400 kW เครื่องทดสอบแรงกระตุ้น 1,200 kV และหม้อแปลงทดสอบความถี่พลังงานปล่อยประจุบางส่วน 400 kV สิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้สนับสนุนการประมวลผลฉนวนและการตรวจสอบโรงงานของหม้อแปลงเรียงกระแส 24 พัลส์แบบหลายขดลวด

สำหรับแผนการเปลี่ยนเฟสเฉพาะโครงการ การคำนวณการสูญเสีย หรือการเขียนแบบโครงร่าง โปรดติดต่อฝ่ายเทคนิคของ Yulan Transformer