Transformers rectifier: คำจำกัดความและแอปพลิเคชัน
หม้อแปลงวงจรเรียงกระแสเป็นหม้อแปลงไฟฟ้าแบบพิเศษที่ออกแบบมาสำหรับระบบแก้ไข ฟังก์ชั่นหลักของมันคือการแปลงพลังงาน AC เป็นรูปแบบแรงดันไฟฟ้า/ปัจจุบันที่เหมาะสมสำหรับวงจรวงจรเรียงกระแส (เช่นไดโอด, ไทริสเตอร์) ในขณะที่ให้การแยกไฟฟ้าการปราบปรามฮาร์มอนิกและความสมดุลหลายเฟส ด้านล่างคือการวิเคราะห์ทางเทคนิคเกี่ยวกับลักษณะสำคัญและแอปพลิเคชัน:
คุณสมบัติทางเทคนิคหลัก
1. การกำหนดค่าการไขลานหลายเฟส
- ดำเนินการ 6- เฟส, 12-} เฟสหรือ 24- การจัดเรียงเฟสที่คดเคี้ยว (เช่นการเชื่อมต่อเดลต้าขยาย) เพื่อลดการระลอกคลื่นเอาท์พุท (โดยทั่วไปต่ำกว่า 5%)
- อิมพีแดนซ์ลัดวงจรสูง (8-12% เทียบกับ 4-6% ในหม้อแปลงมาตรฐาน) จำกัด กระแสความผิดปกติระหว่างการทำงานผิดปกติของวงจรเรียงกระแส
2. ความสามารถในการบรรเทาฮาร์มอนิก
- การเชื่อมต่อ Delta/Star หรือ Star/Delta ยับยั้งการตอบกลับฮาร์มอนิกลำดับที่ 3 ไปยังกริด
- แกนเหล็กซิลิกอนความหนาแน่นสูงฟลักซ์ (B มากกว่าหรือเท่ากับ 1.7T) ลดการสูญเสียที่เกิดจากฮาร์มอนิก
3. DC ความต้านทานอคติ
- magnetic shunts หรือช่องว่างของอากาศถูกรวมเข้ากับความไม่สมดุลของกระแสไฟฟ้า DC จากโหลดวงจรเรียงกระแส (เช่นเบี่ยงเบนกระแสไฟฟ้าของเซลล์อิเล็กโทรไลต์)
4. ระบบทำความเย็นที่ปรับปรุงแล้ว
- จำเป็นต้องมีการไหลเวียนของน้ำมัน (OFAF) หรือการระบายความร้อนด้วยน้ำเนื่องจากความร้อนฮาร์มอนิก (อุณหภูมิน้ำมันเพิ่มขึ้นที่ 55K ในหม้อแปลงเตา)
สถานการณ์แอปพลิเคชันหลัก
1. การแก้ไขอุตสาหกรรมพลังงานสูง
- อิเล็กโทรไลซิส:
- พืชคลอร์- อัลคาลี: 24- การแก้ไขพัลส์ (สอง 12- หม้อแปลงเฟสที่มีการเปลี่ยนเฟส 15 องศา) ส่ง 100ka/800V DC พร้อม THD<8%.
- การถลุงอลูมิเนียม: หม้อแปลงที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม (ระบบ 500KA, หน่วย 60MVA) รักษา 4. 3-4. 5V/แรงดันไฟฟ้าของเซลล์
- เตาเผาอาร์คไฟฟ้า: เสบียง DC ที่ควบคุมด้วยไทริสเตอร์ (30-150 ka) ลดการสั่นไหวของอาร์ค 40%
2. การขนส่งทางรถไฟ
- ทางรถไฟไฟฟ้า: ขั้นตอนลง 110kV/220kV AC เป็น 27.5kV จากนั้นแก้ไขเป็น 1.5kV DC สำหรับสายเหนือศีรษะ (เช่นรถไฟกระสุน CRH)
- ระบบรถไฟใต้ดิน: หน่วยประเภทแห้ง (คะแนน IP54) ทนต่อความชื้น/ฝุ่นในอุโมงค์
3. การส่ง HVDC
- Transformers Converter:
- โครงการ± 800kV ใช้หน่วย 400MVA พร้อมขดลวดวาล์วที่ยั่งยืน± 600kV DC + AC ฮาร์โมนิกส์
- ฉนวนกันความร้อนรัศมีและการสร้างแบบจำลองสนามคอมโพสิต AC/DC ให้ความมั่นใจในความน่าเชื่อถือ
4. ระบบพลังงานหมุนเวียน
- อินเวอร์เตอร์ PV: Transformers ความถี่สูง (20KHz+) เพิ่มเอาต์พุตอาร์เรย์ PV เป็น 800-1500 V DC
- Battery storage: Bidirectional units in PCS achieve >ประสิทธิภาพการแปลง 98% AC/DC
5. อุปกรณ์พิเศษ
-เครื่องกำเนิดรังสีเอกซ์: การแก้ไขความถี่สูง (50-150 kv dc) ใช้ฉนวนกันความร้อนสูญญากาศเซรามิกและการระบายความร้อน SF6
- Particle accelerators: Nanosecond pulsed rectification (dV/dt>1kV/ns) ต้องมีการควบคุมความจุที่คดเคี้ยว (<50pF).
พารามิเตอร์การเลือกคีย์
- หมายเลขชีพจร: 6/12/24 เฟส (ความสมดุลระหว่างการปราบปรามระลอกคลื่นและฮาร์มอนิก)
- อิมพีแดนซ์ลัดวงจร: 8-15% (ข้อ จำกัด ปัจจุบันข้อ จำกัด เทียบกับการควบคุมแรงดันไฟฟ้า)
- ประสิทธิภาพ: 98-99. 5% (การสูญเสียทองแดง/เหล็กที่เหมาะสมที่สุดกับต้นทุนการระบายความร้อน)
- ระดับฉนวน: 250kV/125kV LI/SI สำหรับคลาส 220kV (AC+DC Composite Dielectric Design)
- การ จำกัด อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น: 55K น้ำมัน / ขดลวด 65K (การควบคุมอายุฉนวน)
ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี
- ความเข้ากันได้ของเซมิคอนดักเตอร์แบบกว้าง: ขดลวดความจุของกาฝากต่ำ (<1nF) and nanocrystalline cores (50% loss reduction) for SiC/GaN devices.
- การตรวจสอบคู่ดิจิตอล: เซ็นเซอร์อุณหภูมิใยแก้วนำแสงและเครื่องวิเคราะห์การสั่นสะเทือนตรวจจับความไม่สมดุลของกระแส (± 5% เกณฑ์การเตือนภัย)
- Eco-friendly alternatives: Vegetable oil insulation (flash point >300 องศา) นำมาใช้ในสถานีย่อยในเมือง (เช่นลอนดอนครอสไรเซอร์)
บทสรุป
จากเครื่องเรียงกระแสปรอท-อาร์คไปจนถึงระบบ HVDC ที่ทันสมัยหม้อแปลงไฟฟ้าแนวทางเรียงกระแสยังคงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการแปลงพลังงาน AC/DC ที่มีประสิทธิภาพ การออกแบบการพัฒนาของพวกเขายังคงตอบสนองความต้องการทางอุตสาหกรรมเพื่อความแม่นยำความน่าเชื่อถือและความสามารถในการปรับตัวในสภาพแวดล้อมแม่เหล็กไฟฟ้าที่ซับซ้อน