共軛結構整流變壓器低壓輸出三排
八列短網結構引線佈置
康潔，牛振忠
康潔.青島華東電纜電器有限公司
牛振忠.青島青波變壓器股份有限公司
摘要：介紹一種共軛鐵心整流變壓器低壓輸出為三排八列短網結構的引線佈置結構。其特點是利用油箱側壁佈置低壓引線，與器身引線結合，構成完整的低壓引線佈置，結構簡單易行。
關鍵詞：變壓器：整流：引線結構
1 引言
為降低產品的材料成本，提高產品的市場競爭能力，在碳化硅行業用12脈波整流變壓器設計過程當中，我們選擇了共軛結構的整流變壓器設計方案。用戶要求整流變壓器的低壓閥側出線方式為12脈波同相逆並聯方式，並且整流變壓器要與整流櫃直接進行短網連接，即整流變壓器低壓閥側要在油箱側面出線，並做成三排八列的方式，與整流櫃直接相連，無中間連接銅排或鋁排，以降低引線壓降損失。
如將整流櫃設計成和共軛結構的整流變壓器一樣的上下兩部分，做成六排四列的引出方式，雖然方便了整流變壓器的出線，但由於整流櫃自身的重量較大，且也給整流櫃與整流變壓器的連接和日常維護帶來一定的困難，故只能使兩臺整流櫃並列放置，做成三排八列的方式，這樣就給共軛結構的整流變壓器低壓引出線的設計帶來一定的困難。為此，我們想出了在設計當中將低壓引線的出線連接銅排佈置在油箱側面的出線結構，簡化了器身低壓引線的引出難度，很好的解決了低壓引線問題。
2 低壓引線的原理接線圖
本臺整流變壓器由兩臺共軛的整流變壓器組成，上部整流變壓器的聯結組別為Yd11，下部整流變壓器的聯結組別為Yyn0，上下兩臺整流變壓器高壓繞組連接方式相同，兩低壓繞組聯結後形成30°角差，使得整體整流變壓器輸出12脈波。
採用二次移相的方法，由於星角繞組線電壓之間存在差別，必然在二組整流元件之間產生環流。為此可採用相控調壓的方法（晶閘管相控或自飽和電抗器相控）使兩組整流器的輸出電壓相等，從而消除二組整流器之間的環流。
在大功率整流設備中，整流變壓器的二次電流很大，致使二次引線電抗及電抗壓降增大，功率因數降低，並可能引起引線及出線端子周圍產生局部過熱現象。與此同時，整流元件之間的電流分配也可能出現不平衡現象。為了克服上述缺點，通常採用同相逆並聯的方法。所謂同相逆並聯是將同一相的整流元件分成兩個電流相反的並聯支路，這兩個支路的引線相鄰佈置。這樣一來，這兩個支路引線的電流在任何瞬間都是大小相等方向相反的。這樣就大大降低了引線電抗，從而使整流設備的功率因數提高，並使整流元件的電流分配趨於平衡。
圖1 共軛結構整流變壓器低壓繞組連接原理接線圖
圖中：1-低壓d接a、b、c同相逆並聯繞組；2-低壓d接出線端子； 3-低壓y接a、b、c同相逆並聯繞組； 4-低壓y接出線端子。
（a） （b）
圖2 同相逆並聯整流電路原理圖
圖（a）為角接整流同相逆並聯原理圖，圖（b）為星接整流同相逆並聯原理圖。
對低壓閥側出線端子的編號有如下規定：對同相逆並聯，用a1、b1、c1表示正極性繞組出線端子，用a2、b2、c2表示反極性繞組出線端子。聯結整流元件的出線端子，字母后下標第一個阿拉伯數字表示整流橋的組號，第二個數字表示整流元件的導電順序，二組導電順序相同的出線端子即為同相逆並聯端子。
從圖1共軛結構整流變壓器低壓繞組連接原理接線圖中可以看出，上部低壓繞組為角接同相逆並聯結構，下部低壓繞組為星接同相逆並聯結構，其聯結組別形成30°角差，每組低壓繞組輸出12個端子。
3 低壓出線端子排列方式
低壓出線銅排三排八列在油箱側壁的排列方式見下圖：
圖3 低壓出線銅排在油箱側壁的排列方式
由於共軛結構的兩臺整流變壓器器身為上下佈置，而低壓出線銅排的排列方式則為左右佈置，且銅排之間間距較大，這樣就給低壓引線的排列布置帶來了一定的困難。
如果在器身上直接佈置低壓引線，由於連接引線銅排較長，銅排重量也較重，在器身上固定引線銅排也較為困難。在這種情況下，提出了將低壓引線銅排與在油箱側壁引出的低壓出線銅排間的連接銅排固定在油箱側壁上，與器身銅排連接時採用螺栓連接。即採用這種低壓引線佈置方式，就是將低壓引線佈置分成兩部分，一部分在器身上，另外與油箱側壁低壓出線銅排的連接部分銅排則固定在油箱側壁上，並直接與低壓出線銅排連接，使在器身上的低壓引線佈置簡單化，變壓器總裝配過程也簡單。
4 低壓引線佈置
低壓引線佈置圖如下圖所示：
圖4 低壓引線佈置示意圖
圖中：1-低壓d接連排 2-高壓有載分接開關 3-低壓d接繞組匯流排 4-低壓y接繞組匯流排 5- 低壓y接中性點連排 6-低壓d接a、b、c出線端子部分，共12個 7-低壓出線部分到箱壁出線端子連接銅排，固定在箱壁上 8-低壓y接a、b、c出線端子部分，共12個 9-低壓出線端子
圖5 低壓引線連接銅排箱壁固定示意圖
圖中：1-低壓匯流排 2-低壓接線片 3-低壓匯流排與箱壁出線端子間的連接銅排 4-油箱箱壁 5-固定木件 6-箱壁固定支架 7-固定螺栓 8-箱壁出線端子隔磁出線盒 9-低壓出線端子
圖5是共軛整流變壓器下部y接c相的箱壁固定連接銅排示意圖，其它相的箱壁連接銅排固定亦可按此思路進行佈置。
從圖4和圖5中可以看出，在器身部分的低壓引線中，在共軛整流變壓器上部角接部分，用連接銅排將各相出線匯流排連接形成角接；在共軛整流變壓器下部星接部分，用連接銅排將各相出線匯流排連接成星接。在油箱側壁則佈置固定從器身低壓引線出線部分到箱壁出線端子間的連接銅排，連接銅排兩端焊有軟銅帶，以便於和器身低壓銅排和箱壁出線銅排的連接。
按照上述的設計方法，將低壓引線分成兩部分，一部分在器身上，另一部分在油箱側壁上，這樣可以大大簡化低壓引線的佈置，並且在操作上可以分開進行，在器身乾燥後的總裝配工序將兩者連接到一起。
5 低壓串並聯方式
在實際應用中，可以將兩組整流器的輸出組成串並聯方式，這樣一來，可使整流器的輸出在並聯時直流電壓低、電流大，在串聯時，直流電壓高，電流小，擴大了整流設備的使用範圍，其整流器組的串並聯方式原理圖見圖6。
圖6 串並聯系統原理圖
圖中：1-整流變壓器 2-閥側d接輸出整流櫃 3-閥側y接輸出整流櫃 4-消諧裝置 5-碳化硅冶煉設備 HD1、HD2、HD3-電動倒換開關
在系統原理圖中，將HD3開關打開，HD1和HD2閉合，這時兩臺整流櫃的運行方式為並聯運行，整流輸出直流電壓低，電流大；將HD3閉合，HD1和HD2開關打開，這時兩臺整流櫃的運行方式為串聯運行，整流裝置輸出直流電壓高，電流小。
6 結束語
綜上所述，在共軛結構整流變壓器低壓輸出12脈波的同相逆並聯狀況下，低壓閥側出線端子為三排八列短網結構。將低壓引線分成兩部分，一部分在器身上形成，另一部分則固定在油箱側壁，並與出線銅排相連接，大大簡化低壓引線的佈置，也有利於總裝配工序的完成，確保和提高產品質量和運行可靠性。
在實際應用中，也可以將兩組整流器的輸出組成串並聯方式，這樣一來，可使整流器的輸出在並聯時直流電壓低、電流大，在串聯時，直流電壓高，電流小，擴大了整流設備的使用範圍
此開發產品已獲得國家知識產權局頒發的發明專利證書，專利號為：ZL201110345863.9，專利名稱為“12脈波整流變壓器低壓引線佈置結構”。
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