整流变压器.doc

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换向电抗器，又称进线电抗器，它接在交流电源和变流装置之间，用以减小电力半导体器件换向时对电网的影响，减少对其它用电设备的干扰和限制变流装置的短路电流。
我公司生产的此类产品的电感量为10微亨~200微亨，电流为50A~10KA，结构型式可根据用户的具体要求单独设计。

2：平波电抗器
平波电抗器联接在整流装置输出侧，用以降低直流电流的脉动幅度，保持整流电流的连续，并在系统故障时降低电流的上升率，使平波电抗器后的变流器不因电流上升率太大而损坏变流器件。

电抗器的作用是什么?电力网中所采用的电抗器，实质上是一个无导磁材料的空心线圈。它可以根据需要，布置为垂直、水平和品字形三种装配形式。在电力系统发生短路时，会产生数值很大的短路电流。如果不加以限制，要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此，为了满足某些断路器遮断容量的要求，常在出线断路器处串联电抗器，增大短路阻抗，限制短路电流。

　　由于采用了电抗器，在发生短路时，电抗器上的电压降较大，所以也起到了维持母线电压水平的作用，使母线上的电压波动较小，保证了非故障线路上的用户电气设备运行的稳定性。

　　近年来，在电力系统中，为了消除由高次谐波电压、电流所引起的电容器故障，在电容器回路中采用串联电抗器的方法改变系统参数，已取得了显著的效果。

有关整流变压器的几个问题
发布时间：[2005-5-25] 浏览次数：[51]

1．整流变压器的冷却介质有哪几种？

　　要把热量从变频器中带出来，可以借助的介质一般有三种：空气、水、油。高压变频器的发热部件主要是两部分：一是整流变压器，二是功率元件。变压器在早期主要采用油冷却方式，即把变压器浸泡在油箱中，由于油比空气的比热大、绝缘强度高，所以这种散热方式目前在大功率变压器上还是主流。但是，由于油品需要维护，引出线处的密封不好解决，随着绝缘材料的进步，在中小功率等级，干式变压器已经占主导地位。干式变压器借助于空气进行冷却。变压器还可以采用水冷的方式，即将变压器的线圈做成中空的，内部通纯净水，利用纯净水带走热量。

2．变压器设计的基本问题是什么？

　　变压器设计的基本问题是磁通和电流密度。变压器的电流与容量成正比，电流密度的大小（即导线的粗细）按照导体的发热量来考虑。对于磁通，电磁学的基本关系式为u=4.44fwΦ，其中u为电压；f为频率，在这里为50Hz，定值；w为线圈的匝数；Φ是磁通量。由于硅钢片的磁通密度B受到材料的限制，一般仅能设计到1.4-1.8特斯拉，而Φ=BS,所以，要增大Φ，一般只能增大铁芯的截面积。变压器的铁芯一般为三相柱式，铁芯的截面积按照上述公式可以确定，铁芯窗口的大小则要考虑把线圈放进去为原则。容量越大的变压器，导线越粗，铁芯的窗口就需要越大。

　　在变压器的设计中，铜和铁的用量可以均衡考虑。因为一旦变压器的容量确定了，电流就确定了，导线的粗细也就确定了，增大匝数W，磁通Φ就可以小一些，铁芯的截面积就可以小一些，但是要把这些匝数绕进去，铁芯的窗口要大一些；相反，减小匝数W，磁通Φ就要大一些，铁芯的截面积要大一些，但是铁芯的窗口可以小一些。

3．变压器的容量和什么有关？

　　由上述第二个问题的分析可以看出，铁芯的选择与电压有关，而导线的选择与电流有关，即导线的粗细直接与发热量有关。也就是说，变压器的容量只与发热量有关。对于一个设计好的变压器，如果在散热不好环境中工作，假如为1000KVA，如果增强散热能力，则有可能工作在1250KVA。另外，变压器的标称容量还与允许的温升有关，例如，如果一台1000KVA的变压器，允许温升为100K，如果在特殊的情况下，可以允许其工作到120K，则其容量就不止1000KVA。由此也可以看出，如果改善变压器的散热条件，则可以增大其标称容量，反过来说，对于相同容量的变频器，可以减小变压器柜的体积。
　　所以在有些投标过程中，竞争对手故意标称较大的变压器容量，给用户设计裕量较大的假象，实际上是没有意义的，关键还要看变压器的体积和散热方式。

4．为什么电流源型变频器需要较大的变压器容量？

　　变压器的设计一般只看额定容量，而不看额定功率，因为其电流只与额定容量有关。对于电压源型变频器，由于其输入功率因数接近于1，所以额定容量与额定功率几乎相等。电流源型变频器则不然，其输入侧变压器功率因数最多等于负载异步电机的功率因数，所以对于相同的负载电机，其额定容量要比电压源型变频器的变压器大一些。

5．什么是干式变压器的绝缘等级？
　　干式变压器的绝缘等级，并不是绝缘强度的概念，而是允许的温升的标准。比如，B级绝缘允许工作到130℃，H级绝缘允许工作到180℃，所以，H级绝缘允许导线选得细一些。

6．什么叫“H级绝缘，用B级考核温升”？

　　就是说，变压器采用H级绝缘材料，但是各个点的工作温度不允许超过B级绝缘所允许的工作温度。这实际上是对绝缘材料的一种浪费，但是，变压器的过载能力会很强。

连浸直流控制柜（KGSC21产品作用说明书）
一 触发器和输入放大器

本系列采用正弦波同步,锯齿波过0点移相双脉冲触发电路. 输入放大器是一套(三块)触发器的前轩放大器放大倍数约为0.5,它的输入信号来自电流调节器,将电流调节器正负极性的输出信号变换成极性恒为正但幅度不同移相信号去控制触发器脉冲相位. 电流调节器输出为负限幅时,输入放大器输出的移相信号为最小值即α限幅值,此时触发器的相位为α极限,电流调节器为正限幅值时,输入放大输出的移相信号为最大值,即β限幅值,此时触发器的脉冲相位为β极限,脉冲相位的αβ,极限角可分别由输入放大器的α和β,极限电位器整定,各相整流波形的对称性分别有各相触发器的对称度电位器调整,脉冲的初始定相点可由输入放大器的偏移电位器来调整.

二 电流闭环及稳流作用

本设备由电流调节器,输入放大器,触发器,脉冲可控硅整流桥,电流检测环节等组成.电流闭环电流调节器有线性集成电路运算器10BG,反馈网路及互补功率放大器组成,电流调节器可以构成PI或进似PI调节器,电流调节器面板上设有3个供调整用的电位器(10W2-10W4)10W(调0)装在印刷板上,为调节器调0而用.10W2(稳定)用来调节反馈网路的比例系数.一般情况下调节10W2(稳定)即可得到良好的动静态特征.10W3正限幅,用来调节正负输出限幅值. 本系列产品用交流互感器进行电流检测,电流检测环节包括一次及二次电流互感器和电流信号交换环节,一次电流互感器的付边为反V行接法,付边额定电流规定5A 额定电流2000A以上的设备,一次互感器在柜外安装,1000A的设备,其一次互感器安装在开关柜中,300A 500A的设备,一次电流互感器装在整流柜中,所有本系列产品二次电流互感器安装在反馈插件中,为Y/Y组式接法,电流变比为0.5A:0.1A 主电路的交流电流经一次电流互感器检测后,送至反馈插件,经二次电流互感器检测后,又经整流器变换成直流,从W2电位器上取出部分作为作为电流反馈信号. 在电流闭环中以电流调节器为核心形成恒流系统,电流给定信号来自速度调节器,速度调节器的限幅输出值即为电流最大给定值,电流反馈信号取至反馈插件.其极性与电流给定相发,因为电流调节器接成PI调节器,所以只要反馈与电流给定有偏差,流调输出就要积分.例如:电枢电流小于给定值时,电流调节器的输出将向负增长,使脉冲相位前移,整流电压上升,直到电枢电流等于给定电流为止. 一般电流闭环按三阶式对称最佳调整，由于电流调节器的校正和调节作用。电枢电流可以快速地跟随并保持为电流给定值，因而可以实现恒加速起动，获胜者得最佳过渡过程。由于电流闭环的自动恒流作用，本系列产品具有很好的堵转特性。当电流反馈电位器（W2）固定时，其堵转电流由速度调节哭喊 的输出限幅值决定。

3 速度闭环及速度环的工作情况

速度闭环由速度调节器，电流闭环测速发电机（或电压隔离器）组成 速度调节器由线性固体组件9BG，反馈网络以及互补功率放大器组成，它是一个反向放大器 速度调节器可以构成PI或者近似PI调节器，速度调职顺面上装有3个供调节用的电位器（9W2-9W4）9W1（调0）作为调节器调0用安装在印刷板上，9W2（稳定）可以调整反馈网络的比例参数，9W3（正限幅），9W4（负限幅）用来调节（速调）的正负输出限幅值，即电流调节器的最大给定值。调整速度调节器的9W2，9C（？）以及9C1，9C2改变反馈网络的比例参数即可达到较好的效果。 速度调节器中的场效应管9BG4为一无触点开关受“电平变换”来的信号控制，可以是夹断和导通状态，使速度调节工作式锁0。

4 给定

本系列传动装置，可以采用多种给定方式控制电机运行，给定可以直接送至速度调节器控制电机，也可以经过给定积分器将阶跃给定信号变换成按一定斜率变化的给定信号，控制电机运行，改变给定器15R10阻值或改变CK3的电压值都可以改变积分斜率。 给定信号可以取自本装置内，也可以经控制柜外引端子，自外部引来（参见系统原理和接线图），因此可以实现远控。 给定积分器中的场效应管15BG5是锁0用的无触点开关，受“电平变换”的控制可以使“给定积分器工作或锁零” 给定插件面板上极性给定开关拔向“正给定”是整流工作状点（正极性给定）拔向“负给定”是逆向工作状态（负极性给定）此面板上还装有内外控开关。

5 运转控制系统

运转控制系统由转速给定，电平检测，电流检测过流，继电，电平变换等组成作用。

（1）转速给定值为0，“给定积分器锁零，速调锁0并使“流调”“输入放大器”输出最大值（β极限值）保证可靠停车

（2）在没有速度给定，来闭合主电源，失稳压电流，失激磁电流，设备电流，快速熔断器熔断，风机故障时。“电平变换”输出锁0，推逆变信号和能耗制动信号。 5电源本系列中有如下几种电源（1）+/-15V直流稳压电源 +/-15V稳压电源同装在一个插件中，并有发光二极管显示，本稳压电源采用“单相整流桥块”和“集成稳压器”具有过压，过流，过热等性能。（2）+45-15V滤波电源 +45-15V滤波电源是触发器功率级的电源+45V用以形成前沿尖脉冲，+15V用以形成脉冲平台，根据触发器所触发的可控硅元件只数不周，形成+45V电源电容C2的容量应适当调整

（3）闪光电源 闪光电源作为故障报警闪光灯的电源，装于闪光电源插件中，在该插件中还设有一组+24V整流电源以供给“继电”插件

（4）同步电源及控制用低压交流电源 触发器的同步电源变压器1-3TB装在“同步电源”插件中，提供低压交流电源的控制变压器KB1-4 200A及以下设备装在电源板上，300A及以上设备装于调节柜的电源单元中 6过流保护 过流保护由“过流”和“继电”组成。过流单元是一个电源动作的双稳态触发器，电流信号由反馈插件引入，当电枢电流超过整定的过流值时，使过流单元输出头9#是高电位，继电插件中GLJ吸合，发出报警信号，并通过“电平变换”将“电流调节器”脉冲推到β限。 “过流”插件面板上装有两个供调整用的电位器，W1（过流）用来整定过流动作值IG详见调节控制单元

7 继电操作系统

装置的三相交流电源引自共同用交流网路或引自本传动设备专用的整流变压器，给空气开关ZD，KZD 或交流接触器JC送至各整流柜（200A，100A采用交流接触器但放在整流变压器的一次侧），专用整流变压器的接线组分别应为△/Y-11或Y/Y-12（二次中点不应接地）送于整流柜的三想交流电的电压等级应符合电气系统图的要求 感想四线的控制电源，可与主电路引自同一电网也可以引自专用的控制电源（对于460V等级的装置最好采用专用的控制电源，因可控硅整流器工作时，电网波形畸变容易引起设备控制部分工作不稳）控制电源无论按哪种方式供电，其相位和相序应与主电路相对应。 1000A及以上的设备由开关柜（继电柜）控制柜整流柜组成 合上开关柜继电板上隔离开关GK电源指示灯亮（继电柜合上接触器板上电源隔离开关KZD）闭合控制电源开关K，交流接触器KC吸合，交流操作电源接通，调节柜中的直流电源，稳压电源，滤波电源，闪光电源，同步电源及24V电源工作（24V）指示灯亮 ，控制柜中各插件得电，整流柜风机运行（24V指示灯亮）控制柜中各插件得电，整流柜风机运行（向上抽风）励磁电源接通欠磁继电器吸合，“主电路分断”指示灯亮，按下开关柜SO2A按钮（直流侧用户自配）快速开关吸合，电枢回路接通同时指示灯亮，按下开关柜的起动按钮QA自动开关ZD（或交流接触器JC）及其中间继电器吸合，各整流柜的交流电源接通“主电路接通”指示亮“主电路分断”指示灯灭 故障报警系统，故障指示灯是以柜为基础的，此外整流柜的每个功率单元还装有故障指示灯 对于整流柜，若风机继电器FJ来吸合或一个功率单元熔断器动作，该柜的ZGJ吸合，其故障指示灯HD闪光报警，同时ZGJ的常开接点吸合，接通综合故障继电器GJ，并通过“电平变换”，“流调”把脉冲移到β限，同时由于GJ吸合使故障，延时继电器动作，经1-1.5秒钟延时后，SJ的常闭接点打开，使自动开关ZD（或交流接触器JC）跳闸切断交流主回路，并接通警铃DC报警，若在调试时不需音响报警，可按下解音按钮即可 若励磁电流示建立或欠流继电器QLC不吸合或释放，自动开关ZD（或交流接触器）不能闭合或欠压分断，使交流主电路送不上电 现仅以200A装置为例，其操作过程如下， 合上继电板上台阶隔离开关GK控制电源指示灯亮，闭合控制电源开关K，控制电源接触器KC吸合，从而交流操作电源（109-W）接通，交流电源107，108，109接通，稳压电源，闪光电源，同步电源工作，24V电源经CSJ延时后建立，各单元插件得电，“主电路分断指示灯亮，按下控制风机的自动开关FZD的合闸按钮，风机电源161，162，163接通，风机运行（为抽风式）按下起动按钮（QA）中间继电器ZJ及接触器JC吸合，主电路电源接通“主电源接通”指示灯亮，励磁电源建立，欠流继电器得电。 若风机自动开关不吸合，则主电路合不上闸，若+/-15V稳压电源不能建立，继电插件中31J3（即WYJ）的常闭接点就打不开或过流信号使得31J1（即QLJ）的常开接点闭合，或快速熔断器熔断使熔断报警器的常开闭合或励磁欠流都会使得综合故障继电器GH1-2动作，引起闪光和铃响报警，同时主接触器断电，掉闸并经故障继电器给“电平变换”送入+15V通过电平变换使“给定积分”“速调”锁0，使“流调”，“输入放大器”得到推逆变信号，将脉冲移到β 限，若在调试时不需音响报警，可按下表盘上的“解音”按钮

8 两地操作

可根据用方需外接“起动”，“停止”按钮，“速度给定”，“故障指示”等，用方可参考本系统原理图，接线图自行安装

9 其它

在自动空气开关式主电路接触器分断继电线路中可根据用户的不同用途自行串入控制接点，由外端子中接入，如不需要加入辅助控制接点，用户可将外引端子上的两个出线头短接。

10 不可逆系统的基本工作情况

(1)锁0状态 将控制电源接触器KC接通,控制系统各电源建立,各电气单元进入工作状态,但此时给定为时尚早帮"电平检测"输出"0"态电平(13)端输出10V的电平加到"电平变换"(?8)的输入(1)各(2),则控制柜251号线(200A以下装置为243号由原来的+10V电平变为输出0V电平解除了对"输入放大器"逆变电平,脉冲由原来的β限移动到给定位置 当正极性给定经"给定积分器"输出负极性给定信号,注入"速度调节器"在电机沿未加速到给定转速前"速调"一直保持在限幅输出值,由"流调"经输入放大器,触发器(脉冲板)整流器控制电机,以"速调"输出所限定的最大电流恒流加速直到电机加速到给定转速生进入稳态,起动过程结束. （3）制动过程当给定回到0或发生故障时，系统将重新回到锁0状态，整流器重新闭锁，“电平变换”中继电器吸合，外接能耗制动接触器吸合，实现能耗制动直到电机停转。（4）如不用“给定各分器”在整流工作时需将“给定”插件面板上极性给定开关拔向“负极性”给定 使用注意事项

1，风机电机应为抽风式

2，电源相序不得接反，否则同步关系被破坏装不能正常工作

3，不准带电插入或拔插件，尤其不得拔下+/-15V稳压电源，电平变换，电流互感器，反馈电压隔离器插件 设备的调定 本设备出厂前整流装置及其控制系统均进行了调定而且已婚带动电机负载用电压负反馈进行闭环运行试验，根据具体使用情况或由于维修的需要应参照下述方法对各环节进行复调节器 对装置进行重新调定时，一般应按先开环，再内环（电流环）后外环（电压环或速度环）先带电阻负载后带电机负载 在设备装妥，接线完毕后，再复查一下柜内有无松动的接线或接触不良现象，应予事先排除 在励磁输出端及主电路整流输出端接上电阻性负载（2KW电炉，440V设备用2个电炉串联）重新调试装置时，各插件应分阶段调整，逐步插入，其顺序如后，可即适当改变顺序以利调整。 调整各单元 复核调整时间继电器SJ，CSJ的延时动作时间，将SJ，CSJ的延时时间调整为1-1.5秒左右 插入“同步电源”“稳压电源”