[发明专利]单体12脉波整流变压器及由其构成的等效多相制整流机组

说明书

本发明公开了单体12脉波整流变压器及由其构成的等效多相制整流机组的设计方案，该单体12脉波整流变压器增设三个小型单相辅助变压器，其铁芯分别套接在所述Y绕组各相的线路上，铁芯上的初级绕组与该铁芯所在线路上的相绕组并联，并以穿过该铁芯的线路作为该辅助变压器的次级绕组，上述辅助变压器工作时，在其次级产生一个同相位的补差电压，使Y绕组与Δ绕组的相电压之比趋近于相较于目前任何方案，本发明方案可达Y绕组与Δ绕组最佳电压趋近值，而且附加损耗较低，没有因均衡电流导致的影响机组电参数及经济效益等问题。

技术领域

本发明涉及大型的电化学或电冶金用直流电源系统中的12脉波整流机组领域，具体涉及一种单体12脉波整流变压器，还涉及一种由其构成的等效多相制整流机组。

背景技术

大功率整流机组在国民经济发展中起着重要的作用，其机组的性能和效率直接影响能源利用率和企业的经济效益。这样的大功率整流机组产生的谐波对当地电力电网的影响也是不可忽视的。国际上普遍对上述机组产生的高次谐波有严格的限定标准。

大型企业为降低谐波分量常采用等效多相制。等效多相制的原理是用人为的方法使机组中所有整流装置的同名相电压之间发生相位移，以减少谐波分量。在电解盐水的氯碱行业普遍做法是设计两套相差π/6电气角度的整流装置Z1、Z2，如图1所示，T1表示单体12脉波整流变压器，包括一个连接有有载负荷开关K(用于调压)的整变网侧绕组T1-W和两个阀侧绕组T1-F1、T1-F2，两个阀侧绕组T1-F1、T1-F2一个为Y绕组，另一个为Δ绕组，Z1、Z2分别表示Y绕组供电的整流装置和Δ绕组供电的整流装置，然后两整流装置Z1、Z2并联组合为一套大电流的整流机组，使其直流输出的波形在2π电气角度内具有12个脉动波头，如图2所示。图2中，I_d＝I_dy+I_dΔ在2π周期内的积分值，I_d为两整流装置的总输出电流，I_dy为Y组整流装置的输出电流，I_dΔ为Δ组整流装置的输出电流，ω为电源角频率，t表示时间。12脉波整流机组相比等同功率的6脉波整流机组，谐波电流幅值显著降低，尤其是5次，7次谐波幅值，电解盐水的直流电流纹波系数也较6脉波优良。

但现有产品离理想等效12脉波工业整流机组都存在不同程度的不足，见下述。

目前国内12脉波整流机组产品的状况

12脉波整流机组主要由整流变压器和整流装置组成。目前国内12脉波整流机组主要包括两种：一种如图1所示，整流变压器采用单体主变压器结构，另一种如图3所示，整理变压器采用三体合一整流变压器型式。下面分别陈述这两种12脉波整流机组的特点。

一、采用单体整流变压器的机组

单体整流变压器T1通常采用三芯柱整流变压器，如图1所示，其初级绕组即整变网侧绕组T1-W连接有有载负荷开关K，次极是二个阀侧绕组：Y绕组T1-F1和Δ绕组T1-F2。

采用单体整流变压器的12脉波整流机组，由于其变压器两个阀侧绕组的输出电压和阻抗不容易做到很一致，使得运行时存在着严重的负荷分配不均的问题。

单体12脉波整流变压器，其网侧只有一组绕组，导致两组阀侧绕组组间负荷分配不均的原因是Y接法和Δ接法这两组绕组间匝比N_Y/N_Δ偏离彼此理想空载直流电压U_do不相等，因此，负荷分配不可能平均。