非同相逆并聯(lián)整流變電特點(diǎn)及殼體發(fā)熱分析

孫文靜，趙浩

（滄州大化股份有限公司聚海分公司，河北滄州300455）

非同相逆并聯(lián)整流變電特點(diǎn)及殼體發(fā)熱分析

孫文靜，趙浩

（滄州大化股份有限公司聚海分公司，河北滄州300455）

對(duì)同相逆并聯(lián)供電方式和非同相逆并聯(lián)供電方式的特點(diǎn)及非同相逆并聯(lián)整流變電中殼體發(fā)熱原因進(jìn)行了分析。

整流變壓器；整流柜；同相逆并聯(lián)；非同相逆并聯(lián)

目前，全國(guó)已建和在建離子膜燒堿都是采用先進(jìn)的膜極距離子膜電解槽，單槽直流電流為10～15 kA，直流電壓為300～500 V，這種規(guī)格電槽的電流電壓決定了整流裝置的容量屬高電壓、小電流，而國(guó)內(nèi)整流裝置的供電方式幾乎全部采用的是同相逆并聯(lián)連接。

1 同相遞并聯(lián)接線原理

同相逆并聯(lián)接線是六十年代日本富士公司最早使用的技術(shù)，基本原理是將整流變二次側(cè)每一對(duì)同相序，同參數(shù)的繞組按照反極性在變壓器出線柱接出，其母排和整流橋臂在空間上相互平行布置，且相鄰橋臂盡可能的靠近，而后把2套整流回路輸出的直流正負(fù)極并聯(lián)起來(lái)。其特點(diǎn)是由于2個(gè)繞組極性相反，交流母排部分及橋式整流橋臂流過(guò)的電流在任何瞬間總是大小相等，方向互差180°，由電磁感應(yīng)原理知道，相鄰平行導(dǎo)體中的互感應(yīng)磁場(chǎng)抵消，消除了整流裝置渦流損耗引起的發(fā)熱，降低了系統(tǒng)的噪聲，使電路的電感減小，增加了相間和臂間的阻抗對(duì)稱(chēng)性，提高整流晶閘管的均流度，提高整流系統(tǒng)的功率因數(shù)，無(wú)需補(bǔ)償電容。

2 同相逆并聯(lián)供電連接方式缺點(diǎn)

（1）由于接線復(fù)雜，柜內(nèi)交直流母線多，交流間距一般為5～15 cm，檢修人員安全性、方便性降低；（2）正負(fù)極支路母線間距一般為5.5 cm左右，緊固件絕緣要求高，存在交流母線、正負(fù)直流母線短路的可能性；（3）同相逆并聯(lián)連接限制了大容量元件的使用，只能采用小容量元件，而小容量元件門(mén)檻電壓明顯高于大容量元件，效率變得非常低。為此，不少行業(yè)用戶正在試圖應(yīng)用另一種供電連接方式—非同相逆并聯(lián)來(lái)代替同相逆并聯(lián)，以彌補(bǔ)不足。

3 非同相逆并關(guān)供電方式的特點(diǎn)

作為另一種供電連接方式—非同相逆并聯(lián)，是近幾年來(lái)從國(guó)外引進(jìn)的另一種整流供電方式，由于柜內(nèi)母線少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢修人員安全性高，各種間距都在50 cm左右，消除了柜內(nèi)交流母線、直流母線正負(fù)極間短路事故可能性，安全性明顯提高，已逐步被設(shè)計(jì)院推廣使用。非同相逆并聯(lián)連接方式二次線圈與常規(guī)變壓器繞線方式相同，低壓側(cè)有多臺(tái)變壓器形成的全波橋式整流電路，一般單臺(tái)為12脈波供電，低壓側(cè)為2臺(tái)變壓器組成星形與三角形?，F(xiàn)就以單臺(tái)為12脈波，低壓側(cè)變壓器為星形與三角形，閥側(cè)銅排標(biāo)高相同的供電方式進(jìn)行分析：當(dāng)變壓器低壓側(cè)供電采用星形與三角形供電方式時(shí)，星形與三角形變壓器組成了互差30°的12脈波供電方式，以相近兩個(gè)脈波為例，變壓器閥側(cè)電壓大小是相等的。（其中uAY與uAΔ數(shù)值相同方向不同，uAY為星形連接的變壓器某一相的電壓，uAΔ三角形連接的變壓器某一相的電壓）。

也就是說(shuō)當(dāng)變壓器正常供電時(shí)，通過(guò)整流變電后，每一組相鄰的脈波上都會(huì)產(chǎn)生0.52 uAY（或uAΔ）電勢(shì)差，這種不可抵消的電勢(shì)差作用在母排上，使周?chē)纬勺儎?dòng)的磁場(chǎng)。12脈波變電中一個(gè)周期內(nèi)每一組相鄰的脈波之間將產(chǎn)生12個(gè)數(shù)值相同，方向不同的交變磁場(chǎng)。

4 非同相逆并聯(lián)變電中殼體發(fā)熱分析

變壓器的出線側(cè)箱體組成了中間開(kāi)孔的密閉導(dǎo)體，當(dāng)線圈從中間穿過(guò)時(shí)，由于交變磁場(chǎng)的作用，會(huì)在箱體內(nèi)部產(chǎn)生電勢(shì)差，從而在箱體內(nèi)形成局部高溫發(fā)熱點(diǎn)。與此同時(shí)，磁場(chǎng)方向的不確定性，造成高溫發(fā)熱點(diǎn)處于游走狀態(tài)。受于技術(shù)及工器具的限制，對(duì)高溫點(diǎn)的游走規(guī)律尚不明確，一旦高溫發(fā)熱點(diǎn)多次疊加會(huì)使得局部溫度驟然上升，導(dǎo)致發(fā)熱點(diǎn)周?chē)淖儔浩饔土呀猱a(chǎn)生瓦斯氣體。當(dāng)瓦斯氣體超出報(bào)警值時(shí)，變壓器綜合保護(hù)系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出輕瓦斯報(bào)警信號(hào)。所以在變壓器制作過(guò)程中要求廠家對(duì)變壓器箱體（尤其出線側(cè)）采用非導(dǎo)磁材料，減少磁場(chǎng)的作用，杜絕輕瓦斯的發(fā)生。在國(guó)外已經(jīng)有許多典型案例杜絕了這一現(xiàn)象的發(fā)生。但對(duì)于國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)由于材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的差距，完全杜絕殼體發(fā)熱還相當(dāng)困難，但是通過(guò)合理選材，將溫升控制在合理范圍之內(nèi)還是可以達(dá)到的。

對(duì)于整流柜來(lái)說(shuō)，由于常規(guī)殼體大部分采用普通鋁鐵材料，所以在交變磁場(chǎng)的作用下，在殼體內(nèi)形成渦流現(xiàn)象。根據(jù)渦流效應(yīng)，使得整流柜體局部點(diǎn)發(fā)熱，有的局部點(diǎn)發(fā)熱溫度會(huì)高達(dá)100℃。不僅對(duì)元器件造成損壞，而且使支撐件（膠木材料）容易脆化。因此，如果采用非同相逆并聯(lián)供電方式，整流柜體宜采取非導(dǎo)磁材料，以降低渦流效應(yīng)。同時(shí)，柜內(nèi)信號(hào)在傳輸過(guò)程中受到交變磁場(chǎng)的影響，使一些傳輸數(shù)據(jù)失真，從而產(chǎn)生假信號(hào)，造成設(shè)備工作異常，甚至出現(xiàn)停車(chē)事故。而且由于磁場(chǎng)作用整流柜運(yùn)行時(shí)噪音較大，元件均流效果也不太理想。

雖然非同相逆并聯(lián)這種連接方式存在許多缺點(diǎn)，但對(duì)于一些二次電壓較小的投資項(xiàng)目，因?yàn)椴豢傻窒碾妷簽?.52倍的二次輸出電壓，所以當(dāng)二次輸出電壓較小時(shí)，這部分電壓也會(huì)相對(duì)變小，從而對(duì)柜體發(fā)熱影響較小，同時(shí)，由于二次輸出的脈波數(shù)量可以改變2個(gè)脈波夾角的大小，所以提高輸出端的脈波數(shù)量也可以達(dá)到抑制柜體發(fā)熱的目的，如果柜體采用不導(dǎo)磁材料并進(jìn)行隔磁處理，還是可以采用的。例如，當(dāng)橋臂電流超過(guò)某一定值時(shí)，用非鐵磁材料作為整流柜體，內(nèi)部用玻璃鋼搭接銅作為支架，緊固件也選用非鐵磁材料，就可以大大降低渦流效應(yīng)，使柜體的發(fā)熱現(xiàn)象不再那么明顯。

總而言之，對(duì)于采用同相逆并聯(lián)供電連接方式還是采用非同相逆并聯(lián)供電連接方式，需要綜合考慮，結(jié)合工藝要求及現(xiàn)有的資金狀況，通過(guò)合理的科學(xué)論證，采用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)材料和防范措施，最終會(huì)達(dá)到所需的效果。

江西551家化工企業(yè)要求安裝自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備

近日，為做好江西省長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶551家化工企業(yè)及25個(gè)化工園區(qū)污水處理廠污染源自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備安裝、聯(lián)網(wǎng)工作，江西省環(huán)保廳要求各地嚴(yán)格按國(guó)家規(guī)定，督促轄區(qū)內(nèi)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶化工企業(yè)及已建成污水處理廠化工園區(qū)于2017年10月1日前建設(shè)規(guī)范化排污口，設(shè)立標(biāo)志牌，完成自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備的建設(shè)、安裝和聯(lián)網(wǎng)等工作。

江西省環(huán)保廳要求，上述企業(yè)應(yīng)安裝的監(jiān)控因子須包含化學(xué)需氧量、氨氮、pH等，并與環(huán)保部重點(diǎn)污染源自動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)、省污染源監(jiān)控平臺(tái)穩(wěn)定聯(lián)網(wǎng)。對(duì)尚未建成污水處理廠的長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶園區(qū)，應(yīng)在污水處理廠建成試運(yùn)行期間安裝自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備并聯(lián)網(wǎng)，確保重點(diǎn)排污單位自動(dòng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸有效率達(dá)到90%以上。

Characteristics of non parallel reverse parallel shunt transformer and heating analysis of rectifier cabinet

SUN Wen-jing，ZHAO Hao
（Cangzhou Dahua Co.,Ltd.,Juhai Branch，Cangzhou 061000，China）

The characteristics of in-phase counter parallel and non parallel reverse parallel connection were introduced，and The heating reason of rectifier cabinet was analyzed.

rectifier transformer；rectifier cabinet；in-phase inverse parallel connection；non coherent inverse parallel connection

TM461

B

1009－1785(2017)06-0001-02

2017-02-25