整流变压器的参数计算
1. 由Id、Ud确定变压器的电压、电流和容量
U1、I1、P1、U2、I2、P2和P按下表计算。
序号
整流电路
一次侧
二次侧
容量
U1/Ud
I1/Id
P1/Pd
U2/Ud
I2/Id
P2/Pd
P/Pd
1
单相半波
2.22
1.21
2.69
2.22
1.57
3.49
3.09
2
单相全波
1.11
1.11
1.23
1.11
0.78
1.74
1.48
3
单相桥式
1.11
1.11
1.23
1.11
1.11
1.23
1.23
4
三相半波
0.855
0.47
1.21
0.85
0.58
1.48
1.345
5
三相星形曲折连接
0.49
0.47
1.21
0.49
0.58
1.71
1.46
6
三相桥式
0.428
0.815
1.04
0.428
0.815
1.045
1.045
7
六相半波D-Y
0.74
0.58
1.28
0.74
0.41
1.81
1.55
8
六相带平衡电抗器
0.855
0.41
1.045
0.855
0.288
1.48
1.26
9
六相星形叉形连接
0.43
0.47
1.05
0.43
0.41
1.79
1.42
10
六相半波Y-Y
0.74
0.47
1.05
0.74
0.41
1.81
1.43
注:Ud—直流电压,Id—直流电流,Pd—直流功率,K—变压比。
U2—次级相电压
2. 延边三角形电压、电流的计算
延边三角形接线变压器的移相角度只能在00 <α<300
2.1 电压关系
移相绕组电压
UY=U1sinα/sin1200=2 /√3=U1sinα
主绕组电压
UZ=(U1sin(600-α)-sinα)/ sin1200=2×U1sin(300-α)
2.2电流关系
IY=√3 IZ
IY=I2 N2 / NY×2sinα
IZ=I2 N2 / NZ×2sin(300-α)
3. 延边三角形阻抗计算
有三种阻抗
穿越阻抗:分裂侧支路并联时对不分裂侧绕组的阻抗。
半穿越阻抗:分裂侧任一支路对不分裂侧绕组的阻抗。
分裂阻抗:分裂侧支路间的阻抗。
4. 畸变的电流波形下的负载损耗的确定
根据《JB/T 8636—1997 电力变流变压器》标准规定:
负载损耗的测量是在额定电流I1下进行,按标准给出的表2的要求短接和计算。
温升试验所施加的总损耗,由已测得的空载损耗和额定畸变的非正弦电流产生的负载损耗之和,后者是计算得出的。
在正常运行时,变压器负载电流是非正弦波的,它使涡流损耗和杂散损耗增加,要对额定正弦电流负载下的损耗进行校正。
4.1 确定谐波电流频谱
在没有规定信息时,根据《GB/T 3859.2—1993半导体变流器应用导则》的6.6.2和6.6.4推导出。
4.2 由谐波电流频谱计算出:
K1= ∑(Ir / I1)2 = (IPN / IP1)2
K2= IPN / IP1
I PN = K2 ×IP1
I SN = K2 ×IS1
r — 谐波次数
Ir —— r 次谐波电流
I1 —— 额定电流的基波分量(方均根值);即等于变压器额定电流
IPN —额定一次侧非正弦相电流(方均根值)
IP1 ——额定一次侧基波相电流(方均根值)
IPN —额定一次侧非正弦相电流(方均根值)
IS1 —额定一次侧基波相电流(方均根值)
FWE= ∑[(Ir / I1)2 ×r 2 ]
FCE=FSE=∑[(Ir / I1)2 ×r 0.8 ]
FWE=绕组涡流损耗增加系数
FCE=连接线的涡流损耗增加系数
FSE=金属结构件杂散损耗增加系数
4.3 由测量得到的负载损耗PK1 计算连接线的涡流损耗和金属结构件杂散损耗
PCE1 + PSE1 = PK1 -(∑IR 2 + PWE1)
4.4 畸变的电流波形下的负载损耗
PKN = K1 ×∑IR 2 + FWE × PWE1 + FCE ×(PCE1 + PSE1)
例:
变压器额定参数 一次侧 二次侧
额定容量(kVA) 18180 2×12850
系统额定电压(kV) 30 √3×0.303
额定相电流(A) IP1=350 IS1=14128
联结 Y yy
变流器额定值: U dO= 354 V
I dN = 5000 A
额定负载下谐波电流频谱
谐波次数 r I r / I 1
1 1
5 176.0×10 - 3
7 110.0×10 - 3
11 44.7×10 - 3
13 26.4×10 - 3
17 11.8×10 - 3
19 10.6×10 - 3
23 8.7×10 - 3
25 8.6×10 - 3
K1= ∑(Ir / I1)2 = (IPN / IP1)2 = 1.046
K2= IPN / IP1 =1.023
I PN = K2 ×IP1 =1.023×350=358 (A)
I SN = K2 ×IS1 =1.023×14128=14450 (A)
FWE= ∑[(Ir / I1)2 ×r 2 ] =2.89
FCE=FSE=∑[(Ir / I1)2 ×r 0.8 ] =1.19
测量得到的负载损耗PK1 = 124.3(kW)
∑IR 2 = 96.9(kW)
FWE =3.4(kW)——计算出的绕组涡流损耗
连接线的涡流损耗和金属结构件杂散损耗
PCE1 + PSE1 = PK1 -(∑IR 2 + PWE1)=124.3 – 96.9 – 3.4 = 24(kW)
畸变的电流波形下的负载损耗
PKN = K1 ×∑IR 2 + FWE × PWE1 + FCE ×(PCE1 + PSE1)
=1.046×96.9 + 2.89×3.4 + 1.19×24 = 140(kW)
参考文献:
1. JB/T 8636-1997
2.《变压器》1999年第5 期 P.5
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