大功率36脈波油浸式高壓變頻變壓器的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種大功率36脈波油浸式高壓變頻變壓器。
【背景技術】
[0002]變頻器是電力電子技術、微電子技術、電機控制理論及自動控制技術高度發(fā)展的產物。交流變頻調速主要用于控制異步電動機的轉速和轉矩，不僅擴大了電動機的轉速調節(jié)范圍，使電動機轉速能夠從零速到高于額定轉速的范圍內變化，而且具有動態(tài)響應快、工作效率高、輸出特性好，使用方便等其它調速方案所無法比擬的特長。加上交流電動機對環(huán)境適應性強，維修簡單，價格低，容易實現(xiàn)高速大容量的優(yōu)勢，已逐步取代直流電動機，成為電氣傳動的主流。
[0003]高壓電力電子器件制造技術的發(fā)展，促進了大功率變頻等電力電子產品的技術進步。隨著變頻控制技術的成熟，變頻調速系統(tǒng)的應用正逐步向高電壓、大功率方向發(fā)展。目前，大功率高壓變頻調速系統(tǒng)多采用國際流行的功率單元串聯(lián)多電平技術，其輸入側采用脈波數(shù)為η的多脈波移相整流變壓器，變壓器的多組閥側繞組經過移相向各自對應的功率單元供電后，可以構成幾十到百余脈沖的電流或電壓波形多級移相疊加，這樣可以消除電網側η-1次以下的高次諧波，大大改善網側的電流波形，使變頻調速系統(tǒng)在電網接入處的總的諧波含量不超過GB/T14549-1993《電能質量公用電網諧波》標準要求，同時可提高網側的功率因數(shù)到0.95以上，無需任何功率因數(shù)補償及諧波抑制裝置。另外由于變壓器的閥側繞組的相互獨立性，使每個功率單元的主回路相對獨立，這樣各功率單元的輸出可以直接串聯(lián)而無須擔心短路和環(huán)流問題，因而具有極高的可靠性和安全性;輸出側采用多電平PWM技術，一方面將多個三相輸入、單相輸出的脈寬調制型功率單元串聯(lián)直接形成6kV、10kV及更高電壓輸出，滿足高壓調速電機電壓要求，不需要改變電機接法；同時采用疊波技術，最大限度的消除了高壓變頻器輸出電壓中的諧波含量，電壓波形接近于標準的正弦波，大大改善了變頻器的輸出性能，保證電機安全可靠運行，降低能耗。
[0004]中國專利文獻號CN203423055U公開了一種大功率高壓變頻用油浸式整流變壓器，整流變壓器由兩個不同的單機18脈波整流變壓器器身組合而成，通過將一個器身網側為“Λ”接線，另一個器身網側為“Y”接線，兩器身之間一次側有30°相位差，兩臺器身的閥側繞組相對各自網側分別移相+20°、0°、一20°，實現(xiàn)36脈波輸出，以達到低損耗、低溫升、低噪音、搞短路能力強的優(yōu)點。該專利文獻的技術方案的特點在于:通過兩臺整流變壓器網、閥側繞組同時移相，實現(xiàn)36脈波整流，消除35次以下高次諧波。該專利文獻的技術方案的不足之處在于:由于采用兩臺不同的整流變壓器器身組合成36脈波，設計工作量大，材料規(guī)格相對較多，加工相對復雜，變頻調速系統(tǒng)輸出功率較小、電壓低及存在變頻調速系統(tǒng)運行過程中功率單元因故障旁路引起的變壓器繞組單元內會安匝不平衡產生的系列問題。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是:提供一種大功率36脈波油浸式高壓變頻變壓器，解決現(xiàn)有技術中存在的變頻調速系統(tǒng)輸出功率小、電壓低及變頻調速系統(tǒng)運行過程中功率單元因故障旁路引起的變壓器繞組單元內安匝不平衡產生的系列問題，保證變壓器三相輸出功率相同，優(yōu)化產品結構，降低設計、加工難度及變壓器重心高度，使變頻調速裝置在較寬的調速范圍內長期安全、可靠運行，降低運行能耗，且運輸、安裝維護方便。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種大功率36脈波油浸式高壓變頻變壓器，包括兩臺相同變壓器器身，單臺變壓器器身有三個網側繞組和六個閥側繞組構成，三個網側繞組容量、電壓相等，呈軸向分裂布置，并聯(lián)連接，六個閥側繞組容量、輸出電壓相等，每兩個閥側繞組為一組，共三組，三個閥側繞組小組呈軸向分裂布置，每個閥側繞組小組對應一個網側繞組，并且閥側繞組小組內的兩個閥側繞組和對應的網側繞組呈輻向分裂布置，閥側繞組小組內的兩個閥側繞組位于對應的網側繞組的兩側，每個閥側繞組小組內的兩個閥側輸出繞組間移相角度差為30°，單臺變壓器器身的六個閥側繞組分別與對應的功率單元的輸入側連接，閥側繞組小組內的兩個閥側繞組連接的功率單元為一個功率單元小組，二個功率單兀小組分別構成一50°和一 20°、一40°和一 10°及一30°和0°移相角，功率單元小組內的兩個功率單元在輸出側相互串聯(lián)，并分別與另一變壓器器身內的構成一 30°和0°、一50°和一20°及一40°和一 10°移相角的功率單兀小組依次對應并串聯(lián)為功率單兀大組，功率單元大組之間在輸出側星形連接，構成高壓電機的三相進線。
[0007]—種大功率36脈波油浸式高壓變頻變壓器，包括四臺相同變壓器器身，單臺變壓器器身有三個網側繞組和六個閥側繞組構成，三個網側繞組容量、電壓相等，呈軸向分裂布置，并聯(lián)連接，六個閥側繞組容量、輸出電壓相等，每兩個閥側繞組為一組，共三組，三個閥側繞組小組呈軸向分裂布置，每個閥側繞組小組對應一個網側繞組，并且閥側繞組小組內的兩個閥側繞組和對應的網側繞組呈輻向分裂布置，閥側繞組小組內的兩個閥側繞組位于對應的網側繞組的兩側，每個閥側繞組小組內的兩個閥側輸出繞組間移相角度差為30°，四臺變壓器器身兩兩為一組，結構相同，變壓器器身小組中的單臺變壓器器身的六個閥側繞組分別與對應的功率單元的輸入側連接，閥側繞組小組內的兩個閥側繞組連接的功率單元為一個功率單兀小組，二個功率單兀小組分別構成一50°和一20°、一40°和一 10°及一30°和0°移相角，功率單元小組內的兩個功率單元在輸出側相互串聯(lián)，并分別與該組中的另一變壓器器身內的構成一30°和0°、一50°和一20°及一40°和一 10°移相角的功率單兀小組依次對應并串聯(lián)為功率單元大組，兩個變壓器器身小組的功率單元大組之間彼此串聯(lián)，彼此串聯(lián)的功率單元大組之間在輸出側星形連接，共同構成高壓電機的三相進線。
[0008]進一步限定，單臺變壓器器身的三個網側繞組采用Y接或D接方式，單臺變壓器器身的六個閥側繞組分別采用六邊形、Y接和D接方式進行移相。
[0009]進一步限定，兩臺變壓器器身呈一字形排列，相鄰變壓器器身的上夾件之間和下夾件之間通過連接板連接。
[0010]進一步限定，四臺變壓器器身呈田字形排列，相鄰變壓器器身的上夾件之間和下夾件之間通過連接板連接。
[0011]進一步限定，在所述的閥側繞組的輸出端安裝電流互感器。
[0012]進一步限定，所述的網側繞組的進線端在變壓器的油箱內并聯(lián)后通過安裝在變壓器油箱蓋上的高壓套管引出，閥側繞組的輸出端通過安裝在變壓器油箱蓋上的低壓套管引出，在高壓套管和低壓套管上都蓋有電纜罩。
[0013]進一步限定，電流互感器安裝在變壓器油箱蓋下的電流互感器安裝座內。
[0014]進一步限定，變壓器器身的網側繞組和閥側繞組之間設置有接地屏蔽裝置，接地屏蔽裝置的引出線在變壓器油箱內并聯(lián)后通過安裝在變壓器油箱蓋上的接地套管引出接地。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:通過采用2臺以上相同的36脈波整流變壓器閥側繞組與功率單元分組串聯(lián)連接，構成變頻調速電機的三相進線，解決了現(xiàn)有技術中存在的變頻調速系統(tǒng)輸出功率小、電壓低的問題，減少了設計工作量，提高了材料利用率，簡化了加工工藝，有助于提高產品經濟效益，維護簡單；
[0016]通過采用網側繞組軸向分裂、閥側繞組軸向和輻向組合分裂布置結構，解決了變頻調速系統(tǒng)運行過程中功率單元因故障旁路引起的變壓器繞組單元內安匝不平衡問題，避免了因安匝不平衡引起的軸向電動力及附加渦流損耗，保證變壓器三相輸出功率相同，降低了變壓器重心高度，使變頻調速裝置在較寬的調速范圍內長期安全、可靠運行，降低運行能耗，且運輸、安裝維護方便。
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明；
[0018]圖1為本發(fā)明的繞組結構示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的正常情況下閥側繞組小組的漏磁分布圖；
[0020]圖3為本發(fā)明的功率單元故障情況下閥側繞組小組的漏磁分布圖；
[0021]圖4是采用本發(fā)明的繞組結構的高壓變頻變壓器的接線原理圖；
[0022]圖中，1.網側繞組，2.閥側繞組，3.功率單元，4.電流互感器。
【具體實施方式】
[0023]實施例1:
[0024]如圖1和4所示，一種大功率36脈波油浸式高壓變頻變壓器，包括兩臺相同的變壓器器身，變壓器器身為36脈波整流變壓器器身，兩臺變壓器器身呈一字型排列，相鄰變壓器器身的上夾件之間和下夾件之間通過連接板連接。
[0025]單臺變壓器器身有三個網側繞組I和六個閥側繞組2構成，網側繞組I與閥側繞組2之間絕緣，三個網側繞組I容量、電壓相等，呈軸向分裂布置，并聯(lián)連接，三個網側繞組I采用Y接或D接方式，六個閥側繞組2容量、輸出電壓相等，每兩個閥側繞組2為一組，共三組，三個閥側繞組小組呈軸向分裂布置，六個閥側繞組2分別采用六邊形、Y接和D接方式進行移相，移相角誤差在±0.5°內，有利于減小閥側繞組2輸出電壓偏差。采用六邊形接線方式進行移相的閥側繞組2中的移