主变网侧及阀侧串级调压整流电路制造技术

一种主变网侧或阀侧串级式整流调压电路，由整流主变、调变及整流器组成，其特点是主变、调变网侧绕组串联，主变阀侧接ＳＣＲ或二极管整流器，调变阀侧接二极管整流器或ＰＷＭ整流器，两直流输出并联。主变阀侧绕组是同相逆并联双星形带中间抽头的绕组，经桥式整流可产生三级电压幅值粗调，调变阀侧二极管整流时每相绕组单组或二组出线桥式整流配合ＳＣＲ（或ＳＳＲ固态继电器）通断开关移相控制，实现无级细化主变整流的幅值粗调电压。适用于大功率整流调压及快速实现电压幅值调节减少电压闪变的场合。主变网侧串级调压整流原理还可用于现有整流设备的技术改造。

【技术实现步骤摘要】

大功率整流

技术介绍
电化学用整流设备，因生产工艺的需要，其直流输出电压必须在大范围内连续可调。电化学、电冶金的企业，一般均采用有载调压开关作幅值调压晶闸管作相位调压。幅值调压电路主要有七种。
技术实现思路
专利技术目的众所周知电能的利用变电级数也称次数越少，电能损失越少，理想调压电路型式应是一次侧接额定电压，二次侧有载分接，铁芯额定磁密运行，变压器充分利用，无调变损耗，但由于二次侧电流太大，无法有载调压，大多采取调压绕组正反接自耦调压变压器供主变一次侧的方法实现调压，主变恒电流运行，其主变铜损不变，存在二次变压问题，必然多一级变电损耗，本专利技术主变和调变一次侧串联一级变压或主变阀侧串调变一次绕组，调变二次侧整流直供负载，主变二次侧抽头接晶闸管整流实现三级粗调，调变接PWM整流或二极管整流控制细化主变的三级粗调。调变取消有载调压开关采取SCR或PWM控制能在整个调压范围内快速实现电压调节。 工作原理1.主变网侧串级带调压开关调压电路整流原理1.1图1所示，主变调变独立铁芯，主变网侧每相与调变每相串联后星接则调变网侧带中心点有载调压开关，若串联后角接则用线端调压开关，主调变低压侧并联，直接带整流器，(该电路需注意主变调变高低压绕组同名端)，实际使用的调压电路为粗细调电路(为现有技术图中未给出)。 1.2主变调变整流分离电路图2所示，网侧接法如上，主变可控整流，调变二极管整流，两直流输出并联(主变调变高低压绕组同名端不再必要)，由于调变一次承受电压较小，主变SCR整流器对电流起控制作用，调变整流器输出的直流电流较小与主变一次电流是调变变比关系，不起控制作用，把通过调变一次的主变一次电流看作恒流源，调变一次由恒流源控制工作，二次感应相应整流电流，直流纹波电压经二极管桥给调变励磁，励磁电压由直流电压决定，直流纹波电压经调变一次绕组反映到网侧，实现主变降压。调变有载调压开关改变串入主变的电压大小来实现调压，当有载调压开关处于最高档，调变一次无电流，二次侧整流二极管不导通，调变无励磁。主变调变电压关系式u2＝u1/(k1+k2)，电流关系式i2＝i1×(k1+k2)式中k1、k2是主变调变变比，u2、i2是阀侧交流电压、主调变交流电流，u1、i1是网侧交流电压、交流电流。 该电路适用于调压范围不大情况，能移相，移相要求经分析主变一次曲折移相时调变也需相应移相，为使移相简单可在调变阀侧曲折移相。在主变正负移相共用一台调变场合，调变不移相，调变阀侧二极管整流输出，典型电路见图3。 2.取消有载调压开关调压电路原理2.1一种简单电路取消图2中有载调压开关，调变网侧采用通断开关控制，电路见图4，通断开关接通时调变不工作，调变阀侧二极管承受反压，仅由主变可控整流，阀侧输出高电压。此时调变无任何损耗。通断开关断开时调变工作，阀侧输出低电压。通断开关有光控晶闸管及真空开关与光控晶闸管的并联组合。单纯真空开关有机械寿命、触头电磨损及断开时的过电压。 图5给出了在调变阀侧采用通断开关控制。通断开关有晶闸管SCR反并联或双向SCR(或SSR固态继电器)及低压开关与晶闸管的并联组合，低压型通断开关技术成熟，但调变工作时一直有损耗，即与设在网侧通断开关控制相比，开关接通时有调变的短路损耗，在可能的使用场合可以配合网侧通断开关，使阀侧SCR通断开关先接通短接调变，再接通网侧真空通断开关，断开时顺序相反，以减少调变损耗减少网侧通断开关的电磨损及过电压。 2.2主变阀侧串级调压整流电路电路图6所示，主变阀侧经调变串级调压后接主整流器，调变二次侧接辅整流器，两直流输出并联，与主变网侧串级调压整流原理类似。该电路与二极管加饱和电抗器整流比较，阀侧串接的都是电磁器件，但作用不同，一个是移相调压一个是幅值调压。图6与主变带第三线圈有载调压供串联变压器的电路比较，图6主变无第三线圈及有载调压开关，调变的输入电能一个是主变阀侧供给，一个是由主变第三线圈正反激磁供给，经分析两种电路的损耗相似。 2.3扩大调变调压范围的电路图7所示其原理，调变二次绕组每相二只绕组单相桥式整流，三相共六只绕组。同相绕组之间用两只通断开关，共k1～k6六只，一次侧绕组与主变网侧或阀侧串联，因直流电压近似不变，通断开关控制二次侧绕组串联或并联或短接以改变每相绕组的工作匝数，达到改变调变磁通，改变调变一次感应电压。 工作过程a k1～k6全断开六只绕组单相桥式整流后并联输出的电流最高设为Id，这时调变磁通φm最高，调变一次侧感应的电压最高，给主变的降压作用最大，设该最大电压为U。 b k1～k6全通调变绕组短接无整流输出，在一次侧给主变降低的电压最小，如忽略调变的短路电压，则认为是零。 c k2、k4、k6接通k1、k3、k5断，每相绕组串接(或k1、k3、k5接通k2、k4、k6断)，受主变恒流控制，调变网侧星接绕组每一时刻有二相恒流磁势，调变二次侧每相二只绕组串联感应整流输出电流，二相并联输出电流为Id/2，励磁磁通为φm/2，串入网侧调压回路电压为U/2。 以上给出了调变的串级电压0、U/2、U实现三档电压调节，当通断开关移相控制时可实现五档电压调节并无级调压，在k2、k4、k6接通同时k1、k3、k5在该相主整流器触发脉冲后延时60°接通可实现U/4电压档，该工况下调变阀侧任何时刻两相电流中一相被短接无输出一相串联输出，主变电流波形平直。类似地在k1、k3、k5断开同时k2、k4、k6在该相主整流器触发脉冲后延时60°接通可实现3U/4电压档，该工况下调变阀侧任何时刻两相电流中一相并联输出一相串联输出，主变电流波形平直。图8是一工况下主整流器触发脉冲后延时90°时的主变电流波形，此时波形不平直，综上所述通断开关在0°～120°范围内延时并与三相整流巧妙配合隐含地增加了两档，获得调变在调压范围内五档电压调节并无级调压。该无级调压的模拟移相触发电路图9。 另外调变阀侧接PWM整流器，利用PWM整流器的能量双向传输特点可使主变网侧正负串级调压，PWM整流的调变容量是二极管整流的调变容量的一半，但两者的主变加调变的总损耗相同。 3.主变阀侧抽头“F”绕组工作原理3.1调压工作原理阀侧主电路原理接线如图10，阀侧正反星同相逆并联，每个绕组带中间抽头出线，两根出线接至各自桥式整流臂，中间抽头有三种电压粗调档位1档最高档，a1、b1、c1、-a1、-b1、-c1相应桥臂工作输出电压Ud＝2×1.17Uφ1cosα(Uφ1阀侧全绕组相电压)；3档最低档电压a2、b2、c2、-a2、-b2、-c2工作输出电压Ud＝2×1.17Uφ2cosα(Uφ2阀侧绕组抽头相电压)；2档中间档设定为桥臂正星正极组a2、b2、c2，负极组a1、b1、c1，反星负极组-a1、-b1、-c1，正极组-a2、-b2、-c2导通，在正反星矢量图上如图10中某时间a2、b1；-a1、-b2导通，因星接绕组桥式整流是两组半波换相组的串联，则该中间档工作输出电压值为1.17(Uφ2+Uφ1)cosα。若单星电路使用该中间档导通方式存在变压器直流磁化，这是由于不对称导通在变压器铁芯上磁势不平衡，在大功率整流中必须消除，而双星同相逆并联能做到变压器不存在直流磁化，正反星两绕组抽头错开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主变网侧及阀侧串级式整流调压电路，由整流主变、调变及主辅整流器组成，其特征是主变、调变网侧绕组串联或主变阀侧与调变一次侧串联，主变阀侧接ＳＣＲ主整流器或主变配有载调压阀侧接二极管主整流器，调变阀侧接二极管辅整流器或ＰＷＭ辅整流器，两直流输出并联。

【技术特征摘要】
CN 2005-10-30 20051011897361一种主变网侧及阀侧串级式整流调压电路，由整流主变、调变及主辅整流器组成，其特征是主变、调变网侧绕组串联或主变阀侧与调变一次侧串联，主变阀侧接SCR主整流器或主变配有载调压阀侧接二极管主整流器，调变阀侧接二极管辅整流器或PWM辅整流器，两直流输出并联。2根据权利要求1，其主变特征是主变阀侧绕组是星形带中间抽头的“F”型式绕组，主变铁芯是三相五柱式或主变阀侧安装三只均流电抗器；主变阀侧采用传统星或角绕组即现有技术整流与调变整流并联，使用在调压范围不大的情况；若主变阀侧中心点接二极...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢建军，
申请(专利权)人：卢建军，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]