[实用新型]一种三相48脉波整流变压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及将交流电变换为直流电的变流技术领域，尤其是一种用于变流的整流变压器。

背景技术

为了将交流电源变换为直流电源，通常采用一台整流变压器与一台整流器组成整流电路，如图1，整流变压器与整流器合称为整流机组。图1为六脉波桥式整流电路，在一个交流电周期内，或在360°电角内，直流电压Vdc含有六个脉动纹波，每个纹波电角区间为60°。

整流过程中，整流器会向电网输送大量谐波电流。为了减少向电网输送的谐波电流，有效方法之一是多台整流机组并联，其中每台变压器阀侧电压要移相，并联整流器之间的谐波电流在电网侧可相互抵消。两台机组组成十二脉波整流、四台机组组成二十四脉波整流、及八台机组组成四十八脉波整流等。

图2示两台整流机组并联形成的十二脉波整流，阀侧绕组L1(0°)与阀侧绕组L2(30°)电压之间的相角差为30°；在一个交流电周期内，直流电压Vdc含有十二个脉动纹波，每个纹波电角区间为30°。当整流机组并联时，阀侧绕组相角电压差(电压相角不同造成)，在并联机组之间产生环流(六倍工频)。这种相角电压差造成的环流会影响或干扰整流器的正常工作，图2中的平衡电抗器I-T，是减少相角电压差造成环流的有效方法之一。

另一种十二脉波整流方式是由两台整流机组串联形成。串联整流方式相对并联整流方式的优点是不存在整流器之间的并联环流，但串联整流器的电阻损耗要增大一倍，故实际中较少采用。

为了节约整流变压器的成本和减少变压器占地面积，将两台整流变压器合为一台整流变压器，即一台变压器含有两套阀侧输出绕组，如图3。图3中L1和L2为两套阀侧输出绕组，H为网侧输入绕组，图示为一相并未显示铁心。对这种同一铁心的两套阀侧输出绕组，当L1和L2分别为星形和三角形联结，星角接匝数取整数造成的变比电压差(星角联结绕组电压偏离)在并联整流器之间产生另一种环流(直流)。图3中L1和L2为径向(半径方向)分裂绕组，径向分裂阀侧绕组之间的漏磁阻抗(限制变比电压差产生并联环流的阻抗)较小，易导致较大的变比电压差环流。变比电压差环流将导致并联整流器之间的电流不平衡(或不相等)，电流不平衡一方面将降低并联整流装置的工作能力；另一方面，网侧的五次和七次谐波电流不能相互完全抵消，仍向电网输送未能抵销的五次和七次谐波电流；故并联整流机组设计制造中，必须减小和控制变比电压差环流。

另一种两套阀侧输出绕组的结构，为轴向分裂绕组，如图4，图4为一相并未显示铁心。图4中L1和L2为两套阀侧输出轴向(圆中心轴)分裂绕组，H为并联的网侧输入轴向分裂绕组。轴向分裂阀侧绕组之间的漏磁阻抗较大，可有效限制变比电压差产生的环流和相角电压差产生的环流。

地铁牵引1500伏直流电源整流变压器采用轴向双分裂绕组，每台整流变压器与两台整流器组成十二脉波整流；共两套十二脉波整流机组，整流变压器网侧绕组包括移相线圈，使两套十二脉波整流装置阀侧电压移相15度相位角，两套十二脉波整流装置并联形成二十四脉波整流，如图5；在一个交流电周期内，直流电压Vdc含有二十四个脉动纹波，每个波纹电角区间为15°。由于整流变压器轴向分裂阀侧绕组之间漏磁阻抗较大，并选择合适的星形和三角形绕组匝数，并联整流器之间可不采用平衡电抗器；但是，阀侧的星形和三角形绕组变比电压差产生的整流器之间的环流(或电流不相等)，导致二十四脉波整流系统仍向电网输送未能抵销的五次和七次谐波电流。

目前，要实现一台整流变压器带有四套阀侧绕组的并联二十四脉波整流，并有效控制(或消除)环流及向电网输送的谐波电流，至今尚无可行的技术方案；其主要制约因素为：四套阀侧绕组之中的径向分裂绕组漏磁阻抗小，星形和三角形绕组匝数取整产生的变比电压差在整流器之间产生较大并联环流，可导致整流机组不能正常工作及向电网输出较大谐波电流。

对四十八脉波整流，目前已有的方法为四套十二脉波整流装置移相、并联形成四十八脉波整流的方法。四套十二脉波整流装置，含有四台两阀侧输出绕组的整流变压器；如能减少整流变压器的台数，即增加单台整流变压器阀侧输出绕组的套数，并保证相同的整流效果，可减少整流变压器的占地面积和降低工程整体造价。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提出一种整流变压器带有四套阀侧输出绕组的布置、移相，联结和匝数选取方法，实现一台整流变压器的四套阀侧绕组对称移相的并联二十四脉波整流，两台整流变压器并联的均匀移相角的四十八脉波整流。