Transformateur redresseur à 6 impulsions

6-La principale différence entre un transformateur redresseur et un transformateur de distribution conventionnel réside dans la connexion côté charge à un redresseur ; la forme d'onde du courant est non sinusoïdale avec un contenu harmonique élevé, ce qui nécessite que les enroulements et le noyau soient conçus spécifiquement pour les conditions de fonctionnement du redresseur. Yulan Transformer possède une vaste expérience dans la fabrication de transformateurs de fours électriques et de redresseurs. Nos transformateurs redresseurs à 6 impulsions couvrent une plage de capacité de 630 kVA à 80 000 kVA, avec des tensions primaires (côté réseau) compatibles avec les systèmes 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV et 35 kV, tandis que les paramètres secondaires (côté vanne) sont déterminés par la configuration spécifique du circuit redresseur.

Secteurs d'application

Les transformateurs redresseurs à 6 impulsions sont principalement utilisés dans les systèmes de redresseurs en pont triphasés pour alimenter les charges CC. Les scénarios d'installation courants incluent :

● Procédés électrolytiques pour métaux non ferreux (aluminium, cuivre, zinc…)

● Lignes de production de traitement de surface (galvanoplastie, anodisation, etc.)

● Fours de graphitisation et équipements de chauffage électrique industriel

● Stations de redressement de traction pour le transport ferroviaire urbain

● Alimentations pour fours à arc électrique DC et fours à arc submergé

● Cellules d'électrolyse chimique et industrie du chlore-alcali

Ces applications partagent des caractéristiques communes : des courants de charge élevés, des exigences variables en matière d'ondulation côté courant continu et des exigences spécifiques concernant l'impédance du transformateur et la capacité de tenue aux courts-circuits.

Points forts de la conception

Structure d'enroulement

L'enroulement côté réseau est conçu en fonction du niveau de tension du système, tandis que l'enroulement côté vanne est déterminé par la tension d'entrée CA du redresseur. Le redressement à 6 impulsions utilise généralement des connexions Dyn ou Yd pour fournir la sortie CA triphasée requise pour le pont redresseur triphasé. Certains projets nécessitent des enroulements parallèles côté vanne pour réduire le courant dans les enroulements individuels.

Harmoniques et pertes supplémentaires

Sous les charges du redresseur, le courant d'enroulement contient des harmoniques caractéristiques (telles que la 5ème et la 7ème), qui génèrent des pertes supplémentaires dans les enroulements et les composants structurels. Des mesures de conception, telles que l'augmentation de la section des conducteurs, l'installation d'un blindage ou l'utilisation de conducteurs transposés, sont utilisées pour minimiser les pertes par courants de Foucault et le risque de surchauffe localisée.

Conception d'impédance

La sélection de l'impédance de court-circuit affecte directement le processus de commutation du redresseur, les niveaux de courant de court-circuit et la régulation de la tension de sortie CC. Une impédance excessive entraîne une chute de tension continue significative, tandis qu'une impédance insuffisante peut entraîner un dépassement de la capacité de tenue de l'équipement par les courants de court-circuit. La plage d'impédance est généralement déterminée en fonction des paramètres fournis par le fabricant du redresseur.

Noyau et bruit

Le noyau est construit à partir de tôles d'acier au silicium à grains orientés laminées à froid, le processus d'empilage étant effectué par un équipement automatisé. Comme le flux magnétique dans un transformateur redresseur peut contenir une petite composante continue, une marge est incorporée dans la conception concernant la densité de flux magnétique de fonctionnement du noyau pour éviter la saturation, qui autrement entraînerait une augmentation du bruit et des pertes.

Caractéristiques

Fabrication et tests

Une fois la partie active assemblée, elle subit un traitement dans un système de séchage sous vide en phase vapeur de kérosène pour éliminer l'humidité et les gaz des matériaux isolants. Pour les unités de grande capacité, des conducteurs transposés ou des conducteurs combinés sont utilisés pour les enroulements afin de réduire les pertes par courants de Foucault. Le réservoir et les composants structurels sont grenaillés pour éliminer la rouille, puis recouverts d'un revêtement en poudre ; les grandes unités peuvent être équipées de panneaux de radiateurs ou de systèmes de refroidissement par air à huile forcée.

En plus des tests de routine en usine, tels que la résistance CC des enroulements, le rapport de tension, la résistance d'isolement, la tension de tenue à fréquence industrielle, la tension de tenue induite, la perte à vide, la perte de charge et l'impédance de court-circuit, des tests d'échauffement, des tests de choc de foudre et des mesures de décharge partielle sont effectués selon les exigences de l'utilisateur. Certains projets nécessitent également des données de vérification concernant la capacité de l'enroulement côté vanne à résister aux courants harmoniques.

Considérations de sélection

Q : En quoi les rectifications à 6 et 12 impulsions diffèrent-elles ?

Un transformateur redresseur à 6 impulsions ne possède qu'un seul ensemble d'enroulements triphasés côté vanne, produisant six impulsions du côté CC après rectification. Le redressement à 12 impulsions nécessite généralement deux transformateurs ou un seul transformateur avec des ensembles à double enroulement ; un déphasage de 30° est utilisé pour obtenir 12 impulsions, ce qui entraîne une ondulation côté CC plus faible et un contenu harmonique réduit. Le choix dépend de la topologie du circuit du redresseur et des limites harmoniques du réseau.

Q : Comment la tension côté vanne est-elle déterminée ?

La tension côté vanne est calculée par le fabricant du redresseur en fonction de la tension de sortie CC, de la méthode de rectification, de l'angle de commutation et de l'impédance du transformateur. Le fabricant du transformateur conçoit les spires des enroulements côté vanne et le niveau d'isolation en fonction de cette tension ; Il est conseillé aux utilisateurs de ne pas modifier eux-mêmes ces spécifications.

Q : Comment l'impédance affecte-t-elle le système de rectification ?

Une impédance plus élevée entraîne un angle de chevauchement de commutation plus grand et une chute plus prononcée de la tension de sortie CC sous charge, mais elle diminue le courant de court-circuit de pointe. Une impédance excessivement faible entraîne un processus de commutation trop rapide, soumettant potentiellement le redresseur à un taux de variation de courant élevé. La plage d'impédance est généralement spécifiée par le concepteur du système de rectification.

Q : Quelle capacité convient pour une tension côté réseau de 35 kV ?

Une tension côté réseau de 35 kV est couramment trouvée dans les transformateurs redresseurs avec des capacités allant de 630 kVA à 20 000 kVA. Les unités de plus grande capacité utilisent généralement des tensions nominales plus élevées ou des conceptions spécialisées. Les spécifications spécifiques dépendent des conditions du réseau local et des évaluations de la capacité de court-circuit.

Q : La régulation de tension en charge est-elle prise en charge ?

Oui. Les transformateurs redresseurs haute capacité sont fréquemment équipés de changeurs de prises en charge (OLTC) pour ajuster la tension côté vanne et ainsi contrôler la sortie CC. La régulation de la tension en charge affecte la disposition interne de l'assemblage et les dimensions du réservoir, ce qui entraîne un délai de livraison plus long par rapport aux modèles à changement de prise hors circuit (sans charge).

Expérience en ingénierie

Yulan Transformer fabrique des transformateurs de four électrique et des transformateurs redresseurs depuis 1999, avec un historique d'approvisionnement en volume pour les applications d'électrolyse de métaux non ferreux, d'électrolyse chimique et de chauffage électrique industriel. Les capacités de fabrication comprennent une capacité de levage de 80 tonnes, un système de séchage sous vide en phase vapeur de kérosène de 400 kW, un équipement de test d'impulsion de 1 200 kV et un transformateur de test à fréquence industrielle sans décharge partielle de 400 kV, permettant la production et le test de transformateurs redresseurs évalués à 110 kV et moins.

Veuillez contacter le service technique de Yulan Transformer pour des propositions techniques spécifiques au projet, des dessins dimensionnels ou des rapports de calcul des pertes.