Rectifikaatorite ja võimsustransformaatorite variatsioonide mõistmine

Rectifikaatoritransformatorite ja võimetransformatorite erinevused

Rectifikaatoritransformatorid ja võimetransformatorid kuuluvad mõlemad transformatoriperekonda, kuid nende rakendus ja funktsionaalsed omadused on põhjalikult erinevad. Tavaliselt näha olevad transformatorid elektrivorkude pooltel on tavaliselt võimetransformatorid, samas kui tehisestellitööstuses elektroliitidele või elektroplüüsiseadmetele tarbimiseks kasutatakse tavaliselt rectifikaatoritransformatoreid. Nende erinevuste mõistmiseks on vaja uurida kolme aspekti: tööpõhimõtet, struktuurilisi omadusi ja töökeskkonda.

Funktsioonilise perspektiivi alt suurendavad võimetransformatorid peamiselt pingetaset. Näiteks suurendavad nad generaatori väljundpinget 35 kV-st 220 kV-ni pikka kauguseks edastamiseks, seejärel vähendavad seda 10 kV-ni kogukonna jaotamiseks. Need transformatorid toimivad nagu liigutajad energiasüsteemis, keskendudes ainult pingetranskformatsioonile. Vastupidiselt on rectifikaatoritransformatorid mõeldud AC-DC konverteerimiseks, tavaliselt paigutatud koos rectifikaatoriseadmetega, et AC muuta kindlaks DC-pingeks. Näiteks metro sõidukite juhtimissüsteemides muudavad rectifikaatoritransformatorid võrgu AC-e 1500 V DC-ks, et juhtida ronge.

Struktuurilised erinevused on olulised. Võimetransformatorid rõhutavad lineaarset pingetranskformatsiooni, kus on täpsed kiertide suhted kõrge- ja madalapinge vastikutel. Rectifikaatoritransformatorid peavad arvesse võtma harmonikaid, mis tekivad rectifikaatsiooniprotsessi käigus. Nende sekundaarsed vastikud kasutavad tavaliselt erilisi konfiguratsioone, nagu mitmed harud või deltaühendused, et takistada spetsiifilisi harmonikakorkeid. Näiteks ühe tootja ZHSFPT mudel kasutab kolmkierte struktuuri fasi-sundimisega disainiga, et tõhusalt vähendada 5. ja 7. harmonikakorke võrgus.

Tuumamaterjali valik näitab ka funktsioonilisi vajadusi. Võimetransformatorid kasutavad tavaliselt standardset grani-orienteeritud silitsiumterasit väikese kaotuse ja kõrge efektiivsuse huvides. Rectifikaatoritransformatorid, mis on seotud mitte-sinusoidaalsete vooltega, kasutavad tavaliselt kõrge permeabilitaatiga külmvetetud silitsiumterasit; mõned suuremahulised mudelid kasutavad isegi amorfset leivahappe. Testandmed näitavad, et sama mahuga rectifikaatoritransformatorid tavaliselt omavad 15%–20% suuremaid tühiplusskaotusi võimetransformatoritega võrreldes, selle tõttu, et neil on unikaalsed operatsioonilised pinged.

Töötingimused on drastiliselt erinevad. Võimetransformatorid töötavad suhteliselt stabiilsete laadide all, kus võrgusuurus on 50 Hz ja õhu temperatuur jääb -25°C kuni 40°C. Rectifikaatoritransformatorid silmitsed keerulistele tingimustele: alumiini elektroliitide tehased võivad päevitaselda koguda sadu laadi lülitumisi, kus hetkelised voolusuured ületavad nimiajaga väärtusi 30%. Tehase mõõtmistestide andmed näitavad, et rectifikaatoritransformatorite vastikute külgtemperatuur võib tõusta elektroliidi käivitamisel 70°C-st 105°C-ni, nõudes isolatsioonimaterjalidelt kõrgemat soojusestabiliteeti.

Kaitsekonstruktsioonid erinevad vastavalt. Võimetransformatorid keskenduvad tormi ja niiskuse kaitsele, tavaliselt IP23 klassiga. Rectifikaatoritransformatorid, mis on tavaliselt paigaldatud tööstuslikesse keskkondades, kus on korrosiooniga gaase, kasutavad roostevabast terasest kereid ja kõrgemat kaitseastet, nagu IP54. Mõned keemiatehased varustavad oma rectifikaatoritransformatoreid painetud ventilatsioonisüsteemidega, et ära hoida hapniku sügavate gaaside sissemist.

Hooldus tsükli ka tuleb eraldi käsitleda. Standardne võimetransformator läbib tuuma kontrolli igas kuues aastas riiklike eeskirjade järgi. Kuid terasegrupi hooldusandmed näitavad, et kontinuierlikes segamispurjetel kasutatavad rectifikaatoritransformatorid vajavad sidemeid igas kahe aasta tagant uuesti paigutada ja vastikute deformeerumise testi igas kolmes aasta tagant, tugevamate mehaaniliste pingete tõttu rectifikaatsioonitingimustes.

Maksumustrid on oluliselt erinevad. 1000 kVA ühiku korral maksab standardne võimetransformator umbes 250 000 RMB, samas kui sarnane rectifikaatoritransformator tavaliselt maksab üle 40% rohkem. See tuleneb komplekssete vastikute struktuuride ja lisatud harmonikakorke takistava komponentide materjalide kasutamisest. Ühe tehas andmed näitavad, et rectifikaatoritransformatorid kasutavad 18% rohkem vasku ja 12% rohkem silitsiumterasit võrreldes võrdsete võimetransformatoritega.

Rakendussenaariumid on selgelt erinevad. Võimetransformatorid on levinud substaatsioonides, elamukeskustes ja kaubanduskompleksides, kus neid kasutatakse põhiline energiajaotamiseks. Rectifikaatoritransformatorid teenivad spetsialiseeritud tööstusi: raudteejuhtimissubstaatsioonides, klor-alaalüülitehaste elektroliitide ruumides ja PV-staatide inverterisüsteemides. Taasenergia valdkonnas, näiteks üks päikesepark kasutas 24 rectifikaatoritransformatorit, et invertida fotogaania paneelidest saadud DC gridi sobiva AC-ks.

Tehnilised parameetrid on ka erinevad. Võimetransformatorid tavaliselt omavad lühikeste kõrvaltihete impedantsi 4%–8%, optimiseeritud süsteemi stabiilsuse huvides. Rectifikaatoritransformatorid vajavad täpset impedantsi arvutamist; ühe mudeli projekteeringudokumentides on määratud 8.5%, et piirata vea voolu ja tagada ohutu rectifikaatoritöö. Temperatuuritõusu osas piiravad võimetransformatorid ülemist öli temperatuuri 95°C-ni, samas kui rectifikaatoritransformatorid lubavad ajutisi tippu 105°C-ni, nagu selgesti kirjas tehnilistes spetsifikatsioonides.

Energiaefektiivsuse standardid on erinevad. Võimetransformatorid peavad järgima GB 20052 efektiivsuse klassi, kus on rangeid piiranguid tühipluss- ja laadikaotuste suhtes I efektiivsuse klassi korral. Rectifikaatoritransformatorid ei ole veel kohustusliku riikliku efektiivsusestandardi alla, kuid juhtivad tootjad järgivad IEEE C57.18.10. Võrdlusandmed näitavad, et eduka rectifikaatoritransformatorid saavutavad 12% kõrgema üldise efektiivsuse traditsiooniliste mudelitega võrreldes, säästes aastas kümnendte tuhandeid RMB elektri kuludest.

Valik sõltub tugevalt rakendusest. Elamukeskuse jaotusruumi jaoks piisab SCB13 kuivvälimine võimetransformator. Elektroplüüsiloo jaoks on vajalik rectifikaatoritransformator, mis kasutab tasakaalu reaktori, näiteks ZHS seriaal. Hoiatuslik lugu tuleb autotehast, kus eksitavalt kasutati standardset võimetransformatorit elektrooforeetilise katabe kehtestamiseks, mis põhjustas tuuma tiheduse tõstmist DC-komponendi tõttu, tulemusena vastikute paljunevuse kolme kuu jooksul.

Tuleviku trendid on erinevad. Võimetransformatorid edasi liiguvad intelligentssuunas, kus paljud uued mudelid integreerivad veebipõhist monitooringut. Rectifikaatoritransformatorid jätkavad edusamme harmonikakorke takistamisel; ühe brändi uusim mudel kasutab dünaamilist voltagiregulatsiooni, et vähendada sisendside harmonikakorke 28% allapoole 5%. Need tehnoloogilised arengud on tihti nende vastavate rakenduskäsitluste nõuetega kooskõlas.