پیشگیریهای بهبود کارایی سیستم مستطیلساز
سیستمهای مستطیلساز شامل تجهیزات متعدد و متنوعی هستند، بنابراین عوامل زیادی بر کارایی آنها تأثیر میگذارند. بنابراین، در طراحی رویکرد جامع ضروری است.
افزایش ولتاژ انتقال بار مستطیلساز
نصب مستطیلسازها سیستمهای تبدیل AC/DC با قدرت بالا هستند که نیاز به انرژی زیاد دارند. تلفات انتقال مستقیماً بر کارایی مستطیلساز تأثیر میگذارد. افزایش مناسب ولتاژ انتقال تلفات خط را کاهش میدهد و کارایی مستطیلساز را بهبود میبخشد. به طور کلی، برای کارخانههایی که کمتر از ۶۰,۰۰۰ تن سالانه سداب تولید میکنند، انتقال ۱۰ kV توصیه میشود (به جای ۶ kV). برای کارخانههای بیش از ۶۰,۰۰۰ تن/سال، انتقال ۳۵ kV باید استفاده شود. برای کارخانههایی که بیش از ۱۲۰,۰۰۰ تن/سال تولید میکنند، انتقال ۱۱۰ kV یا بالاتر لازم است.
استفاده از ترانسفورماتور مستطیلساز با پلهبرداری مستقیم
مانند اصول انتقال، ولتاژ اصلی (شبکه) ترانسفورماتور مستطیلساز باید با ولتاژ انتقال مطابقت داشته باشد. پلهبرداری مستقیم با ولتاژ بالاتر به معنای جریان کمتر در سیمپیچ ولتاژ بالا است، که منجر به کاهش تلفات حرارتی و افزایش کارایی ترانسفورماتور میشود. در صورت امکان، از ولتاژهای انتقال بالاتر و ترانسفورماتور مستطیلساز با پلهبرداری مستقیم استفاده کنید.
کاهش محدوده تغییر پله ترانسفورماتور مستطیلساز
محدوده تغییر پله تأثیر قابل توجهی بر کارایی ترانسفورماتور دارد؛ محدوده کوچکتر کارایی بالاتری را فراهم میکند. افزایش ناخواسته محدوده (مثلاً به ۳۰٪-۱۰۵٪) برای تسهیل راهاندازی مرحلهای توصیه نمیشود. پس از رسیدن به تولید کامل، ترانسفورماتورها معمولاً در محدوده ۸۰٪-۱۰۰٪ عمل میکنند، که پیچپیچهای پله اضافی تلفات دائمی ایجاد میکنند. محدوده ۷۰٪-۱۰۵٪ مناسب است. ترکیب تغییر ستاره-دلتا ولتاژ بالا و تنظیم ولتاژ تایریستور میتواند این محدوده را به ۸۰٪-۱۰۰٪ کاهش دهد و کارایی را به طور قابل توجهی بهبود بخشد.
استفاده از ترانسفورماتور مستطیلساز خودسرد شونده در روغن
استفاده از ترانسفورماتورهای خودسرد شونده در روغن انرژی الکتریکی مصرف شده توسط موتورهای بادگیر را صرفهجویی میکند. با این حال، سازندگان معمولاً ترانسفورماتورهای ظرفیت بالا را با سردکننده روغن-هوای اجباری طراحی میکنند، اما میتوان رادیاتورهای سردکننده را سادهسازی کرد. با ترکیب نصب در هوای آزاد برای افزایش تشعشع حرارتی، عملکرد ترانسفورماتور بدون سردکننده اجباری قابل اعتماد میباشد.
پذیرش نصب "یکپارچه مسطح" برای تجهیزات مستطیلساز
نصب ترانسفورماتور مستطیلساز، کابین مستطیلساز و الکترولیزور به صورت "یکپارچه مسطح" طول خطوط انتقال AC/DC را کاهش میدهد، تلفات مقاومتی را کاهش میدهد و کارایی سیستم را بهبود میبخشد. به طور خاص، تمام سه واحد را در یک سطح و به نزدیکترین فاصله ممکن قرار دهید تا یک واحد فشرده تشکیل دهند. خروجی جانبی ترانسفورماتور را با کابین مستطیلساز با استفاده از خطوط انتقال کوتاهتر از ۱.۲ متر متصل کنید و خروجی پایین کابین را مستقیماً به الکترولیزور با استفاده از خطوط انتقال زیرزمینی متصل کنید.
اجتناب از اتصالات انعطافپذیر برای نصب خطوط انتقال
طرح "یکپارچه مسطح" منجر به اتصالات کوتاه خطوط انتقال بین ترانسفورماتور و کابین، و در میان کلیدهای DC میشود، که منجر به کاهش توسیع حرارتی میشود. اتصالات سخت کافی هستند و امنیت را تضمین میکنند، در حالی که تلفات مرتبط با اتصالات انعطافپذیر و مفاصل اضافی آنها را حذف میکنند و کارایی را بهبود میبخشند.
استفاده از چگالی جریان کمتر در خطوط انتقال
چگالی جریان اقتصادی برای خطوط انتقال AC/DC ۱.۲–۱.۵ A/mm² است. انتخاب چگالی کمتر (۱.۲ A/mm²، یا حتی ۱.۰ A/mm²) صرفهجویی در انرژی را بهینه میکند.
استفاده از خطوط انتقال با نسبت ارتفاع به عرض بیش از ۱۲
خطوط انتقال با نسبت ارتفاع به عرض بیش از ۱۲ سطح بزرگتری برای تشعشع حرارتی دارند، که منجر به دمای عملکرد کمتر، هدایت بهتر، تلفات مقاومتی کمتر و کارایی واحد بالاتر میشود.
استفاده از وازلین در اتصالات فشاری خطوط انتقال
اطمینان حاصل کنید که مساحت تماس در اتصالات خطوط انتقال (با حفظ چگالی جریان کمتر از ۰.۱ A/mm²) کافی باشد و سطح مسطح و صاف باشد. وازلین را برای جلوگیری از اکسیداسیون مس و تماس ضعیف که منجر به افزایش تلفات انرژی میشود، استفاده کنید. از چربی هادی استفاده نکنید، زیرا پایه روغنی آن در دماهای بالا تبخیر میکند و ماده نیمهفلزی سخت میشود و هادیبودن را از دست میدهد، که منجر به گرم شدن اضافی میشود.
انتخاب صحیح کابینهای مستطیلساز سیلیکونی
کابینهای مستطیلساز دیود سیلیکونی ۳-۴٪ کارآمدتر از کابینهای تایریستوری هستند. وقتی چندین کابین مستطیلساز به صورت موازی عمل میکنند، استفاده از یک کابین سیلیکونی میتواند مصرف را کاهش دهد و کارایی را بهبود بخشد.
استفاده از کابینهای مستطیلساز با دستگاههای جریان بالا
استفاده از ۲-۳ دستگاه جریان بالا در هر بازوی پل منجر به تقسیم بهتر جریان، کاهش تلفات دستگاه و افزایش کارایی مستطیلساز میشود.
پذیرش کابینهای کنترل مستطیلساز با کنترل عددی (NC)
کنترل NC اجازه میدهد تا تحریک مستطیلساز دقیقتر باشد، نوسان ولتاژ DC کمتر و ثبات جریان DC بالاتر باشد. این مورد به عملکرد الکترولیزور و کارایی الکترولیز کمک میکند.
عمل کردن تایریستورها در حالت هدایت کامل
در حین عملکرد، زاویه تحریک تایریستور را کمتر از ۱۰° نگه دارید تا هدایت نزدیک به کامل حفظ شود. این کار تلفات داخلی مستطیلساز تایریستور را به حداقل میرساند و کارایی آن را به حداکثر میرساند.
کاهش زاویه حاشیه کابین مستطیلساز تایریستور
زاویه حاشیه (زاویه همپوشانی) به عامل طبیعی عامل قدرت سیستم مستطیلساز مرتبط است. زاویه حاشیه کوچکتر منجر به عامل قدرت بالاتر (به ویژه وقتی زاویه تحریک α کوچک است) میشود. در حین راهاندازی، زاویه حاشیه را به حداقل رسانید در حالی که عملکرد قابل اعتماد حفظ شود. α کوچک تایریستورها را نزدیک به هدایت کامل نگه میدارد.
استفاده از دو یا چند ترانسفورماتور مستطیلساز به صورت موازی
برای بارهای DC با قدرت بالا، از دو یا چند ترانسفورماتور مستطیلساز به صورت موازی استفاده کنید. این کار واکنش همارز را کاهش میدهد و جریان چرخهای در طی انتقال ترانسفورماتور را کاهش میدهد، که منجر به کاهش تلفات کلی و افزایش کارایی میشود.
استفاده از کلیدهای DC با جریان اسمی بالاتر
کلیدهای DC تحت بار کامل مقدار قابل توجهی گرما تولید میکنند. انتخاب یک کلید با جریان اسمی یک درجه بالاتر صرفهجویی در انرژی را فراهم میکند. به عنوان مثال، برای بار ۲۵,۰۰۰ A از کلید ۳۱,۵۰۰ A استفاده کنید یا برای بار ۳۰,۰۰۰ A از کلید ۴۰,۰۰۰ A استفاده کنید.
استفاده از سنسورهای جریان DC با کارایی بالا
برخی از سنسورهای DC بزرگ نیاز به تغذیه AC برای مقایسه بدون فلکس دارند که انرژی اضافی مصرف میکنند. سنسورهای اثر هال ترجیح داده میشوند؛ آنها به صورت مستقیم سیگنال DC ۰-۱ V را به دستگاه نمایش ارسال میکنند بدون مصرف انرژی اضافی.
طراحی برای مستطیلسازی چند فازی
در صورت امکان از مستطیلسازی چند فازی استفاده کنید. برای ترانسفورماتورهای تکی از مستطیلسازی ۶ پالس (پل سهفاز یا دو ستاره معکوس با راکتور تعادلساز، هر دو در موازی معکوس همفاز) استفاده کنید. برای دو یا چند ترانسفورماتور، از مستطیلسازی ۱۲ یا ۱۸ پالس معادل استفاده کنید. این مورد به طور موثر هارمونیکهای پایینمرتبه را کاهش میدهد و کارایی مستطیلساز را بهبود میبخشد.
