Kako unaprijediti učinkovitost rektifikacijskog transformatora Ključne savjete

Mjere optimizacije učinkovitosti sustava ispravljača

Sustavi ispravljača uključuju mnogo i različitih opreme, pa ih mnogi faktori utječu na učinkovitost. Stoga je potreban cjelokupni pristup tijekom dizajna.

• Povećanje napona prijenosa za opterećenja ispravljača
  Instalacije ispravljača su visokosnажни системи преобразувања НА/ПН који захтевају велику моћ. Губитци при преносу директно утичу на ефикасност исправљача. Повећањем напона пријеноса на одговарајући начин смањују се губитци на линији и побољшава се ефикасност исправљања. Уопћено, за фабрике које производе мање од 60.000 тони јадра једногодишње производње, препоручује се пренос на 10 кВ (избегавајући 6 кВ). За фабрике изнад 60.000 тони/годину, треба користити пренос на 35 кВ. За фабрике које прелазе 120.000 тони/годину, потребан је пренос на 110 кВ или виши напон.

• Koristite transformator ispravljača s izravnom sniženom brzinom
  Slično principima prenosa, primarni (mrežni) napon transformatora ispravljača treba da odgovara naponskom prenosu. Viši izravan napon smanjenja znači niže struje u visokonaponskom vijaku, što rezultira manjim gubitcima topline i većom efikasnošću transformatora. Kada god je moguće, koristite više napone prijenosa i transformatore ispravljača s izravnim smanjenjem napona.

• Smanjite raspon promjene stupnjeva transformatora ispravljača
  Raspon promjene stupnjeva značajno utječe na učinkovitost transformatora; manji raspon daje veću učinkovitost. Ne preporučuje se slijepo povećavati raspon (npr. na 30%-105%) zbog lakšeg fazijskog komisioniranja. Nakon punog proizvodnog procesa, transformatori obično rade na 80%-100%, ostavljajući dodatne stupnjeve navoja koji uzrokuju stalne gubitke. Raspon od 70%-105% je prihvatljiv. Kombinirajući visokonaponsko zvjezdano-delta preklapanje i tiristor regulaciju napona, može se dalje smanjiti na 80%-100%, značajno poboljšavajući učinkovitost.

• Koristite transformatore ispravljača s samohladićem u ulju
  Korištenje transformatora ispravljača s samohladićem u ulju štedi električnu energiju koju troše ventilatori. Iako proizvođači često dizajniraju velike kapacitetne transformatore s prisilnim hlađenjem ulja i zraka, hladnjaci se jednostavno mogu proširiti. U kombinaciji s otvorenom instalacijom za poboljšanu disipaciju toplote, operacija transformatora ostaje pouzdana bez prisilnog hlađenja.

• Uvedite "integriranu planinsku" instalaciju opreme ispravljača
  Instalacija transformatora ispravljača, ormara ispravljača i elektrolizača u "integriranom planinskom" obliku smanjuje duljinu AC/DC busbarova, smanjujući otporne gubitke i poboljšavajući učinkovitost sustava. Konkretno, smjestite sve tri jedinice na istoj razini i što bliže jedna drugoj, formirajući kompaktnu jedinicu. Spojite izlaz sa strane transformatora na ormar ispravljača busbarovima dužine manje od 1,2 metra, a donji izlaz ormara direktno na elektrolizač preko podzemnih busbarova.

• Izbjegavajte fleksibilne spojeve za instalaciju busbarova
  "Integrirana planinska" rasporeda rezultira kratkim busbarskim vezama između transformatora i ormara, te preko DC nožnih prekidača, smanjujući termalnu ekspanziju. Dovoljni su tvrdi spojevi, osiguravajući sigurnost dok eliminiraju gubitke povezane s fleksibilnim spojevima i njihovim dodatnim spajanjima, time poboljšavajući učinkovitost.

• Koristite nižu gustoću struje busbarova
  Ekonomska gustoća struje za AC/DC busbarove je 1,2–1,5 A/mm². Odabir niže gustoće (1,2 A/mm², ili čak 1,0 A/mm²) optimizira uštedu energije.

• Koristite busbarove s omjerom visine i širine većim od 12
  Busbarovi s omjerom visine i širine većim od 12 imaju veću površinu za disipaciju toplote, što rezultira nižim radnim temperaturama, boljom provodljivošću, nižim otpornim gubitcima i većom jediničnom učinkovitosti.

• Primijenite vaselinu na presne spojeve busbarova
  Osigurajte dovoljnu kontaktirnu površinu na presnim spojevima busbarova (držeći gustoću struje ispod 0,1 A/mm²), održavajući ravnu i gladku površinu. Primijenite vaselinu kako biste spriječili oksidaciju bakra i loš kontakt, što povećava gubitak snage. Nemojte koristiti provodnu mast, jer njena maznina isparava na visokim temperaturama, čime se polukovinski spoj stvrdne i gubi provodljivost, što dovodi do dodatnog zagrijavanja.

• Odaberite ormare silicijevih ispravljača
  Ormari silicijevih diodnih ispravljača su 3–4% učinkovitiji od ormara tiristora. Kada više ormara ispravljača radi paralelno, uključivanje jednog ormara s silicijevim ispravljačem može dodatno smanjiti potrošnju i poboljšati učinkovitost.

• Koristite ormare ispravljača s visokotransformatorskim uređajima
  Korištenje 2–3 visokotransformatorskih uređaja po mostu ramena poboljšava distribuciju struje, smanjuje gubitke snage uređaja i povećava učinkovitost ispravljanja.

• Uvedite numerički kontrolirane (NC) ormare kontrola ispravljača
  NC kontrola omogućuje preciznije aktiviranje ispravljača, manju oscilaciju naponom DC i veću stabilnost DC struje. To koristi rad elektrolizača i poboljšava učinkovitost elektrolize.

• Operirajte tiristore u modu potpune provodnosti
  Tijekom rada, održavajte kut paljenja tiristora ispod 10° kako biste održali skoro potpunu provodnost. To minimalizira unutarnje gubitke tiristora ispravljača i maksimizira njegovu učinkovitost.

• Smanjite marginu kuta ormara ispravljača tiristora
  Margini kut (preklapajući kut) je blisko povezan s prirodnim faktorom snage sustava ispravljača. Manja margina rezultira većim faktorom snage (naročito kada je kut paljenja α mali). Tijekom komisioniranja, minimizirajte marginu kut dok osiguravate pouzdan rad. Mali α drži tiristore blizu potpune provodnosti.

• Koristite dva ili više transformatora ispravljača paralelno
  Za visokopotrosne DC opterećenja, koristite dva ili više transformatora ispravljača paralelno. To smanjuje ekvivalentni reaktanci i cirkulaciju struje tijekom prenosa transformatora, smanjujući ukupne gubitke i poboljšavajući učinkovitost.

• Koristite DC nožne prekidače s višim nominiranim strujama
  DC nožni prekidači generiraju značajnu toplinu pod punim opterećenjem. Odabir prekidača s nominiranom strujom jedne klase višom pruža uštedu energije. Na primjer, koristite prekidač na 31.500 A za opterećenje od 25.000 A, ili prekidač na 40.000 A za opterećenje od 30.000 A.

• Koristite energetski učinkove velike DC senzore struje
  Neki veliki DC senzori zahtijevaju AC struju za usporedbu s nultim fluksom, trošeći dodatnu energiju. Preferabilniji su Hall-effekt senzori; oni izravno isporučuju 0–1 V DC signal na prikazni instrument bez trošenja dodatne snage.

• Dizajnirajte za višefazno ispravljanje
  Kada god je moguće, koristite višefazno ispravljanje. Koristite 6-pulsno ispravljanje (trofazni most ili dvostrani obrnuti zvijezdasti s balansirajućim reaktorom, oba u ko-faznom inverznom paralelnom) na pojedinačnim transformatorima. Za dva ili više transformatora, koristite ekvivalentno 12-pulsno ili 18-pulsno ispravljanje. To efektivno potiska niske harmonijske, poboljšavajući učinkovitost ispravljača.