Hvordan forbedre effektiviteten til rektifiertransformatorer? Nøkkelråd

Optimaliseringsforanstaltninger for rettifieresystemets effektivitet

Rettifieresystemer involverer mange og diverse utstyr, så mange faktorer påvirker deres effektivitet. Derfor er en omfattende tilnærming nødvendig under designet.

• Øk overføringsvoltage for rettifierelast
  Rettifierinstallasjoner er høyeffektive AC/DC-konverteringssystemer som krever betydelig strøm. Overføringstap har direkte innvirkning på rettifierens effektivitet. Ved å øke overføringsvoltage passende, reduseres linjetap og det forbedres rettifieringseffektiviteten. Generelt anbefales 10 kV-overføring for anlegg som produserer mindre enn 60 000 tonner kaustikk soda årlig (unngå 6 kV). For anlegg over 60 000 tonn/år bør 35 kV-overføring brukes. For anlegg som overstiger 120 000 tonn/år, kreves 110 kV eller høyere voltageoverføring.

• Bruk rettifiertransformatorer med direkte stegnedgang
  Lignende overføringsprinsipper, skal primærvoltage (nettverksvoltage) for rettifiertransformatoren matche overføringsvoltage. En høyere direkte stegnedgang betyr lavere strøm i høyvoltagevindingen, noe som resulterer i lavere varmetap og høyere transformatoreffektivitet. Når mulig, bruk høyere overføringsvoltager og rettifiertransformatorer med direkte stegnedgang.

• Minimer spenningsjusteringsområdet for rettifiertransformatoren
  Spenningsjusteringsområdet har betydelig innvirkning på transformatoreffektiviteten; et mindre område gir høyere effektivitet. Det er ikke rådlig å øke området blindt (for eksempel til 30%-105%) for å gjøre fasede tilssettinger lettere. Etter full produksjon opererer transformer typisk mellom 80%-100%, slik at ekstra spenningsvindinger forårsaker permanente tap. Et område på 70%-105% er egnet. Kombinert med høyvoltage stjerndelta-skifte og thyristor spenningsregulering kan dette enda mer reduseres til 80%-100%, noe som markant forbedrer effektiviteten.

• Bruk oljebeholdt selvkjølte rettifiertransformatorer
  Bruk av oljebeholdt selvkjølte transformer sparer elektrisk energi som forbrukes av flakser. Selv om produsenter ofte designer store kapasitets-transformer med tvungen olje-luftkjøling, kan kjøle-radiatorer enkelt forstørres. I kombinasjon med åpenluftinstallasjon for å forbedre varmeavgieng, fungerer transformer pålitelig uten tvungen kjøling.

• Tilpass "planintegrasjon" for rettifierutstyr
  Installasjon av rettifiertransformator, rettifierkabinet og elektrolyser i en "planintegrasjon" minimerer lengden av AC/DC busbarer, reduserer motstandstap og forbedrer systemeffektiviteten. Spesifikt, plasser alle tre enheter på samme nivå og så nær sammen som mulig, danner en kompakt enhet. Kobler transformatorens sideutgang til rettifierkabinet med busbarer under 1,2 meter lang, og ledet kabinetts nedre utgang direkte til elektrolyser via underjordiske busbarer.

• Unngå fleksible koblinger for busbarinstallasjon
  "Planintegrasjon" layout resulterer i korte busbarforbindelser mellom transformator og kabinet, og over DC knivskruer, minimerer termisk utvidelse. Stive forbindelser er nok, sikrer sikkerhet mens de eliminere tap assosiert med fleksible koblinger og deres ekstra forbindelser, forbedrer effektiviteten.

• Bruk en lavere busbarstrømtetthet
  Den økonomiske strømtettheten for AC/DC busbarer er 1,2–1,5 A/mm². Valg av en lavere tetthet (1,2 A/mm², eller enda 1,0 A/mm²) optimaliserer energisparing.

• Bruk busbarer med en høyde-breddeforhold større enn 12
  Busbarer med et høyde-breddeforhold som overstiger 12 har en større overflate for varmealstring, noe som fører til lavere driftstemperatur, bedre ledekraft, lavere motstandstap og høyere enhetseffektivitet.

• Anvend Vaseline på busbartrykkkontakter
  Sikre tilstrekkelig kontaktflate ved busbarforbindelser (ved å holde strømtettheten under 0,1 A/mm²), og oppretthold en flat, glatt overflate. Anvend Vaseline for å unngå kobberoksidasjon og dårlig kontakt, som øker strømtap. Ikke bruk ledegreier, da dens oljebaserte evaporerer ved høye temperaturer, gjør halvmetallegenskap hard og mister ledekraft, som fører til ytterligere varm.

• Velg silisiumrettifierkabinetter påpasselig
  Silisiumdiode rettifierkabinetter er 3–4% mer effektive enn thyristorkabinetter. Når flere rettifierkabinetter opererer parallelt, kan inkludering av et silisiumkabinet ytterligere redusere forbruk og forbedre effektiviteten.

• Bruk rettifierkabinetter med høystrømmerenheter
  Bruk av 2–3 høystrømmenheter per broarm forbedrer strømdeling, reduserer enhetstrømtap og øker rettifieringseffektiviteten.

• Innfør numerisk kontroll (NC) rettifierkontrollerkabinetter
  NC-kontroll tillater mer nøyaktig rettifiertriggering, mindre DC-spenningsbølge og høyere DC-strømstabilitet. Dette gynner elektrolysers drift og forbedrer elektrolyseseffektiviteten.

• Operer thyristorer i full konduksjonsmodus
  Under drift, hold thyristorens firingvinkel under 10° for å opprettholde nær-full konduksjon. Dette minimerer den interne tapen i thyristorrektifieren og maksimerer effektiviteten.

• Reduser marginvinkelen for thyristorrektifierkabinetten
  Marginvinkelen (overlappvinkel) er tett forbundet med det naturlige effektfaktoren for rettifieresystemet. En mindre marginvinkel resulterer i en høyere effektfaktor (spesielt når firingvinkelen α er liten). Under tilssetting, minimér marginvinkelen samtidig som du sikrer pålitelig drift. En liten α holder thyristorer nær full konduksjon.

• Bruk to eller flere rettifiertransformatorer parallelt
  For høyeffektive DC-belaster, bruk to eller flere rettifiertransformatorer parallelt. Dette reduserer det ekvivalente reaktiviteten og sirkulasjonstrømmen under transformatoroverføring, minsker totale tap og forbedrer effektiviteten.

• Bruk DC-knivskruer med høyere nominalstrøm
  DC-knivskruer genererer betydelig varme under full last. Velg en skru med en nominalstrøm ett trinn høyere for å spare energi. For eksempel, bruk en 31 500 A skru for en 25 000 A belast, eller en 40 000 A skru for en 30 000 A belast.

• Bruk energieffektive store DC-strømsensorer
  Noen store DC-sensorer krever en AC-strømforsyning for null-flux-komparasjon, som forbruker ekstra energi. Hall-effekt sensorer er foretrukket; de sender direkte et 0–1 V DC-signal til visningsinstrumentet uten å forbruke ekstra strøm.

• Design for flerfaserektifisering
  Bruk flerfaserektifisering der det er mulig. Bruk 6-puls rektifisering (tre-fase bro eller dobbelt motsatt stjerne med balanserende reaktor, begge i like fase invers parallell) på enkelttransformatorer. For to eller flere transformatorer, bruk ekvivalent 12-puls eller 18-puls rektifisering. Dette effektivt undertrykker lavordens harmoniske, forbedrer rettifieringseffektiviteten.