วิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพของหม้อแปลง выпрямитель? คำแนะนำสำคัญ

มาตรการเพิ่มประสิทธิภาพระบบเรกทิไฟเออร์

ระบบเรกทิไฟเออร์ประกอบด้วยอุปกรณ์หลากหลายและแตกต่างกัน ทำให้มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพ ดังนั้น การเข้าถึงอย่างครอบคลุมเป็นสิ่งจำเป็นในการออกแบบ

• เพิ่มแรงดันส่งสำหรับโหลดเรกทิไฟเออร์
  การติดตั้งเรกทิไฟเออร์เป็นระบบแปลงไฟฟ้า AC/DC ขนาดใหญ่ที่ต้องใช้พลังงานจำนวนมาก การสูญเสียจากการส่งตรงส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของเรกทิไฟเออร์ การเพิ่มแรงดันส่งอย่างเหมาะสมจะช่วยลดการสูญเสียในสายส่งและเพิ่มประสิทธิภาพของการแปลงกระแสไฟฟ้า โดยทั่วไป สำหรับโรงงานที่ผลิตโซดาไฟไม่เกิน 60,000 ตันต่อปี ควรใช้แรงดันส่ง 10 kV (หลีกเลี่ยง 6 kV) สำหรับโรงงานที่ผลิตมากกว่า 60,000 ตันต่อปี ควรใช้แรงดันส่ง 35 kV และสำหรับโรงงานที่ผลิตเกิน 120,000 ตันต่อปี ควรใช้แรงดันส่ง 110 kV หรือสูงกว่า

• ใช้เรกทิไฟเออร์ทรานสฟอร์เมอร์แบบลดแรงดันโดยตรง
  เช่นเดียวกับหลักการส่ง แรงดันหลัก (เครือข่าย) ของเรกทิไฟเออร์ทรานสฟอร์เมอร์ควรมีค่าเท่ากับแรงดันส่ง แรงดันลดลงโดยตรงที่สูงขึ้นหมายความว่ากระแสในวงจรแรงดันสูงจะน้อยลง ทำให้ความร้อนที่สูญเสียน้อยลงและประสิทธิภาพของทรานสฟอร์เมอร์สูงขึ้น ควรใช้แรงดันส่งที่สูงขึ้นและเรกทิไฟเออร์ทรานสฟอร์เมอร์แบบลดแรงดันโดยตรง

• ลดช่วงการเปลี่ยนแรงดันของเรกทิไฟเออร์ทรานสฟอร์เมอร์
  ช่วงการเปลี่ยนแรงดันมีผลต่อประสิทธิภาพของทรานสฟอร์เมอร์อย่างมาก ช่วงที่แคบลงจะทำให้ประสิทธิภาพสูงขึ้น การเพิ่มช่วง (เช่น 30%-105%) เพื่อความสะดวกในการใช้งานตามขั้นตอนไม่ควรทำ หลังจากผลิตเต็มกำลังแล้ว ทรานสฟอร์เมอร์มักทำงานที่ 80%-100% ซึ่งทำให้เหลือช่วงแรงดันที่ไม่ได้ใช้งานและสูญเสียพลังงานอย่างถาวร ช่วง 70%-105% เป็นที่เหมาะสม การใช้การสลับระหว่างดาวและสามเหลี่ยมที่แรงดันสูงและการควบคุมแรงดันด้วยไธริสเตอร์สามารถลดช่วงนี้ลงเหลือ 80%-100% ทำให้ประสิทธิภาพสูงขึ้นอย่างมาก

• ใช้เรกทิไฟเออร์ทรานสฟอร์เมอร์แช่ในน้ำมันแบบระบายความร้อนเอง
  การใช้เรกทิไฟเออร์ทรานสฟอร์เมอร์แช่ในน้ำมันแบบระบายความร้อนเองช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้าที่ใช้สำหรับพัดลม แม้ว่าผู้ผลิตมักออกแบบทรานสฟอร์เมอร์ขนาดใหญ่ด้วยระบบระบายความร้อนแบบบังคับด้วยน้ำมันและอากาศ แต่สามารถขยายขนาดของแผงระบายความร้อนได้ ร่วมกับการติดตั้งกลางแจ้งเพื่อเพิ่มการระบายความร้อน ทำให้การทำงานของทรานสฟอร์เมอร์มั่นคงโดยไม่ต้องใช้ระบบระบายความร้อนแบบบังคับ

• ใช้วิธีติดตั้งแบบ "รวมแนวราบ" สำหรับอุปกรณ์เรกทิไฟเออร์
  การติดตั้งเรกทิไฟเออร์ทรานสฟอร์เมอร์ เรกทิไฟเออร์เคบิน และอิเล็กโทรไลเซอร์ในรูปแบบ "รวมแนวราบ" ช่วยลดความยาวของบัสบาร์ AC/DC ลดการสูญเสียความต้านทานและเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ควรติดตั้งทั้งสามส่วนในระดับเดียวกันและใกล้กันที่สุดเท่าที่จะทำได้ ทำให้เป็นหน่วยที่กระชับ เชื่อมต่อเอาต์พุตด้านข้างของทรานสฟอร์เมอร์กับเรกทิไฟเออร์เคบินด้วยบัสบาร์ที่ยาวไม่เกิน 1.2 เมตร และเชื่อมต่อเอาต์พุตด้านล่างของเคบินไปยังอิเล็กโทรไลเซอร์ผ่านบัสบาร์ใต้ดิน

• หลีกเลี่ยงการเชื่อมต่อแบบยืดหยุ่นสำหรับการติดตั้งบัสบาร์
  การติดตั้งแบบ "รวมแนวราบ" ทำให้การเชื่อมต่อบัสบาร์ระหว่างทรานสฟอร์เมอร์และเคบิน และระหว่างสวิตช์มีด DC สั้นลง ลดการขยายตัวทางความร้อน การเชื่อมต่อแบบแข็งแรงเพียงพอเพื่อความปลอดภัยและลดการสูญเสียจากคอนเนคเตอร์ยืดหยุ่นและข้อต่อเพิ่มเติม ทำให้ประสิทธิภาพสูงขึ้น

• ใช้ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าในบัสบาร์ต่ำกว่า
  ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าที่ประหยัดสำหรับบัสบาร์ AC/DC คือ 1.2–1.5 A/mm² การเลือกความหนาแน่นที่ต่ำกว่า (1.2 A/mm² หรือแม้กระทั่ง 1.0 A/mm²) ช่วยเพิ่มการประหยัดพลังงาน

• ใช้บัสบาร์ที่มีอัตราส่วนความสูงต่อความกว้างมากกว่า 12
  บัสบาร์ที่มีอัตราส่วนความสูงต่อความกว้างมากกว่า 12 มีพื้นที่ผิวสำหรับการระบายความร้อนมากขึ้น ทำให้อุณหภูมิในการทำงานต่ำลง ความนำไฟฟ้าสูงขึ้น การสูญเสียความต้านทานน้อยลง และประสิทธิภาพของหน่วยสูงขึ้น

• ทาวาเซลีนที่ข้อต่อบัสบาร์
  ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นที่สัมผัสที่ข้อต่อบัสบาร์เพียงพอ (รักษาความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าต่ำกว่า 0.1 A/mm²) และรักษาพื้นผิวให้เรียบและเรียบเนียน ทาวาเซลีนเพื่อป้องกันการออกซิไดซ์ของทองแดงและการสัมผัสที่ไม่ดี ซึ่งทำให้การสูญเสียพลังงานเพิ่มขึ้น ไม่ควรใช้น้ำมันหล่อลื่นที่มีสารนำไฟฟ้า เนื่องจากฐานน้ำมันจะระเหยที่อุณหภูมิสูง ทำให้สารกึ่งโลหะแข็งตัวและสูญเสียความนำไฟฟ้า ทำให้เกิดความร้อนเพิ่มขึ้น

• เลือกเคบินเรกทิไฟเออร์ซิลิกอนอย่างเหมาะสม
  เคบินเรกทิไฟเออร์ซิลิกอนมีประสิทธิภาพสูงกว่าเคบินไธริสเตอร์ 3–4% เมื่อใช้เคบินเรกทิไฟเออร์หลายเคบินทำงานแบบขนาน การรวมเคบินซิลิกอนหนึ่งเคบินสามารถลดการใช้พลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพ

• ใช้เคบินเรกทิไฟเออร์ที่มีอุปกรณ์กระแสสูง
  การใช้อุปกรณ์กระแสสูง 2–3 ตัวต่อแขนสะพานช่วยเพิ่มการแบ่งปันกระแส ลดการสูญเสียพลังงานของอุปกรณ์ และเพิ่มประสิทธิภาพของการแปลงกระแส

• ใช้เคบินควบคุมเรกทิไฟเออร์ด้วยระบบควบคุมด้วยตัวเลข (NC)
  ระบบควบคุม NC ช่วยให้การกระตุ้นเรกทิไฟเออร์มีความแม่นยำมากขึ้น ลดการแกว่งของแรงดันไฟฟ้า DC และเพิ่มความมั่นคงของกระแสไฟฟ้า DC ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการทำงานของอิเล็กโทรไลเซอร์และเพิ่มประสิทธิภาพของการสร้างไฟฟ้า

• ทำงานไธริสเตอร์ในโหมดการนำไฟฟ้าเต็มที่
  ขณะทำงาน ควรรักษามุมการกระตุ้นของไธริสเตอร์ไว้ต่ำกว่า 10° เพื่อรักษาการนำไฟฟ้าใกล้เต็มที่ ซึ่งช่วยลดการสูญเสียภายในของเรกทิไฟเออร์ไธริสเตอร์และเพิ่มประสิทธิภาพ

• ลดมุมขอบของเคบินเรกทิไฟเออร์ไธริสเตอร์
  มุมขอบ (มุมทับซ้อน) มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับแฟคเตอร์พลังงานธรรมชาติของระบบเรกทิไฟเออร์ มุมขอบที่เล็กกว่าจะทำให้แฟคเตอร์พลังงานสูงขึ้น (โดยเฉพาะเมื่อมุมการกระตุ้น α น้อย) ขณะทำการทดสอบ ควรลดมุมขอบให้น้อยที่สุดโดยยังคงการดำเนินงานที่เชื่อถือได้ มุม α ที่น้อยจะทำให้ไธริสเตอร์ทำงานใกล้เต็มที่

• ใช้เรกทิไฟเออร์ทรานสฟอร์เมอร์สองตัวหรือมากกว่าแบบขนาน
  สำหรับโหลด DC ขนาดใหญ่ ควรใช้เรกทิไฟเออร์ทรานสฟอร์เมอร์สองตัวหรือมากกว่าแบบขนาน ซึ่งช่วยลดปฏิกริยาเทียบเท่าและกระแสวนระหว่างการส่งผ่านทรานสฟอร์เมอร์ ลดการสูญเสียรวมและเพิ่มประสิทธิภาพ

• ใช้สวิตช์มีด DC ที่มีกระแสกำหนดสูงกว่า
  สวิตช์มีด DC จะสร้างความร้อนสูงภายใต้โหลดเต็ม ควรเลือกสวิตช์ที่มีกระแสกำหนดสูงกว่าหนึ่งระดับเพื่อประหยัดพลังงาน ตัวอย่างเช่น ใช้สวิตช์ 31,500 A สำหรับโหลด 25,000 A หรือใช้สวิตช์ 40,000 A สำหรับโหลด 30,000 A

• ใช้เซ็นเซอร์กระแส DC ขนาดใหญ่ที่มีประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน
  เซ็นเซอร์ DC ขนาดใหญ่บางตัวต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ AC เพื่อการเปรียบเทียบแบบศูนย์ฟลักซ์ ซึ่งใช้พลังงานเพิ่มเติม เซ็นเซอร์ฮอลล์เอฟเฟ็กต์เป็นตัวเลือกที่ดีกว่า เนื่องจากสามารถส่งสัญญาณ DC 0–1 V ตรงไปยังเครื่องแสดงผลโดยไม่ใช้พลังงานเพิ่มเติม

• ออกแบบสำหรับการเรกทิไฟเออร์หลายเฟส
  ควรใช้การเรกทิไฟเออร์หลายเฟสเมื่อเป็นไปได้ ใช้การเรกทิไฟเออร์ 6 พัลส์ (สะพานสามเฟสหรือสองดาวกลับทิศทางพร้อมรีแอคเตอร์บาลานซ์ ทั้งสองอยู่ในขนานกลับทิศทาง) บนทรานสฟอร์เมอร์เดียว สำหรับทรานสฟอร์เมอร์สองตัวหรือมากกว่า ใช้การเรกทิไฟเออร์เทียบเท่า 12 พัลส์หรือ 18 พัลส์ ซึ่งช่วยลดฮาร์โมนิกส์ระดับต่ำและเพิ่มประสิทธิภาพของเรกทิไฟเออร์