Cách cải thiện hiệu suất biến áp chỉnh lưu? Những lời khuyên quan trọng

Các biện pháp tối ưu hóa hiệu suất hệ thống chỉnh lưu

Hệ thống chỉnh lưu bao gồm nhiều thiết bị đa dạng, do đó có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của chúng. Do đó, một cách tiếp cận toàn diện là cần thiết trong quá trình thiết kế.

• Tăng điện áp truyền tải cho tải chỉnh lưu
  Các cài đặt chỉnh lưu là các hệ thống chuyển đổi AC/DC công suất cao đòi hỏi lượng điện năng lớn. Mất mát truyền tải trực tiếp ảnh hưởng đến hiệu suất chỉnh lưu. Tăng điện áp truyền tải một cách phù hợp sẽ giảm mất mát đường dây và cải thiện hiệu suất chỉnh lưu. Thông thường, đối với các nhà máy sản xuất ít hơn 60.000 tấn soda苛性钠年产量低于60,000吨的工厂，建议使用10 kV传输（避免使用6 kV）。对于年产超过60,000吨的工厂，应使用35 kV传输。对于年产超过120,000吨的工厂，则需要110 kV或更高电压的传输。 使用直接降压整流变压器
  类似于传输原理，整流变压器的一次（网络）电压应与传输电压相匹配。更高的直接降压电压意味着高压绕组中的电流较低，从而导致热损耗降低和变压器效率提高。在可能的情况下，应使用更高的传输电压和直接降压整流变压器。 尽量减小整流变压器的分接范围
  分接范围对变压器效率有显著影响；较小的范围可获得更高的效率。盲目增加范围（例如到30%-105%）以方便分阶段调试是不可取的。满负荷生产后，变压器通常在80%-100%范围内运行，多余的分接绕组会导致永久性损耗。70%-105%的范围是合适的。结合高压星形-三角形切换和晶闸管调压可以进一步缩小到80%-100%，显著提高效率。 使用油浸自冷式整流变压器
  使用油浸自冷变压器可以节省风扇消耗的电能。尽管制造商通常为大容量变压器设计强制油风冷却，但可以通过简单地增大散热器来实现。结合露天安装以增强散热，变压器可以在不进行强制冷却的情况下可靠运行。 采用“平面集成”方式安装整流设备
  将整流变压器、整流柜和电解槽以“平面集成”的方式安装，可以最大限度地减少交流/直流母线的长度，减少电阻损耗并提高系统效率。具体来说，将这三个单元放在同一水平面上，并尽可能靠近，形成一个紧凑的单元。用长度不超过1.2米的母线连接变压器侧输出到整流柜，并通过地下母线将柜底输出直接连接到电解槽。 避免使用柔性连接进行母线安装
  “平面集成”布局使得变压器与柜之间以及直流刀开关之间的母线连接较短，减少了热膨胀。刚性连接就足够了，确保安全的同时消除了柔性连接及其附加接头带来的损耗，从而提高效率。 使用较低的母线电流密度
  交流/直流母线的经济电流密度为1.2–1.5 A/mm²。选择较低的密度（1.2 A/mm²，甚至1.0 A/mm²）可以优化节能。 使用高度与宽度比大于12的母线
  高度与宽度比超过12的母线具有更大的散热表面积，导致工作温度更低，导电性更好，电阻损耗更低，单位效率更高。 在母线压缩接头上涂抹凡士林
  确保母线接头有足够的接触面积（保持电流密度低于0.1 A/mm²），并保持平坦光滑的表面。涂抹凡士林以防止铜氧化和不良接触，这会增加功率损耗。不要使用导电油脂，因为其油基在高温下会蒸发，导致半金属化合物硬化并失去导电性，从而导致额外加热。 适当选择硅整流柜
  硅二极管整流柜比晶闸管柜效率高3-4%。当多个整流柜并联运行时，加入一个硅柜可以进一步降低能耗并提高效率。 使用带有大电流器件的整流柜
  每桥臂使用2-3个大电流器件可以改善电流分配，减少器件功率损耗，并提高整流效率。 采用数控（NC）整流控制柜
  数控控制可以实现更精确的整流触发，更小的直流电压纹波和更高的直流电流稳定性。这有利于电解槽的操作并提高电解效率。 使晶闸管在全导通模式下运行
  在运行过程中，保持晶闸管的触发角低于10°以维持接近全导通状态。这可以最小化晶闸管整流器的内部损耗并最大化其效率。 减小晶闸管整流柜的裕度角
  裕度角（重叠角）与整流系统的自然功率因数密切相关。较小的裕度角会导致较高的功率因数（特别是在触发角α较小时）。在调试期间，在确保可靠运行的同时尽量减小裕度角。较小的α可以使晶闸管接近全导通状态。 使用两个或更多并联的整流变压器
  对于高功率直流负载，使用两个或更多并联的整流变压器。这可以减少等效电抗和变压器转移过程中的循环电流，从而减少总损耗并提高效率。 使用额定电流更高的直流刀开关
  直流刀开关在满载下会产生大量热量。选择额定电流高一级的开关可以节省能源。例如，对于25,000 A的负载，使用31,500 A的开关；对于30,000 A的负载，使用40,000 A的开关。 使用节能的大电流直流传感器
  一些大电流直流传感器需要交流电源进行零磁通比较，消耗额外的能量。霍尔效应传感器更可取；它们直接输出0-1 V的直流信号给显示仪表，而不消耗额外的功率。 设计多相整流
  尽可能使用多相整流。单台变压器上使用六脉冲整流（三相桥或带平衡电抗器的双反向星形，两者同相逆并联）。对于两台或多台变压器，使用等效的十二脉冲或十八脉冲整流。这可以有效抑制低阶谐波，提高整流效率。