36000kVA HVDC Hochspannungs-Gleichstromwandler Transformatoren

ZSFPZ-36MVA/35KV Umrichtertransformator für +- 50kV DC Übertragung
Projekt

Glättungsreaktor für +-50KV DC-Übertragungsprojekt

Umrichtertransformator bezeichnet den zwischen der Umrichterbrücke und dem AC-System angeschlossenen Leistungstransformator. Der Umrichtertransformator dient zur Realisierung der Verbindung zwischen der Umrichterbrücke und dem AC-Bus und stellt eine dreiphasige Kommutierungsspannung mit nicht geerdetem Neutralleiter für die Umrichterbrücke bereit. Umrichtertransformator und Umrichterbrücke sind die Hauptkomponenten der Umrichtereinheit.

Die Funktionen des Umrichtertransformators im DC-Übertragungssystem umfassen:

1. Übertragung von Elektrizität;

2. Umwandlung der Netzspannung in die vom Umrichter benötigte Kommutierspannung;

3. Unter Verwendung verschiedener Anschlussmethoden von Transformatorwicklungen werden zwei Gruppen von symmetrischen dreiphasigen Kommutierungsspannungen mit gleicher Amplitude und 30 Grad Phasendifferenz (elektrischer Grundwellenwinkel) für die zwei in Reihe geschalteten Wandler zur Realisierung von zwölf Pulsen Kommutierung bereitgestellt;

4. Den Gleichstromteil vom Wechselstromsystem isolieren, um einen direkten Kurzschluss zu vermeiden, der durch die Neutralpunkterdung des Wechselstromsystems und die Neutralpunkterdung des Gleichstromteils verursacht wird, so dass die Kommutierung nicht durchgeführt werden kann;

5. Die Leckagereaktanz des Umrichtertransformators kann den Fehlerstrom begrenzen;

6. Es kann die Blitzimpuls-Überspannungswelle puffern und unterdrücken, die in die Umrichterstation entlang der AC-Leitung eindringt.

Da der Betrieb des Umrichtertransformators eng mit der durch Umrichterumwandlung verursachten Nichtlinearität verbunden ist, hat er andere Eigenschaften und Anforderungen als gewöhnliche Leistungstransformatoren in Leckagereaktanz, Isolierung, Oberschwingungen, Gleichspannung, auf Lastspannungsregelung und Prüfung.

Leckagereaktanz

In der Vergangenheit ist aufgrund des begrenzten Nennstroms und der Überlastkapazität des Thyristors, um den Fehlerstrom des Kurzschlusses des Ventilarms und des Kurzschlusses des DC-Bus zu begrenzen, die Leckagereaktanz des Umrichtertransformators im Allgemeinen größer als die des normalen Leistungstransformators, im Allgemeinen 15-20%, Und sogar mehr als 20% in einigen Projekten. Mit der Verbesserung des Nennstroms des Thyristors und seiner Fähigkeit, Überspannungsstrom zu widerstehen, kann die Leckagereaktanz des Wandlertransformators entsprechend der entsprechenden Kapazität und Isolationsstufe angemessen gewählt werden, und die Impedanz kann entsprechend reduziert werden, in der Regel 12-18%. Daher können die Hauptparameter der Anlage, Isolationsgrad, Blindleistungsverbrauch und Energieverbrauch des Wandlers entsprechend reduziert werden. Gleichzeitig wird auch die Betriebsleistung des Umrichters verbessert.

Um die nicht charakteristischen Oberschwingungen zu reduzieren, muss die dreiphasige Leckagereaktanzbilanz des Umrichtertransformators höher sein als die eines normalen Leistungstransformators, und die Leckagereaktanztoleranz beträgt normalerweise nicht mehr als 2 %. Wenn die Transportbedingungen es zulassen, wird die einphasige Dreiwickler-Transformatorstruktur in erster Linie in das Projekt übernommen, um die Differenz von sechs Impedanzwerten des Wandlertransformators in zwölf Impulswandlereinheiten weiter zu reduzieren.

Isolierung

Die Ventilseite und die Buchse des Umrichtertransformators arbeiten unter der gemeinsamen Wirkung von gleich- und Wechselspannung. Unter der Wirkung dieser Spannung, weil das Verhältnis von Leitfähigkeitskoeffizient zu Dielektrizitätskoeffizient von Öl und Papier Isolationsmaterialien sehr unterschiedlich ist, wird die DC-Feldstärke in Öl Papier Verbundisolierung nach Leitfähigkeitskoeffizient verteilt, und die AC-Feldstärke wird nach Dielektrizitätskoeffizient verteilt. Wenn sich die Polarität der Gleichspannung schnell ändert, wird die Ölspaltisolierung großen elektrischen Belastungen ausgesetzt. Im Verbindungsteil zwischen Gehäuse und Sockel ist dieses Problem aufgrund der komplexen Dämmstruktur am schwerwiegendsten.

Je näher die Ventilseite an den Gleichstrommolten aufwickelt, desto höher ist die Spannung zur Erde. Bei der Konstruktion muss der Abstand zwischen dem Wicklungsende und dem Eisenkernjoch erhöht werden, so dass die radiale magnetische Leckage und der lokale Verlust am Wicklungsende zunehmen und der Verlust durch harmonische magnetische Leckage mehr zunehmen.

Wie die Buchse mit externer Isolierung der Ventilseitenwicklung muss ihr Kriechweg den Anteil der Gleichspannung berücksichtigen. Um einen Überschlag durch ungleichmäßige Nassüberschläge bei Einwirkung von Gleichspannung an Regentagen zu vermeiden, reicht die Buchse an der Ventilseite in die Ventilhalle. In der Praxis wurde trockene Kunststoffhülle aufgetragen. Um Erdbeben zu widerstehen, wird in der Regel eine Schwingungsdämpfung am Gehäuseflansch installiert.

Harmonisch

Die harmonische Komponente der magnetischen Flussleckage des Umrichtertransformators erhöht den Streuverlust des Transformators und führt manchmal zu einer lokalen Überhitzung einiger Metallteile und des Öltanks. Für Teile mit starker magnetischer Leckage sind nichtmagnetische Materialien oder magnetische Abschirmungsmaßnahmen zu verwenden. Das magnetostriktive Geräusch, das durch den harmonischen magnetischen Fluss verursacht wird, liegt im Frequenzband mit empfindlicheres Gehör, und bei Bedarf sollten wirksamere Schallschutzmaßnahmen ergriffen werden.

DC-Bias

Das Intervall der Umrichterauslösezeit ist unterschiedlich, die positive Sequenz zweite Oberschwingungsspannung des AC-Bus und die Induktion der AC-Leitung parallel zu DC-Leitung wird DC-Komponente im Wicklungsstrom an der Ventilseite des Umrichtertransformators produzieren; Die durch den Erdungsstrom der Elektrode verursachte Änderung des Erdungspotenzials erzeugt eine Gleichstromkomponente im Wicklungsstrom auf der Wechselstromseite, die zusammen eine Gleichstrommagnetvorspannung im Wandlertransformator verursachen. Die Umleitung des Betriebspunkts auf der B-H-Kurve des Eisenkerns vom symmetrischen Zustand abweichen lassen, und einige gelangen in den Sättigungsabschnitt auf einer Seite, und die Anregungsstromkomponente hat eine Halbwellenspitze, Dadurch werden der Verlust, der Temperaturanstieg und das Rauschen des Transformators um 50Hz (die Grundschallfrequenz beträgt unter normalen Bedingungen 100Hz) deutlich erhöht, was bei der Auslegung des Transformatortransformators voll berücksichtigt werden sollte.

Lastspannungsregelung

Der Umrichtertransformator muss über weitere Lastspannungsregelschalter verfügen. Durch den Einsatz von Spannungsregelschaltern kann das DC-Übertragungssystem in einem optimalen Zustand betrieben werden und der Auslösewinkel des Umrichters in einem angemessenen Bereich betrieben werden, um die Sicherheit und Wirtschaftlichkeit des Betriebs zu berücksichtigen. Der Spannungsregelbereich des Stufenschalters liegt im Allgemeinen bei 20-30%, Und die Regelmenge jedes Gangs beträgt 1% – 2%, um die gemeinsame Arbeit der Stufenschalterregelung und der Ansteuerung der Umrichterbrücke zu erreichen, so dass keine offensichtliche Regeltodzone vorhanden ist und häufige Rundschlagaktionen vermieden werden können.

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