非同相逆并联整流变电特点及壳体发热分析

孙文静，赵浩

（沧州大化股份有限公司聚海分公司，河北沧州300455）

非同相逆并联整流变电特点及壳体发热分析

孙文静，赵浩

（沧州大化股份有限公司聚海分公司，河北沧州300455）

对同相逆并联供电方式和非同相逆并联供电方式的特点及非同相逆并联整流变电中壳体发热原因进行了分析。

整流变压器；整流柜；同相逆并联；非同相逆并联

目前，全国已建和在建离子膜烧碱都是采用先进的膜极距离子膜电解槽，单槽直流电流为10～15 kA，直流电压为300～500 V，这种规格电槽的电流电压决定了整流装置的容量属高电压、小电流，而国内整流装置的供电方式几乎全部采用的是同相逆并联连接。

1 同相递并联接线原理

同相逆并联接线是六十年代日本富士公司最早使用的技术，基本原理是将整流变二次侧每一对同相序，同参数的绕组按照反极性在变压器出线柱接出，其母排和整流桥臂在空间上相互平行布置，且相邻桥臂尽可能的靠近，而后把2套整流回路输出的直流正负极并联起来。其特点是由于2个绕组极性相反，交流母排部分及桥式整流桥臂流过的电流在任何瞬间总是大小相等，方向互差180°，由电磁感应原理知道，相邻平行导体中的互感应磁场抵消，消除了整流装置涡流损耗引起的发热，降低了系统的噪声，使电路的电感减小，增加了相间和臂间的阻抗对称性，提高整流晶闸管的均流度，提高整流系统的功率因数，无需补偿电容。

2 同相逆并联供电连接方式缺点

（1）由于接线复杂，柜内交直流母线多，交流间距一般为5～15 cm，检修人员安全性、方便性降低；（2）正负极支路母线间距一般为5.5 cm左右，紧固件绝缘要求高，存在交流母线、正负直流母线短路的可能性；（3）同相逆并联连接限制了大容量元件的使用，只能采用小容量元件，而小容量元件门槛电压明显高于大容量元件，效率变得非常低。为此，不少行业用户正在试图应用另一种供电连接方式—非同相逆并联来代替同相逆并联，以弥补不足。

3 非同相逆并关供电方式的特点

作为另一种供电连接方式—非同相逆并联，是近几年来从国外引进的另一种整流供电方式，由于柜内母线少，结构简单，检修人员安全性高，各种间距都在50 cm左右，消除了柜内交流母线、直流母线正负极间短路事故可能性，安全性明显提高，已逐步被设计院推广使用。非同相逆并联连接方式二次线圈与常规变压器绕线方式相同，低压侧有多台变压器形成的全波桥式整流电路，一般单台为12脉波供电，低压侧为2台变压器组成星形与三角形。现就以单台为12脉波，低压侧变压器为星形与三角形，阀侧铜排标高相同的供电方式进行分析：当变压器低压侧供电采用星形与三角形供电方式时，星形与三角形变压器组成了互差30°的12脉波供电方式，以相近两个脉波为例，变压器阀侧电压大小是相等的。（其中uAY与uAΔ数值相同方向不同，uAY为星形连接的变压器某一相的电压，uAΔ三角形连接的变压器某一相的电压）。

也就是说当变压器正常供电时，通过整流变电后，每一组相邻的脉波上都会产生0.52 uAY（或uAΔ）电势差，这种不可抵消的电势差作用在母排上，使周围形成变动的磁场。12脉波变电中一个周期内每一组相邻的脉波之间将产生12个数值相同，方向不同的交变磁场。

4 非同相逆并联变电中壳体发热分析

变压器的出线侧箱体组成了中间开孔的密闭导体，当线圈从中间穿过时，由于交变磁场的作用，会在箱体内部产生电势差，从而在箱体内形成局部高温发热点。与此同时，磁场方向的不确定性，造成高温发热点处于游走状态。受于技术及工器具的限制，对高温点的游走规律尚不明确，一旦高温发热点多次叠加会使得局部温度骤然上升，导致发热点周围的变压器油裂解产生瓦斯气体。当瓦斯气体超出报警值时，变压器综合保护系统就会发出轻瓦斯报警信号。所以在变压器制作过程中要求厂家对变压器箱体（尤其出线侧）采用非导磁材料，减少磁场的作用，杜绝轻瓦斯的发生。在国外已经有许多典型案例杜绝了这一现象的发生。但对于国内来说由于材料质量标准的差距，完全杜绝壳体发热还相当困难，但是通过合理选材，将温升控制在合理范围之内还是可以达到的。

对于整流柜来说，由于常规壳体大部分采用普通铝铁材料，所以在交变磁场的作用下，在壳体内形成涡流现象。根据涡流效应，使得整流柜体局部点发热，有的局部点发热温度会高达100℃。不仅对元器件造成损坏，而且使支撑件（胶木材料）容易脆化。因此，如果采用非同相逆并联供电方式，整流柜体宜采取非导磁材料，以降低涡流效应。同时，柜内信号在传输过程中受到交变磁场的影响，使一些传输数据失真，从而产生假信号，造成设备工作异常，甚至出现停车事故。而且由于磁场作用整流柜运行时噪音较大，元件均流效果也不太理想。

虽然非同相逆并联这种连接方式存在许多缺点，但对于一些二次电压较小的投资项目，因为不可抵消的电压为0.52倍的二次输出电压，所以当二次输出电压较小时，这部分电压也会相对变小，从而对柜体发热影响较小，同时，由于二次输出的脉波数量可以改变2个脉波夹角的大小，所以提高输出端的脉波数量也可以达到抑制柜体发热的目的，如果柜体采用不导磁材料并进行隔磁处理，还是可以采用的。例如，当桥臂电流超过某一定值时，用非铁磁材料作为整流柜体，内部用玻璃钢搭接铜作为支架，紧固件也选用非铁磁材料，就可以大大降低涡流效应，使柜体的发热现象不再那么明显。

总而言之，对于采用同相逆并联供电连接方式还是采用非同相逆并联供电连接方式，需要综合考虑，结合工艺要求及现有的资金状况，通过合理的科学论证，采用适当的结构材料和防范措施，最终会达到所需的效果。

江西551家化工企业要求安装自动监控设备

近日，为做好江西省长江经济带551家化工企业及25个化工园区污水处理厂污染源自动监控设备安装、联网工作，江西省环保厅要求各地严格按国家规定，督促辖区内长江经济带化工企业及已建成污水处理厂化工园区于2017年10月1日前建设规范化排污口，设立标志牌，完成自动监控设备的建设、安装和联网等工作。

江西省环保厅要求，上述企业应安装的监控因子须包含化学需氧量、氨氮、pH等，并与环保部重点污染源自动监控平台、省污染源监控平台稳定联网。对尚未建成污水处理厂的长江经济带园区，应在污水处理厂建成试运行期间安装自动监控设备并联网，确保重点排污单位自动监控数据传输有效率达到90%以上。

Characteristics of non parallel reverse parallel shunt transformer and heating analysis of rectifier cabinet

SUN Wen-jing，ZHAO Hao
（Cangzhou Dahua Co.,Ltd.,Juhai Branch，Cangzhou 061000，China）

The characteristics of in-phase counter parallel and non parallel reverse parallel connection were introduced，and The heating reason of rectifier cabinet was analyzed.

rectifier transformer；rectifier cabinet；in-phase inverse parallel connection；non coherent inverse parallel connection

TM461

B

1009－1785(2017)06-0001-02

2017-02-25