I. Einzigartige Betriebslasteigenschaften
1. Dauerbetrieb unter hoher Belastung
HGÜ-Konverterstationen übertragen rund um die Uhr HochleistungsstromGleichrichtertransformatorenganzjähriger Betrieb in der Nähe der Nennlast. Sie unterliegen täglichen Leistungsschwankungen und saisonalen Lastschwankungen, während Wicklungen und Kerne ständig zusätzlichen Oberschwingungsverlusten standhalten müssen. Folglich sind die Anforderungen an die Temperaturanstiegsspanne weitaus strenger als die für Industrie-Gleichrichtertransformatoren.
2. Kombinierte AC/DC-Spannungsbelastung
Die Wicklungen auf der Ventilseite werden gleichzeitig mit einer Wechselspannung mit der Netzfrequenz und einer Gleichvorspannung beaufschlagt. Bei Kommutierungsvorgängen entstehen Schaltüberspannungen und Blitzstoßspannungen mit extrem steilen Wellenfronten. Das Isolationssystem arbeitet über längere Zeiträume in einem gemischten elektrischen AC/DC-Feld, wodurch die Teilentladungskontrolle ein wichtiger Leistungsindikator ist.
3. Asymmetrische Harmonische und DC-Bias
6-Puls- und 12-Puls-Umrichtereinheiten erzeugen erhebliche charakteristische Oberwellen. Darüber hinaus kann der monopolare Betrieb oder die Wartung einer einzelnen Ventilgruppe zu einer starken Gleichstromvorspannung führen, die zur Kernsättigung, einem Anstieg der Leerlaufverluste und einem starken Anstieg von Vibrationen und Geräuschen führt. Um diese Effekte zu unterdrücken, müssen spezielle magnetische Kompensationsstrukturen eingesetzt werden.
4. Häufige Aussetzung an fehlerbedingte -Beanspruchungen
Monopolare Kurzschlüsse im Gleichstromsystem, Ausfälle von Wandlerventilen und Fehler auf der Wechselstromseite können kurzzeitige Fehlerströme von mehreren tausend Ampere erzeugen. Transformatoren erfordern eine außergewöhnliche dynamische und thermische Stabilität, um wiederholten Kurzschlussstößen ohne Wicklungsverformung standzuhalten.
II. Grundlegende elektrische technische Eigenschaften
1. Struktur mit mehreren-Wicklungen für Phasen-Verschiebung und Spannungsregelung
Mainstream-Gleichstromprojekte verwenden eine 12-Puls-Wandlertopologie, bei der ein einzelner Gleichrichtertransformator über zwei ventilseitige Wicklungen mit einer Phasenverschiebung von 30 Grad verfügt, um die 5. und 7. Harmonische auszulöschen. Große -UHGÜ-Projekte nutzen mehr{8}stufige Phasenverschiebungs-Serienstrukturen, um harmonische Verzerrungen weiter zu reduzieren. Die Hochspannungsseite ist mit einem Laststufenschalter mit großem Bereich ausgestattet, um die Spannung auf der Ventilseite in Echtzeit anzupassen und so die Gleichstromübertragung zu stabilisieren.
2. Design mit hoher Kurzschluss-Schaltungsimpedanz
Die Kurzschlussimpedanz wird im Bereich von 12 % bis 18 % kontrolliert und ist damit deutlich höher als die von Gleichrichtertransformatoren, die in der Metallurgie- oder Energiespeicherindustrie verwendet werden. Eine hohe Impedanz begrenzt effektiv Kurzschlussströme während der Kommutierung, reduziert die Strombelastung der Thyristor-/IGBT-Ventilkomponenten und vereinfacht die Schutzkonfigurationen für Wandlerventile.
3. Abgestufte Isolationsfestigkeitseigenschaften
HGÜ-Gleichrichtertransformatoren verwenden eine abgestufte Isolationsstruktur: Die Isolierung am Hochspannungswicklungsanschluss ist verstärkt, um Spitzenblitz- und Schaltstoßspannungen standzuhalten, während die Isolierung am Sternpunkt reduziert wird, um die Herstellungskosten auszugleichen. Die ventilseitige Wicklung verfügt über ein spezielles AC/DC-Verbundisolationsdesign, um den Polarisationseffekten langfristiger Gleichspannung standzuhalten.
4. Fähigkeit zur strengen Oberwellenunterdrückung
Durch die Nutzung der Phasenverschiebung über mehrere Transformatoren hinweg wird der netzseitige THDi auf 3 % genau kontrolliert, wodurch die Netzoberschwingungsnormen eingehalten, die erforderliche Kapazität von Wechselstromfiltern reduziert und die Gesamtinvestitionskosten der Konverterstation gesenkt werden. Für ausgewählte große-DC-Projekte:Henan XintailongDie maßgeschneiderten Phasenverschiebungs-Gleichrichterwicklungslösungen von können an Betriebsbedingungen mit hoher- und niedriger{{2}Spannung und hoher{{3}Kapazität angepasst werden.
III. Technische Eigenschaften der Isolierung und Kühlung
Gleichstromwandlerstationen verfügen typischerweise über Ventilhallenanordnungen im Freien mit Kapazitäten, die im Allgemeinen 10.000 kVA übersteigen; Kühlschemata werden basierend auf spezifischen Anforderungen ausgewählt:
| Transformatortyp | Kühlmethode | Anwendbare Szenarien |
|---|---|---|
| Öl-Gleichrichtertransformator | ODAF Zwangsgesteuerte Luftkühlung | Konventionelle Hochspannungs-Gleichstromwandlerstation, Hauptgleichrichtertransformator mit großer Kapazität |
| Öl-Gleichrichtertransformator | OFWF Zwangswasserkühlung | UHV-DC-Projekt, ultra-konzentrierte Wasserkühlstation mit großer Kapazität |
1. Isoliermaterialien:Verwendet hoch{0}dichtes Isolierpapier und mit Epoxidharz-imprägniertes Öl; zeichnet sich durch Beständigkeit gegen Gleichstromalterung und Raumladungsansammlung aus und unterdrückt wirksam die Verschlechterung der Isolierung während des Langzeitbetriebs.
2. Temperaturanstiegskontrolle:Oberschwingungsverluste werden separat berechnet und ein Spielraum von 25 % wird für den gesamten Temperaturanstieg reserviert, um eine beschleunigte Alterung der Isolierung durch längeren Volllastbetrieb zu verhindern.
3. Brandschutzmaßnahmen:Große-KapazitätÖl--Gleichrichtertransformatorensind mit Ölgruben und Sprühfeuerlöschanlagen ausgestattet; In der Ventilhalle sind Isolations-Firewalls installiert.
IV. Kern- und Wicklungsstrukturmerkmale
1. Niedriger-Fluss-Dichte, hoher-Durchlässigkeitskern:Verwendet ultradünne, hochwertige, kornorientierte -Siliziumstahlbleche mit einer magnetischen Flussdichte, die zwischen 1,3 und 1,5 T liegt, um durch Gleichstromvorspannung verursachte Sättigungseffekte abzuschwächen; Enthält magnetische Luftspalt-Shunts im Kern, um der Gleichstromkomponente während des monopolaren Betriebs entgegenzuwirken und so Vibrationen und Geräusche zu reduzieren.
2. Transponierte zusammengesetzte Leiterwicklungen:Hochspannungswicklungen verwenden kontinuierlich vertauschte Leiter, um harmonische Wirbelstromverluste zu unterdrücken. Hoch-stromventil-seitige Wicklungen verwenden eine parallele Kupferfolienstruktur für eine hervorragende Stromverteilung. An den Wicklungsenden sind Isolationshalterungen und schwingungsdämpfende Vorrichtungen angebracht, um den elektromagnetischen Kräften bei Kurzschlüssen standzuhalten.
3. Vollständig versiegelter, auslaufsicherer Tank:Konzipiert für den langfristigen-Außeneinsatz mit hochwertiger-Abdichtung von Schweißnähten und Flanschen; Ausgestattet mit Entlüftern und Online-Überwachungsgeräten für gelöstes Gas -in-, um in Echtzeit Frühwarnungen vor internen Isolationsfehlern zu geben.
V. Umgebungsüberwachung und Betriebs- und Wartungsfunktionen
1. Mehrdimensionales Online-Überwachungssystem:Zu den Standardfunktionen gehören die Überwachung der Wicklungs- und Kerntemperatur, Online-Ölchromatographie, Online-Teilentladungserkennung und Vibrationsüberwachung. Die Daten werden aus der Ferne an das Überwachungssystem der Konverterstation übertragen, was einen unbeaufsichtigten Betrieb und eine unbeaufsichtigte Wartung ermöglicht.
2. Geringes -Geräusch, Vibration-Dämpfungsdesign:An der Basis des Kerns und des Tanks sind mehrschichtige Vibrationsdämpfungspolster-installiert. Die vollständig auf Gehrung geschnittene Kernlaminat reduziert magnetostriktive Geräusche und stellt so die Einhaltung der Umgebungsgeräuschgrenzwerte für die Konverterstation sicher.
3. Multi-Schutzlogik:Schutzfunktionen-einschließlich Übertemperatur-, Schwergasschutz und Über-Strom-/Kurzschlussschutz-sind mit dem DC-Steuerungssystem verknüpft; Im Fehlerfall blockiert das System schnell die Ventile des Umrichters und unterbricht die Stromübertragung, um eine Eskalation des Fehlers zu verhindern.
VI. Wichtige technische Punkte für die Geräteauswahl
1. Kapazitätsmarge:Wählen Sie Geräte mit einer Nennleistung, die dem 1,2- bis 1,3-fachen der DC-Nennübertragungsleistung entspricht, um kurzfristige Überlastungen und zukünftige Kapazitätserweiterungen zu bewältigen.
2. Einhaltung von Standards:Muss GB/T 1094, IEC 61378 und spezifischen technischen Spezifikationen für UHGÜ-Wandlertransformatoren entsprechen; Es ist ein vollständiger Satz von Typprüfberichten erforderlich.
3. Betriebstauglichkeit:Das Design muss Strukturen zur Gleichstromvorspannungsunterdrückung umfassen, um Bedingungen wie monopolaren Betrieb und abgestufte Wartung zu bewältigen. Standard-Industrie-Gleichrichtertransformatoren sind nicht geeignet.
4. Lebenszykluskostenbilanz:Priorisieren Sie bei DC-Projekten mit großer -Kapazität wasser-gekühlte,Öl--Gleichrichtertransformatoren, da sie eine überlegene Wärmeableitungseffizienz und geringere langfristige Betriebsverluste bieten.
