35kV整流变压器
一、物资需求一览表
二、工作环境
1.基本情况
神华宁煤集团炭基公司1万吨/年绿质碳化硅项目，需购置1台35kV整流变压器。
2.工作条件
海拔高度：+1050m～1150m
最高温度：+38℃
最低温度：-28.4℃
年平均气温（6.7-8.8°C）
年平均相对湿度（58%）
环境污染等级：Ⅲ级
地震基本烈度：按Ⅷ度考虑
年平均风速（1.6m/s）
全年雷暴日数 24d/a
三、技术参数及要求
1.技术性能参数：
1. 额定容量： 12500 kVA
2. 运行容量： 15500 kVA
3. 网侧电压： 35kV
4. 网侧电流： 206.2A
5. 阀侧电压： 193.0V～570.4V
6. 阀侧电流： 37400A～12650A
7. 联结组别： Y，d11d5
8. 绝缘水平： LI200 AC85 / AC5
9. 油箱结构：免吊芯桶形或半钟罩式油箱
10. 出线方式：网侧：油箱顶部40kV级防污型套管引出（共3个）
阀侧：油箱侧上部一排12块环氧树脂压铸式出线铜排，
同相逆并联排列
11. 调压方式： 59档连续“变磁通”恒功率有载调压
12. 冷却方式： OFAF(强油风冷循环)
13. 过载能力：过载25%长期运行
14. 阻抗电压： 6.5%（Ud0max）～38%（ Ud0min ）
15. 空载电流： 0.85%（Ud0max）
16. 平均空载损耗：≤8.8kw
17. 平均负载损耗：≤106kW（Ud0min）
18. 变压器器身重：≈28.9t
19. 变压器油重：≈15.5t
20. 变压器总重量：≈63t
21. 本体外形尺寸：长×宽×高≈5400×2600×5200 mm
22. 顶层油温升：≤ 38 K
23. 变压器噪音：≤ 70 db
24. 保护及报警：轻重瓦斯、超过载、超高油温等
2. 技术要求
2.1变压器线圈
2.1.1 变压器全部绕组采用优质无氧纸包电磁线绕制，导线绝缘良好无破损，绕制紧密，同一段的相邻导线间无明显的空隙，导线换位处加包绝缘，折弯处垫平，使导线平滑过渡，不对导线绝缘产生剪切力，位于绕组端部的几个线段进行横向的绑扎，以提高绕组的强度；
2.1.2 变压器绕组上的垫块采用高密度纸板制成，并进行倒角处理；
2.1.3 绕组采用恒压干燥工艺，所有绕组的电抗高度一致，安匝分布均匀，器身组装时采用油压千斤顶压紧绕组，当采用压钉结构时每一相压钉的数量不少于8个（相间放置肩压板）；
2.1.4 绕组的压板采用整圆的高密度电工层压木压板，上下压板最小厚度不小于50mm，并在下部支撑绕组的位置和上部压钉（压紧装置）的位置上增加辅助压板，并尽可能使绕组下部的支撑面以及上部的压紧面积足够大，应使A、C相绕组的外侧以及上铁轭下部的绕组也得到有效的压紧；
2.1.5 变压器绕组纸板进行预密化处理，独立调压绕组采用内衬硬纸筒（T4纸板），厚度≥4mm；
2.1.6 低压绕组采用内外撑条的结构并用热缩带进行牢固的绑扎，撑条和垫块垂直、均匀布置，高压绕组撑条数量加倍（增加副撑条）；
2.1.7 高压电缆引线外部包扎绝缘，绕组所有引出线均由有足够强度的导线夹固定。
2.2变压器油箱
2.2.1 变压器油箱以及除油枕以外的所有附件均能承受133Pa的真空压力和
正压98kPa的机械强度试验，油箱不得有损伤和超过油箱厚度两倍的永久变形；
2.2.2 变压器油箱的机械强度：能承受压力为50kPa油压渗漏试验，36小时无渗漏试验，以及正压98kPa的机械强度试验，并满足在正常起吊和运输状态下无损伤和出现不允许的永久变形；
2.2.3 控制焊接质量：下料采用仿形和数控切割，提高零件下料精度；采用优质焊条，提高焊接质量；采用CO2、埋弧自动焊，减少起、息弧次数，确保焊透，消除夹渣；
2.2.4 变压器油箱上有足够数量和强度的支点（千斤顶座）、吊点和牵引点，在油箱上焊有固定梯子，其位置便于取气样及观察气体继电器，变压器油箱下部设有足够大的放油阀；
2.2.5 变压器油箱上的有载开关一侧设检修人孔；
2.2.6 高压套管的安装位置和相互距离便于接线，而且其带电部分之空气间隙，满足GB1094.3-2003《电力变压器第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙》所要求的绝缘电气强度并按照实际使用地点的海拔高度进行校正；阀侧出线铜排升高座采用高强度隔磁材料整体成型，内外均有不锈钢压板和专业油封件，双面密封，减少渗漏油；
2.2.7 所有带安装螺孔的法兰都采用盲孔结构，法兰盘密封垫的接触面均进行精加工，每一对法兰有一面带槽，槽的深度和宽度能保证密封垫合适的压缩量；
2.2.8 所有暴露在大气中的金属部件应有可靠的防锈层或采用不锈钢材料制
成；
2.2.9 为减少油箱附加损耗，在所有漏磁场集中处（绕组端部、出头），沿箱壁铺设磁屏蔽，阀侧出线框采用20Mn23Al抗磁钢板整体成型，消除涡流产生的附加损耗。
2.3 变压器铁芯和器身
变压器铁芯采用低损耗、高质量的冷轧硅钢片（武钢新卷），进口乔格生产线保证剪切毛刺和叠装间隙小，铁芯绑扎、夹紧牢固；
铁芯夹件有足够的强度，夹件绝缘良好，上、下夹件与铁心之间的绝缘纸板至少高于铁芯最外一级硅钢片15mm；
铁心与油箱采用上下双定位结构，确保变压器不会由于运输或运行的振动而产生任何位移；
铁心通过夹件与油箱可靠接地，接地处有明显的接地标志；
铁心采用45°全斜四级接缝结构，在额定电压35KV时，设计磁密≤1.65t,保证105%额定电压运行时不出现磁饱和拐点；
变压器为免吊芯结构，器身结构带下夹件，需要时能在现场进行吊芯检修工作。
2.4变压器绝缘油
提供广东茂名石化原产25＃变压器油，凝固点 -25℃；
变压器出厂试验使用随变压器供货的新变压器油，并在出厂试验前后进行油化验；提供的变压
器油经过真空过滤脱气脱水和机械过滤除去杂质，需用油罐装运时采用干净的、密封良好的专用油罐，并随油罐提供装罐以后的油化验报告；
变压器提供的油量应能满足现场安装时进行注油排气时充满油枕和冷却器；
变压器油化验指标应符合GB2536的要求，要求油闪点（闭口）≥140℃，击穿电压≥35kV／2.5mm，油中的微水含量不高于15ppm，油介质损耗小于 0.25％（90℃）。
2.5变压器端子箱
2.5.1本体带有端子箱，将油温度控制器、本体瓦斯继电器、有载开关瓦斯继电器、压力释放阀、油位信号等输出接点引至变压器端子箱内，端子排列整齐，方便二次接线；
2.5.2端子箱的端子排为阻燃、防潮型，并预留不少于20%的预留端子供用户使用；
2.5.3变压器本体的设备至端子箱的电缆采用耐油、阻燃、屏蔽电缆；
2.5.4瓦斯继电器至端子箱电缆，其触点两极分别引出，不得合用一根多芯电缆。
2.5.5设备必须满足长期连续运行的要求，起动、运行和停机应平稳、安全可靠，应满足满负荷起动和制动的要求。投标方提供的所有设备应功能完整，技术先进，并能满足安全防护和人身安全的要求。设备结构应便于日常维护，如紧固，巡视等需要。
2.5.6 所有供货的零部件表面必须采取适当的防腐措施。金属结构件的板材、型材均做喷砂除锈，除锈等级应达到GB8923标准规定，喷漆厚度不低于120μm。
凡未提到的其他技术条件和工艺要求，均按现行国标标准执行。
3、变压器附件
变压器所有附件出厂前都进行整体试装、整体充油加压试漏后方可出厂，所有外购件都进行逐个检查，并按本公司内控质量标准进行验收和试验。
3.1有载调压开关
3.1.1选配贵州长征产品，型号：CMⅢ600Y/72.5C-12591G
3.1.2最大通过电流：600A；最高工作电压：72.5KV；工作档位：59档，开关长期载流的触头，在1.2倍额定电流下对变压器油的稳定温升不超过20K，触头寿命不低于20万次；开关长期载流的触头应能承受持续2s外部短路电流和短路冲击电流而分接开关触头不熔焊、烧伤、无机械变形，机械寿命不低于80万次；有载开关配SHM智能型电动（就地及远控）操作机构和HMK7型有载分接开关位置显示器，带BCD码输出，LED数码管远控显示。
3.2套管及阀侧出线端子
高压40kV套管：采用油纸电容式防污型纯瓷套管，带接线端子，最高工作电压下，泄漏比距≥ 3cm／kV，带排气嘴；阀侧出线端子采用专业环氧压注式出线铜排TED-26×320/13500A，最高电密≤1.6A/mm2, 平均电密≤1.05A/mm2,出线框采用20Mn23Al抗磁钢板整体成型，消除涡流产生的附加损耗，发热小；同时，内外均采用不锈钢压板和专用油封件双面密封，减少渗漏油；阀侧出线端子与整流柜的进线方式一致。
3.3气体继电器QJ4-80
本体采用抗震型气体继电器，其接点容量不小于 20VA（交流220V或11OV），直流有感负载时，不小于15W；积聚在气体继电器内的气体数量达到250-300ml 或油速在整定范围内时，分别接通相应的接点，气体继电器的安装位置及其结构能观察到分解气体的数量和颜色，且便于取气体；在本体气体继电器水平管两侧装置蝶阀，便于气体继电器检修；气体继电器的位置远离套管的带电部位，以保证采集气体时的人身安全。
3.4温度测量装置BWY-803A/XMT(就地、远程数显)
3.4.1变压器装设压力式温度表（杭州华立产品）一块，用于测量变压器顶层油温，并分别作用于超温报警和油水冷却器控制。温度表带两对接点，接点容量为220V交流负载11OVA，220V直流有感负载≥15 W。压力式温度表的表盘部分处于距地面约1.5m的位置，并采取防震和减震的措施。
3.4.2变压器装设远方测温装置一套，远方测温装置包括在变压器上安装的测温元件、在中控室安装的数字式温度指示器以及一个用4～20mA输出顶层油温的变送器，用于用户方连接计算机或远方监测装置。
3.4.3变压器装设一只玻璃温度计。所有温度计在变压器上的插孔安装位置均处于同一侧的互相邻近位置以取得相同的温度，其位置应能真实地反映变压器的最高顶层油温，并且其安装位置使得变压器运行中对温度计进行更换时能方便地进行且保证检修人员与套管的带电部位有安全的距离。
3.5油枕
用于本体的油枕为胶囊密封式，带有指针式油位计，储油柜有足够的容积，
其容积不小于变压器油总容量的10％；油枕用管径为25～30mm的金属连接管和阀门引下（离地面1.2米）便于注油，油枕上有攀登把手。
3.6油风冷却器
采用高效优质节能产品，选用三门尔格油风冷却器YFZL-250×3，二用一备；冷却器自带电控制箱和安装支撑底架，油泵带观测孔，进出口带阀门，油泵电机设有短路、断相及过载保护。
3.7压力释放器
3.7.1变压器装设带跳闸信号的压力释放阀，当压力超过0.05Mpa时能可靠释放，压力释放阀自带防水罩，
3.7.2设定向喷油装置，带接点动作灵活可靠，并将接点引线引出至端子箱，接点容量为220V直流有感负载15W。
3.8吸湿器
带有油封及保护罩的玻璃吸湿器，内装变色硅胶，用管道引到离地面约1.3m 处，便于观察和更换。
4、变压器出厂试验
1.绕组电阻的测量：提供各分接位置的电阻值，最大不平衡率允许偏差≤
2.5％。
2.变比试验：提供各分接位置的变比误差值，允许误差≤0.75％；
3.绕组绝缘电阻及吸收比测量
4.介损测量：≤0.8％（20℃)
5.接线组别测试
6.外施工频耐压试验
7.感应耐压试验
8.空载特性试验：允许偏差按国标要求
9.负载特性试验：允许偏差按国标要求
10.铁芯绝缘电阻测量
11.绝缘油化验：提供变压器出厂试验后的油化验报告（含变压器本体和油罐
的油化验报告）
12.附件的验收试验：由变压器厂进行
12.l.有载调压开关试验：按厂家要求进行
12.2.温度指示器试验：外观检查，接点传动，绝缘电阻试验
12.3.压力释放阀试验：外观检查，接点传动，绝缘电阻试验
12.4.瓦斯继电器试验：外观检查，接点传动，绝缘电阻试验
12.5.附件的渗漏试验：冷却器、油枕
5、变压器的运输
1．变压器采用整体运输，采取可靠措施来保护变压器的所有组、部件如储油柜、套管、活门及散热器不损坏和受潮；并保证成套拆卸的组件和零件（如气体继电器、套管、温度计及紧固件等）的包装经过运输、储存直至安装不损伤和受潮
2．变压器装有不锈钢铭牌，并安装在易观察的位置，铭牌上表示的内容满足GB1094.1-1996 中的有关规定。变压器设有承受变压器总重的起吊装置，变压器器身、油箱，可拆卸结构的储油柜、冷却器等均有起吊装置
3．变压器的结构可保证在经过正常的铁路、公路及水路运输后，相互位置不变，紧固件不松动；变压器的组件、部件如套管、冷却器、储油柜等结构布置位置不影响吊装、运输及运输中紧固定位；变压器的运输重量，尺寸限度等均满足相关要求
4．变压器本体装有器身定位装置，并且在运输时变压器本体装有冲撞记录仪，运输过程中要严格按照要求执行，确保变压器运到现场后，不吊芯检查可投入运行
6、技术资料及技术服务
合同生效后卖方向买方和设计单位提供下列资料：
6.1 变压器及配套设备外形图及接线图
6.2 变压器的总重、油重、运输重、运输尺寸
6.3 变压器的吊盖重量、吊盖高度
6.4 提供设备外形详细的安装尺寸
6.5 变压器的详细技术参数（产品名牌图）
6.6 高压侧套管的具体位置、高度、引入端子的尺寸及连接螺栓开孔尺寸位置图等
6.7 低压侧出线铜管的具体位置、尺寸及连接法兰、连接螺栓及开孔尺寸
6.8 提供变压器进出口油管法兰位置及尺寸
6.9 提供二次端子箱位置、对外二次端子号及有关对外端子性质名称
6.10 提供开关控制箱位置及二次端子号及有关的原理接线图（厂家样本）
6.11 提供外购件如有载开关、气体继电器、压力释放阀等的型号、规格及工作原理图（使用说明书）
6.12 油水冷却器的安装尺寸图、电气原理图,连接管道位置、直径及法兰尺寸、螺栓大小,安装使用说明书（厂家提供）
6.13 提供设备的出厂试验报告及合格证
6.14 提供设备的安装、检修、运行、运输等的说明书
6.15 变压器油的型号及试验报告，添加油的标准及要求
6.16 制造规范及标准（使用及维护说明书）
6.17 备品备件的名称及规格
6.18 随机附件及专用工具名称及规格
6.19 总装图及必要的零部件图
6.20 主要外购件使用维护说明书及产品合格证。
6.21卖方技术人员在合同设备安装期间，到现场进行技术服务工作：
6.22 指导设备的安装，协助业主对安装工作进行验收认可
6.23 协助设备的调试工作
6.24 协助开展设备的通电试验
6.25 与买方一起进行72 小时工艺带满负荷试验，在试验完成后，与买方代表共同签署验收报告
6.26 卖方技术人员在现场工作期间，应负责对买方技术、运行操作、维修、
调试人员进行业务培训等。
附表一：报警和跳闸触点信号一览表
附表二：变压器主要组、部件及材料表
附表三：整流变压器各级参数值
附表一：报警和跳闸触点信号一览表
附表二：变压器主要组、部件及材料表
附表三：整流变压器各级参数值
三、供货范围
1.整流变压器本体：1个（铁芯、绕组、油箱、变压器油、爬梯、压力释放阀、瓦斯继电器，油面温度计、温度数显仪、接线箱1个）等；
2．有载分接开关：智能电动机构、智能控制器、专用电缆(60M长) 各1个；
3．油冷却装置：油风冷却器、电控制箱（柜）各1个；
4．整套整流变压器必要的附件和紧固件及备品备件；
5．技术服务：安装调试指导和技术培训。
整流变压器工作原理及特点介绍整流变压器的原理 整流变压器和普通变压器的原理相同。变压器是根据电磁感应原理制成的一种变换交流电压的设备。变压器一般有初线和次级两个互相独立绕组，这两个绕组共用一个铁芯.变压器初级绕组接通交流电源，在绕组内流过交变电流产生磁势，于是在闭合铁芯中就有交变磁通。初、次级绕组切割磁力线，在次级就能感应出相同频率的交流电。变压器的初，次级绕组的匝数比等于电压比。如一个变压器的初级绕组是440匝，次级是220匝。初级输入电压为220V，在变压器的次就能得到110V的输出电压。有的变压器可以有多个次级绕组和抽头，这样就可以获得多个输出电压了。 整流变压器的特点 与整流器组成整流设备以便从交流电源取得直流电能的变压器。整流设备是现代工业企业最常用的直流电源，广泛用于直流输电、电力牵引、轧钢、电镀、电解等领域。 整流变压器的原边接交流电力系统，称网侧；副边接整流器，称阀侧。整流变压器的结构原理和普通变压器相同，但因其负载整流器与一般负载不同而有以下特点： (1)整流器各臂在一个周期内轮流导通，导通时间只占一个周期一部分，所以，流经整流臂的电流波形不是正弦波，而是接近于断续的矩形波；原、副绕组中的电流波形也均为非正弦波。图中所示为三相桥式Y/Y接法时的电流波形。用晶闸管整流时，滞后角越大，电流起
伏的陡度也越大，电流中谐波成分也越多，这将使涡流损耗增大。由于副绕组的导电时间只占一个周期的一部分，故整流变压器利用率降低。与普通变压器相比，在相同条件下，整流变压器的体积和重量都较大。 (2)普通变压器原、副边功率相等(忽略损耗)，变压器的容量就是原绕组(或副绕组)的容量。但对于整流变压器，其原、副绕组的功率有可能相等，也可能不等(当原、副边电流波形不同时，例如半波整流)，故整流变压器的容量是原、副边视在功率的平均值，称为等值容量，即式中S1为原边视在功率，S2为副边视在功率。 (3)与普通变压器相比，整流变压器的耐受短路电动力的能力必须严格符合要求。因此，如何使产品具有短路动稳定性，是设计、制造中的重要课题。 电化学工业----这是应用整流变最多的行业，电解有色金属化合物以制取铝、镁、铜及其它金属；电解食盐以制取氯碱；电解水以制取氢和氧。 牵引用直流电源----用于矿山或城市电力机车的直流电网。由于阀侧接架空线，短路故障较多，直流负载变化辐度大，电机车经常起动，造成不同程度的短时过载。为此这类变压器的温升限值和电流密度均取得较低。阻抗比相应的电力变压器大30%左右。 传动用直流电源----主要用来为电力传动中的直流电机供电，如轧钢机的电枢和励磁。
2014年变压器整流器和电感器行业简析 一、行业管理体制、主要法律法规及产业政策 (2) 1、行业主管部门及自律性组织 (2) 2、主要法律法规及政策 (2) 二、行业上下游关系 (3) 三、行业发展现状及市场规模 (4) 1、我国变压器、整流器和电感器制造行业发展现状 (4) 2、我国变压器、整流器和电感器制造行业市场规模 (5) 四、进入本行业的壁垒 (7) 1、客户信任度壁垒 (7) 2、资金壁垒 (8) 3、人才和技术壁垒 (8) 五、影响行业发展的有利和不利因素 (8) 1、影响行业发展的有利因素 (8) （1）政府相关产业政策支持 (8) （2）我国农村电网大规模改造升级 (9) 2、影响行业发展的不利因素 (9) （1）对电力行业投资依赖程度高 (9) （2）产品创新力度不够，研发投入不足 (9) 六、行业风险特征 (10) 1、受宏观政策和经济波动影响的风险 (10) 2、原材料价格波动风险 (10) 3、质量控制风险 (10) 4、核心技术人员流失风险 (11) 七、行业的周期性、地域性及季节性特征 (11)
一、行业管理体制、主要法律法规及产业政策 1、行业主管部门及自律性组织 行业的主管部门为工业和信息化部。工业和信息化部主要负责拟定产业发展战略、方针政策、总体规划和法规,并组织实施工业、通信业、信息化的发展规划,推进产业结构战略性调整和优化升级,推进信息化和工业化融合，指导行业技术创新和技术进步,以先进适用技术改造提升传统产业,组织实施有关国家科技重大专项,推进相关科研成果产业化,推动软件业、信息服务业和新兴产业发展。 中国电器工业协会协助政府进行自律性行业管理，代表和维护行业的利益及会员企业的合法权益，组织制订行业共同信守的行规行约等。 2、主要法律法规及政策 本行业涉及的国内主要法律法规包括：《中华人民共和国电力法》、《电力供应与使用条例》、《电力设施保护条例》。低压成套设备需遵循《强制性产品认证实施条例》、《强制性产品认证目录》及《强制性产品认证实施规则》等。 行业涉及的主要政策如下表：
整流变压器的选用 整流系统设备较多，范围较广，因此影响整流系统效率的因素很多，所以设计时应考虑全面。 1. 提高整流负荷的输送电压 整流装置都是大功率的交直流转换装置，整流所所需要的功率负荷相当大，因此，整流负荷的输送损耗的高低也影响着整流装置的效率。所以，适当提高整流负荷的输送电压，减小输送线路的损耗，就可以提高整流效率。一般的，年产6万吨烧碱以下的整流所，可采用10KV 电压输送负荷，但应避免用6KV的电压；年产6万吨烧碱以上的整流所，应采用35KV电压输送；年产12万吨烧碱以上的整流所，应采用110KV甚至更高电压输送。 2. 选用直降式整流变压器 同整流负荷的输送道理一样，整流变压器网侧电压与输送负荷电压应保持一致，其直降电压越高，则高压绕组的电流越低，那么发热损耗也就越小，因此，整流变压器的效率越高。所以，在条件允许的情况下，应提高输送电压，多采用直降式整流变压器。 3. 尽量减小整流变压器的调压范围 整流变压器的调压范围的大小，严重影响整流变压器的效率，调压范
围越小，变压器的效率越高。因此，偏面的为了分期投产开车方便，盲目增大整流变压器的调压范围不足取，有的甚至定为30%～105%，当达产后，整流变压器一般运行在80%～100%，那么其余调压绕组的损耗将永远无法消除。设计时调压范围取70%～105%为宜，如果配合整流变压器的高压侧星三角切换调压和可控硅调压，调压范围还可缩小为80%～100%，变压器效率有明显提高。 4. 采用油浸自冷整流变压器 采用油浸自冷整流变压器，可以节约风机消耗的电能。当整流变压器容量较大时，生产厂家一般按油浸风冷设计制造，事实上，整流变压器的散热器稍微做大些就可解决，整流变压器再按敞蓬式安装，增加散热效果，整流变压器的运行不会有问题。 5. 整流设备采用“平面一体化”安装 整流变压器、整流柜、电解槽，采用“平面一体化”安装方式，能尽量减少交直流连接铜排的长度，降低铜排的发热损耗，提高整流装置的效率。具体来说就是，整流变压器、整流柜、电解槽基本保持同一平面进行安装，并且三者之间尽量靠近，好象一个整体。整流变压器侧出线进整流柜，铜排长度不超过1.2米，整流柜下出线，由地沟内铜排直接接电解槽。 6. 铜排安装不采用软连接 由于采用“平面一体化”安装，整流变压器与整流柜之间的连接铜排以及直流刀开关两端的铜排都较短，膨胀量就小，完全可以不采用软连接安装，这样既能保证设备运行安全，减少软连接及其增加的接头损耗，提高了整流效率。
浅谈整流器与开关电源（转贴） 摩托车上有一个非常重要的电器部件，它为整车用电设备提供稳定的工作电压，这就是整流稳压器，即我们俗称的“硅整流”。整流就是将交流电压变为直流电压，稳压就是将发电机输出的不稳定电压稳定在规定范围内，实现这两个功能的器件我们就称之为整流稳压器。摩托车整流稳压器从产生到现在已经经历了几个阶段，但直到目前为止，大多数摩托车仍使用技术上存在缺陷的削波短路型整流稳压器。随着科技的发展，新技术和新元器件的出现，改进整流稳压器的性能有了可能，因此新一代的开关型整流稳压器已研制成功并面世，人们已开始认识并使用它，相信不久它就能全面替代削波短路型整流稳压器了。 在未发明二极管前，摩托车只能采用复杂的激磁直流发电机，使用机械调压, 就是用继电器调节激磁电流的大小，是一种简单的开关调压电路。二极管发明后，人们试着采用简单一点的激磁交流发电机，同时用机械调压，后来慢慢用电子调压替代了它。这就是现在汽车上用的调压方式。为什么早期摩托车要用结构复杂的激磁交流发电机而不用结构简单小巧、故障率极低的永磁交流发电机呢？因为永磁交流发电机的磁场与线圈是固定的，输出电压和频率随发动机转速变化而成正比变化，范围极宽，无法象激磁交流发电机一样用调整激磁电流大小的方法从内部调节输出电压的大小，只能发出电压后再予以稳压，以当时的技术条件无法实现。但后来因小功率永磁交流
发电机结构简单，故障率少，还是被广泛用到了摩托车上。 最早的永磁交流发电机用整流稳压器是不带稳压功能的，只有四个二极管，即全波整流，它全靠电瓶稳压（如XF250 ）。发电机发出的交流电经过二极管桥式整流直接给电瓶充电，充电电压就是发电机输出电压，随转速变化很大，电压跟电流都远远超过电瓶正常的充电电压和电流，由于电瓶特有的稳压性能，所以电压能够稳定在合适的范围，但这是以电瓶的寿命为代价的（一般一年就损坏了，而电瓶的设计寿命为三年）。发动机运转当中，如果电瓶突然断开，所有用电设备便会即刻烧毁，而且随着时间的推移，电瓶稳压性能逐渐失去，电压逐渐升高，很容易烧毁用电设备。 因全波充电容易过充，就出现了半波充电，即只有一个二极管的整流器。因半波充电晚上电力不足，所以大灯只能由发电机交流直接供电，如早期的铃木A100 、本田CG125 等。半波充电也存在着问题：白天行驶时，电瓶仍然过充，于是就在照明线上接有泄流电阻，将电流通过电阻发热泄放掉，以免电瓶早期损坏（但也不能用密封电瓶，否则极易充坏）；晚上，低速时大灯昏暗，而且灯光随着转速变化而变化，照明效果不理想，眼睁睁看着电能浪费，而灯光依然暗淡。 随着科技的发展，出现了电子整流稳压器。这种整流稳压器采用并联方式稳压，也就是削波短路稳压。如12V 车型，当输出电压高过15V 时，可控硅导通，输入电流通过可控硅下地，输出电压不再升高，仍保持15V ；当负载用电导致输出电压下降，低于15V 时，可控硅截止，输入电流供给负载，如此反复，使电压保持15V 。
变压器与整流器 作者：佚名文章来源：本站原创点击数：更新时间：2005-5-16 一、高变低，低变高 如图1所示找一个凵形的铁芯，在它的两臂上缠上绝缘布。用直径0．2毫米的漆包线，在铁芯的一臂上绕1100匝；在它的另一臂上用直径0．5毫米的漆包线绕45匝，并在15匝、 30匝的地方各抽出一个接头（把绕线折回一段，往一个方向扭几转，不能把绕线弄断）。然后把一方形铁条横放在凵形铁芯开口处，铁芯就成了一个闭合的方框。 把1100匝的线圈接到220伏的交流电源上，用交流电压表（如果用自己做的电流检验计来测量，必须串联上一个整流器才行）测出另一个线圈的15匝、30匝、45匝的电压。 从测出的电压数字看，只有几伏，都比220伏的交流电压低得多，这就是说，比较高的电压经过这么个装置以后，给变成了较低的电压。上面这个装置就是一个简易的变压器。跟交流电源相连的线圈叫做原线圈，也叫初级线圈；跟用电器相连的线圈叫做副线圈，也叫次级线圈。 变压器是应用电磁感应原理的另一种设备。当原线圈通入交流电的时候，铁芯里就产生了变化的磁场，这种变化的磁场穿过副线圈，副线圈里感应出交流电，在副线圈两端就产生了交变电压。电学上把接到变压器原线圈上的电压叫输入电压，把副线圈感应产生的电压叫输出电压。现在我们再回过头来分析一下上面实验中所测得的电压，就会发现，当输入电压一定时，输出电压的大小，跟初级线圈和次级线圈的匝数多少有关系。经过精确的实验知道：变压器初级线圈两端的电压（U1）和次级线圈两端的电压（U2）之比，等于初级线圈匝数（n1）和次级线圈匝数（n2）之比，即
这个关系式告诉我们，变压器变换电压的能力，由初级线圈匝数和次级线圈匝数的比值来决定。明白这个道理，我们就可以根据需要，制造出各种实用的变压器。 上面我们做的是降压变压器实验，现在再做一个升压变压器的实验： 找一个方框形的铁芯，用0．2毫米直径的漆包线在它的一边绕10匝，在另一边绕30匝（在20匝处抽出一个接线头）。这就是一个小变压器了。 把10匝的线圈作为初级线圈，跟上一个实验中的变压器的次级线圈相连接。再把第一个变压器（降压变压器）的初级线圈接到220伏交流电源上，如图2所示。然后用交流伏特表测出第二个变压器的输入电压和输出电压。你把测量的数值分析比较一下，就知道这是一个升压变压器。 从理论上讲，一个降压变压器只要把它的初级线圈和次级线圈对调一下，就成了升压变压器了，这就是说一个变压器，既可以作降压用，也可以作升压用。那么，我们在第二个实验中，为什么还要另绕制变压器，而不直接使用第一个实验的变压器呢？这是因为这个变压器初级线圈和次级线圈的匝数相差很多，用它能把220伏的交流电压降低到只有几伏，如果把它的初级线圈和次级线圈调转来作升压变压器，仍然使用220伏的电源，在次级线圈两端就要产生很高的电压，做起实验来很不安全，同时，变压器很快就被烧毁了。所以我们又作了一个小变压器，输入电压用的低电压，这样做起实验来就比较安全了。实际上，各种变压器，它的初级线圈和次级线圈的匝数，绕线的直径，铁芯的截面积，都是根据实际的需要，经过严格计算才确定的。 二、小变大，大变小 我们已经知道，交流电压通过变压器能够升高，也能够降低。那么，交流电流通过变压器以后，将会有什么变化呢？ 仍然用图2的实验装置。把线路接好后，再把第一个变压器（降压变压器）的初级线圈（1100匝）接到 220伏的交流电源上。然后用一个比
移相整流变压器设计与试验 汪明伟 摘 介绍36 相整流变压器设计，试验，六边型自耦移相调压和共轭铁心要： 应用。 关键词：谐波；移相；自耦调压；共轭铁心；半成品、成品试验 2016.10.10
1 1. 前言 由于电网对谐波的限制越来越严格，并制定了国家标准 GB/T14549-93 《电能质量 公用电网谐波》，对整流变压器抑制谐波措 施要求越来越高。 消除低次谐波的办法之一就是增加变压器输出相数， 即直流脉波数。 本文就有关 36 相整流变压器设计， 制造及试验等问题 做一些探讨。 原公司 2005 年接到氯碱化工行业电解整流变压器订单，由三台 ZHSPTZ-12500/10 整流变压器组成， 单机组等效 12 脉波，三机组合成 36 脉波。整流方式为桥式整流，冷却方式为强油循环水冷，变压器为 主调合一式免吊心结构。 网侧电压： 10KV 直流工作电压： 400V 直流电流： 2×13000A 调压范围： 10%~105% 调压级数 40 级 短路阻抗： 10% 主要参数确定 空载直流电压 U do =43~450V 额定容量 S N =1.05U do I d =1.05×450×26=12285KVA 一次额定电流 I = SN = 12285 = 709.3A I 1N = = = 709.3A 10 3 10 3 2. 设计方案 2.1 移相方案选择 变压器由调压变压器和整流变压器两部分组成，为便于设计和制 造，三
台调压变压器分别移相+10 °、0°、-10 °，三台整流变为同一形式即有星、角绕组桥式整流回路。因整流变压器短路阻抗为10%，所以低压星角输出经整流元件后并联，不需另加平衡电抗器。单台整流变提供12 脉波直流电流，接调变后三台变压器可提供36 脉波直流电流。 2.2 调压变压器设计方案目前，一般采用自耦移相调压于一身，来达到移相和调压目的。如按用法较普遍的曲折移相方式，有载开关通过的网侧线电流大于600A，超出三相有载开关使用范围；如为了满足开关电流要求去自耦升压，还是会增加调压变的电磁容量。 我们反复研究多方求证，采用的是六边型自耦移相调压方案，有载开关电流相当于角接相电流，是曲折接法的1/ 3 倍，满足了40 级粗细调开关要求。 采用此方案的优点还有：调压变额定档阻抗电压很小，计算时可忽略，这样三台机组的阻抗一致，均流效果好。而且调压变压器绕组结构简约，材料节省，负载损耗低。但引线结构相对复杂，设计制造时有一定难度。 调压变接线原理如图1： 图1 六边型自耦移相调压接线原理图图中A、B、C 为调变输入端子， A m、X m 为调变输出端子（以A 相为例）为简化起见，细调部分未画
1.整流变压器为什么不设差动保护？ 无法接。 差动保护，是通过比较两侧流入和流出电流的大小和相位，判断电流是否有“损失”或“畸变”这一原理进行保护的。整流变一侧是交流，另一侧是直流，大小和相位无法比较，故不能用差动保护。2.整流变压器的作用? 整流变压器是整流的一部分，整流还需整流二极管，整流变压器的作用是为二极管提供适合的电压 . 3.整流变压器是一个特种变压器，它是变压器+整流电路的组合。用于将从电网获得的交流电变成需要的电压并整成直流。用于需要直流电的场合。 ******整流变采用有载调压，主调合一。整流器采用晶闸管三相全控桥，用有载开关粗调 + 可控硅细调调压。并设自动稳流系统，对电网电压波动或负载电阻变化而引起的负载电流变化进行自动稳流。两个系列经整流变网侧移项后组成等效（12、24、36、48等）脉波（常见24、36脉波），有效地控制谐波；触发系统采用“数-模”两套配置。故障情况下另一套自动投运，保证了生产的连续性。
冷却系统:整流变压器为强迫油循环“油-水”散热方式；整流器采用“水-纯水”冷却方式。整套系统设相应故障报带信号，并通过主控室DCS系统反应。 整流装置的保护： 整流变压器网侧设速断保护、定时限过电流保护、轻重瓦斯及油温保护，阀侧设过电压吸收装置。整流设备高压断路器及有载分接开关的操作设在主控室的变压器控制屏上或操作台上，电流调节在主控室的整流器控制屏上或操作台上完成。整流装置的电流及电压指示、事故及预告信号等送人DCS系统显示和报警。 整流与电解设主要联锁有:仪表气源中断；抓气压力异常上升；氢气压力异常上升；阳极液泵故障或阳极液总管压力异常降低；阴极液泵故障或阴极液总管压力异常降低；电解槽阳极室和阴极室的压差超限；电解槽零点电位差超限；电解槽电流过大；整流器过负荷；意外情况下，紧急手动；当发生上述异常情况时，整流设备立即联锁停电。电解铝行业大容量整流电源保护简介 大容量整流电源通常由变压器、整流柜及用于整流柜、变压器冷却的泵、风机等辅机部分组成。大容量整流电源在冶金行业，特别在铝电解行业具有举足轻重的地位，其正常运行直接关系到整个生产系列的安全稳定，一个年产15万吨的电解系列，停电5个小时其损失可达几千万元，因此，要采取一切可能的措施保证整流电源的正常运行，完善、可靠的保护设置可以及早发现机组异常情况，及时切除故障，
35kV整流变压器 一、物资需求一览表 二、工作环境 1.基本情况 神华宁煤集团炭基公司1万吨/年绿质碳化硅项目，需购置1台35kV整流变压器。 2.工作条件 海拔高度：+1050m～1150m 最高温度：+38℃ 最低温度：-28.4℃ 年平均气温（6.7-8.8°C） 年平均相对湿度（58%） 环境污染等级：Ⅲ级 地震基本烈度：按Ⅷ度考虑 年平均风速（1.6m/s） 全年雷暴日数 24d/a 三、技术参数及要求 1.技术性能参数： 1. 额定容量： 12500 kVA 2. 运行容量： 15500 kVA 3. 网侧电压： 35kV 4. 网侧电流： 206.2A 5. 阀侧电压： 193.0V～570.4V 6. 阀侧电流： 37400A～12650A 7. 联结组别： Y，d11d5 8. 绝缘水平： LI200 AC85 / AC5 9. 油箱结构：免吊芯桶形或半钟罩式油箱
10. 出线方式：网侧：油箱顶部40kV级防污型套管引出（共3个） 阀侧：油箱侧上部一排12块环氧树脂压铸式出线铜排， 同相逆并联排列 11. 调压方式： 59档连续“变磁通”恒功率有载调压 12. 冷却方式： OFAF(强油风冷循环) 13. 过载能力：过载25%长期运行 14. 阻抗电压： 6.5%（Ud0max）～38%（ Ud0min ） 15. 空载电流： 0.85%（Ud0max） 16. 平均空载损耗：≤8.8kw 17. 平均负载损耗：≤106kW（Ud0min） 18. 变压器器身重：≈28.9t 19. 变压器油重：≈15.5t 20. 变压器总重量：≈63t 21. 本体外形尺寸：长×宽×高≈5400×2600×5200 mm 22. 顶层油温升：≤ 38 K 23. 变压器噪音：≤ 70 db 24. 保护及报警：轻重瓦斯、超过载、超高油温等 2. 技术要求 2.1变压器线圈 2.1.1 变压器全部绕组采用优质无氧纸包电磁线绕制，导线绝缘良好无破损，绕制紧密，同一段的相邻导线间无明显的空隙，导线换位处加包绝缘，折弯处垫平，使导线平滑过渡，不对导线绝缘产生剪切力，位于绕组端部的几个线段进行横向的绑扎，以提高绕组的强度； 2.1.2 变压器绕组上的垫块采用高密度纸板制成，并进行倒角处理； 2.1.3 绕组采用恒压干燥工艺，所有绕组的电抗高度一致，安匝分布均匀，器身组装时采用油压千斤顶压紧绕组，当采用压钉结构时每一相压钉的数量不少于8个（相间放置肩压板）； 2.1.4 绕组的压板采用整圆的高密度电工层压木压板，上下压板最小厚度不小于50mm，并在下部支撑绕组的位置和上部压钉（压紧装置）的位置上增加辅助压板，并尽可能使绕组下部的支撑面以及上部的压紧面积足够大，应使A、C相绕组的外侧以及上铁轭下部的绕组也得到有效的压紧；
1.串联电抗器式由正常漏磁（漏磁很少，可忽略）的变压器串联电抗器构成，按结构不 同又分为： （1）分体式变压器和电抗器式独立的个体。BN系列弧焊变压器及BP-3×500型多站弧焊变压器属于此类； (2) 同体式变压器与电抗器铁心组成一体，二者之间非但有电的串联，还有磁的联系。BX2系列弧焊变压器属于此类。 2.增强漏磁式在这类变压器中人为地增大了自身的漏抗，而无需再串联电抗器。按增强 和调节漏抗的方法不同又可分为： (1) 动铁心式在一、二次绕组间设置可动的磁分路，以增强和调节漏磁。BXl系列弧焊变压器即属此类； (2) 动线圈式通通过增大一、二次绕组之间距离来增强漏磁，改变绕组之间距离以资调节。BX3系列弧焊变压器属于此类； (3) 抽头式也是将一、二次绕组分开来 1．硅弧焊整流器的电路一般由主变压器、电抗器、整流器、输出电抗器等几部分组成。硅弧焊整流器可按有无电抗器分为两类：无电抗器的硅弧焊整流器和有电抗器的硅弧焊整流器。 无电抗器的硅弧焊整流器按主变压器的结构不同又可分为：（1）主变压器为正常漏磁的；（2）主变压器为增强漏磁的，按增强漏磁的方法不同又可分为动圈式、动铁式和抽头式。 有电抗器的硅弧焊整流器。这类硅弧焊整流器所用的电抗器都是磁饱和电抗器式的。根据其结构特点 不同又可分为：（1）无反馈磁饱和电抗器式硅弧焊整流器。（2）有反馈磁饱和电抗器式硅弧焊整流器。根据磁饱和电抗器的反馈形式，又可分为外反馈磁饱和电抗器式、全部内反馈磁饱和电抗器式和部分内反馈磁饱和电抗器式硅弧焊整流器等。 2．硅弧焊整流器与弧焊发电机相比具有以下优点：①易造易修、节省材料、成本低、效率高；②易于获得不同形状的外特性，以满足不同焊接工艺的要求；③动特性及输出电流波形易于控制，适应性强； 3．在以硅为整流器件的磁饱和电抗器式弧焊整流器中，磁饱和电抗器是核心部分，它通过改变控制电流就可改变铁心的饱和程度，从而实现负载电流的调节，并且控制绕组中的直流控制电流较小的变化能引起负载电流较大的变化，即具有电流放大的作用。 4．无反馈磁饱和电抗器式硅弧焊整流器具有陡降的外特性，国内典型产品有ZXG7-300、ZXG7-500及ZXG7-300-1型等，可用于焊条电弧焊或钨极氩弧焊。但这种弧焊整流器的缺点是磁饱和电抗器没有反馈，电流放大倍数小，控制电流较大。 5．部分内反馈磁饱和电抗器式硅弧焊整流器的反馈作用介于无反馈式和全部内反馈式之间，所以外特性既不是陡降的，也不是水平的，而是介于两者之间为缓降的，这是通过内桥电阻来实现的。部分内反馈磁饱和电抗器式弧焊整流器，国内定型产品有ZXG-300、ZXG-400及ZXG-500等型号，具有下降外特性，可用作焊条电弧焊和钨极氩弧焊的直流电源。全部内反馈磁饱和电抗器式整流器有ZPG1-500，zpg1-1500,可用作二保焊和惰性气体保护焊；另外还有可兼获下降和平外特性的多特性弧焊整流器，定型产品有ZDG-500-1、ZDG-1000R、ZPG-1000等型号产品。可用于焊条电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气体保护电弧焊等。 7．上述三种类型磁饱和电抗器式弧焊整流器，它们的基本原理都是利用磁化曲线的非线性，通过调节其控制绕组中的控制电流，来改变磁饱和 电抗器铁心的饱和程度、磁导率和交流绕组的感抗，以达到调节输出电流（无反馈式和部分
. 移相整流变压器设计与试验 汪明伟 摘要：介绍36相整流变压器设计，试验，六边型自耦移相调压和共轭铁心应用。 关键词：谐波；移相；自耦调压；共轭铁心；半成品、成品试验 2016.10.10
1. 前言 由于电网对谐波的限制越来越严格，并制定了国家标准GB/T14549-93《电能质量 公用电网谐波》，对整流变压器抑制谐波措施要求越来越高。消除低次谐波的办法之一就是增加变压器输出相数，即直流脉波数。本文就有关36相整流变压器设计，制造及试验等问题做一些探讨。 原公司2005年接到氯碱化工行业电解整流变压器订单，由三台ZHSPTZ-12500/10整流变压器组成，单机组等效12脉波，三机组合成36脉波。整流方式为桥式整流，冷却方式为强油循环水冷，变压器为主调合一式免吊心结构。 网侧电压： 10KV 直流工作电压： 400V 直流电流： 2×13000A 调压范围： 10%~105% 调压级数 40级 短路阻抗： 10% 主要参数确定 空载直流电压 U do =43~450V 额定容量 S N =1.05U do I d =1.05×450×26=12285KVA 一次额定电流 I 1N =3 10N S = 3 1012285=709.3A 2. 设计方案 2.1 移相方案选择
变压器由调压变压器和整流变压器两部分组成，为便于设计和制造，三台调压变压器分别移相+10°、0°、-10°，三台整流变为同一形式即有星、角绕组桥式整流回路。因整流变压器短路阻抗为10%，所以低压星角输出经整流元件后并联，不需另加平衡电抗器。单台整流变提供12脉波直流电流，接调变后三台变压器可提供36脉波直流电流。 2.2 调压变压器设计方案 目前，一般采用自耦移相调压于一身，来达到移相和调压目的。如按用法较普遍的曲折移相方式，有载开关通过的网侧线电流大于600A，超出三相有载开关使用范围；如为了满足开关电流要求去自耦升压，还是会增加调压变的电磁容量。 我们反复研究多方求证，采用的是六边型自耦移相调压方案，有载开关电流相当于角接相电流，是曲折接法的1/3倍，满足了40级粗细调开关要求。 采用此方案的优点还有：调压变额定档阻抗电压很小，计算时可忽略，这样三台机组的阻抗一致，均流效果好。而且调压变压器绕组结构简约，材料节省，负载损耗低。但引线结构相对复杂，设计制造时
整流变压器的参数计算 晶闸管变流设备一般都是通过变压器与电网连接的,因此其工作频率为工频初级电压即 为交流电网电压.经过变压器的耦合,晶闸管主电路可以得到一个合适的输入电压,是晶闸 管在较大的功率因数下运行.变流主电路和电网之间用变压器隔离,还可以抑制由变流器进 入电网的谐波成分,减小电网污染.在变流电路所需的电压与电网电压相差不多时,有时会 采用自耦变压器;当变流电路所需的电压与电网电压一致时,也可以不经变压器而直接与电 网连接,不过要在输入端串联"进线电抗器"以减少对电网的污染. 变压器的参数计算之前,应该确定负载要求的直流电压和电流,确定变流设备的主电路 接线形式和电网电压.先选择其次级电压有效值U2,U2数值的选择不可过高和过低,如果 U2过高会使得设备运行中为保证输出直流电压符合要求而导致控制角过大,使功率因数变 小;如果U2过低又会在运行中出现当α=αmin时仍然得不到负载要求的直流电压的现象.通 常次级电压,初级和次级电流根据设备的容量,主接线结构和工作方式来定.由于有些主接 线形式次级电流中含有直流成分,有的又不存在,所以变压器容量(视在功率)的计算要根 据具体情况来定. 5.5.1 变压器次级相电压U2的计算 整流器主电路有多种接线形式,在理想情况下,输出直流电压Ud与变压器次级相电压U2有以下关系 BUVdKUKU2= (5.39) 其中KUV为与主电路接线形式有关的常数;KB为以控制角为变量的函数,设整流器在控 制角α=0和控制角不为0时的输出电压平均值分别为Ud0和Udα,则KUV= Ud0/ U2,KB=Ud α/Ud0. 在实际运行中,整流器输出的平均电压还受其它因素的影响,主要为: (1)电网电压的波动.一般的电力系统,电网电压的波动允许范围在+5%~-10%,令 ε为电压波动系数,则ε在0.9~1.05之间变化,这是选择U2的依据之一.考虑电网电压最 低的情况,设计中通常取ε=0.9~0.95. (2)整流元件(晶闸管)的正向压降.在前面对整流电路的分析中,没有考虑整流元 件的正向压降对输出电压的影响,实际上整流元件要降掉一部分输出电压,设其为UT.由 于整流元件与负载是串联的,所以导通回路中串联元件越多,降掉的电压也就越多.令
一文看懂整流变压器容量及基本整流线路 现代的工业企业，广泛地采用直流电源。在冶金工业上，有色金属铝、镁、锌的冶炼及电解铜的生产，在化学工业上，电解、电镀、试剂和化学药品的生产，在矿山机械、钢铁工业及交通运输的驱动上，起重机、轧钢机、电机车、电气火车以及城市交通的电车等均需要直流电源。整流变压器是整流元件的电源变压器，它的任务就是与整流元件一起，把交流电变为直流电。整流元件的种类很多，如电子整流管和离子整流管《包括真空管、充气管、闸流管和汞弧整流器)，以及半导体整流器(硒整流器和硅整流器等)。按用途分类，整流变压器分为冶金、化工和牵引用三大类。它们在调压方式、调压范围和二次侧相电压上有所区别，共同特点是二次电压低、电流大。为了提高整流效率，二次侧的相数一般不少于三相，有时采用六相、十二相或者加移相线圈。四象限整流变压器与普通变压器除结构上有所区别外，在负载特性上也不相同。电力变压器的二次负载一般认为是恒定阻抗，输出电流为正弦波形。四象限整流变压器由于整流器的整流作用，每个阳极仅在每个周波内的部分时间导电。因此整流变压器的二次侧各相输出电流的时间，也是仅在每周波内的部分时间，所以整流变压器线圈中的工作电流波形是不规则的非正弦波形。这个非正弦波电流所产生的漏抗电压降，会影响整流变压器二次侧的端电压，因而也就影响整流器直流电压的特性。现代硅整流、硅可控整流元件得到了迅速的发展，生产了大功率可控硅元件，平面型可控硅和各类双向可控硅元件，并广泛地应用于生产实践中。由于硅元件整流效率高、体积小，重量轻和运行维护简单等许多优点，硅整流器将逐渐取代汞弧整流器。·硅整流元件要求整流变压器大范围调压和无级调压的特性，这样就出现有载调压和电抗器调压的整流变压器，有时将整流变压器和整流元件合在一起成为大型的整流装置。整流变压器因用途不同采取多种接线方式，不同接线方式，对于变压器二次侧相电压、电流及变压器一次侧容量都有影响。当我们已确定直流侧的参数后，就可考虑变压器的接线方式和容量等问题。为了简便起见，忽略变压器的励磁电流、变压器阻抗和电弧压降。 一.基本整流线路当变压器二次线圈a端为正时，整流元件D导电，电阻R有电流通过;过
摘要：详细介绍了一个带有中间抽头高频大功率变压器设计过程和计算方法，以及要注意问题。根据开关电源变换器性能指标设计出变压器经过在实际电路中测试和验证，效率高、干扰小，表现了优良电气特性。关键词：开关电源变压器；磁芯选择；磁感应强度；趋肤效应；中间抽头 0 引言 随着电子技术和信息技术飞速发展，开关电源SMPS(switch mode power supply)作为各种电子设备、信息设备电源部分，更加要求效率高、成本小、体积小、重量轻、具有可移动性和能够模块化。变压器作为开关电源必不可少磁性元件，对其进行合理优化设计显得非常重要。在高频开关电源设计中，真止难以把握是磁路部分设计，开关电源变压器作为磁路部分核心元件，不但需要满足上述要求，还要求它性能高，对外界干扰小。由于它复杂性，对其设计一、两次往往不容易成功，一般需要多次计算和反复试验。因此，要提高设计效果，设汁者必须有较高理论知识和丰富实践经验。 1 开关电源变换器性能指标 开关电源变换器部分原理图如图1所示。 PCbfans提示请看下图: 其主要技术参数如下： 电路形式半桥式； 整流形式全波整流； 工作频率f=38kHz； 变换器输入直流电压Ui=310V； 1
变换器输出直流电压Ub=14.7V； 输出电流Io=25A； 工作脉冲占空度D=0.25～O.85； 转换效率η≥85％； 变压器允许温升△τ=50℃； 变换器散热方式风冷； 工作环境温度t=45℃～85℃。 2 变压器磁芯选择以及工作磁感应强度确定 2.1 变压器磁芯选择 目前，高频开关电源变压器所用磁芯材料一般有铁氧体、坡莫合金材料、非晶合金和超微晶材料。这些材料中，坡莫合金价格最高，从降低电源产品成本方面来考虑不宜采用。非晶合金和超微晶材料饱和磁感应强度虽然高，但在假定测试频率和整个磁通密度测试范围内，它们呈现铁损最高，因此，受到高功率密度和高效率制约，它们也不宜采用。虽然铁氧体材料损耗比坡莫合金大些，饱和磁感应强度也比非晶合金和超微晶材料低，但铁氧体材料价格便宜，可以做成多种几何形状铁芯。对于大功率、低漏磁变压器设计，用E-E型铁氧体铁芯制成变压器是最符合其要求，而且E-E型铁芯很容易用铁氧体材料制作。所以，综合来考虑，变换器变压器磁芯选择功率铁氧体材料，E-E型。 2.2 工作磁感应强度确定 工作磁感应强度Bm是开关电源变压器设计中一个重要指标，它与磁芯结构形式、材料性能、工作频率及输出功率因素有关关。若工作磁感应强度选择太低，则变压器体积重量增加，匝数增加，分布参数性能恶化；若工作磁感应强度选择过高，则变压器温升高，磁芯容易饱和，工作状态不稳定。一般情况下，开关电源变压器Bm值应选在比饱和磁通密度Bs低一些，对于铁氧体材料，工作磁感应强度选取一般在0.16T 到0.3T之间。在本设计中，根据特定工作频率、温升、工作环境等因素，把工作磁感应强度定在0.2 T。 3 变压器主要设计参数计算 3.1 变压器计算功率 开关电源变压器工作时对磁芯所需功率容量即为变压器计算功率，其大小取决于变压器输出功率和整流电路形式。变换器输出电路为全波整流，因此 2
整流变压器工作原理及特点介绍 整流变压器的原理 整流变压器和普通变压器的原理相同。变压器是根据电磁感应原理制成的一种变换交流电压的设备。变压器一般有初线和次级两个互相独立绕组，这两个绕组共用一个铁芯.变压器初级绕组接通交流电源，在绕组内流过交变电流产生磁势，于是在闭合铁芯中就有交变磁通。初、次级绕组切割磁力线，在次级就能感应出相同频率的交流电。变压器的初，次级绕组的匝数比等于电压比。如一个变压器的初级绕组是440匝，次级是220匝。初级输入电压为220V，在变压器的次就能得到110V的输出电压。有的变压器可以有多个次级绕组和抽头，这样就可以获得多个输出电压了。 整流变压器的特点 与整流器组成整流设备以便从交流电源取得直流电能的变压器。整流设备是现代工业企业最常用的直流电源，广泛用于直流输电、电力牵引、轧钢、电镀、电解等领域。 整流变压器的原边接交流电力系统，称网侧；副边接整流器，称阀侧。整流变压器的结构原理和普通变压器相同，但因其负载整流器与一般负载不同而有以下特点： (1)整流器各臂在一个周期内轮流导通，导通时间只占一个周期一部分，所以，流经整流臂的电流波形不是正弦波，而是接近于断续的矩形波；原、副绕组中的电流波形也均为非正弦波。图中所示为三相桥式Y/Y接法时的电流波形。用晶闸管整流时，滞后角越大，电流起伏的陡度也越大，电流中谐波成分也越多，这将使涡流损耗增大。由于副绕组的导电时间只占一个周期的一部分，故整流变压器利用率降低。与普通变压器相比，在相同条件下，整流变压器的体积和重量都较大。 1
(2)普通变压器原、副边功率相等(忽略损耗)，变压器的容量就是原绕组(或副绕组)的容量。但对于整流变压器，其原、副绕组的功率有可能相等，也可能不等(当原、副边电流波形不同时，例如半波整流)，故整流变压器的容量是原、副边视在功率的平均值，称为等值容量，即式中S1为原边视在功率，S2为副边视在功率。 (3)与普通变压器相比，整流变压器的耐受短路电动力的能力必须严格符合要求。因此，如何使产品具有短路动稳定性，是设计、制造中的重要课题。 电化学工业----这是应用整流变最多的行业，电解有色金属化合物以制取铝、镁、铜及其它金属；电解食盐以制取氯碱；电解水以制取氢和氧。 牵引用直流电源----用于矿山或城市电力机车的直流电网。由于阀侧接架空线，短路故障较多，直流负载变化辐度大，电机车经常起动，造成不同程度的短时过载。为此这类变压器的温升限值和电流密度均取得较低。阻抗比相应的电力变压器大30%左右。 传动用直流电源----主要用来为电力传动中的直流电机供电，如轧钢机的电枢和励磁。 直流输电用----这类整流变压器的电压一般在110kV以上，容量在数万千伏安。需特别注意对地绝缘的交、直流叠加问题。 此外还有电镀用或电加工用直流电源，励磁用直流电源，充电用及静电除尘用直流电源等。 整流变压器的使用原因 应用整流变最多的化学行业中，大功率整流装置也是二次电压低，电流很大，因此很大，因此它们在很多方面与电炉变是类似的，即前所述的结构特征点，整流变压器也同样具备。整流变压器最大的特点是二次电流不是正弦交流了，由于后续整流元件的单向导通特征，各 2
开关电源变压器设计 （草稿） 开关变压器是将DC 电压﹐通过自激励震荡或者IC 它激励间歇震荡形成高频方波﹐通过变 压器耦合到次级,整流后达到各种所需DC 电压﹒ 变压器在电路中电磁感应的耦合作用﹐达到初﹒次级绝缘隔离﹐输出实现各种高频电压﹒ 目的﹕减小变压器体积﹐降低成本﹐使设备小形化﹐节约能源﹐提高稳压精度﹒ N 工频变压器与高频变压器的比较﹕ 工频 高频 E ＝4.4f N Ae Bm f=50HZ E ＝4.0f N Ae Bm f=50KHZ N Ae Bm 效率﹕ η=60-80 % (P2／P2+Pm+ P C ) η>90% ((P2／P2+Pm ) 功率因素﹕ Cosψ=0.6-0.7 (系统100W 供电142W) Cosψ>0.90 (系统100W 供电111W) 稳压精度﹕ ΔU%=1% (U20-U2／U20*100) ΔU<0.2% 适配.控制性能﹕ 差 好 体积.重量 大 小
开关变压器主要工作方式 一.隔离方式: 有隔离; 非隔离 (TV&TVM11) 二.激励方式: 自激励; 它激励 (F + & IC) 三.回馈方式: 自回馈; 它回馈 (F- & IC) 四.控制方式: PWM: PFM (T & T ON ) 五.常用电路形式: FLYBACK & FORWARD 一.隔离方式: 二.
开关变压器主要设计参数 静态测试参数: R DC. L. L K. L DC. TR. IR. HI-POT. IV O-P.Cp. Z. Q.……… 动态测试参数: Vi. Io. V o. Ta. U. F D max…………. 材料选择参数 CORE: P. Pc. u i. A L. Ae. Bs……. WIRE: Φ℃. ΦI max. HI-POT…….. BOBBIN: UL94 V--O.( PBT. PHENOLIC. NYLON)………. TAPE: ℃. δh. HI-POT…….. 制程设置要求 P N…(SOL.SPC).PN//PN.PN-PN. S N(SOL.SPC).Φn. M tape:δ&w TAPE:δ&w. V℃……..
整流变压器简介、用途、工作原理及操作方法 整流变压器整流变压器是整流设备的电源变压器。整流设备的特点是原方输入电流，而副方通过整流原件后输出直流。变流是整流、逆流和变频三种工作方式的总称，整流是其中应用最广泛的一种。作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。工业用的整流直流电源大部分都是由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的。 整流变压器是整流设备的电源变压器。整流设备的特点是原边输入交流，而副边输出通过整流元件后输出直流。作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。工业用的整流直流电源大部分都是由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的。 整流变压器是专供整流系统的变压器。 功能： 1.是供给整流系统适当的电压； 2.是减小因整流系统造成的波形畸变对电网的污染。 用途广泛用于照明、机床电器、机械电子设备、医疗设备、整流装置等。产品性能均能满足用户各种特殊要求。 一、电化学工业 这是应用整流变最多的行业，电解有色金属化合物以制取铝、镁、铜及其它金属；电解食盐以制取氯碱；电解水以制取氢和氧。 二、牵引用直流电源 用于矿山或城市电力机车的直流电网。由于阀侧接架空线，短路故障较多，直流负载变化辐度大，电机车经常起动，造成不同程度的短时过载。为此这类变压器的温升限值和电流密度均取得较低。阻抗比相应的电力变压器大30%左右。 三、传动用直流电源
主要用来为电力传动中的直流电机供电，如轧钢机的电枢和励磁。 四、直流输电用 这类整流变压器的电压一般在110kV以上，容量在数万千伏安。需特别注意对地绝缘的交、直流叠加问题。 此外还有电镀用或电加工用直流电源，励磁用直流电源， 充电用及静电除尘用直流电源等。 工作原理 整流变压器应用整流变最多的化学行业中，大功率整流装置也 是二次电压低，电流很大，因此它们在很多方面与电炉变是类 似的，即前所述的结构特征点，整流变压器也同样具备。整流 变压器最大的特点是二次电流不是正弦交流了，由于后续整流 元件的单向导通特征，各相线不再同时，流有负载电流而是软 流导电，单方向的脉动电流经滤波装置变为直流电，整流变压 器的二次电压，https://www.doczj.com/doc/244186167.html,/电流不仅与容量连接 组有关，如常用的三相桥式整流线路，双反量带平衡电抗器的 整流线路，对于同样的直流输出电压、电流所需的整流变压器 的二次电压和电流却不相同，因此整流变压器的参数计算是以 整流线路为前提的，一般参数计算都是从二次侧开始向一次侧 推算的。 由于整流变绕组电流是非正弦的含有很多高次谐波，为了减小 对电网的谐波污染，为了提高功率因数，必须提高整流设备的 脉波数，这可以通过移相的方法来解决。移相的目的是使整流 变压器二次绕组的同名端线电压之间有一个相位移。 移相方法 移相方法就是二次侧采用量、角联结的两个绕组，可以使整流 电炉的脉波数提高一倍。 10kv干式整流变压器 对于大功率整流设备，需要脉波数也较多，脉波数为18、24、 36 https://www.doczj.com/doc/244186167.html,/等应用的日益增多，这就必须在