12脈波整流變壓器結(jié)構(gòu)型式的選擇

S理論計(jì)算表明：增大整流變壓器二次電抗X2＊=X△＊＋XY＊，可以部分減小負(fù)載電流分配不均的問(wèn)題。但完全依賴于增大X2＊的值來(lái)彌補(bǔ)△Udio的影響是不切實(shí)際的。因?yàn)橐獙⒍撸ㄔ驯?/7）的電流偏差△Id＊限制到3％以下，則要求整流變壓器二次電抗X2＊=X△＊＋XY＊達(dá)到69.3％。

S由于整流變壓器閥側(cè)△連接的電壓U2△大于Y連接的電壓U2Y，設(shè)想在變壓器設(shè)計(jì)時(shí)可人為地使X△＊比XY＊大4.16％，則在額定運(yùn)行條件下，可以使二者的負(fù)載電流分配達(dá)到均衡。但由于整流變壓器閥側(cè)電抗可調(diào)整的只有變壓器內(nèi)部引線電抗和閥側(cè)母線電抗，可調(diào)節(jié)范圍很有限。而且，整流機(jī)組的負(fù)載率是隨生產(chǎn)工藝和備用機(jī)組的投切經(jīng)常變化的。所以，這樣的設(shè)想具有很大的局限性，實(shí)際上是做不到的。

S將整流變壓器繞組按分裂式變壓器結(jié)構(gòu)（如軸向分裂）設(shè)計(jì)，增大繞組間阻抗，也有利于改善負(fù)載電流分配不均問(wèn)題。但針對(duì)晶閘管整流器而言，可能存在著其它不利于晶閘管安全運(yùn)行的因素（下面另有分析說(shuō)明）。

S采用晶閘管整流器雖然可以對(duì)兩套閥側(cè)繞組的電流作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使之達(dá)到均衡，但存在著其它不利于晶閘管整流器安全運(yùn)行的因素（下面另有分析說(shuō)明）。

S采用飽和電抗器進(jìn)行細(xì)調(diào)，能較好地解決二者負(fù)載電流分配不均問(wèn)題。但也是有代價(jià)的。飽和電抗器占用的地方、增加的制造成本、本身的電耗和對(duì)功率因數(shù)的影響等都是不能忽略的。

2.2等值12脈波整流電路對(duì)于等值12脈波整流電路來(lái)講，就不存在因△、Y連接引起負(fù)載電流分配不均的問(wèn)題。在等值12脈波整流電路中，盡管其整流變壓器的網(wǎng)側(cè)也有Y形連接和△形連接之分，但由于變壓器網(wǎng)側(cè)繞組匝數(shù)比閥側(cè)繞組匝數(shù)多得多，將匝數(shù)之比做到接近1/是很容易的事。又因?yàn)閮膳_(tái)變壓器繞組的每匝電勢(shì)可以設(shè)計(jì)成不相等，完全可以使兩臺(tái)整流變壓器的閥側(cè)電壓U2Y=U2△、△Udio=0。再加上變壓器網(wǎng)側(cè)電抗X1＊不是公共的，對(duì)電流分配有調(diào)節(jié)作用，完全可以使兩臺(tái)的負(fù)載電流達(dá)到均衡分配。

3兩臺(tái)晶閘管整流器之間的兼容問(wèn)題

圖3典型的6脈波整流器閥側(cè)電壓換相缺口波形圖

在12脈波整流電路中，整流主電路是由兩臺(tái)6脈波晶閘管整流橋組成的。二者之間的相位角（或控制延遲角）相差30°，由兩組完全獨(dú)立的閥側(cè)繞組供電。

整流裝置在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)各點(diǎn)電壓波形產(chǎn)生畸變，干擾電網(wǎng)上其它電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。同理，電網(wǎng)的擾動(dòng)超過(guò)一定極限時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致整流裝置規(guī)定性能的下降，使其運(yùn)行中斷、甚至損壞。這就是整流器與所在電網(wǎng)的兼容性問(wèn)題。按國(guó)標(biāo)GB10236－88的規(guī)定，兼容的含義是：第一，整流器對(duì)電網(wǎng)的干擾在電網(wǎng)的容許范圍之內(nèi)；第二，整流器接入電網(wǎng)后，整流器進(jìn)線上的電壓波動(dòng)、頻率、波形等參數(shù)的擾動(dòng)（包括其本身接入后引起的擾動(dòng)）應(yīng)低于所選整流器的抗電網(wǎng)干擾極限值。

按照國(guó)標(biāo)GB1023688的規(guī)定，B級(jí)抗擾等級(jí)的整流器允許的換相缺口極限值是：最大深度為40％；最大寬度為30°；最大面積為最大深度與最大寬度之積的1/10，即40×30×0.1=120。換相缺口過(guò)大，會(huì)造成觸發(fā)失敗、誤觸發(fā)或整流器工作不穩(wěn)定。一個(gè)典型的6脈波整流器其閥側(cè)的電壓換相缺口波形如圖3所示。電網(wǎng)換相的變流器在換相期間，參與換相的兩相交流端子被瞬間短路，使變流器閥側(cè)線電壓突降到接近于零，而導(dǎo)致電壓波形出現(xiàn)缺口。

在大型整流系統(tǒng)中，直流回路存在著很大的電感。當(dāng)直流電壓出現(xiàn)快速波動(dòng)時(shí)，電感中的儲(chǔ)能被逆變饋送給電網(wǎng)。這個(gè)過(guò)程中整流器實(shí)際上是做逆變運(yùn)行。國(guó)外公司對(duì)用于單機(jī)組12脈波整流的整流變壓器就要求：閥側(cè)繞組解耦因子α≤10％，以避免一個(gè)橋路（整流橋）運(yùn)行所產(chǎn)生的陷落（換相缺口）干擾另一個(gè)橋路（整流橋），防止產(chǎn)生換相失敗。

S對(duì)于單機(jī)組12脈波整流電路，兩臺(tái)晶閘管整流橋由同一臺(tái)變壓器供電，兩閥側(cè)繞組間共一個(gè)磁路。一臺(tái)整流橋所產(chǎn)生的閥側(cè)換相缺口很大部分（80％以上）被耦合到另一組的閥側(cè)上，這就導(dǎo)致二者之間相互干擾。其主要影響在于：激發(fā)高頻振蕩，有可能產(chǎn)生過(guò)電壓；當(dāng)延遲角大于30°時(shí)，換相缺口處過(guò)高的dv/dt有可能導(dǎo)致晶閘管被誤觸發(fā)，使整流器工作不穩(wěn)定。

在武漢、長(zhǎng)春兩地，曾有過(guò)類似的例子。用戶因采用單機(jī)組12脈波整流電路而導(dǎo)致晶閘管整流器難以可靠、穩(wěn)定地運(yùn)行。

S對(duì)于等值12脈波整流電路，變壓器的兩個(gè)器身是完全獨(dú)立的，沒有共磁路的問(wèn)題。兩臺(tái)整流橋所產(chǎn)生的換相缺口經(jīng)整流變壓器的漏抗衰減（到20％左右）之后，相互之間的干擾小得多。一般不會(huì)超過(guò)整流器的抗擾極限。所以等值12脈波整流電路的兼容好得多。

4造價(jià)的比較

單機(jī)組12脈波整流電路的變壓器，只有一個(gè)器身，一臺(tái)調(diào)壓開關(guān)。鐵心利用率高。所以有造價(jià)低、體積小之優(yōu)點(diǎn)。

等值12脈波整流電路的整流變壓器為雙器身結(jié)構(gòu)，需要兩臺(tái)調(diào)壓開關(guān)。相當(dāng)于化整為零，鐵心利用率也低。所以，有造價(jià)高和體積相對(duì)較大的缺點(diǎn)。

5結(jié)語(yǔ)

在兩種12脈波整流電路用整流變壓器的結(jié)構(gòu)方案選擇過(guò)程中，專業(yè)的整流變壓器和整流器制造廠家都會(huì)主張用戶采用等值12脈波整流電路的結(jié)構(gòu)形式，以保證技術(shù)和性能指標(biāo)的要求。