다중 분할 정류기 변압기

전기분해, 전기도금 및 대규모 DC 드라이브용 시스템에서 밸브 측의 DC 전류는 수만 암페어에 도달할 수 있습니다. 단일 경로 밸브측 권선을 사용하면 도체 단면적이 지나치게 커져서 권선 및 단자 리드아웃이 어려워지고 전류가 증가함에 따라 국부적인 과열 위험도 높아집니다. 다중 분할 정류기 변압기는 밸브 측 권선을 여러 개의 독립 분기로 나누고, 각각은 서로 다른 정류기 브리지를 공급합니다. 이는 분기당 전류를 줄이고 시스템 작동 유연성을 향상시킵니다. Yulan Transformer는 630kVA ~ 80,000kVA 범위의 용량과 6kV, 10kV, 15kV, 22kV 및 35kV의 그리드 측 전압 정격을 갖춘 다중 분할 정류기 변압기를 제조합니다.

분할 구조의 기능

밸브 측 권선을 분할하면 각 분기의 전류가 감소하므로 필요한 도체 단면적 및 단자 부스바 사양이 감소하여 제조가 단순화됩니다. 분할 분기는 코어의 자기 회로를 통해 결합되어 특정 "분할 임피던스"를 생성합니다. 이 임피던스는 한 분기의 단락이 다른 분기에 미치는 영향을 제한하고 정류기 브리지 사이의 순환 전류를 억제합니다.

전기분해용 DC 전원 공급 장치에서는 다중 분할 구조가 "동위상 역병렬" 구성과 결합되는 경우가 많습니다. 인접한 분할 권선은 동일한 전압 위상을 공유하지만 리드아웃 방향이 반대이므로 자기장이 서로 상쇄됩니다. 이는 구조적 구성 요소의 슬롯 누출 자속 및 표류 손실을 줄입니다.

일반적인 분할 구성

이중 분할

밸브 측 권선은 두 개의 독립적인 분기로 나누어지며, 각각은 별도의 정류기 브리지에 연결될 수 있습니다. 이중분할 구조는 가장 간단한 구성으로 중용량 전기분해나 전기도금용 전원공급장치에 흔히 사용된다.

삼중 분할 및 사중 분할

밸브측 권선은 3개 또는 4개의 분기로 나누어져 있어 더 높은 전류나 다중 DC 출력이 필요한 응용 분야에 적합합니다. 각 분기는 독립적으로 전환될 수 있으므로 부하의 일부가 연결 해제되더라도 나머지 분기는 계속 작동할 수 있습니다.

축 분할 및 방사형 분할

축 분할에는 코어 사지의 높이를 따라 고전압 및 저전압 권선 세그먼트를 배열하는 것이 포함되는 반면, 방사형 분할에는 방사형 방향으로 여러 권선 층을 형성하는 것이 포함됩니다. 이 두 가지 방법은 서로 다른 임피던스와 누설 자속 분포를 초래합니다. 선택은 정류기 매개변수와 단락 요구 사항에 따라 달라집니다. 기술 사양

항목 매개변수

디자인 과제

분할 임피던스 제어

분할 임피던스의 크기는 정류기 브리지 간의 전류 분포와 단락 전류 레벨에 직접적인 영향을 미칩니다. 임피던스가 너무 낮으면 단일 분기 오류 중에 다른 분기에서 상당한 전류 변동이 발생합니다. 너무 높으면 손실이 증가하고 DC 출력 전압 조정 성능이 저하됩니다. 설계에서는 정류기 제조업체가 지정한 임피던스 범위를 기반으로 권선 배열 및 기하학적 치수 조정을 통해 목표 값을 달성해야 합니다.

고전류 리드아웃

총 밸브 측 전류는 수만 암페어에 도달할 수 있습니다. 분할 후에도 단일 분기의 전류는 매우 높게 유지됩니다. 리드아웃은 일반적으로 여러 개의 병렬 구리 버스바를 활용합니다. 평행 막대 전체에 균일한 전류 분배를 보장하고 국부적인 과열을 방지하려면 균일한 간격과 전치 조치가 필요합니다. 일부 제품에는 접촉 저항을 최소화하기 위해 탱크 측벽에 넓은 면적의 터미널 보드가 있습니다.

누출 플럭스 및 구조적 구성 요소 가열

고전류 권선은 강력한 누설 자기장을 생성하여 클램핑 구조, 타이 플레이트 및 탱크 벽에 와전류를 유도합니다. 다중 분할 설계에서는 표유 손실을 줄이기 위해 탱크 내벽의 자기 차폐, 슬롯형 클램프 또는 비자성 재료 사용이 필요한 경우가 많습니다. 냉각 방식 선택

대용량 다중 분할 정류기 변압기는 일반적으로 OFWF(강제 오일 수냉식) 또는 OFAF(강제 오일 공랭식)를 사용합니다. 쿨러 선택은 고조파로 인한 손실로 인해 발생하는 추가 열을 고려해야 합니다. 열 계산은 전력 주파수 정현파 전류를 기반으로 한 추정치에만 의존할 수 없습니다.

제조 및 테스트

권선은 전치된 도체 또는 다중 병렬 도체를 사용하여 감겨지며 분할 분기 사이에 안정적인 절연 장벽이 배치됩니다. 조립 후 활성 부품은 등유 증기상 진공 건조 시스템에서 처리되어 단열 구성 요소에서 수분과 가스를 완전히 제거합니다.

표준 공장 테스트 외에도 분기 간 분할 임피던스, 분기 간 절연 저항 및 내전압 수준에 대한 측정이 수행됩니다. 35kV 이상의 정격이 있는 제품에 대해서는 뇌임펄스 시험 및 부분방전 측정을 실시합니다. 특정 요구 사항에는 정격 고조파 전류 하에서 핫스팟 온도 상승을 확인하기 위한 각 분할 분기에 대한 온도 상승 테스트가 포함됩니다.

테스트 데이터는 일련번호로 보관되어 권선, 코어 적층 및 건조 공정까지 추적이 가능합니다. 이 회사는 ISO 9001:2015, ISO 14001 및 ISO 45001 인증을 보유하고 있습니다.

FAQ

Q: "다중 분할"과 "멀티플렉싱"의 관계는 무엇입니까?

"멀티 스플릿(Multi-split)"은 밸브 측 권선을 여러 개의 분기로 나누어 독립적인 전원 공급이 가능한 구조 설계를 의미합니다. "멀티플렉싱"은 정류기 브리지 간의 위상차를 생성하여 그리드 측 고조파를 제거하기 위해 위상 편이를 사용하는 것을 의미합니다. 두 개념을 결합할 수 있습니다. 예를 들어, 이중 분할 변압기는 12펄스 시스템을 형성하기 위해 위상 편이를 적용하여 2개의 6펄스 브리지에 개별적으로 전력을 공급할 수 있습니다.

Q: 분할 임피던스는 일반적으로 어떻게 결정됩니까?

분할 임피던스 값은 주로 단락 전류 제한, 병렬 브리지 간의 순환 전류 제어 및 DC 전압 조정 요구 사항을 기반으로 정류기 제조업체 또는 시스템 설계자가 지정합니다. 변압기 제조업체는 목표 임피던스를 충족하도록 권선 배열과 냉각 덕트 크기를 조정한 후 테스트를 통해 설계를 검증합니다.

Q: 동위상 역병렬 연결의 이점은 무엇입니까? 

인접한 분할 권선을 역병렬 구성으로 연결하면 전류 방향이 반대가 되어 결과적으로 발생하는 누설 자기장이 서로 상쇄됩니다. 이는 슬롯 누출 자속, 구조적 구성 요소의 가열 및 권선의 전자기력을 크게 줄입니다. 이 설계는 전해 응용 분야용 저전압, 고전류 정류기 변압기에 널리 사용됩니다.

Q: 다중 분할 변압기의 개별 분기가 독립적으로 작동할 수 있습니까?

예. 밸브 측 분기는 전기적으로 독립적이므로 해당 정류기 브리지를 별도로 켜거나 끌 수 있습니다. 일부 분기의 서비스가 중단되더라도 계통 측 권선과 코어는 계속 작동합니다. 그러나 나머지 가지의 하중이 설계 제한을 초과하지 않도록 주의해야 합니다.

Q: 강제 오일 순환 수냉식 시스템을 어떻게 유지해야 합니까?

수냉식 시스템에는 냉각수 배관의 누출 여부를 정기적으로 검사하고 물과 오일 회로 사이의 차압을 모니터링하여 물이 오일로 유입되는 것을 방지해야 합니다. 냉각기의 내부 스케일링으로 인해 열 방출이 손상될 수 있습니다. 청소 일정은 수질에 따라 결정되어야 합니다. 변압기에 전원을 공급하기 전에 먼저 냉각 시스템을 시작해야 합니다. 종료 시 냉각 시스템이 가장 나중에 정지되어야 합니다.

응용 시나리오

다중 분할 정류기 변압기는 주로 다음과 같은 고전류 DC 전력이 필요한 산업 환경에 사용됩니다.

● 알루미늄, 구리, 아연을 위한 대규모 전해 작업장

● 클로르-알칼리 이온교환막 전해전지

● 흑연화로 및 DC 전기로

● 대규모 자동화 전기도금 생산라인

● 비철금속 제련용 DC 전원 공급 시스템

이러한 애플리케이션은 높은 신뢰성, 균일한 전류 분배 및 유지 관리 용이성을 요구하는데, 이는 다중 분할 구조가 상당한 이점을 제공하는 영역입니다.