오늘날 전력 전자 기술이 산업 생산에 깊이 통합됨에 따라 기존 배전 장비와는 다른 특수 변압기가 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다.정류기 변압기. 일반 전력 변압기의 임무는 하나의 AC 전압을 다른 AC 전압으로 변환하는 것인 반면 정류 변압기의 임무는 더욱 특별합니다. - 이는 AC 전력망의 전압을 정류 장치에 필요한 AC 전압으로 변환하고 위상 수와 위상 각도의 변환을 통해 최종적으로 정류기 구성 요소를 통해 DC 전기 에너지를 출력하는 정류 장비 전용 전력 변압기입니다. 산업에서 사용되는 대부분의 DC 전원은 정류기 변압기 및 정류기 장비를 통해 AC 전력망에 의해 공급됩니다. 그렇다면 정류기 변압기와 변압기의 근본적인 차이점은 무엇입니까?일반 전력 변압기? 전기 분해, 견인, 전송 및 심지어 고전압 직류 전송과 같은 고전력 애플리케이션에서 '다중 펄스-변이'라는 핵심 기술이 어떻게 눈에 띄는가?
기본 정의부터 정류 변압기는 정류 시스템을 제공합니다. 입력 단자는 AC 전력망에 연결되며 내부 전압 변환 및 위상 배열 후 특정 위상의 여러 세트의 AC 전력을 출력합니다. 그런 다음 사이리스터나 정류기 다이오드와 같은 정류기 부품을 통해 원활한 DC 출력을 얻습니다. 이 작업 프로세스는 정류 변압기가 전력 변압기와 완전히 다른 설계 초점을 가지고 있음을 결정합니다. 정류기 변압기의 출력은 단일 사인파가 아니지만 정류기 브리지 -에 제공될 특정 각도의 위상 오프셋을 가진 여러 세트의 AC 전압이 필요합니다. 예를 들어 12 펄스 정류기 시스템에서 밸브 측의 두 3{6}}상 권선 출력은 전기 각도 30도만큼 다릅니다. 24 펄스 시스템에서 두 변압기의 그리드 측 코일은 양과 음의 7.5도만큼 이동하여 밸브 측 출력에서 15도 위상차가 발생합니다. 이러한 '위상변이 멀티펄스' 기술은 정류용 변압기를 일반 변압기와 구별하는 핵심적인 특징이다.
정류기 변압기를 이해하는 열쇠는 펄스 수와 위상 변이 기술 사이의 고유한 논리를 이해하는 것입니다. 소위-펄스 수는 정류기가 하나의 전력 주파수 사이클 내에서 DC 맥동을 출력하는 횟수를 나타냅니다. 일반적인 6펄스 정류 시스템은 AC-DC 변환을 달성할 수 있지만 전력망 - 특성 고조파 차수 6K ± 1(예:. 5차, 7차, 11차, 13차 등)의 기본파의 배수인 주파수로 고조파 전류를 생성하여 전력망에 심각한 오염을 초래합니다. 그리드 측에서 고조파를 억제하고 전력 품질을 향상시키기 위해 업계에서는 일반적으로 정류기 변압기에서 서로 다른 위상을 가진 여러 세트의 2차 권선을 배열하여 펄스 배수를 두 배로 늘리는 "멀티 펄스"라는 아이디어를 채택합니다. 12펄스 정류를 예로 들면, 2차 권선을 2개의 3상 권선(스타 연결 및 코너 연결)으로 설계하고 출력 위상차가 정확히 30도인 경우 정류 후 5차 및 7차 특성 고조파를 제거할 수 있습니다. 펄스 수를 24펄스로 더 늘리면 11차 및 13차 고조파를 효과적으로 억제할 수 있습니다. 전기화학적 알루미늄 전기분해와 같은 고전력 애플리케이션에서는 더 복잡한 위상 변이 권선 설계를 통해 시스템 펄스 수가 60펄스까지 도달할 수 있으므로 전력 시스템이 정격 부하에서 매우 높은 부드러움과 낮은 고조파 함량으로 작동할 수 있습니다. 정류기 변압기의 펄스 수가 높을수록 DC 출력의 평활 성능이 향상되고 전력망에 미치는 오염이 줄어든다고 할 수 있습니다. 그러나 해당 변압기 권선 구조 및 위상 편이 처리의 복잡성도 기하급수적으로 증가합니다.
구조 설계 수준에서 정류 변압기는 일반적으로 그리드 측과 밸브 측의 두 가지 주요 권선 시스템을 채택합니다. 그리드 측 권선은 AC 전력망에 연결되며 위상 변이 요구 사항에 따라 연변 삼각형과 같은 다양한 배선 방법을 사용할 수 있습니다. 밸브 측은 정류기 장치에 전원을 공급하는 2차 권선이며, 시스템 펄스 요구 사항에 따라 여러 출력 세트로 설계되었습니다. 펄스 수가 12개 이상인 제품의 경우 축 이중 분할 권선 구조가 일반적으로 사용됩니다. - 밸브 측 권선은 서로 다른 연결 그룹에 해당하는 철심의 축 방향을 따라 두 개 이상의 독립 코일 그룹으로 배열됩니다. 이 설계는 각 밸브 측 권선 간의 정확한 위상 관계를 보장할 뿐만 아니라 정류 프로세스 동안 그리드 측 각 권선의 단락 회로 임피던스를 최대한 일관되게 유지함으로써 서로 다른 정류기 브리지 암 간의 전류 분포 균형을 맞춥니다. 재료 및 공정상 정류변압기의 권선은 주로 동선이나 동박으로 구성되며, 소용량 코일은 층상구조를 채택하고, 대용량 코일은 충분한 통풍과 방열을 위해 케이크 구조를 채택하며, 철심은 고투자율 규소강판을 적층하여 구성한다. 사전 건조, 진공 코팅 및 열경화와 같은 일련의 공정을 거친 후 코일과 철심은 안정적인 전체 구조를 형성하여 작동 소음을 크게 줄이고 단기-과부하 조건에서도 장비가 우수한 내성을 가질 수 있도록 합니다. 전력 수준 및 작동 조건에 따라 정류 변압기는 유침형 또는 건식-형으로 제작될 수 있습니다. -전자는 방열 성능이 강하여 고전압 및 대용량 산업 현장에서 장기간 연속 작동에 적합합니다.- 후자는 오일이-없고 난연성-이라는 장점으로 인해 도시 철도 지하 공간과 같이 화재 안전 요구 사항이 엄격한 장소에서 널리 사용되었습니다.
고조파 억제의 관점에서 정류기 변압기의 가치를 조사함으로써 우리는 대체 불가능성을 더 잘 이해할 수 있습니다. 전기화학 산업에서 사용되는 정류기 부하는 그 크기가 큰 경우가 많으며, 이로 인해 발생하는 고조파 전류가 전력망에 유입되면 시스템 전압 파형의 왜곡, 전원 품질 저하를 초래할 수 있으며, 심각한 경우에는 발전 및 소비 장비의 안전한 작동을 위협할 수도 있습니다. 따라서 업계에서는 이를 '전력 공해'라고 생생하게 표현하고 있습니다. 정류 변압기는 소스에서 고조파 스펙트럼 분포를 변경하여 이러한 오염을 줄입니다. - 여러 권선 사이의 위상 편이 구성을 사용하여 변압기 내부의 저차 특성 고조파를 상쇄하고 전력망에 주입되는 고차 고조파의 함량을 크게 줄이고 전체 시스템의 역률을 향상시킵니다. 또한, 설계상의 더 큰 단락-회로 임피던스는 단락 전류의 영향을 제한하는 반면, 변압기의 전기 절연 효과는 정류 장비를 그리드에서 격리하여 다른 병렬 작동 장비에 대한 전자기 간섭의 영향을 줄입니다.
산업 응용 분야에서 정류 변압기의 적용 범위는 고전력 DC 전원 공급 장치가 필요한 모든 분야를 거의 포괄합니다.- 전기화학 산업은 정류 변압기가 가장 널리 사용되는 산업입니다. 전해 알루미늄 생산에서 산화알루미늄을 금속 알루미늄으로 환원하거나, 소금을 전기분해하여 염소와 가성소다를 생성하거나, 물을 전기분해하여 수소와 산소를 생성하는 등 모두 정류기 변압기의 초-고전류 DC 전력 출력에 의존합니다. 알루미늄 제련 공정의 전류 수요는 특히 놀랍습니다. - 173MVA 초대용량 사이리스터 전해 알루미늄 정류기 변압기를 예로 들면 정류 전류는 2 × 48kA에 도달하고 DC 전압은 1450V에 달합니다. 철도 운송 분야에서 도시 지하철, 경전철, 트램의 견인 전원 공급 시스템은 일반적으로 750V 또는 1500V DC 전원 공급 장치를 사용합니다. 정류 변압기는 35kV 또는 10kV AC 전압을 강압하여 정류 장치에 공급하여 열차 견인 모터에 안정적인 DC 구동 에너지를 제공합니다. 산업용 변속기 분야에서 정류 변압기는 대형 철강 압연 공장, 광산 호이스트 및 선박 추진 시스템의 주파수 변환기에 제어 가능한 DC 입력을 제공하여 DC 모터 속도를 정밀하게 조정합니다. 고전압 직류 전송은 변환기 스테이션에서 정류 변압기의 또 다른 고급 애플리케이션 시나리오입니다. - 변환기 변압기는 교류와 직류 사이의 변환 작업을 수행합니다. 전압 수준은 ± 800kV 이상에 도달할 수 있으며 용량은 기가볼트 암페어를 초과하므로 절연 조정 및 냉각 시스템에 대한 기술적 요구 사항이 매우 까다롭습니다. 또한 전기 도금 및 전기 처리, 발전기 여자, 전기 자동차 충전 및 전기 집진기와 같은 다양한 시나리오도 정류 변압기의 지원에 의존하며 이는 현대 산업의 DC 전원 공급 시스템에서 대체할 수 없는 기본 역할을 한다고 할 수 있습니다.
수출 선정 및 국제 인증 측면에서 정류용 변압기의 표준 체계 및 시험 항목은 일반 전력 변압기와 다릅니다. 산업용 정류 애플리케이션의 경우 IEC 61378 시리즈 표준은 국제적으로 인정받는 기본 지침으로, 1부에서는 산업용 컨버터 변압기를 다루고, 2부에서는 특히 고전압 직류 전송 컨버터 변압기를 대상으로 합니다.- 북미 시장에서는 ANSI/IEEE C57.18.10 표준이 IEC 시리즈를 필수 기술 지침으로 대체했습니다. 이 표준은 반도체 전력 정류기 변압기용으로 특별히 설계되었으며 단상 정격 전력이 100kW 이상이고 3상 정격 전력이 100kW 이상인 특수 부하 제품에 적용됩니다.{8} 이는 정류기, 인버터, 아크로 및 속도 제어 구동 장치와 같은 다양한 응용 시나리오를 다루며 미국 및 캐나다 시장에서 전기 안전 검토 및 승인을 위한 중요한 기반입니다. 숙련된 대외 무역 팀은 북미 고객에게 정류기 변압기를 홍보할 때 사전에 전체 IEEE C57.18.10 유형 테스트 보고서 세트를 준비해야 합니다. 그러나 범용 IEC 테스트 보고서만으로는 현지 규제 당국의 필수 요구 사항을 충족하기 어려운 경우가 많습니다. EU 시장의 경우 정류 변압기가 저{17}}전압 전기 장비로 분류되는 경우 CE 마크에 따라 저전압 지침 및 전자파 적합성 지침에 대한 준수 문서를 갖추어야 하며, 발행된 자체 평가 보고서의 무결성 및 설득력은 IEC 정류기 특정 표준의 품목별 테스트를 통해 뒷받침되어야 합니다.- 철도 견인 전용 정류기 변압기는 실제 도로 네트워크 환경에서 빈번한 시동 정지 주기와 대규모 부하 변동에 적응할 수 있도록 IEC 60310의 추가 조항도 준수해야 합니다.
글로벌 전력 인프라 업그레이드를 배경으로 정류 변압기의 시장 전망은 계속 확대되고 있습니다. 신에너지 그리드 통합, 전기차 시설 투자, 철도 운송 가속화 등 다양한 성장 동력에 힘입어 특수 변압기에 대한 수요가 점차 기존 배전 장비의 점유율을 뛰어넘고 있으며, 정류 변압기는 이 기술 과정의 핵심 링크입니다. 고객이 '나에게 정말로 필요한 정류 시스템은 무엇입니까?'라고 묻는다면 아마도 다음과 같은 생각을 하도록 안내할 수 있을 것입니다. 백엔드 부하에 필요한 DC 전압과 전류의 크기는 어느 정도입니까? 시스템이 고조파 한계 및 역률 표준을 충족해야 하는 압력은 무엇입니까? 용량을 공유하거나 더 높은 펄스 수를 생성하려면 정류기 네트워크에서 여러 정류기 변압기를 병렬로 실행해야 합니까? 이러한 모든 조건이 명확하게 정의되면 다중 펄스 위상 변이 정류기 변압기를 중심으로 한 DC 전원 공급 장치 아키텍처가 다중 펄스 평활화와 조화된 고조파 억제의 균형을 맞출 수 있는 가장 신뢰할 수 있는 솔루션인 경우가 많습니다. - 이는 정류기 변압기의 업계 사명이기도 합니다.
