有色冶金整流设备如何接线

分类：冶金论文发表 时间：2018-03-15 10:11 关注：(1)

　　随着金属冶炼中电解串联电流的不断增加，整流单元的单体电流无疑会增加。整流器钢壳和附近的铁组件因涡流而产生热量并增加功率损耗。为了降低阻抗下降，提高功率因数，改善均流和降低杂散损耗，常用的大电流逆变并联技术常用于大电流整流单元。接下来小编简单介绍一篇优秀冶金论文。

　　摘要：金属冶炼厂电源的整流设备要求比较高，大功率整流设备分为两种常用接线方式，即三相桥式相同逆并联连接线与双反星形带平衡电抗器同相逆并联接线，分别对这两种接线方式的工作原理及使用性能进行详细的分析与比较。

　　关键词：冶炼厂;整流器;双反星型接线;三相桥式接线;同相逆并联

　　1双反星形带平衡电抗器整流电路

　　工作原理。双反星形带平衡电抗器整流电路的接线图及矢量图如下：此电路的变压器阀侧有两组星形，即a1b3c5组和a4b6c2组，对应相位差180°。每相接1个(或多个并联)整流元件，6个整流元件的阴极连在一起成为负载的正极。两组星形的中点通过平衡电抗器连在一起，平衡电抗器的中点为负载的负极[1]。此电路实际上是两组三相半波电路的并联，如果两组是同相位，则Ud仍是三脉波;如果2组反相位且其中性点01及02直接连接起来，则成为6相半波电路，Ud是六脉波，每相导通60°，这样变压器及整流元件的利用率较低;图1所示将01和02用一个中点抽头的铁芯电抗器连接起来，中间抽头负载负极，当a1导通时，Id经负载Rd、平衡电抗器左边绕组回到01。Id经过001产生反电势，使01的电位降低;右半边绕组感应顺电势，使02的电位升高，这样一来，a1与c2的电位相同而使整流元件T2导通，元件T1与T2并联工作60°;同样，元件T1与T6并联工作60°，也就是整流元件T1共导通120°，其它元件的工作情况均相同。消除了磁势不平衡，提高了变压器绕组的利用率。受平衡电抗器影响，同一脉波数的中性点引出电路相比，双反星形带平衡电抗器整流电路的每一整流臂的导电时间为120°，在任何期间，在换相角α=0时，总有分属于正反二个星形绕组的二个整流臂同时导电的情况，由于这二个同时导电的二次绕组置于不同的铁芯柱上，从而消除了一次和二次绕组磁势不平衡的现象，并大大地提高了变压器绕组的利用率，导致变压器的计算容量降低[2]。降低了整流臂电流的幅值和有效值，改善了工作条件。由于有两个整流臂可以同时进行导电，处在同一直流输出电流下，桥式整流电路是整流臂电流幅值的2倍。在相同电流储备系数及相同输出直流电流情况下，带平衡电抗器整流电路中的整流每一整流臂需要的并联整流元件数量为桥式整流电路的50%，使整流柜的正向功率损耗仅为桥式整流电路的一半。整流柜总的元件功率损耗也大大地降低了。与其它整流电路相比，提高了整流元件承受负载的能力。接近空载时，直流输出电压存在突升的想象。凡带平衡电抗器的整流电路，总是存在过渡点以下直流输出电压突升的现象，六脉波三倍频率平衡电抗器电压突升率为15.4%，而桥式整流电路则不存在这一现象。适用范围：双反星带平衡电抗器电路适用于低电压、大容量的整流装置。在为直流电压为300V以下的低电压、大电流整流装置供电时，双反星形带平衡电抗器整流电路具有明显的优越性。同时有两相导电，变压器磁路平衡，不存在直流磁化问题。

　　2桥式整流电路

　　工作原理。下图为三相桥式全控整流电路：三相桥式全控整流电路由两组三相半波整流电路组成，一组共阴极，一组共阳极。由于共阴极组在正半周导通，流经变压器二次绕组的是正向电流;而共阳极组在负半周导通，流经变压器二次绕组的是反向电流。在一周期中变压器绕组中没有直流磁势，且每相绕组在正负半周都有电流流过，从而增加了变压器的导电时间。在三相桥式全控整流电路中，共阴极组和共阳极组同时控制。6个晶闸管触发顺序是T1-T2-T3-T4-T5-T6。从ωt=30°到(360°+30°)区间分6个时段。在第一时段内，a相电位最高，T1被触发导通，b相电位最低，T6被触发导通。电流由a相→T1→负载→T6→b相。变压器a、b两相工作，加在负载上的电压为：Ud=Ua-Ub=Uab。进入第二时段，此时a相的电位仍然最高，T1继续导通，但是c相的电位却变成最低，当经过自然换相触发点时触发c相T2，电流从b相换到c相，T6承受反向电压而关断。电流由a相→T1→负载→T2→c相。变压器a、c两相工作，加在负载上的电压为：Ud=Ua-Uc=Uac。进入第三时段，此时b相的电位最高，共阴极组在经过自然换相点时触发导通T3，c相的电位仍然最低使T2继续导通，变压器b、c两相工作，加在负载上的电压为：Ud=Ub-Uc=Ubc。以此类推，在第四时段，T3、T4导通，变压器b、a相工作;在第五时段，T4、T5导通，变压器c、a相工作;在第六时段，T5、T6导通，变压器c、b相工作，周而复始。计算容量较小是整流变压器的一大弊端，一二次绕组计算容量是中性点引出电路的77%，为双反星形带平衡电抗器电路的83%。变压器接线组合方式多。对三相桥式电路而言，一二次绕组的星形和角形接线组合有Y/Y、Y/Δ，Δ/Y、Δ/Δ四种方式，便于形成等效十二相整流电路。在一二次绕组中，只要其中之一为角形接线，便可消除激磁等不平衡现象。适用范围：桥式整流电路适用于高电压、大容量的整流装置。为提高整流变压器综合经济效益，可将桥式整流电路应用于电压高于300V的环境下，在直流电压高于300V时，采用桥式整流电路可以使用低电压等级的整流元件，足以弥补并联元件数量增加1倍和正向功率损耗增加的差值，增强运行的安全性。

　　3同相逆并联

　　能够消除大电流交变磁场负面影响的根本方法是同相逆并联，起初要从整流变压器绕线组引出端开始，最后从整流装置的汇排流，这种接线方式可将产生的交变磁场大部分抵消掉。采用减小交变磁场和降低阀侧母线电抗压降，能够有效消除涡流发热并且效果明显。国内金属冶炼厂电解整流用的大电流整流电源多采用“同相逆并联”电路，这种电路的特点是为消除本相磁场的干扰而使整流器件并联，易于均流;缺点是整流变压器阀侧绕组结构和接线复杂，导致整流变压器的成本提高。使用同一个并联技术，并且对两个并联连接的整流臂之间的绝缘问题进行特殊处理，以免发生线路短路故障。所谓同相逆并联，就是整流变压器二次侧每一相都做成极性相反的二个绕组，让其中一个绕组接整流元件阳极导电排。当某个阳极绕组与前面一相实现换相，对电流进行导通，与其并联的阴极绕组也正好与前面一相实现换相，开始导通电流，这两相的电流上升率相同而电流的方向相反，各自的磁势在环绕的两根导电排上为零，只有在导电排之间的窄缝中有磁通存在，把导电排电感及其不利影响减少到最低限度。

　　4结论

　　三相桥式同向逆并联接线和双反星形带平衡电抗器同相逆并联接线是金属冶炼厂常用的设备接线方式，冶金变压器使用具有高效利用率的三相桥式整流电路。其中双反星形带平衡电抗器整流电路在大通常情况下运用于大电流及低电压电源中，电流量输出相同的情况下，消耗的整流器件会减少一半，但这一整流电路接线方式存在整流变压器利用率低的问题，三相桥式整流变压器在同等功率电流下，变压器容量比双反星形带平衡电抗器同相逆并联接线低20左右。三相桥式整流电路适合在电压较高的整流电路中应用。

　　阅读期刊：冶金分析

　　《冶金分析》(月刊)曾用刊名：(冶金分析与测试冶金分析分册)1981年创刊，是经国家科委批准，由冶金部钢铁研究总编辑与中国金属学会主办和出版的综合性化学分析刊物。内容以反映分析方面的新技术、实用方法、先进经验、气愤研究成果，发表综述文章及介绍国内外动态等。本刊可共冶金、矿山、化工、机械、地质、环保、外贸、国防等部门从事冶金分析科技人员、生产管理人员及大专院校和中等技术学校有关专业的师生阅读参考。