第４６卷第１期
嬲
ＶｏＩ．４６
Ｎｏ．１２００９年１月ＴＲＡＮｂＦＯＲＭ＇ＥＲ
Ｊａｎｕａｒｙ
２００９
１２脉波树脂绝缘干式整流变压器
欧阳艳
（福州天宇电气股份有限公司，福建福州３５００１２）
摘要：介绍了１２脉波树脂绝缘干式整流变压器的工作原理，并对设计中的关键问题进行了分析阐述。关键词：整流变压器；树脂绝缘；设计中图分类号：ＴＭ４０２
文献标识码：Ｂ
文章编号：ｌＯＯｌ一８４２５（２００９）０１—０００１－－０４
１２ＰｕｌｓｅＣａｓｔ－ＲｅｓｉｎＤｒｙ－ＴｙｐｅＲｅｃｔｉｆｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ
ＯＵＹＡＮＧＹａｎ
（ＦｕｚｈｏｕＴｉａｎｙｕａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｆｕｚｈｏｕ３５００１２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆ１２ｐｕｌｓｅｃａｓｔ－ｒｅｓｉｎｄｒｙ－ｔｙｐｅｒｅｃｔｉｆｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄＳｏｍｅｋｅｙｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｄｅｓｉｇｎａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；Ｒｅｓｉｎｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ；Ｄｅｓｉｇｎ
１前言
个周期内的脉波数，整流变压器的脉波数至少为６个，最多１２个，用以改善整流装置的高次谐波对电工业用的整流直流电源大部分都是由交流电网网和通讯等设备的影响。
通过整流变压器与整流器所组成的的整流设备而得１２脉波树脂绝缘干式整流变压器一般设计成到的，并广泛应用于冶金、化工和牵引等领域，如城低压轴向双分裂结构。网侧为一个不分裂的绕组，分市轨道交通、轧钢电机的直流传动、同步电机的直流成上下两个支路，两支路并联连接。阀侧低压绕组分励磁等。整流变压器的作用是将交流电网电压变换裂为两个支路，分别接负载。两组阀侧绕组沿轴向布成整流装置所需要的电压，并通过相数和相位角的置于同一铁心柱上，各自采用Ｙ连接和ｄ连接分别变换，改善交流和直流侧的运行特性。整流变压器可引出，如图ｌ所示。阀侧两个支路可同时各接一组三将整流设备与电网电路隔离开来，确保设备的安全，相桥式整流器并联运行，并同时向负载供电。
并且限制短路电流，减少整流设备对电网和其他并联运行整流设备相互间的电磁干扰，抑制晶闸管等整流元件的电流上升率。
由于干式变压器的无油污染问题，环氧树脂及选用的其他绝缘材料都具有难燃、自熄弧、耐潮、抗裂和免维护等特点。其可以安装在室内，深入负载中心，所以越来越多的用户在适当的时候优先选择干式整流变压器。笔者对１２脉波树脂绝缘干式整流变压器的几个问题进行了探讨。
２工作原理
一Ｕ斟冈例九一
眄悯茸百俐曰Ｐ型
图１轴向双绕组双分裂变压器绕组分布为了提高电能质量，整流变压器的输出波形不Ｆｉｇ．１
Ｗｉｎｄｉｎｇ
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆ踟‘ｉａｌｄｏｕｂｌｅ
ｓｐｌｉｔ
像电力变压器在一个周期内只有三个正弦脉波，而ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｗｉｔｈｄｏｕｂｌｅｗｉＩ－ｄｉＩＩ黟
是根据网侧电压和装机容量，确定每台变压器在一
由于分裂变压器的漏阻抗值较大，可以降低对
万方数据
２
妻珏蓑
第４６卷
母线和断路器等电气设备承受短路电流的要求。同时当一个绕组发生短路故障时，另一个分裂绕组有较高的残压，从而提高了用电的可靠性。３．３．２额定非正弦波形电流下变压器的负载损耗
Ｒ＝，州２（尼一尺０＋，『ＷＢ户ｈｌ＋蹦Ｐ（ｚｌ＋Ｊ≮Ｉ）
式中
，Ｉ厂变流器额定负载下变压器非正弦电流３
１２脉波树脂绝缘千式整流变压器设计
３．１容量的确定
整流变压器的容量为型式容量。型式容量的计算方法是将整流变压器有效材料的消耗折算成双绕组无励磁电力变压器的容量。型式容量是核定损耗总值和价格的重要依据。３．２铁心磁通密度的选取
干式整流变压器跟普通干式变压器一样，磁通密度主要受到噪声的控制。一般来说，１２脉波树脂绝缘干式整流变压器的磁通密度可按普通的干式变压器选取。３．３谐波电流问题
对由整流器引起并反馈到交流电源系统内部的谐波电流问题，在整流变压器的设计中应给予重视。它包括两个方面的内容，一是引起变压器内部的附加损耗和温度升高；二是引起交流电源系统的波形畸变。对于１２脉波树脂绝缘干式整流变压器来说，已经确定了二次输出的等效相数，即每台变压器在一个周期内的脉波数，不能通过增加脉波数来减少谐波污染，真正影响设计的是第一条。
一般来说，最理想的温升试验条件是将整流变压器与其相匹配的整流器连接在一起进行负载及温升试验，但在实际上不可能做到。正常情况下变压器负载试验所测得的负载损耗值是以额定正弦电流为基础的。实际运行时，变压器处于畸变的非正弦电流波形条件下，负载损耗比额定正弦波形的总损耗值大，必然会引起负载损耗和温升值的升高。因此，必须对正弦波形下的负载损耗值进行校正，并在计算温升时给出足够的裕度。ＪＢ／Ｉ＇８６３６—１９９７（电力变流变压器》标准中明确规定，温升与冷却的要求应考虑由于谐波分量所增加的负载损耗，并在附录Ａ和附录Ｂ中给出了畸变电流负载下的变压器负载损耗确定与计算实例。
３．３．１
额定正弦波电流下变压器的负载损耗
式中，。２假Ｗ＋尺ｃ卜绕组电阻损耗和连接线电阻损
Ｐｌ＝Ｊ『１２（Ｒｗ＋Ｒｃ）＋Ｐ舰Ｉ＋尸＆ｌ＋氏ｌ
耗（由电阻值测量计算得到）
％。——绕组涡流损耗（设计计算得到）
如。＋如ｔ——连接导线中涡流损耗和金属结
构件中杂散损耗之和
即尸凶＋岛：ｌ＝ＰＩ—１２（即黝一Ｐ１晌
万方数据
Ｒ广绕组涡流损耗增加系数
的方均根值
％厂连接线的涡流损耗增加系数，金属结
构件中杂散损耗增加系数与之相等
，存２１争－）。ｚ
・
Ｉ１１
肺∑（乒）：矿
Ｉ
１１
陆∑（乒）ｚ俨
１
ＪＩ
，。——额定负载下基波电流的方均根值，等
ｒ谐波次数
于变压器额定电流
在用户给出额定负载下谐波电流分量前提下，整流变压器大多有超铭牌容量运行现象。整流８６３６—１９９７（电力变另外，ＧＢ／Ｔ３８５９．３—１９９３标准也说明，可以采用但实际运行时负载方式千变万化，与标准的工８６３６—１９９７（电力变流变压器》
式中。一７次谐波电流的方均根值
可相应计算出这部分附加损耗，保证１２脉波树脂绝缘干式整流变压器的温升。３．４超铭牌容量运行问题
变压器负载能力问题实际也是温升问题，负载能力决定了变压器的容量。在ＪＢ／Ｔ流变压器》标准中也给出了负载的标准工作制等级
和负载循环工况图。ＧＢ仍８５９．３—１９９３（半导体变流
器变压器和电抗器》标准给出了在相应的负载标准工作制等级下，Ａ、Ｂ、Ｈ绝缘等级的变压器所允许的平均温升，如表ｌ所示。
其他变压器温度等级，若在表中找不到温升的数值可由供需双方商定。由此可见，Ｆ级温度等级绕组的平均温升限值可以按ＧＢ／Ｔ３８５９．３－１９９３标准，用比例推算的方法得到：Ｉ和Ⅱ为１００Ｋ、Ⅲ为８７．８Ｋ、ＩＶ为８０．６Ｋ、Ｖ为７３．３Ｋ、ＶＩ为６８．３Ｋ。
作制等级相比甚远，一般在协议中用户会给出整流变压器运行的超铭牌额定电流值及相应的超铭牌容量运行时间和间隔时间。如果负载变化迅速，其峰值负载持续时间为５ｍｉｎ或以下，则变压器容量额定值是以负载损耗的长时间平均值为基础来确定的；当负载变化持续时间比５ｍｉｎ更长时，就要详细研究负载脉冲期间或负载周期期间的最高温度峰值，根据绝缘系统热老化率来确定等值恒定负载和变压器的额定容量，这在ＪＢ／ｒ
第１期
欧阳艳：１２脉波树脂绝缘干式整流变压器
３
表１
ＧＢ／＇Ｔ３８５９．３－１９９３中“表２”数据
Ｔａｂｌｅ１Ｄａｔａ
ｉｎ
Ｔａｂｌｅ２ｉｎＧＢ／Ｔ３８５．３—１９９３
变流器
变压器变压器用电阻法测壤的
工作制等级
冷却媒质温度等级
绕组平均温升／Ｋ
Ａ
６０Ｉ和Ⅱ
空气
Ｂ８０Ｈ１２５Ａ
５５Ⅲ
空气
Ｂ７０Ｈ１１０Ａ
５０
Ⅳ
空气
Ｂ６５Ｈ
１００Ａ
‘４５Ｖ
空气
Ｂ６０Ｈ９０Ａ
４５Ⅵ
空气
Ｂ５５Ｈ
８５
标准第４．７．１中有明确规定。根据用户提供的超铭牌容量运行方式可得到相应的负载电流有效值，确定变压器的等值容量。３．５抑制环流问题
由于１２脉波树脂绝缘干式整流变压器的两个二次绕组一个为Ｙ接，一个为ｄ接。各接一组三相桥式整流器并联运行，同时向负载供电。变压器设计时，Ｙ接和ｄ接的两个二次绕组的匝数之比，在理论上应为、／３：ｌ。但在实际上是做不到的，Ｙ接绕组和ｄ接绕组线电压之间必然存在差别，造成电流分配不均衡，即通过变压器的两组阀侧绕组和两组整流桥形成不流经负载的环流。如图２所示，其对应的脉波如图３所示。
图２
１２脉波整流变压器整流电路原理图
Ｆｉｇ．２
Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒｃｉｒｃｕｉｔｄｉａｇｒａｍｏｆ１２ｐｕｌｓｅ
ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ
ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ
由图２和图３可看出环流不流经负载。只是在变压器的两组阀侧绕组和两组整流桥之间流通。环
万方数据
图３１２脉波整流变压器整流电压波形
Ｆｉｇ．３
Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ
ｖｏｌｔａｇｅｗａｖｅｆｏｒｍｓｏｆ１２ｐｕｌｓｅ
流叠加在同时换相的两个换相组的负载电流平均值厶所决定的整流臂电流的波形上，其结果使Ｙ接和ｄ接的两个绕组一个电流增大，一个电流减小，电流增大的绕组会引起局部严重过热。因此，Ｙ接绕组匝数与ｄ接绕组匝数之比要尽量接近、／３：ｌ，其各自匝数可按表２所示的匝数组合进行优选。
表２
ｙ．ｄ连接绕组常用匝比组合
Ｔａｂｌｅ２
Ｔｕｒｎ
ｒａｔｉｏｅｓｏｆｗｉｎｄｉｎｇ
ｗｉｔｈ
Ｙ。ｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ
ｓｙｍｂｌｅ
ｙ接匝数４７
８
ｌｌ
１２１５１６１９ｄ接匝数
７
１２１４１９２ｌ
２６
２８３３匝比１．７５０
１．７１４１．７５０
１．７２７
１．７５０１．７３３
１．７５０１．７３７ｙ．ｄ接电压差／％１．０４
１．０４
１．０４‘０．２８１．０４
０．０７
１．０４
０．２８
ＪＢ／Ｔ８６３６—１９９７｛电力变流变压器》标准中第
６．２条规定，整流变压器的变压比允许偏差为±ｌ％（额定分接），由于１２脉波树脂绝缘干式整流变压器有两个分裂的二次绕组，按正常情况下检验部门在做出厂试验时，如果一次绕组对Ｙ接绕组的变压比偏差为＋ｌ％、对ｄ接绕组的变压比偏差为一ｌ％，在出厂时均视为合格。ＪＢ／Ｔ８６３６—１９９７（电力变流变压器》标准中并未对两个二次绕组的电压偏差作出限制，实际上按表２所选的匝数如ｙ：ｄ为７：１２进行设计时，Ｙ、ｄ接电压偏差为１．０４％，按标准变压比，偏差是完全合格的。但对于穿越阻抗８％并且在三相桥式整流并联供电的情况下，环流约占额定电流的２５％，会造成变压器二次侧ｙ接绕组严重过热。在这种情况下，当二次绕组的匝数比为１１：１９或１５：２６时，环流将大为改观。３．６阻抗的计算
１２脉波树脂绝缘干式整流变压器一般要计算穿越阻抗、半穿越阻抗和分裂阻抗。许多参考文献都
有各类阻抗的推荐计算方法，实际计算过程中，采用
４
变珏器
流变压器的上下两半绕组间绝缘距离。３．９一、二次绕组间接地屏的制作
凳４６巷
以下各阻抗的计算方法及公式相对更为简单（参考图１）。
（１）穿越阻抗
整流变压器一、二次绕组间要加接地屏。当一次绕组遭受雷电过电压时，二次绕组的中部按电容容抗分配的冲击电压远远高于二次绕组的绝缘水平，因此，结构设计应在一次绕组与二次绕组之间增设接地屏，防止二次绕组遭受雷电的侵害。由于１２脉波树脂绝缘干式整流变压器为轴向双分裂结构，接地屏必须上下各做一个，放在一、二次绕组之间，并分别接地。接地屏一般采用薄铜箔绕制，将铜电缆或铜接线片锡焊后接地。
仇＝Ｕ，伯等同于同心式双绕组结构的变压器阻
抗计算方法。
（２）分裂阻抗
ＵＦ＝Ｕ，广必磐进
｛．－１２３
，，一４Ｕｋ－２Ｕ１２＋Ｗ１４＋％
。一
。２
其中，Ｕ。：采用同心式双绕组结构变压器计算方法；
“。和如采用交错式结构变压器计算方法。
（３）半穿越阻抗
４结束语
１２脉波树脂绝缘干式整流变压器的设计思路与一般的干式整流变压器大体相同，同时应根据轴向分裂式结构及１２脉波的运行特点等特殊要求进行设计，满足用户在特殊状态下的运行需求。我厂设计生产的１２脉波树脂绝缘干式整流变压器通过了各项例行试验、型式试验和特殊试验，在纺织、石化等行业挂网运行多年，性能良好，产品质量得到用户的认可。参考文献：
【ｌ】ＪＢ／Ｔ８６３６—１９９７，电力变流变压器【Ｓ】．【２】２
ＧＢ／Ｔ３８５９．３—１９９３，半导体变流器变压器和电抗器【Ｓ】．
ＵＦ（Ｉ一罢粤）“２
Ｕ２３
（４）分裂系数
Ｋｒ＝１ＵＦＦ
Ｕｋ
３．７器身结构
由于１２脉波树脂绝缘干式整流变压器为轴向双分裂结构，阀侧绕组一般采用箔式绕组，上下分别出线，网侧绕组上下并联，可单独绕制分别浇注，绕组间采用垫块分隔；也可以将网侧绕组上下浇注成一个整体，这样做可以提高变压器器身的整体强度。３．８上下两半绕组间绝缘距离
由于有较大的横向漏磁存在，１２脉波树脂绝缘干式整流变压器的上下两半绕组间绝缘距离不能太小，否则变压器的涡流损耗会增大，并导致较小的分裂阻抗值，减小分裂系数，使两组整流桥不能充分并联运行。因此，要适当放大１２脉波树脂绝缘干式整
收稿日期：２００７－０叮一３０
【３Ｊ崔立君．特种变压器理论与计算【Ｍ】．北京：科学技术文
献出版社，１９９６．
ｆ４】路长柏，朱英浩．电力变压器计算【Ｍ】．哈尔滨：黑龙江
科学技术出版社，１９９０．
作者简介：欧阳艳（１９７２一），女，江苏南通入，福州天字电气股份有限公司主管设计师，主要从事干式变压器设计工作。ｇ
ｌ
≥
；：主任委员：于海年
第八届《变压器》杂志编辑委员会
≥名誉主任委员：朱英培事冶高＿
！；副主任委员：羽蠢事文海郭振岩
：ｉ２委员（以姓氏笔划为序）：
ｌ
：；；Ｚ
上富避定
．ｍＪ文Ｉ
王世阁
刘瓢泉
王百升奉承利．１１广字黄明华
王蠹ｌ来建新周田伟摹定豳
王赞ｌ李岩
周／ＩＩＦ．昏
牛・唐事彦明周竞凡
冯斌事秦魁永患
许长华李佳芳魁利军
刘东升李光范贺阳
弼刚刘燕祁颖矢姜齐摩
吕振卯钟俊涛
ｌ量力慧
岳亚新薹蓝民
张洪素ｌ乐量意・藩舂风庶ｌ精志涪吴剧禹ｄｌ，ｍ－华－杨宏伟杨建车宓传龙顾胜置
魏蕾亮
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Ｚ
Ｓ名誉委员（以姓氏笔划为序）：
王丁元月簟集
尹克宁藏菲夫
付镊年胡启凡
刘五．＇ｌｔｌｌ
刘传彝謇兴曩
孙定华高言建
应百川・任罨
素量堋静ｌ囊
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～……。ＡⅢ枷㈨撕川Ｍ・Ａ・爪・Ａ・∥、＾‘＼｝言、■：、■苫＼！，公＼｝公ｑｙ宁芒／｝ｅ—＾■公ｑ，｝、！／仝！／ｐ迂—＾５乍＼０‘＼０，；＼｝｛＼ｏ唁、■言、！／≯０—＾Ｓ喀、｝一；、｝苫ｑ．／Ｐ、！／：
●，
：郭欲平
万方数据
第４６卷第１期
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ＶｏＩ．４６
Ｎｏ．１２００９年１月ＴＲＡＮｂＦＯＲＭ＇ＥＲ
Ｊａｎｕａｒｙ
２００９
１２脉波树脂绝缘干式整流变压器
欧阳艳
（福州天宇电气股份有限公司，福建福州３５００１２）
摘要：介绍了１２脉波树脂绝缘干式整流变压器的工作原理，并对设计中的关键问题进行了分析阐述。关键词：整流变压器；树脂绝缘；设计中图分类号：ＴＭ４０２
文献标识码：Ｂ
文章编号：ｌＯＯｌ一８４２５（２００９）０１—０００１－－０４
１２ＰｕｌｓｅＣａｓｔ－ＲｅｓｉｎＤｒｙ－ＴｙｐｅＲｅｃｔｉｆｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ
ＯＵＹＡＮＧＹａｎ
（ＦｕｚｈｏｕＴｉａｎｙｕａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｆｕｚｈｏｕ３５００１２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆ１２ｐｕｌｓｅｃａｓｔ－ｒｅｓｉｎｄｒｙ－ｔｙｐｅｒｅｃｔｉｆｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄＳｏｍｅｋｅｙｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｄｅｓｉｇｎａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；Ｒｅｓｉｎｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ；Ｄｅｓｉｇｎ
１前言
个周期内的脉波数，整流变压器的脉波数至少为６个，最多１２个，用以改善整流装置的高次谐波对电工业用的整流直流电源大部分都是由交流电网网和通讯等设备的影响。
通过整流变压器与整流器所组成的的整流设备而得１２脉波树脂绝缘干式整流变压器一般设计成到的，并广泛应用于冶金、化工和牵引等领域，如城低压轴向双分裂结构。网侧为一个不分裂的绕组，分市轨道交通、轧钢电机的直流传动、同步电机的直流成上下两个支路，两支路并联连接。阀侧低压绕组分励磁等。整流变压器的作用是将交流电网电压变换裂为两个支路，分别接负载。两组阀侧绕组沿轴向布成整流装置所需要的电压，并通过相数和相位角的置于同一铁心柱上，各自采用Ｙ连接和ｄ连接分别变换，改善交流和直流侧的运行特性。整流变压器可引出，如图ｌ所示。阀侧两个支路可同时各接一组三将整流设备与电网电路隔离开来，确保设备的安全，相桥式整流器并联运行，并同时向负载供电。
并且限制短路电流，减少整流设备对电网和其他并联运行整流设备相互间的电磁干扰，抑制晶闸管等整流元件的电流上升率。
由于干式变压器的无油污染问题，环氧树脂及选用的其他绝缘材料都具有难燃、自熄弧、耐潮、抗裂和免维护等特点。其可以安装在室内，深入负载中心，所以越来越多的用户在适当的时候优先选择干式整流变压器。笔者对１２脉波树脂绝缘干式整流变压器的几个问题进行了探讨。
２工作原理
一Ｕ斟冈例九一
眄悯茸百俐曰Ｐ型
图１轴向双绕组双分裂变压器绕组分布为了提高电能质量，整流变压器的输出波形不Ｆｉｇ．１
Ｗｉｎｄｉｎｇ
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆ踟‘ｉａｌｄｏｕｂｌｅ
ｓｐｌｉｔ
像电力变压器在一个周期内只有三个正弦脉波，而ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｗｉｔｈｄｏｕｂｌｅｗｉＩ－ｄｉＩＩ黟
是根据网侧电压和装机容量，确定每台变压器在一
由于分裂变压器的漏阻抗值较大，可以降低对
万方数据
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妻珏蓑
第４６卷
母线和断路器等电气设备承受短路电流的要求。同时当一个绕组发生短路故障时，另一个分裂绕组有较高的残压，从而提高了用电的可靠性。３．３．２额定非正弦波形电流下变压器的负载损耗
Ｒ＝，州２（尼一尺０＋，『ＷＢ户ｈｌ＋蹦Ｐ（ｚｌ＋Ｊ≮Ｉ）
式中
，Ｉ厂变流器额定负载下变压器非正弦电流３
１２脉波树脂绝缘千式整流变压器设计
３．１容量的确定
整流变压器的容量为型式容量。型式容量的计算方法是将整流变压器有效材料的消耗折算成双绕组无励磁电力变压器的容量。型式容量是核定损耗总值和价格的重要依据。３．２铁心磁通密度的选取
干式整流变压器跟普通干式变压器一样，磁通密度主要受到噪声的控制。一般来说，１２脉波树脂绝缘干式整流变压器的磁通密度可按普通的干式变压器选取。３．３谐波电流问题
对由整流器引起并反馈到交流电源系统内部的谐波电流问题，在整流变压器的设计中应给予重视。它包括两个方面的内容，一是引起变压器内部的附加损耗和温度升高；二是引起交流电源系统的波形畸变。对于１２脉波树脂绝缘干式整流变压器来说，已经确定了二次输出的等效相数，即每台变压器在一个周期内的脉波数，不能通过增加脉波数来减少谐波污染，真正影响设计的是第一条。
一般来说，最理想的温升试验条件是将整流变压器与其相匹配的整流器连接在一起进行负载及温升试验，但在实际上不可能做到。正常情况下变压器负载试验所测得的负载损耗值是以额定正弦电流为基础的。实际运行时，变压器处于畸变的非正弦电流波形条件下，负载损耗比额定正弦波形的总损耗值大，必然会引起负载损耗和温升值的升高。因此，必须对正弦波形下的负载损耗值进行校正，并在计算温升时给出足够的裕度。ＪＢ／Ｉ＇８６３６—１９９７（电力变流变压器》标准中明确规定，温升与冷却的要求应考虑由于谐波分量所增加的负载损耗，并在附录Ａ和附录Ｂ中给出了畸变电流负载下的变压器负载损耗确定与计算实例。
３．３．１
额定正弦波电流下变压器的负载损耗
式中，。２假Ｗ＋尺ｃ卜绕组电阻损耗和连接线电阻损
Ｐｌ＝Ｊ『１２（Ｒｗ＋Ｒｃ）＋Ｐ舰Ｉ＋尸＆ｌ＋氏ｌ
耗（由电阻值测量计算得到）
％。——绕组涡流损耗（设计计算得到）
如。＋如ｔ——连接导线中涡流损耗和金属结
构件中杂散损耗之和
即尸凶＋岛：ｌ＝ＰＩ—１２（即黝一Ｐ１晌
万方数据
Ｒ广绕组涡流损耗增加系数
的方均根值
％厂连接线的涡流损耗增加系数，金属结
构件中杂散损耗增加系数与之相等
，存２１争－）。ｚ
・
Ｉ１１
肺∑（乒）：矿
Ｉ
１１
陆∑（乒）ｚ俨
１
ＪＩ
，。——额定负载下基波电流的方均根值，等
ｒ谐波次数
于变压器额定电流
在用户给出额定负载下谐波电流分量前提下，整流变压器大多有超铭牌容量运行现象。整流８６３６—１９９７（电力变另外，ＧＢ／Ｔ３８５９．３—１９９３标准也说明，可以采用但实际运行时负载方式千变万化，与标准的工８６３６—１９９７（电力变流变压器》
式中。一７次谐波电流的方均根值
可相应计算出这部分附加损耗，保证１２脉波树脂绝缘干式整流变压器的温升。３．４超铭牌容量运行问题
变压器负载能力问题实际也是温升问题，负载能力决定了变压器的容量。在ＪＢ／Ｔ流变压器》标准中也给出了负载的标准工作制等级
和负载循环工况图。ＧＢ仍８５９．３—１９９３（半导体变流
器变压器和电抗器》标准给出了在相应的负载标准工作制等级下，Ａ、Ｂ、Ｈ绝缘等级的变压器所允许的平均温升，如表ｌ所示。
其他变压器温度等级，若在表中找不到温升的数值可由供需双方商定。由此可见，Ｆ级温度等级绕组的平均温升限值可以按ＧＢ／Ｔ３８５９．３－１９９３标准，用比例推算的方法得到：Ｉ和Ⅱ为１００Ｋ、Ⅲ为８７．８Ｋ、ＩＶ为８０．６Ｋ、Ｖ为７３．３Ｋ、ＶＩ为６８．３Ｋ。
作制等级相比甚远，一般在协议中用户会给出整流变压器运行的超铭牌额定电流值及相应的超铭牌容量运行时间和间隔时间。如果负载变化迅速，其峰值负载持续时间为５ｍｉｎ或以下，则变压器容量额定值是以负载损耗的长时间平均值为基础来确定的；当负载变化持续时间比５ｍｉｎ更长时，就要详细研究负载脉冲期间或负载周期期间的最高温度峰值，根据绝缘系统热老化率来确定等值恒定负载和变压器的额定容量，这在ＪＢ／ｒ
第１期
欧阳艳：１２脉波树脂绝缘干式整流变压器
３
表１
ＧＢ／＇Ｔ３８５９．３－１９９３中“表２”数据
Ｔａｂｌｅ１Ｄａｔａ
ｉｎ
Ｔａｂｌｅ２ｉｎＧＢ／Ｔ３８５．３—１９９３
变流器
变压器变压器用电阻法测壤的
工作制等级
冷却媒质温度等级
绕组平均温升／Ｋ
Ａ
６０Ｉ和Ⅱ
空气
Ｂ８０Ｈ１２５Ａ
５５Ⅲ
空气
Ｂ７０Ｈ１１０Ａ
５０
Ⅳ
空气
Ｂ６５Ｈ
１００Ａ
‘４５Ｖ
空气
Ｂ６０Ｈ９０Ａ
４５Ⅵ
空气
Ｂ５５Ｈ
８５
标准第４．７．１中有明确规定。根据用户提供的超铭牌容量运行方式可得到相应的负载电流有效值，确定变压器的等值容量。３．５抑制环流问题
由于１２脉波树脂绝缘干式整流变压器的两个二次绕组一个为Ｙ接，一个为ｄ接。各接一组三相桥式整流器并联运行，同时向负载供电。变压器设计时，Ｙ接和ｄ接的两个二次绕组的匝数之比，在理论上应为、／３：ｌ。但在实际上是做不到的，Ｙ接绕组和ｄ接绕组线电压之间必然存在差别，造成电流分配不均衡，即通过变压器的两组阀侧绕组和两组整流桥形成不流经负载的环流。如图２所示，其对应的脉波如图３所示。
图２
１２脉波整流变压器整流电路原理图
Ｆｉｇ．２
Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒｃｉｒｃｕｉｔｄｉａｇｒａｍｏｆ１２ｐｕｌｓｅ
ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ
ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ
由图２和图３可看出环流不流经负载。只是在变压器的两组阀侧绕组和两组整流桥之间流通。环
万方数据
图３１２脉波整流变压器整流电压波形
Ｆｉｇ．３
Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ
ｖｏｌｔａｇｅｗａｖｅｆｏｒｍｓｏｆ１２ｐｕｌｓｅ
流叠加在同时换相的两个换相组的负载电流平均值厶所决定的整流臂电流的波形上，其结果使Ｙ接和ｄ接的两个绕组一个电流增大，一个电流减小，电流增大的绕组会引起局部严重过热。因此，Ｙ接绕组匝数与ｄ接绕组匝数之比要尽量接近、／３：ｌ，其各自匝数可按表２所示的匝数组合进行优选。
表２
ｙ．ｄ连接绕组常用匝比组合
Ｔａｂｌｅ２
Ｔｕｒｎ
ｒａｔｉｏｅｓｏｆｗｉｎｄｉｎｇ
ｗｉｔｈ
Ｙ。ｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ
ｓｙｍｂｌｅ
ｙ接匝数４７
８
ｌｌ
１２１５１６１９ｄ接匝数
７
１２１４１９２ｌ
２６
２８３３匝比１．７５０
１．７１４１．７５０
１．７２７
１．７５０１．７３３
１．７５０１．７３７ｙ．ｄ接电压差／％１．０４
１．０４
１．０４‘０．２８１．０４
０．０７
１．０４
０．２８
ＪＢ／Ｔ８６３６—１９９７｛电力变流变压器》标准中第
６．２条规定，整流变压器的变压比允许偏差为±ｌ％（额定分接），由于１２脉波树脂绝缘干式整流变压器有两个分裂的二次绕组，按正常情况下检验部门在做出厂试验时，如果一次绕组对Ｙ接绕组的变压比偏差为＋ｌ％、对ｄ接绕组的变压比偏差为一ｌ％，在出厂时均视为合格。ＪＢ／Ｔ８６３６—１９９７（电力变流变压器》标准中并未对两个二次绕组的电压偏差作出限制，实际上按表２所选的匝数如ｙ：ｄ为７：１２进行设计时，Ｙ、ｄ接电压偏差为１．０４％，按标准变压比，偏差是完全合格的。但对于穿越阻抗８％并且在三相桥式整流并联供电的情况下，环流约占额定电流的２５％，会造成变压器二次侧ｙ接绕组严重过热。在这种情况下，当二次绕组的匝数比为１１：１９或１５：２６时，环流将大为改观。３．６阻抗的计算
１２脉波树脂绝缘干式整流变压器一般要计算穿越阻抗、半穿越阻抗和分裂阻抗。许多参考文献都
有各类阻抗的推荐计算方法，实际计算过程中，采用
４
变珏器
流变压器的上下两半绕组间绝缘距离。３．９一、二次绕组间接地屏的制作
凳４６巷
以下各阻抗的计算方法及公式相对更为简单（参考图１）。
（１）穿越阻抗
整流变压器一、二次绕组间要加接地屏。当一次绕组遭受雷电过电压时，二次绕组的中部按电容容抗分配的冲击电压远远高于二次绕组的绝缘水平，因此，结构设计应在一次绕组与二次绕组之间增设接地屏，防止二次绕组遭受雷电的侵害。由于１２脉波树脂绝缘干式整流变压器为轴向双分裂结构，接地屏必须上下各做一个，放在一、二次绕组之间，并分别接地。接地屏一般采用薄铜箔绕制，将铜电缆或铜接线片锡焊后接地。
仇＝Ｕ，伯等同于同心式双绕组结构的变压器阻
抗计算方法。
（２）分裂阻抗
ＵＦ＝Ｕ，广必磐进
｛．－１２３
，，一４Ｕｋ－２Ｕ１２＋Ｗ１４＋％
。一
。２
其中，Ｕ。：采用同心式双绕组结构变压器计算方法；
“。和如采用交错式结构变压器计算方法。
（３）半穿越阻抗
４结束语
１２脉波树脂绝缘干式整流变压器的设计思路与一般的干式整流变压器大体相同，同时应根据轴向分裂式结构及１２脉波的运行特点等特殊要求进行设计，满足用户在特殊状态下的运行需求。我厂设计生产的１２脉波树脂绝缘干式整流变压器通过了各项例行试验、型式试验和特殊试验，在纺织、石化等行业挂网运行多年，性能良好，产品质量得到用户的认可。参考文献：
【ｌ】ＪＢ／Ｔ８６３６—１９９７，电力变流变压器【Ｓ】．【２】２
ＧＢ／Ｔ３８５９．３—１９９３，半导体变流器变压器和电抗器【Ｓ】．
ＵＦ（Ｉ一罢粤）“２
Ｕ２３
（４）分裂系数
Ｋｒ＝１ＵＦＦ
Ｕｋ
３．７器身结构
由于１２脉波树脂绝缘干式整流变压器为轴向双分裂结构，阀侧绕组一般采用箔式绕组，上下分别出线，网侧绕组上下并联，可单独绕制分别浇注，绕组间采用垫块分隔；也可以将网侧绕组上下浇注成一个整体，这样做可以提高变压器器身的整体强度。３．８上下两半绕组间绝缘距离
由于有较大的横向漏磁存在，１２脉波树脂绝缘干式整流变压器的上下两半绕组间绝缘距离不能太小，否则变压器的涡流损耗会增大，并导致较小的分裂阻抗值，减小分裂系数，使两组整流桥不能充分并联运行。因此，要适当放大１２脉波树脂绝缘干式整
收稿日期：２００７－０叮一３０
【３Ｊ崔立君．特种变压器理论与计算【Ｍ】．北京：科学技术文
献出版社，１９９６．
ｆ４】路长柏，朱英浩．电力变压器计算【Ｍ】．哈尔滨：黑龙江
科学技术出版社，１９９０．
作者简介：欧阳艳（１９７２一），女，江苏南通入，福州天字电气股份有限公司主管设计师，主要从事干式变压器设计工作。ｇ
ｌ
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；：主任委员：于海年
第八届《变压器》杂志编辑委员会
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