整流变压器是整流设备的电源变压器。整流设备的特点是原方输入电流，而副方通过整流原件后输出直流。变流是整流、逆流和变频三种工作方式的总称，整流是其中应用最广泛的一种。作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。工业用的整流直流电源大部分都是由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的。由于整流变绕组电流是非正弦的含有很多高次谐波，为了减小对电网的谐波污染，为了提高功率因数，必须提高整流设备的脉波数。

简介

整流变压器是整流设备的电源变压器。整流设备的特点是原边输入交流，而副边输出通过整流元件后输出直流。作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。工业用的整流直流电源大部分都是由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的。

整流变压器是专供整流系统的变压器。

功能：

1.是供给整流系统适当的电压；

2.是减小因整流系统造成的波形畸变对电网的污染。

用途

广泛用于照明、机床电器、机械电子设备、医疗设备、整流装置等。产品性能均能满足用户各种特殊要求。

一、电化学工业

这是应用整流变最多的行业，电解有色金属化合物以制取铝、镁、铜及其它金属；电解食盐以制取氯碱；电解水以制取氢和氧。

二、牵引用直流电源

用于矿山或城市电力机车的直流电网。由于阀侧接架空线，短路故障较多，直流负载变化辐度大，电机车经常起动，造成不同程度的短时过载。为此这类变压器的温升限值和电流密度均取得较低。阻抗比相应的电力变压器大30%左右。

三、传动用直流电源

主要用来为电力传动中的直流电机供电，如轧钢机的电枢和励磁。

四、直流输电用

这类整流变压器的电压一般在110kV以上，容量在数万千伏安。需特别注意对地绝缘的交、直流叠加问题。

此外还有电镀用或电加工用直流电源，励磁用直流电源，充电用及静电除尘用直流电源等。

工作原理

应用整流变最多的化学行业中，大功率整流装置也是二次电压低，电流很大，因此它们在很多方面与电炉变是类似的，即前所述的结构特征点，整流变压器也同样具备。整流变压器最大的特点是二次电流不是正弦交流了，由于后续整流元件的单向导通特征，各相线不再同时，流有负载电流而是软流导电，单方向的脉动电流经滤波装置变为直流电，整流变压器的二次电压，电流不仅与容量连接组有关，如常用的三相桥式整流线路，双反量带平衡电抗器的整流线路，对于同样的直流输出电压、电流所需的整流变压器的二次电压和电流却不相同，因此整流变压器的参数计算是以整流线路为前提的，一般参数计算都是从二次侧开始向一次侧推算的。

由于整流变绕组电流是非正弦的含有很多高次谐波，为了减小对电网的谐波污染，为了提高功率因数，必须提高整流设备的脉波数，这可以通过移相的方法来解决。移相的目的是使整流变压器二次绕组的同名端线电压之间有一个相位移。

移相方法

移相方法就是二次侧采用量、角联结的两个绕组，可以使整流电炉的脉波数提高一倍。

对于大功率整流设备，需要脉波数也较多，脉波数为18、24、36等应用的日益增多，这就必须在整流变压器一次侧设置移相绕组来进行移相。移相绕组与主绕组联结方式有三种，即曲折线、六边形和延边三角形。

用于电化学行业的整流变压器的调压范围比电炉变压器要大的多，对于化工食盐电解，整流变压器调压范围通常是56%–105%，对于铝电解来说，调压范围通常是5%–105%。常用的调压方式如电炉变压器一样有变磁通调压，串联变压器调压和自耦调压器调压。另外，由于整流元件的特性，可以在整流电炉的阀侧直接控制硅整流元件导通的相位角度，可以平滑的调整整流电压的平均值，这种调压方式称为相控调压。实现相控调压，一是采用晶阀管，二是采用自饱和电抗器，自饱和电抗器基本上是由一个铁芯和两个绕组组成的，一个是工作绕组，它串联联结在整流变压器二次绕组与整流器之间，流过负载电流；另一个是直流控制绕组，是由另外的直流电源提供直流电流，其主要原理就是利用铁磁材料的非线性变化，使工作绕组电抗值有很大的变化。调节直流控制电流，即可调节相控角α，从而调节整流电压平均值。

变压器

生产的ZSS、ZS系列整流变压器用作整流装置的电源变压器，其作用是向整流器提供交流电源，整流器再将交流电变换为直流电，从而进行直流供电。主要应用于冶金、化工、机车牵引与传动等行业。产品节能、低损耗、低噪声、抗冲击和抗短路能力强。过载能力强、结构紧凑、体积小、供电可靠等优点。

性能特点

（1）电气性能稳定：产品结合负载特点和电网电压波动、大气过电压情况，根据整流变压器的负载状况，确定合理、可靠的绝缘水平和绝缘模型，充分保证产品的电气性能可靠和稳定。产品环境安全系数≥1.67。

（2）动稳定程度高：产品绕组有较高的机械强度，具有较强的抗突发能力，以满足极恶劣的负载环境。在设计、制造过程中较好地消除了变压器漏磁引起的或非正常运输可能造成的动不稳定源。产品具有较高的动稳定性。高抗阻，比同容量的电力变压器的阻抗高30%，以抑制di/dt，有效保护整流元件。

（3）热稳定性好：先进的产品设计，严格控制产品的发热部位及最热点温升，并留有充分的温升裕度，如需要可在线圈内加添轴向油道，根据线圈负载损耗值选择冷却方式并合理分配油流量，达到最佳冷却效果，主要温升指标均比国标至少低5℃。线圈、引线采用铜导线，电流密度选取较低。

（4）过载能力强：产品具有较强的过负载能力和过电压能力，可在额定负载情况下长期安全运行，可在110%过电压情况下满负载长期安全运行（环境温度40℃）；变压器与电机相联的端子上能承受1.5倍额定电流，历时5S。产品设计、制造充分考虑负载特性，从温升、绝缘性能及附件选择等各方面满足过载要求。

（5）性能指标优越：空载电流设计、制造值低于同容量S9系列变压器的国标规定值为依据，充分用户使用的经济性和可靠性。

（6）节电效果明显，噪声低（<65dB）。

（7）结构简化，外形美观；油箱采取防渗漏设计工艺，可杜绝油箱渗漏。

结构特点

（1）铁芯：采用30Q130高导磁硅钢片，同时采用选进的3～6级step-lap core stacking步进多级叠片方式，有较降低了空载损耗、空载电流和噪声。

（2）绕组：电磁线采用了高导电率的无氧铜导线，绕组采用园筒式、双饼式和新型螺旋式等结构的整体套装新工艺，使产品结构更紧凑，主绝缘能等到有效保证，对首尾层进行加强，提高了绝缘性能。绕组外表面缠绕高强度的紧缩带，提高了绕组的机械强度，使产品的抗冲击能力和抗短路能力大提高。

（3）器身：器身绝缘垫块均采用高强度的层压木和层压纸板支撑，使绕组的端部的支撑面积达到95%以上，进一步提高了产品抗短路能力，提高产品的运行可靠性。器身与箱盖的连接采用了呆板带缓冲结构，克服了器身“悬空”和“顶盖”现象。绝缘材料均采用高强度、高密度电缆纸包绕，其允许的压力应为45Mpa。

（4）油箱：油箱采用散热油管（双排和三排油管采用插片方式），或采用阶梯片式散热器，在同样的箱壁面积下增加了散热能力；测算也可根据用户要求安装片式散热器或采用波纹油箱，及强油风冷或强油水冷散热器。油箱表面处理：变压器外壳油漆采用“三防漆”（防盐雾、防湿热、防霉菌），此漆与底漆附着力强，装饰性好，薄膜耐油性，耐腐蚀性、保光性、保色性较好，有良好的流平性和遮盖力。

保护装置

整流变压器微机保护装置是由高集成度、总线不出芯片单片机、高精度电流电压互感器、高绝缘强度出口中间继电器、高可靠开关电源模块等部件组成。是用于测量、控制、保护、通讯为一体化的一种经济型保护。

整流变压器微机保护装置的优点

1、可以满足库存配制有二十几种保护，满足用户对不同电气设备或线路保护要求。

2、用于可根椐实际运行的需要配制相应保护，真正实现用户“量身定制”。

3、自定义保护功能，可实现标准保护库中未提供的特殊保护，最大限度满足用户要求。

4、各种保护功能相对独立，保护定值、实现、闭锁条件和保护投退可独立整定和配制。

5、保护功能实现不依赖于通讯网络，满足电力系统保护的可靠性。

整流变压器微机保护装置具备进线保护、出现保护，分段保护、配变保护、电动机保护、电容器保护、主变后备保护、发电机后备保护、PT监控保护等保护功能。

与电磁参数的计算方法

变压器绕组电磁参数的确定

已知条件：直流电压Ud及直流电流Id

（1）三相整流变压器容量的确定

变压器一、二次绕组的容量及变压器的等值容量S均为：

1.047UdId×10-3KVA

（2）二次绕组交流相电压U2

0.4275UdV

（3）二次绕组交流相电流I2

0.8165IdA

（4）二次绕组相电压与直流电压的换算

2.34U2

（5）一次绕组交流相电流I1

0.8165Id(U2/U1)

式中：U1一次绕组相电压。

值得提及的是（2）中所得出的相电压仅是理论上的视在计算值，在实际负载运行中由于电压降的存在，故该电压还应在视在计算值的基础上增加相桥臂上整流元件的压降，负载线路的损耗及连接压降，变压器本身的阻抗压降等。同时还要考虑到网侧电压的波动因素，为满足负载条件下额定直流电压的输出，可在变压器一次绕组中增加无激磁±5%的调压分接。

对增加后的二次相电压U2，可依据（4）核算成直流电压Ud进行直观比较。

操作方法

技术参数

额定功率：50/60(KVA)

效率(η)：98%

电压比：400/220(V)

外形结构：立式

冷却方式：自然冷式

防潮方式：开放式

绕组数目：双绕组

铁心结构：心式

冷却形式：干式

铁心形状：U型

电源相数：单相

频率特性：低频

型号：Satons-ZDG-30/0.4

应用范围：整流

整流电路

常用整流电路为单相半波、单相全波、三相半波、三相全波（Y或△）桥式、三相曲折式（Zo形）、六相Y形（中点接线）、六相叉形（又曲折形）、六相Y形并联桥式（带平衡电抗器）、六相△Y形串联桥式、十二相四曲折形带平衡电抗器、六相Y形或△形式、六相（十二、二十四相）双反星形带平衡电抗器，或多套并联桥式、双反星电路。直流电流可达25KA，直流电压从几十伏至几百伏，阀侧常采用同相逆并联方法出线。

适用标准

（1）通用标准：GB1094.1～2－1996；GB1094.3～5－1985《电力变压器》；JB2530－79《电力变流变压器》(本标准已废止，用《JB-T8636-1997电力变流变压器》替换)；

（2）专业标准：JB/DQ2113－84《电化学用整流变压器》。

修理维护

常见问题：

1．整流变压器的冷却介质有哪几种？

要把热量从变频器中带出来，可以借助的介质一般有三种：空气、水、油。高压变频器的发热部件主要是两部分：一是整流变压器，二是功率元件。变压器在早期主要采用油冷却方式，即把变压器浸泡在油箱中，由于油比空气的比热大、绝缘强度高，这种散热方式是大功率变压器的主流散热。但是，由于油品需要维护，引出线处的密封不好解决，随着绝缘材料的进步，在中小功率等级，干式变压器已经占主导地位。干式变压器借助于空气进行冷却。变压器还可以采用水冷的方式，即将变压器的线圈做成中空的，内部通纯净水，利用纯净水带走热量。

2．变压器设计的基本问题是什么？

变压器设计的基本问题是磁通和电流密度。变压器的电流与容量成正比，电流密度的大小（即导线的粗细）按照导体的发热量来考虑。对于磁通，电磁学的基本关系式为u=4.44fwΦ，其中u为电压；f为频率，在这里为50Hz，定值；w为线圈的匝数；Φ是磁通量。由于硅钢片的磁通密度B受到材料的限制，一般仅能设计到1.4-1.8特斯拉，而Φ=BS,所以，要增大Φ，一般只能增大铁芯的截面积。变压器的铁芯一般为三相柱式，铁芯的截面积按照上述公式可以确定，铁芯窗口的大小则要考虑把线圈放进去为原则。容量越大的变压器，导线越粗，铁芯的窗口就需要越大。

在变压器的设计中，铜和铁的用量可以均衡考虑。因为一旦变压器的容量确定了，电流就确定了，导线的粗细也就确定了，增大匝数W，磁通Φ就可以小一些，铁芯的截面积就可以小一些，但是要把这些匝数绕进去，铁芯的窗口要大一些；相反，减小匝数W，磁通Φ就要大一些，铁芯的截面积要大一些，但是铁芯的窗口可以小一些。

3．变压器的容量和什么有关？

由上述第二个问题的分析可以看出，铁芯的选择与电压有关，而导线的选择与电流有关，即导线的粗细直接与发热量有关。也就是说，变压器的容量只与发热量有关。对于一个设计好的变压器，如果在散热不好环境中工作，假如为1000KVA，如果增强散热能力，则有可能工作在1250KVA。另外，变压器的标称容量还与允许的温升有关，例如，如果一台1000KVA的变压器，允许温升为100K，如果在特殊的情况下，可以允许其工作到120K，则其容量就不止1000KVA。由此也可以看出，如果改善变压器的散热条件，则可以增大其标称容量，反过来说，对于相同容量的变频器，可以减小变压器柜的体积。

所以在有些投标过程中，竞争对手故意标称较大的变压器容量，给用户设计裕量较大的假象，实际上是没有意义的，关键还要看变压器的体积和散热方式。

4．为什么电流源型变频器需要较大的变压器容量？

变压器的设计一般只看额定容量，而不看额定功率，因为其电流只与额定容量有关。对于电压源型变频器，由于其输入功率因数接近于1，所以额定容量与额定功率几乎相等。电流源型变频器则不然，其输入侧变压器功率因数最多等于负载异步电机的功率因数，所以对于相同的负载电机，其额定容量要比电压源型变频器的变压器大一些。

5．什么是干式变压器的绝缘等级？

干式变压器的绝缘等级，并不是绝缘强度的概念，而是允许的温升的标准。比如，B级绝缘允许工作到130℃，H级绝缘允许工作到180℃，所以，H级绝缘允许导线选得细一些。

6．什么叫“H级绝缘，用B级考核温升”？

就是说，变压器采用H级绝缘材料，但是各个点的工作温度不允许超过B级绝缘所允许的工作温度。这实际上是对绝缘材料的一种浪费，但是，变压器的过载能力会很强.

安装条件

1、施工应具备的条件

(1)图纸会审和根据厂家资料编制详细的作业指导书并审批完。

(2)安装箱式变压器有关的建筑工程质量，符合国家现行的建筑工程施工及验收。

(3)预埋件及电缆预埋管等位置符合设计要求，预埋件牢固。

2、施工准备

2.1变压器基础检查

(1)会同业主及监理对变压器基础的建筑施工质量进行检查，并填写记录单，由各方签字确认，对发现的问题及时上报，及时处理。

(2)认真核对变压器基础横、纵轴线尺寸及预埋管位置，并与图纸所给尺寸核对，无误后方可进行下一步工作。

2.2变压器开箱检查

(1)变压器到货后开箱检查时，应会同业主、监理及厂家的有关人员一同检查。

(2)在卸车前测量和记录冲击记录器的冲击值，这个数值应小于3G。

(3)检查变压器外观无损伤，漆面完好，并记录。

(4)检查变压器内部各器件无移位、污染等情况。

3、变压器安装就位

(1)将变压器槽钢基础安装在预埋件上，注意找平、找正，槽钢基础与埋件焊接牢固，焊接部位打掉药皮后涂刷防腐油漆。

(2)在风机吊装完后，吊装变压器直接就位于基础上，利用千斤顶进行找平、找正。

(3)按厂家规定的固定方式（螺接或焊接）进行变压器与基础之间的连接。

(4)若为分体到货，在变压器安装找正后，进行外壳的安装。

(5)悬挂标志牌，清扫变压器箱体内部。

(6)在下一道工序前要作好成品保护工作。

4、箱变至风机之间电缆线路

5、线路复测工序

由于工程的需要，为此采用全站仪、GPS定位系统相结合的方式进行复测。仪器观测和记录应分别由二人完成，并做到当天作业当天检查核对。

线路复测宜朝一个方向进行，如从两头往中间进行，则交接处至少应超过（一基杆塔）两个C桩。要检查塔位中心桩是否稳固，有无松动现象。如有松动现象，应先钉稳固，而后再测量。对复测校准的塔位桩，必须设置明显稳固的标识，对两施工单位施工分界处，一定要复测到转角处并超过两基以上，与对方取得联系确认无误后，方可分坑开挖。复测施工时及时填写记录，记录要真实、准确。如在复测时遇到与设计不符时立即上报不得自行处理。

6、跨越电力线路

跨越施工前应由技术负责人按线路施工图中交叉跨越点断面图，对跨越点交叉角度、被跨越不停电电力线路架空地线在交叉点的对地高度、下导线在交叉点的对地高度、导线边线间宽度、地形情况进行复测。根据复测结果，选择跨越施工方案。

(1)跨越不停电电力线，在架线施工前，施工单位应向运行单位书面申请该带电线路“退出重合闸”，待落实后方可进行不停电跨越施工。施工期间发生故障跳闸时，在未取得现场指挥同意前，严禁强行送电。

(2)跨越架搭设过程中，起重工具和临锚地锚应将安全系数提高20%～40%。

(3)在跨越档相邻两侧杆塔上的放线滑车均应采取接地保护措施。在跨越施工前，所有接地装置必须安装完毕且与铁塔可靠连接。

(4)跨越不停电线路架线施工应在良好天气下进行，遇雷电、雨、雪、霜、雾，相对湿度大于85%或5级以上大风时，应停止作业。如施工中遇到上述情况，则应将己展放好的网、绳加以安全保护。

(5)越线绳使用前均需经烘干处理，还需用5000V摇表测量其单位电阻。

(6)如当天未完成全部索道绳的及绝缘杆固定绳的过线，应将过线绳及引绳收回并妥善保管，不得在露天过夜。

(7)铺放过线引绳及绝缘绳未完全脱离带电线路的过程中，拉绳、绑扎等操作人员必须穿绝缘靴子，戴绝缘手套进行操作。

常见故障

变压器的渗漏是变压器故障的常见问题，特别是一些运行年限已久的变压器更为普遍，轻者污染设备外表影响美观，重者威胁设备安全运行甚至人员生命，变压器的渗漏包括进出空气(正常经吸湿器进入的空气除外和渗漏油。

渗漏原因

造成渗漏的原因主要有两个方面：一方面是在变压器设计及制造工艺过程中潜伏下来的；另一方面是由于变压器的安装和维护不当引起的。变压器主要渗漏部位经常出现在散热器接口、平面碟阀帽子、套管、瓷瓶、焊缝、砂眼、法兰等部位。

1、进出空气

进出空气是一种看不见的渗漏形式。例如套管头部、储油柜的隔膜、安全气道的玻璃、焊缝砂眼以及钢材夹砂等部位的进出空气都是看不见的。多年来，电力系统的主要恶性事故大多是绕组的烧伤事故和因变压器低压出口短路对器身的严重损坏。

2、渗漏油的分类

变压器的渗漏油可分为内漏和外漏两种，而外漏又可分为焊缝渗漏和密封面渗漏两种。

1）内漏：内漏最普遍的就是充油套管中的油以及有载调压装置切换开关油室的油向变压器本体渗漏。

2）外漏：外漏分为焊缝渗漏和密封面渗漏两种：

焊缝渗漏：焊缝渗漏是由于钢板焊接部位存在砂眼所造成的。

密封面渗漏：密封面渗漏情况比较复杂，要具体问题具体分析。在变压器大修或安装过程中应把防止密封面渗漏作为一项重要工作。

解决方案

1、焊接处渗漏油

主要是焊接质量不良，存在虚焊，脱焊，焊缝中存在针孔，砂眼等缺陷，变压器出厂时因有焊药和油漆复盖，运行后隐患便暴露出来，另外由于电磁振动会使焊接振裂，造成渗漏。对于已经出现渗漏现象的，首先找出渗漏点，不可遗漏。针对渗漏严重部位可采用扁铲或尖冲子等金属工具将渗漏点铆死，控制渗漏量后将治理表面清理干净，多采用高分子复合材料进行固化，固化后即可达到长期治理渗漏的目的。

2、密封件渗漏油

密封不良原因，通常箱沿与箱盖的密封是采用耐油橡胶棒或橡胶垫密封的，如果其接头处处理不好会造成渗漏油故障，有的是用塑料带绑扎，有的直接将两个端头压在一起，由于安装时滚动，接口不能被压牢，起不到密封作用，仍是渗漏油。可用福世蓝材料进行粘接，使接头形成整体，渗漏油现象得到很大的控制；若操作方便，也可以同时将金属壳体进行粘接，达到渗漏治理目的。

3、法兰连接处渗漏油

法兰表面不平，紧固螺栓松动，安装工艺不正确，使螺栓紧固不好，而造成渗漏油。先将松动的螺栓进行紧固后，对法兰实施密封处理，并针对可能渗漏的螺栓也进行处理，达到完全治理目的。对松动的螺栓进行紧固，必须严格按照操作工艺进行操作。

4、铸铁件渗漏油

渗漏油主要原因是铸铁件有砂眼及裂纹所致。针对裂纹渗漏，钻止裂孔是消除应力避免延伸的最佳方法。治理时可根据裂纹的情况，在漏点上打入铅丝或用手锤铆死。然后用丙酮将渗漏点清洗干净，用材料进行密封。铸造砂眼可直接用材料进行密封。

5、螺栓或管子螺纹渗漏油

出厂时加工粗糙，密封不良，变压器密封一段时间后便产生渗漏油故障。采用高分子材料将螺栓进行密封处理，达到治理渗漏的目的。另一种办法是将螺栓（螺母）旋出，表面涂抹福世蓝脱模剂后，再在表面涂抹材料后进行紧固，固化后即可达到治理目的。

6、散热器渗漏油

散热器的散热管通常是用有缝钢管压扁后经冲压制成在散热管弯曲部分和焊接部分常产生渗漏油，这是因为冲压散热管时，管的外壁受张力，其内壁受压力，存在残馀应力所致。将散热器上下平板阀门（蝶阀）关闭，使散热器中油与箱体内油隔断，降低压力及渗漏量。确定渗漏部位后进行适当的表面处理，然后采用福世蓝材料进行密封治理。

7、瓷瓶及玻璃油标渗漏油

通常是因为安装不当或密封失效所制。高分子复合材料可以很好的将金属、陶瓷、玻璃等材质进行粘接，从而达到渗漏油的根本治理。