CN103299378A - 整流器变压器 - Google Patents

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Abstract

一种整流器变压器，包括具有绕组(5.1，5.2，5.3)的至少一个次级(5)，每个绕组一对磁饱和电抗器(6.1，6.4)，饱和电抗器(6.1)的一个具有一个或多个第一汇流条(10.1)并且另一个具有一个或多个第二汇流条(10.2)。饱和电抗器对的所有汇流条被连接至同一绕组。所述或每个第一或第二汇流条被连接至被设计成被连接至整流器(7)的正极或负极臂(7.12)的单个正极或负极端子(2w+)。磁饱和电抗器(6.1，6.4)对的所有汇流条(10.1，10.2)形成由至少一个磁螺绕环(2.1，2.2，2.3)环绕的并且包括至少一个第一汇流条和至少一个第二汇流条的一个或多个组，以便当端子被短路时，组中的汇流条通过相反方向的电流以使得一个方向中的电流总和等于另一个方向中的电流总和。

Description

整流器变压器
技术领域
本发明涉及用于高功率整流器电路的整流器变压器，该高功率整流器电路特别可用于使用直流电流(DC)向负载(这种负载例如为铝电解锅的线)供电。通过指示的方式，其中发生铝电解的锅通过非常大的数量级的、大约为电压4伏特(V)下的350000安培(A)的DC，大量的锅被串联供电。这种高功率整流器电路自然而然地用于给除了电解锅的负载(例如也要求高功率的电弧炉或等离子发生器)供电。通过示例的方式，对于具有串联连接的200个锅且供应有4V电压下的300000A电流(即电解串联的800V)的电解站而言，250兆瓦(MW)的功率是必要的。总之，如果辅助设备需要的话，则该站需要300MW的功率，特别包括用于烧结阳极和铸造。这种功率相当于由核电站单元生成的功率的大约三分之一，即相当大量的功率。
背景技术
回顾变压器具有至少两个绕组，包括至少一个初级和至少一个次级，如果是三相绕组，则绕组可以例如以三角形结构或以星形结构被连接。在本申请中，变压器的初级被设计成通常经由调节变压器或“分接开关”变压器被连接至电网络或“栅格”。变压器的次级用于经由磁饱和电抗器或“饱和电抗器”被连接至具有半导体的Graetz桥式的整流器。在本上下文中，磁饱和电抗器是通过使用磁电路的饱和现象，依靠其可以经由独立电流引起整流器的出口处的DC电压改变的设备。这种磁饱和电抗器使得可能引起DC出口电压非常快但是以有限的幅度改变，由调节变压器调节大幅度，但是更慢并通过连续的分接头。
图1A和1B显示磁饱和电抗器的示例。在图1A中，该磁饱和电抗器为水平延伸，并且在图1B中，该磁饱和电抗器为竖直延伸。磁饱和电抗器包括汇流条1.1、汇流条1.2的组1。该组1被设计成在变压器的次级绕组和正极或负极出口连接端子之间被连接，该正极或负极出口连接端子被设计成被连接至整流器的正极臂或负极臂(图1A和图1B中未显示)。组1的汇流条1.1、汇流条1.2并行连接。它们通常由铜制成。一个或多个磁螺绕环(toroid)2被汇流条组1从中穿过(thread)。该磁饱和电抗器还具有一个或多个电路，该一个或多个电路包括用于调节DC电压的控制电路3。该控制电路3是以环绕磁螺绕环2的至少一个导电控制环或圈的形式。图1A和1B中所示示例的磁饱和电抗器进一步包括以环绕磁螺绕环2的至少一个导电圈的形式的预磁化电路4。可调节直流被引起以流过那些电路。
变压器的绕组位于填充有电介质液体(例如用作电绝缘体和用作冷却液体两者的电介质油)的柜8中。磁饱和电抗器1位于有绕组的变压器的柜8中。在图1中，只显示该变压器的次级5，而没有初级，以免将图弄乱。要被连接至整流器的汇流条端与可从柜8的外面易达到的出口连接端子2w-、2w+、2v-、2v+、2u-、2u+电接触，该连接端子被以常规方式配备有通过变压器的柜8的壁8.1的电介质套管。
图1C显示一个电路，该电路显示次级绕组5.1、5.2、5.3，磁饱和电抗器6.11、6.12、6.21、6.22、6.31、6.32和整流器7的布置。变压器被示出，其中次级5为三相的并具有以三角形结构连接的三个绕组5.1、5.2、5.3，在该三角形结构中三角形的三个顶点对应于被连接至该磁饱和电抗器6.11、6.12、6.21、6.22、6.31、6.32的相端子2u、2v、2w。该磁饱和电抗器6.11、6.12、6.21、6.22、6.31、6.32被图表化地显示为矩形，并且未显示汇流条也未显示磁螺绕环。
每相端子2u，2v，2w对应于次级线圈5.1、5.2、5.3的至少一端，例如在三角形耦合中，绕组5.1的端对应于相端子2w、2v，绕组5.2的端对应于相端子2v、2u，并且绕组5.3的端对应于相端子2u、2w。
每相端子2u、2v、2w连接至两个磁饱和电抗器。相端子2u连接至磁饱和电抗器6.11、6.12。相端子2v连接至磁饱和电抗器6.21、6.22。相端子2w连接至磁饱和电抗器6.31、6.32。
整流器7包括一定数量的臂对7.1、7.2、7.3，每个臂对包括半导体整流器组件D1、D2、D3、D4、D5、D6。
在图1C中，如下所说明的，只显示整流器7的一半。
在臂对7.1、7.2、7.3中，有“正极”臂7.12、7.22、7.32和“负极”臂7.11、7.21、7.31。所有正极臂7.12、7.22、7.32连接至同一正极端子e+并且所有的负极”臂7.11、7.21、7.31连接至同一负极端子e-，在正极端子e+和负极端子e-之间易得到DC出口电压。以DC供电的负载连接在整流器的正极端子e+和负极端子e-之间。
整流器桥为二极管桥，因此保证可靠性和耐用性。每个次级绕组5.1、5.2、5.3具有首先连接至整流器7的负极臂7.11、7.21、7.31且其次连接至整流器7的正极臂7.12、7.22、7.32的端2w、2v、2u。
参考标号2w-指明连接至磁饱和电抗器6.11的负极输出连接端子。当整流器7连接至变压器时，该整流器的负极臂7.11连接至所述负极出口连接端子2w-。参考标号2w+指明连接至磁饱和电抗器6.12的正极出口连接端子。当该整流器7连接至变压器时，该整流器的负极臂7.12连接至所述正极输出连接端子2w+。
同样，参考标号2v-指明连接至磁饱和电抗器6.21的负极出口连接端子。当整流器7连接至变压器时，该整流器的负极臂7.21连接至所述负极出口连接端子2v-。
端子2v+为连接至磁饱和电抗器6.22的正极出口连接端子。当整流器7连接至变压器，整流器的正极臂7.22连接至所述正极出口连接端子2v+。
同样，参考标号2u-指明连接至磁饱和电抗器6.31的负极出口连接端子。当整流器7连接至变压器时，整流器的负极臂7.31连接至所述负极出口连接端子2u-。
端子2u+为连接至磁饱和电抗器6.32的正极出口连接端子。当整流器7连接至变压器时，整流器的正极臂7.32连接至所述正极出口连接端子2u+。
这些出口连接端子2w+、2w-、2v+、2v-、2u+、2u-被放置在变压器柜8的壁8.1上，该臂由虚线图表化地显示。所述出口连接端子2w+、2w-、2v+、2v-、2u+、2u-位于柜的外面，以便整理器7可被连接。
在本申请中，变压器通常包括两个三相初级(未示出)和两个三相次级(只示出它们中的一个)。然后整流器7为12相整流器桥，该12相整流器桥由并行连接的两个六相初级整流器组成，并且每个次级连接至初级六相整流器。这是示出的这个初级六相整流器。
相端子2u、2v、2w从而经由一对磁饱和电抗器连接至臂对7.3、7.1、7.2。一对磁饱和电抗器(例如6.11、6.12)在一侧被连接至同一相端子2w并在另一侧被连接至同一对7.1的正极和负极整流器臂7.11、7.12。
图1D更详细地显示磁饱和电抗器6.11、6.12、6.21、6.22、6.31、6.32并且显示它们在整流器7中是如何连接的。针对每个磁饱和电抗器6.11、6.12、6.21、6.22、6.31、6.32可清楚的看出，两个汇流条1.1、1.2的组并行连接，该组的一端是经由出口连接端子2w+、2w-、2v+、2v-、2u+、2u-要被连接至整流器的臂并且另一端是在相端子2w、2v、2u处要被连接至次级5.1、5.2、5.3的至少一个绕组。每个汇流条1.1、1.2的组(即每个磁饱和电抗器)示出4个磁螺绕环2。
在变压器中，汇流条组可水平或竖直地安装。
图1E显示柜臂8.1的面视图，这个臂8.1配备有连接至磁饱和电抗器的六个出口连接端子2u+、2u-、2v+、2v-、2w+、2w-。使整流器的臂连接至所述出口连接端子。
被设计成连接至整流器的负极臂的负极出口连接端子2u-、2v-、2w-是在臂8.1的下面部分中并且被设计成连接至整流器的正极臂的正极出口连接端子2u+、2v+、2w+是在臂8.1的上面部分中。
带有出口连接端子2u-、2v-、2w-和2u+、2v+、2w+的这样布置，被设计成连接至同一相端子2w、2v、2u的磁饱和电抗器6.11、6.12被头接尾地布置，有：针对参考标号6.12的磁饱和电抗器中的一个，连接至正极出口连接端子2w+的端指向上，以及针对另一个磁饱和电抗器6.11，连接至负极出口连接端子2w-的端指向下。
图1F以时序图的形式显示，对于相u，当整流器正在运行时，电流I2u+(t)和I2u-(t)在连接至同一相端子2u的磁饱和电抗器6.31、6.32的两组汇流条中流动。对于时间段的三分之一，每个磁饱和电抗器6.31、6.32经历几乎是系数+Id，-Id矩形的单向电流。
电流在同一磁饱和电抗器的汇流条中是在相同方向中的，然而电流在连接至同一次级绕组的两个磁饱和电抗器中是在相反方向中的。
在大约5千安培的一定数量级的DC Id之上，由磁饱和电抗器组生成的电压降不再取决于所述电流的数量级。
变压器经受性能和一致性测试，该测试包括使得可以确定变压器的短路特征(特别变压器的短路阻抗、变压器的短路损失、和变压器的短路发热)的短路测试，从其可推导变压器的负载特征。特别在标准IEC 60076-1的段落10.4中描述了这种短路测试的情况。
在那些短路测试期间，出口连接端子2u+、2u-、2v+、2v-、2w+、2w-被短路，即它们都被连在一起。
在短路测试期间，当短路电压被施加到变压器的初级时，标称电流被假定为流经变压器的初级和次级绕组以及流经磁饱和电抗器的汇流条。该短路电压和该由此发生的电流应当基本上为正弦曲线，然而在磁饱和电抗器的汇流条中(即在由同一磁螺绕环环绕的汇流条组中)，电流在相同的方向中流动并且它们在磁螺绕环上的磁效应加在一起以生成附加的阻抗和使短路损失和阻抗测量变形的、或事实上阻止这种测量的进行的大电流和电压谐波。
因此，变压器柜中的磁饱和电抗器的存在使特定于变压器有功部分(即特定于磁饱和电抗器的绕组和它们的芯)的短路测试的结果变形。在该测试期间，通过将适当的基本上正弦曲线的电压施加至初级绕组来针对初级-次级绕组对测量短路损失和阻抗，以为了获得分配给变压器的、被短路的次级绕组的电流。由于磁螺绕环的存在，所以测量值大于只针对变压器而获得的值。另外，磁螺绕环生成破坏测量的电压和电流谐波。
旨在在变压器上执行短路测试的方法中的一种要求附加的测试设备，该附加的测试设备例如补偿由磁螺绕环的存在所生成的附加无功功率而正确标注尺寸的电容器柜，以及适合于测量由磁螺绕环的存在所生成的电流和电压谐波分量的测量仪器。此外，用这种方法，短路阻抗和短路损失不是在如标准IEC60076-1的10.4段所要求的大约正弦曲线电压下的标称频率处测量的。测量是间接的，谐波效应由以进行的测量为基础的计算来估计，并且由磁饱和电抗器的磁螺绕环生成的附加阻抗被推断出。然后，测量值被针对这些推断出的数量级而矫正以为了获得要寻找的结果。
以要被用在同一设施中并且在车间中的串联变压器中的所有变压器为基础，当绕组在柜外且为干燥的时，并且在减少的被注入初级的馈送电流的情况下，其他方法包括在测量初级-次级绕组对的短路损失和短路阻抗中，并且包括在只将完全装配但没有磁饱和电抗器的变压器中的一个放置在测试平台以为了使其经受遵循标准IEC60076-1的10.4段而执行的短路测试。然后针对在柜外进行的和在测试平台上进行的测量之间的设备而获得的差额被加到干燥的且柜外进行的其他变压器的测量的结果，以为了获得要寻找的结果。
第二种方法是耗费时间且昂贵的。针对所有变压器而系统地在柜外且干燥进行的测量破坏车间的运行。
然后经受在平台上的测试的变压器返回至被清空其电介质液体的、该被带至柜外以为了使磁饱和电抗器被安装，被放置在气相加热室中以为了干燥，然后被放回需要被再次被填充的柜中的车间。然后变压器可再一次被呈交给测试平台用于其它标准化测试。所有的那些操作在劳动力方面是昂贵的，但是主要花费由在测试平台处导致的附加拥塞造成，其在制造功率变压器的过程中已经构成瓶颈。
发明内容
本发明的一个目的是提出配备有磁饱和电抗器的整流器变压器，该磁饱和电抗器对单独的变压器的短路阻抗和短路损失测量没有或几乎没有影响，一旦变压器被完全装配在柜中并且配备有具有磁螺绕环的磁饱和电抗器，则进行那些测量。
本发明的另一个目的是提出一种用于整流器的变压器，该变压器装配有具有磁螺绕环的磁饱和电抗器并且一旦其被装配在柜中是容易并快速的进行短路测试的，而不要求很多劳动力。
本发明的另一个目的是提出一种用于整流器的变压器，该变压器在其柜中配备有磁饱和电抗器并且适合经历用于确定其短路阻抗和其短路损失的测试，同时还遵循国际标准IEC60076-1的10.4段的建议。
为达到这些目的，本发明更准确地提供一种整流器变压器，该变压器包括：在柜中的至少一个初级、具有相绕组的至少一个次级、每相绕组一对磁饱和电抗器、具有一个或多个第一汇流条的磁饱和电抗器中的一个和具有一个或多个第二汇流条的另一个磁饱和电抗器。磁饱和电抗器对的所有第一和第二汇流条经由一端连接至同一相绕组，所述或每个第一汇流条经由另一端连接至被设计成被连接至该整流器的正极臂的单个正极出口连接端子，所述或每个第二汇流条经由另一端被连接至被设计成连接至该整流器的负极臂的单个负极出口连接端子。磁饱和电抗器对的所有汇流条形成一个或多个组，每组被磁螺绕环或磁螺绕环组环绕，并以如下方式包括一个或多个第一汇流条以及一个或多个第二汇流条：当出口连接端子被短路并且当经由变压器初级对该变压器供应交流电(AC)时，组的汇流条通过相反方向的电流以使得一个方向中的电流或电流总和基本上等于其他方向中的电流或电流总和。
当磁饱和电抗器对中有多个第一汇流条和/或多个第二汇流条时，第一汇流条是并行连接并且/或者第二汇流条是并行连接。
在磁饱和电抗器对中，第一汇流条的数量并非必须等于第二汇流条的数量，但是优选地与之相等。
在由磁螺绕环或磁螺绕环组环绕的汇流条组中，第一汇流条可比所述或每个第二汇流条更靠近所述磁螺绕环或更靠近所述磁螺绕环组的磁螺绕环。
在由磁螺绕环或磁螺绕环组环绕的汇流条组中，由所述磁螺绕环或由所述磁螺绕环组环绕的第二汇流条可比所述或每个第一汇流条更靠近所述磁螺绕环或更靠近所述磁螺绕环组的磁螺绕环。
在一种变形中，一组的第一汇流条或第二汇流条被插在该组的两个第二汇流条或两个第一汇流条之间。
同一磁饱和电抗器的两个第一汇流条和两个第二汇流条可以由不同的磁螺绕环或不同的磁螺绕环组环绕。
当次级中有三个绕组时，三个绕组可以三角形结构连接或以星形结构连接。
为改进变压器柜的紧密性，优选地是所述或每个第一汇流条和所述或每个第二汇流条被基本上竖直地布置在柜中。自然地，它们可被基本上水平地布置在柜中。
至少一个导电控制环围绕磁螺绕环或磁螺绕环组的所有磁螺绕环。
至少一个导电预磁化环围绕磁螺绕环或磁螺绕环组的所有磁螺绕环。
附图说明
在阅读以下实施例的描述上可更好地理解本发明，该实施例仅以非限制性指示的方式以及参考附图而给出，其中：
·图1A和图1B显示已知磁饱和电抗器的示例；
·图1C和图1D图表化地显示次级绕组、磁饱和电抗器以及整流器是如何在已知的整流器变压器中连接的；
·图1E为已知的整流器变压器的臂的面视图；
·图1F显示流经与已知的整流器变压器的次级的u相有关的磁饱和电抗器的汇流条的电流的时序图；
·图2A和2B图表化地显示次级绕组、磁饱和电抗器和整流器是如何在本发明的整流器变压器中连接的；
·图2C显示流经与已知的整流器变压器的次级的u相有关的两组汇流条的电流的时序图；
·图2D、2E、2F、2G显示与本发明的整流器变压器的次级的w相有关的一组或两组汇流条的汇流条的各种布置；
·图3A和3B图表化地显示次级绕组、磁饱和电抗器和整流器是如何在本发明的整流器变压器中连接的一种变型。
·图3C显示流经与本发明的整流器变压器的次级的u相有关的两组汇流条的电流的时序图；以及
·图3D和3E显示与已知的整流器变压器的次级的w相有关的一组汇流条的
汇流条的不同布置；
以下描述的不同图的相同、相似或等同部分具有相似数字参考标识，以这样的方式来便于从一幅图至另一幅。
图中所示的不同部分并不必须以统一比例显示，以为了使图更清楚。
具体实施方式
以下对显示配备有磁饱和电抗器的本发明的变压器的第一示例的图2A进行参考。图2A显示变压器的参考标识为9的初级和为5的次级。初级9由以星形结构布置的三个绕组9.1、9.2、9.3形成。次级5由以三角形结构布置的三相绕组5.1、5.2、5.3组成。
图2B显示本发明的变压器配备有的磁饱和电抗器6.1至6.6，以及所述变压器连接至的整流器7。包含变压器的绕组9、绕组5和磁饱和电抗器6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6的柜8被通过虚线来图表化地显示。
次级绕组5.1、5.2、5.3的三角形的三个顶点对应于要被连接至磁饱和电抗器6.1至6.6的相端子2u、2v、2w。端子2u、2v、2w的每个对应于次级绕组5.1、5.2、5.3的相应端。因此，绕组5.1的端对应于端子2w、2v，绕组5.2的端对应于端子2v、2u，以及绕组5.3的端对应于端子2u、2w。在一种变型中，次级绕组可被布置在如图3B中所示的星形结构中。
每个端子2u、2v、2w被连接至一对磁饱和电抗器6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6(即两个磁饱和电抗器)。端子2u被连接至由磁饱和电抗器6.3和6.6形成的第一对。端子2v被连接至由磁饱和电抗器6.2和6.5形成的第二对。端子2w被连接至由磁饱和电抗器6.1和6.4形成的第三对。
在任一对磁饱和电抗器(例如参考标识为6.1和6.4的磁饱和电抗器)之中，它们中的一个具有一个或多个第一汇流条10.1并且它们中的另一个具有一个或多个第二汇流条10.2。任意一对磁饱和电抗器6.1和6.4的第一汇流条和第二汇流条10.1和10.2都经由一端连接至同一相绕组5.1、5.2、5.3。在图2B中，由于未示出相绕组，所以仅仅示出任意一对磁饱和电抗器6.1、6.4的第一和第二汇流条10.1、10.2两者都经由一端连接至同一相端子2w、2v、2u。在图2A、2B中所示的示例中，两个第一汇流条10.1被显示在磁饱和电抗器6.1中并且两个第二汇流条10.2被显示在磁饱和电抗器6.4中。
在图2D中，在一对中的一个磁饱和电抗器6.1中，只显示一个第一汇流条10.1，并且在该对中的其它磁饱和电抗器6.4中，只显示一个第二汇流条10.2。这是最简单的结构。
在图2E中，在一对中的一个磁饱和电抗器6.1中，只显示一个第一汇流条10.1，并且在该对中的其他磁饱和电抗器6.4中，显示两个第二汇流条10.2。在任意一对中的两个磁饱和电抗器中并非必须第一汇流条的数量和第二汇流条的数量相同。
磁饱和电抗器对的每个第一汇流条10.1被经由另一端连接至被设计成连接至整流器7的正极臂7.12、7.22、7.32的单个正极出口连接端子2u+、2v+、2w+。磁饱和电抗器对的每个第二汇流条10.2被经由另一端连接至被设计成连接至整流器7的负极臂7.11、7.21、7.31的负极出口连接端子2u-、2v-、2w-。整流器7被配置像具有二极管D1至D6的图1C的整流器。
磁饱和电抗器对的汇流条被分布在一组或多组汇流条中，每组由磁螺绕环或由磁螺绕环2.11、2.12、2.21、2.22、2.31、2.32组环绕并且包括至少一个第一汇流条10.1和至少一个第二汇流条10.2。这继续参照图2A和图2B。
图2和图3显示每组汇流条的磁螺绕环的一个组，但这是非限制的。
因此，当首先将出口连接端子2u+、2v+、2w+并且其次将出口连接端子2u-、2v-、2w-短路时并且当以AC经由变压器初级9供应给该变压器时，同一组的(即由同一磁螺绕环或磁螺绕环的同一组2.11、2.12、2.21、2.22、2.31、2.32所环绕的)两个汇流条10.1、10.2在相反的方向通过AC。在这种状况中，由于出口连接端子被短路(即连接在一起)，例如在图2B的虚线附近，二极管D1至D6不介入。在该汇流条10.1中，电流从端子2w+流至端子2w。在该汇流条10.2中，电流从端子2w-流至端子2w。
总计，以任意一个方向流经同一组汇流条10.1、10.2的电流的总和基本上等于以其它方向流经同一组汇流条的电流总和。理所当然地，如果只有一个汇流条通过其中一个方向的电流，则总和被限制至那个电流。那么在组的每个磁螺绕环上感应出的感应是非常小的并且磁螺绕环的效应因而呈现几乎忽略不计。
在图2A、图2B中显示的示例中，对于每相绕组5.1、5.2、5.3，在汇流条组中，存在一个第一汇流条10.1和一个第二汇流条10.2，但是在每个磁饱和电抗器6.1、6.2、6.3、6.4中，有两个第一汇流条10.1和两个第二汇流条10.2。由磁螺绕环组环绕的一组汇流条可对应于属于一对中的两个磁饱和电抗器的汇流条。在图2A、图2B中所示的示例中，有两组汇流条，第二组还具有第一汇流条10.1和第二汇流条10.2，并且磁螺绕环组具有参考标识2.12。
在图2D中，磁螺绕环2.1组环绕由单个第一汇流条10.1和单个第二汇流条10.2形成的一组汇流条。两个磁饱和电抗器只包括两个汇流条10.1、10.2和环绕它们的磁螺绕环2.1组。
在图2E中，磁螺绕环2.1组环绕由单个第一汇流条10.1和两个第二汇流条10.2形成的一组汇流条。两个磁饱和电抗器只包括三个汇流条10.1、10.2和环绕它们的磁螺绕环2.1组。
在图2A、图2B中所示的示例中，如果更特别地考虑由两组磁螺绕环2.11、2.12环绕的两组汇流条，则被设计成被连接至整流器7的正极臂7.12的第一汇流条10.1是在被设计成被连接至负极臂7.11的第二汇流条10.2的外部。反过来会是可以的，如图2F中所示的那样，否则，如图2G中的，首先一方面，被设计成被连接至正极臂7.12的该第一汇流条10.1是可以位于外部的，并且其次另一方面，被设计成被连接至负极臂7.11的第二汇流条10.2是可以位于外部的。在这种状况下，该第一汇流条和该第二汇流条可被说成是交叉指式的。
图2B显示具有本发明的变压器绕组5.1、5.2、5.3的本发明变压器的次级5以及在柜8(由虚线来图表化显示)中要被发现的磁饱和电抗器。以下论证被用于一相，亦即对应于相端子2w的相。这个相端子2w首先被连接至被设计成被连接至同一正极臂7.12的两个外部第一汇流条10.1的一端并且其次连接至被设计成被连接至同一负极臂7.11的两个内部第二汇流条10.2的一端。两个第一汇流条10.1的另一端形成出口正极连接端子2w+并且两个第二汇流条10.2的另一端形成出口负极连接端子2w-。出口连接端子2w+、2w-会位于柜8的壁8.1上，如图1E中所示的那样。
如图1A和图1B中所示的，如果磁环形线圈是唯一一个环绕汇流条组，则磁环形线圈或者一组磁环形线圈配备有控制电路3和可选地配备有包括预磁化电路的其他电路。这些电路只在图2E中是可见的。
在有连接的整流器7的运行中，对于每个时间段的三分之二时间段，环绕连接至同一相端子的一组汇流条的磁螺绕环组遇见几乎为矩形并且系数Id/2的一个方向电流。图2C显示流经一组汇流条的电流的时序图，这些汇流条被连至相端子2u。
IT(t)＝I2u+(t)/2-I2u-(t)/2
当幅度Id/2足够大时，对于等同于图1D中显示的组的由磁螺绕环组环绕的一组汇流条组并且基本上相同的磁螺绕环的控制，在整流器出口处获得的电压降和图1的常规示例基本上是一样的。
以不完全的方式，图3A和图3B显示装配有控制磁饱和电抗器的本发明的变压器的另一个示例。
在这个示例中，变压器包括具有布置为星形结构的变压器的三个绕组5.1、5.2、5.3的至少一个三相次级5。三个绕组5.1、5.2、5.3的每个有公共端(未参考标识)并且另一端形成相应的相出口2u、2v、2w。
在这个示例中，每个相端子2u、2v、2w连接至磁饱和电抗器6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6的对，该对磁饱和电抗器共享一个或多个公共磁螺绕环，并且在图3中所示的示例中，共享磁螺绕环2.1、2.2、2.3的一个公共组。
如上文的，磁饱和电抗器6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6的对具有一个或多个第一汇流条10.1和一个或多个第二汇流条10.2。对的每个第一和第二汇流条10.1和10.2经由第一段连接至同一相绕组2u、2v、2w。
一对磁饱和电抗器6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6的每个第一汇流条10.1经由另一端连接至被设计成被连接至整流器7的正极臂7.12、7.22、7.32的单个正极出口连接端子2u+，2v+，2w+。一对磁饱和电抗器6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6的每个第二汇流条10.2经由另一端连接至被设计成被连接至整流器7的负极臂7.11、7.21、7.31的单个负极出口连接端子2u-，2v-，2w-。
在一对磁饱和电抗器6.1、6.4；6.2、6.5；6.3、6.6中，第一汇流条10.1并行连接，并且同样应用到第二汇流条10.2。
在图3A中，例如从相端子2w开始，在相端子2w和负极出口连接端子2w-之间有并行连接的两个第二汇流条10.2。以相同的方式，在相端子2w和正极出口连接端子2w+之间有并行连接的两个第一汇流条10.1。
和其它第一汇流条和其它第二汇流条一起，相同的连接结构被发现。
在这个示例中，磁饱和电抗器6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6对的第一汇流条10.1和第二汇流条10.2，即被连接至同一相端子的汇流条，属于同一组。这意味着它们是由同一磁螺绕环2.1、2.2、2.3组所环绕。可在图3A中看出，在这个汇流条组中，两个第一汇流条10.1更远离磁螺绕环2.1、2.2、2.3并且两个第二汇流条10.2更靠近磁螺绕环2.1、2.2、2.3。
相反的状况可在图3D中观察到，其中是两个第二汇流条10.2更远离磁螺绕环2.1，并且两个第一汇流条10.1更靠近磁螺绕环2.1。在又另一个变型中，如图3E中所示，第一汇流条10.1和第二汇流条10.2被交替放置。第一汇流条10.1中的一个靠近磁螺绕环2.1并且另一个从此更远离。同样应用到第二汇流条10.2。
图3B显示磁饱和电抗器和次级5的绕组5.1、5.2、5.3之间的连接结构。次级5的绕组5.1、5.2、5.3以星形结构连接。每个绕组有和次级其他绕组公共的一端，并且另一个形成相应的相端子2u、2v、2w。
在这个实施例中，如果磁螺绕环是唯一一个环绕汇流条组的，则磁螺绕环或磁螺绕环组配备有至少一个控制电路并且可选地装配有包括预磁化电路的其他电路。这些电路与图1A和图1B中显示的电路相似，并且它们未在图3中示出，以为了不将图弄乱。
磁饱和电抗器中的汇流条的数量可大于2。在汇流条组中，第一汇流条的数量可不同于第二汇流条的数量。然而，作出措施以使第一汇流条的数量和第二汇流条的数量之间的差额小于2。
在这个示例中，当出口连接端子2w+、2w-、2v+、2v-、2u+、2u-被短路(这样可能执行短路测试)时，在以一个或多个磁螺绕环环绕的汇流条组中，电流在任一瞬间以相反的方向流经被设计成一端连接正极臂且另一端连接至整流器的负极臂的两个汇流条。这些电路的系数基本上相等，只要在汇流条组中，有和第二汇流条一样多的第一汇流条。这些电流在磁环转线圈上的效应抵消。如果在汇流条组中有不一样数量的第一汇流条和第二汇流条，则在磁螺绕环组中的每个上感应出的感应总是小的，并且结果，磁螺绕环的效应因此被呈现出几乎忽略不计。
在有连接的整流器7的运行中，对于每个时间段的三分之二时间段，由磁螺绕环环绕的每组汇流条遇见为几乎矩形且系数Id的一个方向的电流。图3C显示流经同一组汇流条的电流时序图。
IT(t)＝I2u+(t)/2-I2u-(t)/2
当幅度Id足够大时，在整流器出口处获得的电压降基本上与图1的常规示例一样，由磁螺绕环组环绕的一组汇流条几乎与图1D中显示的组相同并且磁螺绕环的控制基本上相同。
配备有磁饱和电抗器的本发明的变压器的优点为变压器的技术指标测试可在安装了磁螺绕环和充满了电介质冷却液体的柜的情况下执行，并且特别遵循国际标准IEC60076-1的建议。
技术指标测试可在测试平台上执行，从而避免由于在装配车间中的部分测试而造成的扰乱。
变压器的所有技术指标测试可被一次执行以使接受在测试处出现的变压器的各方满意。
在制造变压器的工厂中，安排测试被简化，使测试可以更流畅地发生并且减少在测试平台处的瓶颈。
变压器的技术指标测试所花时间显著减少。递送为相同应用(例如铝电解)设计的一系列变压器的交付时间减少大约十二分之一。
在图3的结构中，磁螺绕环的数量与图1的结构比较被减半，这是因为针对任意一相，对于连接至同一相端子的所有汇流条只有一个磁螺绕环或一个磁螺绕环组。
磁螺绕环的质量和体积几乎被减半。节省的空间是显著的，并且应当导致变压器柜的尺寸的减少。
在本发明的两个结构中，磁螺绕环中的感应的频率与图1中显示的常规解决方案比较被加倍。然而，生成的损失和噪音与常规结构相比被减少。
尽管已详细地显示并描述本发明的多个实施例，但是可以理解的是，在不超出本发明范围的情况下，可进行各种变化和变型。

Claims (12)

1.一种整流器变压器包括：在柜(8)中的，至少一个初级(9)、带有相绕组(5.1，5.2，5.3)的至少一个次级、每相绕组一对磁饱和电抗器(6.1，6.4)，所述磁饱和电抗器(6.1)中的一个具有一个或多个第一汇流条(10.1)并且另一个具有一个或多个第二汇流条(10.2)，所述饱和电抗器对的所有所述第一和第二汇流条经由一端连接至同一所述相绕组(5.1，5.2，5.3)，所述或每个第一汇流条(10.1)经由另一端连接至被设计成被连接至所述整流器(7)的正极臂(7.12)的单个正极出口连接端子(2w+)，所述或每个第二汇流条(10.2)经由另一端被连接至被设计成被连接至所述整流器的负极臂(7.11)的单个负极出口连接端子(2w-)，所述整流器变压器的特征在于，所述磁饱和电抗器(6.1，6.4)对的所有汇流条(10.1，10.2)形成一个或多个组，每组被磁螺绕环或磁螺绕环(2.1，2.2，2.3)组环绕并且以如下方式包括一个或多个第一汇流条和一个或多个第二汇流条，所述方式为当所述出口连接端子被短路以及当所述变压器经由其初级被供应AC时，组的汇流条通过相反方向的电流以使得一个方向中的电流或电流总和基本上等于另一个方向中的电流或电流总和。
2.根据权利要求1所述的整流器变压器，其中，当所述磁饱和电抗器(6.1，6.2，6.3，6.4，6.5，6.6)对中有多个第一汇流条(10.1)和/或多个第二汇流条(10.2)时，所述第一汇流条(10.1)被并行连接并且/或者所述第二汇流条(10.2)被并行连接。
3.根据权利要求1或2所述的整流器变压器，其中，在所述磁饱和电抗器(6.1，6.4)对中，所述第一汇流条(10.1)的数量等于所述第二汇流条(10.2)的数量或事实上所述第一汇流条(10.1)的数量不同于所述第二汇流条(10.2)的数量。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的整流器变压器，其中，在由所述磁螺绕环或所述磁螺绕环(2.1，2.2，2.3)组环绕的汇流条组中，所述第一汇流条(10.1)比所述或每个第二汇流条(10.2)更靠近所述磁螺绕环或更靠近所述磁螺绕环(2.1，2.2，2.3)组的磁螺绕环。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的整流器变压器，其中，在由所述磁螺绕环或所述磁螺绕环(2.1，2.2，2.3)组环绕的汇流条组中，由所述磁螺绕环或所述磁螺绕环(2.1，2.2，2.3)组环绕的第二汇流条(10.2)比所述或每个第一汇流条(10.1)更靠近所述磁螺绕环或所述磁螺绕环组的磁螺绕环。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的整流器变压器，其中，一组中的第一汇流条(10.1)或第二汇流条(10.2)被插在所述组的两个第二汇流条(10.2)或两个第一汇流条(10.1)之间。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的整流器变压器，其中，同一磁饱和电抗器(6.1)的两个第一汇流条(10.1)或两个第二汇流条(10.2)由不同的磁螺绕环或不同的磁螺绕环(2.1，2.2)组环绕。
8.根据之前任意一项权利要求所述的整流器变压器，其中，所述次级的所述三个绕组(5.1，5.2，5.3)以三角形结构或星形结构连接。
9.根据之前任意一项权利要求所述的整流器变压器，其中，所述或每个第一汇流条(10.1)和所述或每个第二汇流条(10.2)被基本上竖直地布置在柜(8)中。
10.根据权利要求1至8中的任一项所述的整流器变压器，其中，所述或每个第一汇流条(10.1)和所述或每个第二汇流条(10.2)被基本上水平地布置在柜(8)中。
11.根据之前任意一项权利要求所述的整流器变压器，其中，至少一个导电控制环(3)围绕所述磁螺绕环或所述磁螺绕环(2.1，2.2，2.3)组的所有磁螺绕环。
12.根据之前任意一项权利要求所述的整流器变压器，其中，至少一个导电预磁化环(4)围绕所述磁螺绕环或所述磁螺绕环(2.1，2.2，2.3)组的所有磁螺绕环。
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