En så kallad ”converter transformer” är en speciell typ av transformator för användning inom HVDC-tekniken. Åke Carlsson på ABB Transformers sammanfattar HVDC-transformatorns egenskaper och funktioner enligt följande:

  • Att förse AC-spänning till två separata kretsar med ett relativt fasskifte på 30 grader för reducering av de lägsta övertonerna 5:an och 7:an.
  • Att agera som en galvanisk barriär mellan AC och DC-systemen och för att förhindra att DC-potential övergår i växelströmsnätet.
  • Med hjälp av en relativt högre reaktiv impedans i AC-tillförseln, minska eventuella kortslutningsströmmar samt kontrollera ”rate of rise” i ventilströmmen under kommutering.
  • Att transformera spänning mellan växelströmsnätet och HVDC-systemet.
  • Genom en relativt stor omsättningskopplare med små steg kunna ge nödvändiga justeringar i källspänningen.

5:e och 7:e övertonen (utdrag ur Harmoniska Övertoner):

De flesta utrustningar inom kraftelektroniken ger upphov till dessa övertoner. Detta på grund av att de är så kallade icke-linjära laster, laster som drar ström puls-vis eller på annat sätt påverkar och förvränger sinusformen hos strömkurvan. Detta innebär att de konverterare som finns i HVDC utrustning bland annat ger upphov till dessa övertoner.

Genom att fasvrida transformatorns två sekundära utgångar med 30 grader elimineras de två lägsta övertonerna. Fasvridningen fås genom att sätta två trefastransformatorer parallellt varav en är Y-Y-kopplad och den andra Y-Δ-kopplad (den 30-gradiga fasvridningen är ett fenomen av Δ-formationen).


Bild återfinns hos allaboutcircuits[dot]com

En ökning av den reaktiva impedansen på HVDC-transformatorer jämfört med traditionella krafttransformatorer bidrar till ett ”segare” strömrusningsförlopp på ventilsidan och lägre kortslutningsströmmar – detta bidrar till att skydda ventilerna men också att ventilens fysikaliska egenskaper har mindre krav på strömtålighet än om en traditionell transformator användes.

Men transformatorns största och viktigaste funktion är fortfarande den som även gäller för vanliga krafttransformatorer: Dess uppgift är att överföra spänning från ett nät till ett annat där spänningsvolym (och talar vi HVDC) även frekvens kan skilja åt.

________________________________________________________________________________________

Källor och information:
Specific requirements on HVDC converter transformers av Åke Carlsson LÄNK (pdf)