勵磁系統(tǒng)選型計算書

1、實用文檔勵磁系統(tǒng)選型計算書.發(fā)電機技術(shù)參數(shù)額定容量：額定電壓：額定頻率：勵磁方式：自并勵額定勵磁電壓：額定勵磁電流：空載勵磁電壓：空載勵磁電流：強勵倍數(shù)轉(zhuǎn)子電阻短路比瞬變電抗Xd，超瞬變電抗Xd'發(fā)電機定子開路時轉(zhuǎn)子繞組時間常數(shù):二.系統(tǒng)主要元件的設(shè)計計算 1勵磁變壓器選擇1. 1變壓器二次側(cè)電壓的選擇80%額定電壓方式一：變壓器二次側(cè)電壓的選擇原則應考慮在一次電壓為 時仍能滿足強勵要求，即：1=08方式二：按新算法不考慮機端電壓下降80%,即:K UfnU2 二1.35 cos： min其中：U2為變壓器二次電壓K為強勵倍數(shù)Ufn為額定勵磁電壓1. 35為三相全控整流電路的整流系數(shù)

2、a min為強勵時的可控硅觸發(fā)角考慮換弧壓降，實際選擇變壓器二次側(cè)電壓按U2向上近似取整注：在沒有明確要求的情況下，在計算小機組的勵磁變壓器容量時強勵倍數(shù) 按1.6倍考慮。2. 2變壓器額定容量的選擇變壓器額定容量可由以下公式確定：S = 3U2le=.3* U2*Ifn*1.1*0.816其中：S為變壓器計算容量U2為變壓器二次電壓Ie為變壓器二次電流Ifn為額定勵磁電流1. 1為保證長期運行的電流系數(shù)0.816為三相全控橋交直流側(cè)電流的換算系數(shù)實際上，在確定實際使用的變壓器容量時，要考慮實際選擇的容量是否與計 算的變壓器容量相比有5-10%的裕度，在滿足技術(shù)要求的前提下盡量選擇低容量 的變

3、壓器，有時要通過調(diào)整換弧壓降來確定最終的變壓器容量。接線組別：Y/A-11,或/ Y-11額定容量：kVA原邊電壓：kV副邊電壓：KV短路阻抗：%注：在考慮變壓器定貨時要明確變壓器的形式2可控硅元件選型2. 1可控硅反向峰值電壓計算每臂元件承受的最大反向電壓應小于元件重復反向峰值電壓，即：U RRM - K uK cgK e U ARM其中：Ku過電壓余度系數(shù)，一般取2.0-2.5Kcg過電壓沖擊系數(shù)，一般取1.50,現(xiàn)取1.5Ke電源電壓升高系數(shù)，一般取1.051.10,現(xiàn)取1.1Ua r橋臂反向工作電壓最大值，Uarm =1.414*整流變副邊電壓由此，可算出：Uarm =2*1.5*1.

4、1*1.414*整流變副邊電壓=4.67-5.83*整流變副邊電壓（南瑞計算方法：3*42 *整流變副邊電壓）（科大創(chuàng)新計算方法：3*1.3* 72*整流變副邊電壓）（洪山計算方法：2.75* ,2*整流變副邊電壓）3. 2可控硅額定通態(tài)平均電流計算lTa= （1.5-2） KfbId= （1.5-2） 2.0*KfblFN其中：（1.5-2）:安全系數(shù)，本計算取2Kfb：控制角為0o時的整流電路電阻負載下的計算系數(shù)，三相橋式整 流電路取Kfb=0.368Id:為2.0倍強勵工況下的勵磁繞組電流Ifn:發(fā)電機額定勵磁繞組電流根據(jù)計算可選擇可控硅：（）-（）A/ （ ） V實際選擇：（）-（）A

5、/ （ ） V注：在實際選型時，選擇可控硅要在計算值的基礎(chǔ)上考慮生產(chǎn)管理的實際 情況（便于統(tǒng)一選型和采購），實際選擇的可控硅參數(shù)往往大于計算值，這一點 在實際設(shè)計時務必要注意。（科大創(chuàng)新計算方法：單柜額定輸出電流/1.3 ）（洪山計算方法：3*1.1*0.368*額定勵磁電流）（南瑞計算方法：單柜額定輸出電流/1.25 ）3整流橋并聯(lián)支路計算3. 1整流橋額定電流的確定設(shè)計原則：整流橋的額定電流是根據(jù)可控硅及其散熱組件在一定的條件下， 影響可控硅發(fā)熱安全的電流極限， 在選擇整流橋時，整流橋的額定電流必須要滿 足1.1倍勵磁電流下長期運行及強勵 20秒的運行要求，在整流橋的發(fā)熱計算設(shè) 計時已充分

6、考慮強勵20秒的運行要求，因此：單整流橋額定電流應 > 額定勵磁電流 X1.1實際設(shè)計單柜額定電流為（）A3. 1整流橋的并聯(lián)元件數(shù)：整流橋的并聯(lián)元件數(shù)可根據(jù)下式計算：I np1 =0.43Ka-f max文案大全其中：Ka為電流裕量系數(shù)；If max為單柜最大連續(xù)電流值,此處取1.1倍額定勵磁電流I T為可控硅元件通態(tài)平均電流值。計算時，Ka取2,若np1=（ ） < 1,則每臂選用單只可控硅元件滿足要求 （在我們現(xiàn)有的設(shè)計中都是單柜單臂單元件結(jié)構(gòu)），否則就要考慮重新選擇可控 硅。4. 3整流橋的并聯(lián)數(shù):并聯(lián)整流柜的數(shù)量由下式計算:n p2 二I fK1.2九1T其中：Kb為可控

7、硅允許過載倍數(shù)，取 2.0;IfK為發(fā)電機三相短路時流過轉(zhuǎn)子回路的暫態(tài)自由分量電流值，一般如果np23.5 (一)1.2Kb (-)IfK =（34）Ifn （額定勵磁電流），此處取3.5 （可根據(jù)設(shè)計計算需要做調(diào)整）1.4一=()< 1.0Kb則單整流橋可以滿足包括發(fā)電機強勵在內(nèi)的所有運行工況 實際按N-1原則考慮，選并聯(lián)整流橋數(shù)為2。注：實際的系統(tǒng)設(shè)計中，出于可靠性、機構(gòu)設(shè)計（主要是母排、電纜安裝問 題）的考慮，有時即使單整流橋能夠滿足勵磁系統(tǒng)的設(shè)計要求，往往也要根據(jù)實際情況選擇雙橋或雙柜的結(jié)構(gòu)，一般來說，當額定勵磁電流小于600A時選擇一柜雙橋結(jié)構(gòu)，小勵磁產(chǎn)品特殊考慮。4快速熔斷器

8、選用計算5. 1電路形式的確定在以往的設(shè)計中，我們主要選擇每臂一個快熔的三相全控整流電路，但在小勵磁系統(tǒng)中選用每相一個快熔的三相全控整流電路。6. 2額定電壓的選擇快速熔斷器的額定電壓（Irn）應大于勵磁變壓器低壓側(cè)電壓。快熔標稱電壓：U= （1.21.3） XU27. 3額定電流的選擇快速熔斷器的額定電流（有效值）應按下式進行計算：IR < （IRN=IRXK= IfnX0.577XK） 0 1T （適用于 單臂單快熔）IR < （IRN=IRXK= IfnX0.816XK） W "（適用于單相單快熔）其中：IR為額定勵磁時流經(jīng)每個橋臂的電流有效值，IR=IfnX 0.

9、577 （或0.816） Ifn為系統(tǒng)額定勵磁電流K為綜合系數(shù)，為裕度系數(shù)、散熱經(jīng)驗系數(shù)，風速修正系數(shù)，環(huán)境溫度系數(shù) 的綜合，常取1.31.5。設(shè)計中選擇15It為可控硅元件通態(tài)平均電流值。注1：快速熔斷器在1.1 Irn時4小時內(nèi)不會熔斷，在6 Irn時20ms就能熔 斷。注2:在實際選型時，選擇快熔要在計算值的基礎(chǔ)上考慮生產(chǎn)管理的實際情 況，實際選擇的快熔參數(shù)往往大于計算值，這一點在實際設(shè)計時務必要注意。注3:選取時，保證快熔的12t數(shù)值小于可控硅元件的12t數(shù)值。（南瑞計算方法：（0.720.89） *單柜額定輸出電流）（科大創(chuàng)新計算方法：1.35*單柜額定輸出電流/1.732 ）5.滅

10、磁開關(guān)的選擇5. 1額定電壓的選擇選型原則：滅磁開關(guān)的工作電壓大于額定勵磁電壓8. 2額定電流的選擇選型原則：滅磁開關(guān)的工作電流大于并接近于額定勵磁電流的1.1倍注：實際選擇時除了要滿足上述規(guī)定外，還要考慮滅磁開關(guān)產(chǎn)品的電壓、電 流系列。9. 滅磁保護的選擇計算 6. 1保護配置通常，勵磁系統(tǒng)配置的過壓保護有整流橋交流側(cè)過電壓保護（浪涌吸收）；整流橋直流側(cè)過電壓保護（可控硅換相過電壓吸收）；轉(zhuǎn)子反相過電壓吸收；非 全相及大滑差過電壓保護。具體選擇什么樣的保護視技術(shù)協(xié)議而定，一般地， 小 容量機組（小于10MW的水電機組）都不配非全相及大滑差過電壓保護和浪涌 吸收保護。6. 2滅磁方式滅磁方式有

11、線性滅磁和非線性滅磁兩種方式， 目前的設(shè)計中小容量機組一般 選擇線性滅磁，大容量機組選擇非線性滅磁。6. 3線性滅磁電阻計算在線性滅磁系統(tǒng)中，滅磁電阻值選擇越大，滅磁速度越快，同時轉(zhuǎn)子承受的過壓倍數(shù)越高，滅磁電阻為勵磁繞組熱態(tài)電阻值的 35倍。R =（35附 rmcf6. 4非線電阻的滅磁保護計算對于FR1殘壓的選擇，按照IEC規(guī)定，其荷電率不得大于 0.75。FR1的 能量按機組空載最大滅磁能量選擇。滅磁容量選擇計算：按發(fā)電機空載誤強勵計算轉(zhuǎn)子繞組的最大儲能滅磁容量W可由下式計算:W =5 0節(jié)120Td0Rfk=0.16 MJ這里 If。發(fā)電機空載勵磁電流（A）;實用文檔Tdo直軸瞬變開路

12、時間常數(shù)；Rf 轉(zhuǎn)子繞組電阻15七（C）, Ufn/I*k 機組特性系數(shù)，一般水電取 0.5;最后，按67%勺裕度考慮。例如：W=0.16MJE 67%勺裕度考慮取0.24MJ。每個閥片的使用容量為10KJ,實際選擇24片閥片。標稱能量：0.48MJ,使用能量：0.24MJ1） 尖峰吸收器SPA （直流側(cè)尖峰過電壓吸收器）：a=72 xn不加SPA出現(xiàn)的尖峰值為：Ui=2.5 xUa尖峰吸收器SPA殘壓：U 殘=72xUc X 1.12 X 1.5= 1045。注：以上計算為估算，僅供投標參考，詳細計算可聯(lián)系滅磁電阻供貨商。7.勵磁變壓器CT變比計算一般情況下大容量勵磁變壓器高壓側(cè)裝設(shè)兩組 C

13、T甚至三組CT （具體要求 見技術(shù)協(xié)議），高壓側(cè)CT供變壓器保護和測量用。小容量變壓器（小于800KVA） 高壓側(cè)一般裝一組保護CT （詳細配置查詢技術(shù)協(xié)議）7. 1 CT電流計算： S原邊電流Ii ： 3 A3 U1 10S副邊電流12 : A3 U2Ii:變壓器原邊電流I2：變壓器副邊電流U1：變壓器原邊電壓U2：變壓器副邊電壓S:變壓器副邊電壓7. 2 CT變比計算：一般原則：選擇變比時要考慮設(shè)備在額定運行時CT的二次側(cè)電流在3-4A之間。CT的變比為（）A/5A文案大全實用文檔注：勵磁變原邊CT主要用做勵磁變保護的采樣器件，關(guān)于變比的選擇除了 按上述規(guī)定外一般以保護的要求為準。8.起勵

14、裝置設(shè)計8. 1起勵方式：起勵方式有兩種：直流起勵和交流起勵直流起勵一般用于起勵電流較小的場合，否則在起勵瞬間對廠用直流系統(tǒng)沖 擊較大；交流起勵一般用于起勵電流較大的場合。實際上，除非用戶有特別的要求，對于空載電流小于500A的情況選擇直流起勵；對于空載電流大于500A的情況選擇交流起勵。8. 2起勵電流數(shù)值確定：無論是直流起勵還是交流起勵，根據(jù)現(xiàn)場投運經(jīng)驗選取發(fā)電機空載勵磁電流 的10%進行起勵裝置設(shè)計是可行的，所以，在計算起勵電流時按照發(fā)電機空載勵 磁電流的10%進行計算。8. 3發(fā)電機轉(zhuǎn)子電阻估算發(fā)電機轉(zhuǎn)子電阻為發(fā)電機額定勵磁電壓與額定勵磁電流的比值。即 Rz=Ufn/Ifn其中：Rz為

15、發(fā)電機轉(zhuǎn)子電阻Ufn為發(fā)電機額定勵磁電壓Ifn為發(fā)電機額定勵磁電流8. 4直流起勵一般情況下，起勵電源取自廠用直流220V電源。起勵電阻按下式計算：Rql=Uql/Iql-Rz其中：Rql為起勵電阻Uql為起勵電源電壓額定伯：（220V）Iql為確定的起勵電流Rz為轉(zhuǎn)子電阻起勵電阻功率 按下式計算：Wrql1 = Uql2+ Rql 一 ' 一 、 一 一 、其中：Wrql為起勵電阻的計算功率Uql為起勵電源電壓額定伯：（220V）Rql為起勵電阻實際上，考慮起勵時間很短（5秒），起勵電阻的實際功率（Wrql）按計算 功率的10%進行計算。9.電纜選用計算額定勵磁電壓Ufn額定勵磁電流

16、Ifn電纜選用應滿足1.1倍勵磁電流下長期運行的要求，同時要滿足現(xiàn)場安裝方 便和經(jīng)濟性的要求。電纜的電流密度為 2.5A/mm2。9. 1轉(zhuǎn)子側(cè)電纜導線截面積：&= （ Ifn X1.1 ） /2.510. 2勵磁變壓器低壓側(cè)電纜截面積：S= （ Ifn X 1.1 X 0.816 ） /2.5設(shè)計選用YJW芯銅芯電力電纜（交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜），電 纜額定電壓為0.6-1kV。（YJV電纜工作溫度達90度，而VV只有70度，同截面積YJV電纜載流 量大）附電纜載流量表文案大全25"聞O 瞅哺蓊唾京和EU蝴三喇昵191蝴神 屬的'K L ； 口 :；腳

17、白口加砒 3口 w n倡（E加IV/P rJ P Jp .rT W 切 I" j L 一廠 w 小 1 15» 2 /t B 3 30 96 澧門 313 孤73 15 附W TF 珀m13 »30.es n13 x s2 2 5m 2/c 28 3518.918 9播9赭9首芮！打 出 在lB.fi 犯 的J8.9J116117&H1&11J6頁38 II.T& 23 31II.雨 2E 40 JH6c Jr- Jf- JJ- i Jff J/ Jf-ill2 2 2- 2 2 2 at XIOM樂知題k羯 ;45&1S91 85

18、舊舊湖厚 a£Hr CJW AU-o 1 I 1Il II 1前ffiLN國擷：M 岳 Tes a tt 7,H 35 s$ t«<N 4 OS2 56255SS T5 4.61 <5 S 4.H 4 H 4.055,35?！?4 1 14 o1 II】C® 09。瞿 !聘 190 2(5 (.77 OS 2» 3» tS12就4100.430 燈4 3E打2210 m。健HI弧力七350璃。藥0E卯0 3?310加C.3514 1融”10 輔 13 OSS Q% 0J3 別犯 t.S9印n 26B嵇”4it» 心 1.»m nm 欣 i.i而誦139 J6 o n的DM175 J10 GM海0脂230 M O .fi測 0.362ss 沏 Q 361 275350 BJ珈 30 0 J<ia 。西櫥 41S 0 2;1<5 21。 I18 115