励磁系统设计选型计算书.doc

励磁系统设计选型计算书 本规范适用于我公司在针对自并励系统的、方案设计、生产设计等计算过程. 一. 发电机技术参数 额定容量： 额定电压： 额定频率： 励磁方式：自并励 额定励磁电压： 额定励磁电流： 空载励磁电压： 空载励磁电流： 强励倍数 转子电阻 短路比 瞬变电抗Xdˊ 超瞬变电抗Xd″ 发电机定子开路时转子绕组时间常数： 二.系统主要元件的设计计算 1励磁变压器选择 1．1变压器二次侧电压的选择 方式一：变压器二次侧电压的选择原则应考虑在一次电压为80%额定电压时仍能满足强励要求，即： 方式二：按新算法不考虑机端电压下降80%，即： 其中： U2为变压器二次电压 K为强励倍数 Ufn为额定励磁电压 35为三相全控整流电路的整流系数 αmin为强励时的可控硅触发角 考虑换弧压降，实际选择变压器二次侧电压按U2向上近似取整 注：在没有明确要求的情况下，在计算小机组的励磁变压器容量时强励倍数按1.6倍考虑。 1．2变压器额定容量的选择 变压器额定容量可由以下公式确定： S = =* U2*Ifn*1.1*0.816 其中： S为变压器计算容量 U2为变压器二次电压 Ie为变压器二次电流 Ifn为额定励磁电流 1为保证长期运行的电流系数 0.816为三相全控桥交直流侧电流的换算系数 实际上，在确定实际使用的变压器容量时，要考虑实际选择的容量是否与计算的变压器容量相比有5-10%的裕度，在满足技术要求的前提下尽量选择低容量的变压器，有时要通过调整换弧压降来确定最终的变压器容量。 接线组别：Y/△-11，或△/ Y-11 额定容量： kVA 原边电压： kV 副边电压： KV 短路阻抗： % 注：在考虑变压器定货时要明确变压器的形式 2 可控硅元件选型 反向峰值电压计算 每臂元件承受的最大反向电压应小于元件重复反向峰值电压，即： 过电压余度系数，一般取2.0 过电压冲击系数，一般取1.50，现取1. 电源电压升高系数，一般取1.05~1.10，现取1.1 桥臂反向工作电压最大值，.414*整流变副边电压 由此，可算出：1.5*1.1*1.414*整流变副边电压=4.67-5.83*整流变副边电压 （南瑞计算方法：3**整流变副边电压） （科大创新计算方法：3*1.3**整流变副边电压） （洪山计算方法：2.75**整流变副边电压） 2．2 可控硅额定通态平均电流计算 .5-2）KfbId=（1.5-2）2.0*KfbIFN 其中：（1.5-2）：安全系数，本计算取2 Kfb： 控制角为0o时的整流电路电阻负载下的计算系数，三相桥式整流 电路取Kfb=0.368 Id：为2.0倍强励工况下的励磁绕组电流 IFN：发电机额定励磁绕组电流 根据计算可选择可控硅：（ ）-（ ）A/（ ）V 实际选择并联支路计算 设计原则：满足1.1倍励磁电流下长期运行及强励20秒的运行要求，强励20秒的运行要求单整流额定电流应×1.1 实际设计单柜额定电流为A 3．1整流的并联元件数： 整流的并联元件数 其中：为电流裕量系数为单柜最大连续电流值，此处取1.1倍额定励磁电流。为可控硅元件通态平均电流值。 Ka取2，np1=（ ） 1，每臂选用单只可控硅元件满足要求整流的并联数： 其中：为可控硅允许过载倍数，取2.0； 为发电机三相短路时流过转子回路的暂态自由分量电流值，一般（额定励磁电流），此处取3.5（可根据设计计算需要做调整）， 如果 1.0 则单整流桥可以满足包括发电机强励在内的所有运行工况。 实际按N-1原则考虑，选并联整流桥数为2。 注：实际的系统设计中，出于可靠性、机构设计（主要是母排、电缆安装问题）的考虑，有时即使单整流桥能够满足励磁系统的设计要求，往往也要根据实际情况选择双桥或双柜的结构，一般来说，当额定励磁电流小于600A时选择一柜双桥结构，小励磁产品特殊考虑。 4 快速熔断器选用计算 4．1 电路形式的确定 在以往的设计中，我们主要选择每臂一个快熔的三相全控整流电路，但在小励磁系统中选用每相一个快熔的三相全控整流电路。 4．2 额定电压的选择 快速熔断器的额定电压（IRN）应大于励磁变压器低压侧电压。 快熔标称电压：U=（1.2～1.3）×U2 4．3 额定电流的选择 快速熔断器的额定电流（有效值）应按下式进行计算： IR ≤（IRN=IR×K= Ifn×0.577×K）≤（适用于单臂单快熔） IR ≤（IRN=IR×K= Ifn×0.816×K）≤（适用于单相单快熔） 其中： IR为额定励磁时流经每个桥臂的电流有效值，IR=Ifn×