励磁系统设计选型计算书

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1、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：10其中：U2

2、为变压器二次电压K为强励倍数Ufn为额定励磁电压1.35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1.1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，

3、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：KV10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2．1可控硅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：其中：过电压余度系数，一般取2.0-2.5过电压冲击系数，一般取1.50，现取1.5电源

4、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，UARM=1.414*整流变副边电压由此，可算出：UARM=2*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ITa=（1.5-2）KfbId=（1.5-2）2.0*KfbIFN其中：（1.5-2）：安全系数，本计算取2Kfb：控制角为0º时的整

5、流电路电阻负载下的计算系数，三相桥式整流电路取Kfb=0.368Id：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：（）-（）A/（）V注：在实际选型时，选择可控硅要在计算值的基础上考虑生产管理的实际10情况（便于统一选型和采购），实际选择的可控硅参数往往大于计算值，这一点在实际设计时务必要注意。（科大创新计算方法：单柜额定输出电流/1.3）（洪山计算方法：3*1.1*0.368*额定励磁电流）（南瑞计算方法：单柜额定输出电流/1.25）3整

6、流桥并联支路计算3．1整流桥额定电流的确定设计原则：整流桥的额定电流是根据可控硅及其散热组件在一定的条件下，影响可控硅发热安全的电流极限，在选择整流桥时，整流桥的额定电流必须要满足1.1倍励磁电流下长期运行及强励20秒的运行要求，在整流桥的发热计算设计时已充分考虑强励20秒的运行要求，因此：单整流桥额定电流应≥额定励磁电流×1.1实际设计单柜额定电流为（）A3．1整流桥的并联元件数：整流桥的并联元件数可根据下式计算：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

7、值。计算时，Ka取2，若np1=（）<1，则每臂选用单只可控硅元件满足要求（在我们现有的设计中都是单柜单臂单元件结构），否则就要考虑重新选择可控硅。3．3整流桥的并联数：并联整流柜的数量由下式计算：10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

8、、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）