励磁变容量选型与校核

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1、励磁变容量选型与校核一、励磁变容量选择方法一1、励磁变压器二次电压U2当发电机端正序电压为额定值的80%时，励磁系统应保证顶值电压为额定励磁电压的2倍，所以其励磁变二次的电压U2和额定励磁电压Ufn的关系为：U2=Kr×Ufn/（0.8×1.35×cos(αmin)×Ku）αmin：励磁系统强励时晶闸管触发角，计算中取为10°或15°Kr：励磁系统电压强励倍数Ku：换相及交流电缆等系数，取0.962、励磁变压器二次侧线电流的计算励磁系统应保证当发电机的励磁电压和电流不超过其额定励磁电流和电压的1.

2、1倍时，励磁系统保证连续运行，所以励磁变二次电流I2和额定励磁电流Ifn的关系为：I2=0.816×Kr×Ifn式中：Kr：励磁系统长期运行电流倍数，取1.13、励磁变压器容量的确定S=1.732×U2×I2二、励磁变容量选择方法二1、容量确定S=1.732*U2*I2+△S（二次电压*电流+励磁变损耗）2、励磁变二次电压U2确定强励顶值电压为Kc*Ufn，Ufn：额定励磁电压、Kc：强励倍数，整流桥的最大输出电压Udmax=Kc*Ufn强励顶值电压Udmax=1.35*U2*cos(αmin) 

3、（当αmin=10°时，U2=0.725*Kc*Ufn）αmin为整流桥设置最小角，一般取10°或15°二次电压修正影响励磁变二次电压两个因素：励磁变短路阻抗Zk，电刷集电环之间的接触压降励磁变短路阻抗Zk从两方面影响U2的值（1、励磁系统强励时，励磁变二次电压会因为短路阻抗的存在而降低，达不到所要求的顶值电压；2、短路阻抗会使得可控硅整流桥的换相压降增大、造成输出直流电压降低）但是，在励磁回路中，当直流侧发生短路时，只有励磁变压器的短路阻抗在限制短路电流的大小，而且要确保短路电流的值小于磁场断路

4、器的极限断开电流值，所以短路阻抗值又不能太小。对比诸方面综合考虑，通常在6％到8％之间选取。没有公式描述二次电压与短路阻抗的关系，实际上短路阻抗对二次电压的影响只是用—个修正系数来处理。当然，修正系数的值是根据多年的工程实践中反复修正得出的经验数值。电刷与集电环之间的接触压降是个变数，新换的电刷接触压降小，越磨损接触压降越大，计算时通常按5V考虑。这样，修正后的二次电压按下式计算：U2=0.825*（Kc*Ufn+5）3、励磁变二次电流I2确定I2=0.816Ifn（发电机额定励磁电流）4、励磁变

5、损耗励磁变压器的损耗包括铁损、铜损和高次谐波引起的附加损耗。其中铁损和铜损是励磁变压器的供货商可以计算出来的。高次谐波引起的附加损耗则是不容易确定的，因为负载的性质造成励磁变压器二次电压波形畸变没有规律，各种高次谐波所占的比重随着运行状态的改变变化较大，我们只是将这种情况告诉供货商，由他们予以考虑，通常采取的措施有加强局部绝缘和适当增加变压器的容量等。国内都要求励磁变压器能在发电机组1.1倍额定负荷下长期连续运行，计算容量还要再乘以1.1。订货时，我们要做两点处理：一是将计算容量往上靠上一个标准容

6、量等级作为定货容量，该容量也是励磁变压器的铭牌容量；二是委托供货商根据负载特性确定变压器的损耗值。这样，励磁变压器的实际容量是大于铭牌值的。三、励磁变容量选择方法三励磁变压器二次电压应满足一次机端电压为0.8以时仍能保证强励电压值(对于大型机组也可以额定电压计)，二次电流满足为机组提供1.1倍长期持续运行的要求，容量应至少能满足2倍强励时持续20s所需热容量。（可取Kc=2.5以保证机端电压为0.8倍时的强励电压）1、励磁变高压侧U2选取1.35*U2*cos(αmin)=Kc*Ufn+(3/π)

7、*Kc*Ifn*Xk+△Uαmin：励磁强励最小角Ufn：额定励磁电压Ifn：额定励磁电流Xk：励磁变漏抗（实际选取变压器前漏抗未知，此种方法用于容量校核比较好）Kc：强励倍数△U：电压降之和（可取4V）得：U2={Kc*Ufd+(3/π)*Kc*Ifn*Xk+△U}/{1.35*cos(αmin)}2、励磁变二次电流I2确定I2=0.816Ifn（发电机额定励磁电流）3、励磁变容量S=1.732*U2*I24、考虑谐波影响考虑励磁变压器谐波影响、一般可取变压器额定电流的1.15倍即：I=1.15

8、*I2=1.15*0.816*Ifn算例:发电机技术参数表额定容量Sn   353 MVA额定功率Pn   300MW额定功率因数  0.85定子额定电压Un 20kV定子额定电流In10190 A额定频率fn 50Hz额定转速Sn 3000 r/min额定励磁电压Ufn  365V额定励磁电流Ifn  2500A空载励磁电流If0  1093A考虑机端电压0.8倍、2倍强励电压、1.1倍励磁电流计算比较、不考虑谐波（方法三忽略变压器漏抗）                   U2