核电机组无刷励磁系统电力电缆选型分析

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1、电力建设建材与装饰2014年8月核电机组无刷励磁系统电力电缆选型分析张帅民（福建永福工程顾问有限公司福建福州350003）摘要：本文介绍了某主机厂1100MW型汽轮发电机无刷励磁系统特点，结合某ABC核电厂工程实际情况，提出了从永磁式副励磁机至自动调整励磁装置整流桥的交流电力电缆和从自动调整励磁装置整流桥至主励磁机的直流电力电缆选型方法，为今后1100MW级核电机组无刷励磁系统交流和直流励磁电缆选型方案提供了参考，具有重要的现实意义。关键词：无刷励磁系统；励磁电缆计算；电压降；永磁机；主励磁机中图分类号：TM31文献标识码：B

2、文章编号：1673-0038（2014）31-0122-03核电厂1100MW级大型机组无刷励磁系统根据其主励磁机表1三机他励无刷励磁系统参数表的励磁电源的来源，分为两类[1]：淤为主励磁机励磁电源取自副设备参数名称数值额定直流容量（kW）5800励磁机（永磁机）的无刷励磁系统（即他励无刷励磁系统）；于为直流电压（V）600主励磁机励磁电源取自发电机机端，由发电机机端经小容量的直流电流（A）9667励磁变、可控硅整流，供给主励磁机励磁[2]（即自励无刷励磁系主励磁机额定励磁电压（V）40.6统）。额定励磁电流（A）281.6目

3、前在核电厂，他励无刷励磁系统还是主流[3]。本文结合某顶值电压倍数1.8核电工程发电机组他励无刷励磁系统特点，主要研究了从永磁额定容量（kW）330额定电压（V）313式副励磁机至自动调整励磁装置整流桥的交流电力电缆和从自强励时端电压（V）320动调整励磁装置整流桥至主励磁机的直流电力电缆选型方法，永磁式副励磁机额定电流（A）635同时探讨了交流和直流电缆电压降的设计选择方法，最后提供相数3了励磁系统交流和直流电缆额定电压和电缆型式选择方法。频率（Hz）3501励磁系统组成某核电工程发电机为主机厂的1100MW型汽轮发电机，励

4、磁方式为三机他励无刷励磁系统[4]。永磁发电机的转子为永久恒注：4、5、7设备名称同图1，其余标示名称见第3节和第4节。定磁场，转动后产生旋转磁场，在永磁机的定子中感应产生图2励磁系统交流和直流电缆示意图350Hz三相交流电供给励磁调节器，励磁调节器通过计算整流后3直流电缆截面选择向主励磁机提供励磁功率。主励磁机的结构定子为磁极，转子为淤应计算电缆允许压降；于根据电缆压降计算电缆截面；盂电枢。主励磁机转子发出的交流电供给旋转整流器，经旋转整流根据计算截面查表选择对应的电缆型号，同时根据电缆敷设系器上的整流电路整流后输出直流直接

5、馈送给发电机转子上的励统，校验电缆的载流量。磁绕组[5]。励磁系统的结构图如图1所示。3.1直流电缆允许电压降3.1.1电力工程电气设计手册要求直流电缆允许电压降吟UDC=UDC1-UDC2（1）式中：驻UDC———强励时直流电缆允许电压降（V）；UDC1———全控桥强励输出直流电压的平均值（V）；UDC2———主励磁机励磁绕组强励电压（V）。注：1-主励磁机电枢；2-发电机励磁绕组；3-永磁式副励磁机转子；4-永磁式副励磁机定子；5-主励磁机励磁绕组；6-自动电压调节器AVR；7-整流器。3.1.2主机厂要求的直流电缆允许电

6、压降图1三机他励无刷励磁系统结构图担心实际运行中强励时的电压降可能大于3.1.1节数值，结三机他励无刷励磁系统主要参数见表1。合其它工程项目实际案例，主机厂提出了详细的要求：直流电缆2电力电缆截面选型计算原则压降不大于强励时（AVR全导通）输出电压（425V）的5%。自动调整励磁装置整流桥交流侧由中频副励磁机供电，直流3.1.3小结输出侧接至励磁机励磁绕组。本工程可控硅整流桥随自动调整励主励磁机、永磁式副励磁机、励磁设备均由主机厂供货。主机磁装置AVR一起布置在励磁小间，其交流和直流侧的电缆（见图2）厂根据其供货设备性能要求，

7、结合其他工程经验，提出的直流电都较长，且交流电缆流过中频电流，由于临近效应和集肤效应阻抗缆电压降比较可靠。较大，所以，电力电缆截面的选择应按强行励磁时允许的电压降选核电厂设计安全是第一位的，从安全性和可靠性方面考虑，择，同时也考虑主励磁机和副励磁机的额定电流值[6]。结合其它工程项目经验，本文直流电缆允许电压降按照主机厂·122·2014年8月建材与装饰电力建设要求（见3.1.2节）选择。UAC1———强励时永磁机的线电压（V）；3.2电缆截面计算UAC2———强励时全控桥交流侧线电压的有效值（V）。根据直流电缆允许电压降对应

8、的电缆截面计算公式如下：于主机厂要求的交流电缆允许电压降S逸2LIDC籽20[1+琢（兹t-20）]（2）主机厂要求从永磁机至自动调整励磁装置整流桥的交流电吟UDC缆电压降为强励时永磁机端电压（320V）的5%。式中：IDC———全控整流桥强励时输出直流电流的平均值吟UAC=