最新50MW水电站励磁设计计算书汇总
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50M W水电站励磁设计
计算书
大学毕业论文设计
50MW电站励磁系统参数计算
《电气工程及自动化》2002级
目录
1发电机组参数 (3)
2励磁变压器技术参数计算 (4)
2.1二次侧额定线电压计算 (4)
2.2二次侧额定线电流计算 (5)
2.3额定容量计算 (5)
3晶闸管整流元件技术参数计算 (6)
3.1晶闸管元件额定电压的选择 (6)
3.2晶闸管元件额定电流的选择 (6)
4快速熔断器参数计算 (8)
5励磁电缆计算 (8)
6灭磁及过压保护计算 (9)
6.1灭磁阀片计算 (9)
6.2过电压保护计算 (10)
7直流断路器计算 (11)
8附录12
1 发电机组参数
A. 额定容量（MVA） 58.8
B. 额定功率因数（滞后） 0.85
C. 额定电压（kV ） 10.5
D. 额定频率（Hz ） 50
E.
相数
3
F. 空载励磁电压（V ） 62
G. 额定负荷及功率因素下励磁电压（V ） 164 H. 空载励磁电流（A ） 592 I. 额定负荷下励磁电流（A ） 1065 J. 励磁绕组绝缘的最高耐压（直流V ） 1500 K. 励磁绕组75︒C 的电阻（Ω） 0.1307 L.
直轴瞬态开路时间常数T 'do(s) 6.76
M. 直轴瞬态短路时间常数T 'd(s) 1.82 N. 直轴同步电抗（Xd ） 1.059 O. 直轴瞬态电抗（Xd ’） 0.308
2 励磁变压器技术参数计算
2.1 二次侧额定线电压计算
励磁系统保证在机端正序电压下降到额定值的80％时，能够提供励磁系统顶值电压。励磁系统顶值电压为发电机额定容量时励磁电压的2.0倍。
A.
具体计算公式：
min
2cos 35.18.0α⨯⨯=
fN
u fT U K U
式中：
Ku----电压强励倍数（α=10︒时），取2.0倍（在80%U GN
下）。
fN U -----发电机额定容量时励磁电压。
B. 针对本文设计发电机组：
︒
⨯⨯⨯=
10cos 35.18.0164
0.22fT U =308V
综合考虑，取fN U =360V
2.2 二次侧额定线电流计算
励磁系统保证当发电机在额定容量58.8MVA 、额定电压和功率因素为0.85的励磁电流的1.1倍时，能够长期连续运行。
A.
具体计算公式：
3
2
2fN
fT I K I α= 式中：
αK ------裕度系数1.1。
fN I -----发电机额定容量、额定电压和功率因素时励磁电流。
B. 针对本文设计发电机组：
A I fT 9563
2
10651.12=⨯
⨯= 2.3 额定容量计算
KVA I U S fT fT fT 59610956360310333222=⨯⨯⨯=⨯=-- 取标准容量：630KVA
励磁变压器设计参数表：
3 晶闸管整流元件技术参数计算
3.1 晶闸管元件额定电压的选择
在1.1倍负荷运行温度下，晶闸管整流器所能承受的反向峰值电压不小于2.75倍励磁变压器二次侧最大峰值电压。
A.
晶闸管反向重复峰值电压具体计算公式：
fN RRM U K U 2≥ 式中：
K -------电压裕度系数，取2.75；
fN U ------励磁变压器二次侧线电压。
B.
针对本文设计发电机组：
V U K U fN U RRM 1400360275.22≥⨯⨯≥≥ 取：V U RRM 2600=
3.2 晶闸管元件额定电流的选择
晶闸管整流装置采用三相全控桥式结构，满足发电机各种工况下（包括强励）对励磁系统的要求。晶闸管整流桥并联支路数按(n －1)原则考虑冗余，即
一桥故障时能满足包括强励在内的所有功能，二桥故障时能满足除强励外所有运行方式的要求。
A.
针对本文设计发电机组：
单桥运行满足额定容量励磁电流的1.1倍时，单桥输出为： A 117210651.1=⨯
双桥并联运行满足发电机额定容量励磁电流2.0倍强励能力时，单桥输出为：
A 10652/10650.2=⨯
按单桥最大输出1172A 计算，单个桥臂流过的电流平均值：
取电流裕度系数Ki =2.0 晶闸管元件的正向平均电流值：
I T(AV)=Ki ⨯ I T(av)=2.0⨯431=862 (A)
取：I T(AV)=1400A 。 实际单柜输出能力：
采用2柜并联时，额定工况下每柜实际负荷电流：
裕度系数：
根据以上计算，选取ABB 公司生产的晶闸管5STP16F2600，通态平均电流1400A ，反向重复峰值电压2600V 。
晶闸管设计参数表：
)
(43157.1/1172577.0A I TAV =⨯=)(1905577.0/2/140057.1A I =⨯=)(5332/1065A i ==6.3533/1905=
4 快速熔断器参数计算
根据晶闸管选型，计算单柜输出1172A 电流时，单个桥臂流过的电流有效值：
选取快速熔断器额定电流800A 。
5 励磁电缆计算
A.
励磁变到整流柜阳极电缆计算
根据晶闸管选型计算，长期运行电流最大为1172A ， 按照1mm 2通过2.5A 电流计算电缆截面： 23835.2/1172816.0mm S a =⨯=
励磁变到整流柜阳极电缆截面积应大于383 mm 2。
B.
励磁变到整流柜阳极电缆计算
机组额定励磁电流为1065A ，按照1mm 2通过2.5A 电流计算电缆截面：
24695.2/10651.1mm S =⨯=+
转子到灭磁开关的连接电缆截面积应大于469mm 2。
)(6761172577.0A i =⨯=