励磁系统重要参数及计算

表6.21-2 励磁系统结构数据表

技术条件与选型

强励电压=2倍的额定励磁电压，当发电机电压下降到80%时，可以连续运行20S。

强励电流=2倍额定励磁电流，可以连续输出20S。

户内环境温度最高40摄氏度。

b).1 励磁系统额定电流

本励磁系统按照超出额定励磁电流10%来进行设计

I fd = I fn ×1.1=3047

1.1

4.2 励磁系统强励电压

采用2倍额定励磁电压作为强励电压Ufp=Ufn ×2=586V 。

设备设计用Ufp=Ufn ×2=586V 作为发电机的正常电压。 1.2

4.3 励磁系统强励电流

采用2倍额定励磁电流作为强励电流Ifp=Ifn ×2=5540A,时间为20秒。

设备用Ifp=Ifn ×2=5540A 进行设计。 1.3

4.4 发电机三相短路时的励磁电流

故障发生0.1秒，直流分量测量元件就能测量到。 参照ANSI/IEEE C37.18.1979标准

-

Ifm Kdc Ifd Ifn

Ifg d x xd Ifdc ⨯=⨯⨯=

'1,0 (xd and x’d 参照标准采用不饱和值), 考虑x’d 的10%的精度取x’d =0.3454。 认为 Ifm = Ifd

A Ifdc 562430472770

1507

3036.003.11,0=⨯⨯=

-

测量的峰值电流在故障发生的0.1s （参照ANSI/IEEE C37.18.1979标准）

Ifdc Ifc ⨯=

3

5

.31,0=3.5/3×5624=6561A (3.5 & 3 是Kc 和Kdc 各自的最大概率值,（参考定义 ANSI/IEEE C37.18-1979)

▪

-

5.1励磁变

参考 IEC 146.1.1, IEC 146.1.2 & IEC 14.1.3

-

励磁变输出电流 :

- 长期输出电流: A I Itn fd 6.24873

2

=⨯=

-

瞬时输出电流: A I Itns fP 45233

2

=⨯= -

励磁变输出电压 :

- 在80%发电机电压下的理想输出电压

V Ufp Uefti 55010cos 8

.0/23=︒

=

π

-

理想输出功率:

KVA Itn Uefti Sefti 7.23693=⨯⨯=

- 感应电压降:

V I Sefti

Uefti

xcc Dx fp 5.403

2

=⨯⨯⨯=π

变压器 xcc≈6% (估计值)

- 外部电压降 ( 晶闸管, 线等…)

V Uefti Vt Df 51.5203,002=⨯+⨯=

Vt0=晶闸管阀电压 (约 1.2V)

0.03的因数相当于3%线路电压降 ，设计时必须考虑现场接线的因素。 励磁变的正常输出电压:

V Dx Df Uefti Utn 9.618)(2

3=+⨯+

=π

变压器的设计电压: Utn= 630V

-

变压器功率： -

长期功率:

KVA Itn Utn Stn 4.271436.24876303=⨯⨯=⨯⨯=

- 瞬时功率:

KVA Itns Utn Sts 3.4935345236303=⨯⨯=⨯⨯=

At internal ambient temperature of the transformer cubicle.

励磁变设计

额定功率:

变压器设计: 在户内励磁间环境温度Stn = 2714 KVA 取3⨯1000KVA at internal ambient temperature of the transformer cubicle

额定输出电压Utn : 630V

额定原边电压 : 20kV

最高长期原边电压 : V 221.120=⨯

额定频率 : 50HZ

在正常操作情况下的频率变化范围

: +/-10% 户内绝缘安装, 高度> 1000m

5.2整流器

5.2.1每一个整流器的提供值

每一个桥的电流：

在 I fd 情况下的平均电流:

A I Ithm fd

10163==

在 I fd 情况下的有效电流值RMS:

A I Ithe fd 175931

=⨯=

在 I fp 情况下的平均电流值:

A I Ithp fP

18473==

每一个整流器的特征：

整流器数 : 3桥运行 at N-2

运行桥数 : 3

每桥晶闸管数 : 6

每个晶闸管快熔数 : 6 (每个晶闸管1个)

每个整流器风扇数

: 2 每一桥的检测 : 气流探测器

整流桥的电流设计：

50°C 的长期电流输出 : A Ifd 3047=

4桥最大过载20秒后，15分钟后允许再次过载。

输出返回电流: A Iep 3370=

整流桥的设计值: Ithn = 1700Adc

在I fd =3047 A 环境温度45°C 情况下，晶闸管节温: <115°C

过载能力 20s

A Ithov 5540≥

在环境温度45°C 情况下，过载周期后，晶闸管节温: <125°C

晶闸管反向电压

V V Utn V RRM RRM 2450275.2≥⇒⨯⨯≥

晶闸管额定值: V RRM >2500V

灭磁电阻

(参考 ANSI/IEEE C 37.18)

在最大峰值电压基础上

转子绝缘电压: Vrms Vfi 2930=

- 灭磁开关最大电压开断能力: 每极3000V