励磁系统重要参数及计算

1、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Ifd= Ifn×1.1=30471.1 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,

2、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- Ifdc0,1=xdIfg´´Ifd=Kdc´Ifm x'dIfn(xd and xd 参照标准采用不饱和值), 考虑xd 的10%的精度取xd =0.3454。认为 Ifm = IfdIfdc0,1=1.031507´´3047=5624A 0.30362770- 测量的峰值电流在故障发生的0.1s （参照ANSI/IEEE

3、 C37.18.1979标准）Ifc0,1=3.5´Ifdc=3.5/3×5624=6561A 3(3.5 & 3 是Kc和Kdc各自的最大概率值,（参考定义 ANSI/IEEE C37.18-1979)§-参考 IEC 146.1.1, IEC 146.1.2 & IEC 14.1.3- 长期输出电流: Itn=2´Ifd=2487.6A 3- 瞬时输出电流: Itns=2´IfP=4523A 3- 在80%发电机电压下的理想输出电压Uefti=pUfp/0.832cos10°=550V- 理想输出功率:Sefti=

4、Uefti´Itn´=2369.7KVA- 感应电压降:UeftiDx=´xcc´´Ifp=40.5V pSefti32变压器 xcc6% (估计值)- 外部电压降 ( 晶闸管, 线等)Df=2´Vt0+0,03´Uefti=52.51VVt0=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:Utn=Uefti+p32´(Df+Dx)=618.9V变压器的设计电压: Utn= 630V-长期功率: -Stn=Utn´Itn´

5、;3=630´2487.6´=2714.4KVA- 瞬时功率:Sts=Utn´Itns´=630´4523´=4935.3KVAAt 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

6、长期原边电压 : 20´1.1=22V额定频率 : 50HZ: +/-10% 在正常操作情况下的频率变化范围户内绝缘安装, 高度> 1000m5.2整流器5.2.1每一个整流器的提供值 每一个桥的电流：在 Ifd 情况下的平均电流:Ithm=Ifd3=1016A在 Ifd 情况下的有效电流值RMS:Ithe=Ifd´1=1759A在 Ifp 情况下的平均电流值:Ithp=IfP3=1847A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: 6: 6 (每个晶闸管1个): 2 每桥晶闸管数 每个晶闸管快熔数 每个整流器风扇数每一桥的检测 : 气

7、流探测器整流桥的电流设计：50°C的长期电流输出 : Ifd=3047A4桥最大过载20秒后，15分钟后允许再次过载。 输出返回电流: Iep=3370A整流桥的设计值: Ithn = 1700Adc在Ifd=3047 A环境温度45°C情况下，晶闸管节温: <115°C过载能力 20sIthov³5540A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VRRM³2.75´Utn´2ÞVRRM³2450V晶闸管额定值: VRRM >25

8、00V灭磁电阻(参考 ANSI/IEEE C 37.18)在最大峰值电压基础上Vrms 转子绝缘电压: Vfi=2930- 灭磁开关最大电压开断能力: 每极3000V选择最大峰值电压(Upc):最大峰值电压必须低于转子绝缘的 3050% 并且低于灭磁开关最大开断电压Upc£1700V而发电机短路时，灭磁电阻通过灭磁开关投入时，峰值电压通过非线性电阻时出现。基于直流灭磁开关最大开断电压(See chapter 5.4)直流灭磁开关主触点最大开断电压: Ubx=1500V而发电机短路时，灭磁开关断开时，磁场峰值电压出现，这时励磁变与励磁系统输出电压为零。能量计算 : W=1´T

9、'D´Rf´1.2´I2fp 2W=9.41MJ电阻设计:电阻 12MJ，1500V以下类型: FME/600A/US182/91P/2S直流磁场断路器在下文中， 45°C 相当于40；°C 环境温度加直流磁场断路器柜内温升。这个柜子的设计为当开关动作时，会引起+5°C的环境温升 作电压:UnxUfn CB设计: Unx=1500V主触点额定最大断路电压:Ubx最大磁场穿过电压发电机短路时，灭磁开关断开时，磁场最大电压出现，这时励磁变与励磁系统输出电压为零。最大电压=1700V CB设计值=3000V两个单独的二极开关Rate

10、d continuous current of the main contacts at 45°C:额定主触点在45°C连续电流为：励磁系统设计电流3047ANo derating of the breaker current up to 55°C.CB设计值nx= 5000A主触点的瞬变电流：Itx³5540A 20秒。CB设计值： Itx= 11000A 20秒励磁柜电功耗照明加热器电源电压 230Vac 50Hz 单相 -10% +10%功耗 2000W 稳态；5600W 峰值控制器，继电器 AVR电池1电压: 220Vdc -20% +10%功耗nsumption: 300W