方案设计报告

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编号密级阶段标志名称 KWZL-110KW 整流柜方案设计报告会签部门编写校正审查标审同意武汉科闻传感技术第1页 共18页内容纲要:本报告就KWZL-110KW 整流柜的设计状况进展了详尽介绍，论述了实现方案的技术门路及主要工作内容、到达的主要技术指标，并对设计状况进展了剖析和说明，最终得出了各项指标知足研制任务书、能够转入生产阶段的结论。主题词改正单编号

KWZL-110KW 整流柜设计报告更他日期 改正人 改正状况及标志更改栏第2页 共18页目次1 概括......................................................................任务根源 4研制指导....................................................................................................... 4..........................................2 主要技术指标及设计要求4......自然环境 4主要技术...........................................\l“_TOC_250000“设计方案 4整体方案 5

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...................................................................................

..........................................构成局部设计方案 6

.....系统构造图纸9......1517........................................................................................

....................................................5 风险剖析 117....................................................6 结论 18第3页 共18页概括任务根源KWZL-110KW 整流柜依照《KWZL-110KW 整流柜研制任务书》睁开设计。研制指导原则全部零零件承受已定型的货架产品保证系统靠谱性及研制周期；整流柜构成及功能KWZL-110KW 整流柜的重要构成局部，由三相全波不控整流电路、无功赔偿器、三相沟通断路器、直流保险丝、薄膜电容、多功能仪表、直流表、保险丝、温度报警模块、指示灯、铜排、电缆等构成。KWZL-110KW 整流柜将额定电压460V、频次60Hz的三相沟通电整流为直流电，并装备无功赔偿器来提升系统的功率要素。主要技术指标及设计要求自然环境a〕温度最高温度：+50℃；-20℃；b〕相对湿度：不大于90%〔+25℃时〕；主要技术指标输入额定电压：三相460Vac，60HZ；输出功率：不低于300kW；赔偿参数：电容器20Kvar+30Kvar〔2〕，电感率为7%;；d〕谐波重量：不大于20%；e〕工作温度：-20℃～50℃；防范等级：IP43；外形尺寸：1120mm×700mm×700mm。第4页 共18页设计方案整体方案此方案主要目的在系统同意的条件下，尽可能提升功率要素，改进柴油发电机组的使用效率，同时也要防范功率要素过高造成系统不稳固；并尽量削减系统的谐波重量。产品的电路原理图如图1所示，KWZL-110KW整流柜的重要构成局部，三相全波不控整流电路、无功赔偿器、三相沟通断路器、直流保险丝、薄膜电容、多功能仪表、直流表、保险丝、温度报警模块、指示灯、铜排、电缆等构成。考虑到整流柜的重要性，所以在设计该整流柜时，考虑更多的是整流柜的稳固性和靠谱性。KWZL-110KW 整流柜的输入为柴油发电机组柴油发电机组输出电压为460HZ，频次为60HZ的三相沟通电，经三相全波不控整流电路输出直流电。考虑到现场实质运转时，比方：铭牌88KW，功率要素0.8的柴油发电机组，在没有无功赔偿状况下，带载40KW，柴油发电机组的功率要素为0.75。此刻本整流柜的输入为在最大120KW0.8率需要知足110KW，为知足实质要求，故肯定提升功率要素，参加无功赔偿器。第5页 共18页图1系统主电气原理框图参数计算110KW直流电三相全波不控整流电路考虑到本整流柜的重要性，所以我们更多的考虑到整流柜的稳固性和靠谱性，故承受三相全波不控整流电路，电路由6个整流二极管第6页 共18页构成。由于本系统电路输出电压为U0=460*1.35=DC621V 输出功率为110KW，则输出电流为DC177A，故我们在选择整流二极管时，留有必定余量，承受600A/1800V的二极管。散热器的选型由晶闸管厂家介绍，承受风冷散热。输入电流计算依据系统技术指标柴油发电机最大功率120KW，以效率为 计算，可得：Pi=1.732U*I*cosφ =Po=120KW，cosφ=0.9，U=460V获得I=167A依据输入电压AC460V,输 入电流AC167A，沟通断路器我们均选用额定电流为250A的器件。滤波电容计算整流柜额定输出电压DC620V，而自己本系统的负载并联了一个电池，相当于一个无量大的电容，故本系统设计时没有太多考虑纹波的要求，可是考虑到整流桥的稳固性以及靠谱性，输出并联有6个450uF/1000V的薄膜电容，主要除去尖峰谐波值计算关于三相全波不控整流电路，当无视三相桥式可控硅整流电路换相过程和电流脉动，假设沟通侧电抗为零，直流电感为无量大，则沟通侧电流傅里叶级数睁开为：由上式可得以下结论：电流中主要含有、7、11、13..反比，且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数，全部主要谐波为5次谐波。一般三相全波不控整流电路电压谐波为15%-20%，电流谐波为第7页 共18页20%-30%无功赔偿器计算本系统中柴油发电机组机的功率要素为，而整流柜最高输出功率110KW，则柴油发电机的视在功率，则无功功率Q S2-2 2-11282Kvar；依据柴油发电机组的性能要求，柴油发电机组的最大功率要素不行以超出，否者会致使柴油发电机组运转在不稳固地区，会造成柴油发电机的损害，留有必定余量，我们经过无功赔偿器将功率要素由上涨到。当功率要素为QS2-P2 22

0.9时，P=S*0.9=123KW,则无功功率59Kvar82-59=23Kvar。则无功赔偿器的电容器为23KVar，由于本系统的主要谐波重量为5次谐波，故无功赔偿器中的电抗器承受电抗率为7%的电抗。电容器Q 2 fCU2，此中Q=23Kvar，f=60Hz,U=460V ，C=288uF则。本系统可等效为该电路图：2.等效电路图In为系统n次谐波电流，也看作由一恒流源发出，L2为系统等值电感，其基波电抗值为X2，L1为电容器所串电抗器的电感，其基波电第8页 共18页抗值为X1，C为赔偿电容器的电容，其基波容抗值为 流入系统的n次谐波电流，Inc 为流入电容器的 n次谐波电流，Ins=In(nX1 -Xc/n)/〔nX2+nX1-Xcn，X1/Xc等于K代入，Ins=In×Xc(K-1/n当K-1/n2 =0即K=1/n2

+流入系统的n次谐波为零，说明L-C回路对n次谐波完整滤除，它是一个单一谐滤波器。本系统主要功率为5次谐波，则K=1/25，12fc则XC=25XL，XC=器的电流为90A。

构成局部设计方案三相沟通断路器三相沟通断路器承受施耐德的沟通断路器NSX630/3P〔3个〕，此中主回路250A2160A。NSX630/3P额定绝缘电压为800V，合用于沟通50HZ〔或60HZ〕，额定工作电压690V的电路中作不屡次变换及点电机不屡次起动之用，沟通断路器拥有过载和短路保护功能，能保护线路和电源设施不受破坏。依据前面计算得出主回路电流为170A，故主回路断路器承受250A70A160A断路器。主要技术参数:800VAC；630V；8000V；级数：3；额定极限短路分断力量：42KA/440VAC；额定运转短路分断力量：42KA/440VAC；操作次数：机械操作15000次，电气操作4000次；h〕外形尺寸(W×H×D)：140mm×255mm×110mm；第9页 共18页重量：；飞狐距离：≤52mm。实物图片:3.三相沟通断路器实物图无功赔偿器无功赔偿器承受指月公司的电容器、BMSJ0.69-20-3以及电抗器、，此中BMSJ0.69-30-3为自愈式三相并联电容器，额定电压690V，赔偿功率为30Kvar，BMSJ0.69-20-3为自愈式三相并联电容器，额定电压690V，赔偿功率为20Kvar，为30Kvar般配的电抗器，为20Kvar般配的电抗器。依据以前计算的赔偿电容器应当为 23Kvar，在我们进展选型采买电容器时，由于市场上全部的电容器选型都是以 50HZ，额定电压计算而来。C=288uF，Q 2

23Kvar转变为50HZ,690V的电容器，由上述计算公式获得fCU2=2*3.14*50*288*10 -6*690*690=45Kvar第10页 共18页现场调试，应承受2路，依据厂家选型，比较适合的有20Kvar和30Kvar两种。可依据现场调试状况选择电容的投切。整流二极管及散热器可控硅承受西安派瑞功率半导体变流技术股份的烧构造造整流管，合用于高压直流整流电源等装置。依据本装置的技术指标，输入电压 依据计算出的电流以及厂家介绍，最终承受二极管型号为ZP600/1800，散热器为SF14型风冷散热器，该型号二极管的工作电压为 DC1800V，工作电流为600A，足以知足本装置设计需求。散热器安装条件：安装散热器时，器件和散热器的接触外表应平坦，光滑，安装前擦抹干净。紧固力应略大于规定的相应数值。风速应大于 6M/S，故使用2路8寸220V电扇进展散热。图4.二极管及散热器实物图直流滤波电容直流滤波电容承受株洲宏达电子股份的有机薄膜电容，以聚丙烯薄膜为介质，金属化层为电极，承受无感卷绕构造，阻燃环氧树脂填补，螺柱或内螺纹引出。自感低，ESR低，高频消耗小，能蒙受大的纹波电流，高靠谱性。用于直流滤波或支撑电路，可代替铝电解电容。如牵引驱动器、磁化和焊接设备、风能和太阳能等设施中的直流滤波和链接。第11页 共18页依据计算，电容选型为450uF/1000V的薄膜电容。实物照片:保险丝

5.滤波电容实物图保险丝承受美国巴斯曼公司的350A/700V熔断器。主要用于半导体整流元件或整流装置的短路保护。由于半导体元件的过载力量很低。只好在极短时间内蒙受较大的过载电流，所以要求短路保护拥有快速熔断的力量。快速熔断器的构造和有填料关闭式熔断器基真同样，但熔体资料和外形不一样，它是以银片冲制的有V形深槽的变截面熔体。实物照片:6.直流电表实物图第12页 共18页直流表直流表承受安科瑞电气股份的PZ系列直流检测仪表PZ72-DE/C，该RS485通信接口、模拟量数据变换、开关量输入输出等功能，既可用于当地显示，又能与工控设施、计算机连结，构成测控系统。合用于直流屏、太阳能发电、电信基站等直流系统的电力参数检测。用于显示直流输出电压电流。主要技术参数:0-1000VDC；0-9999ADC；霍尔元件：支持输出为0~20mA、4~20mA、0~5V、0~10V等。精度等级：级。LEDLCD〔高亮蓝色背景光、背光延不时间可调〕。通 讯：RS485接口，半双工、光电隔绝，Modbus-RTU协议；AC85~265V,50/60Hz。功耗：≤2VA；100MΩ；3kV/1min〔RMS〕；k〕l〕湿度：≤93%RH，不结露，不含腐化性气体；m〕海拔：≤2500m。实物照片:第13页 共18页7.直流电表实物图多功能仪表流表承受安科瑞电气股份的 PZ系列沟通检测仪表PZ72〔L〕-E4，该仪表承受沟通采样技术，能分别丈量电网中的电流、电压、功率、功率因数和电能等参数。可带RS485通信接口、模拟量数据变换、开关量输入/输出等功能，实现电力参数、电气元件工作状态的远程传输，便于后台监控系统集中检测。合用于高、低压电力系统中需要检测电力参数的场合。用于显示沟通输入端的三相电流电压以及功率。主要技术参数:输入电压：AC380V；输入电流：5A；输入频次：45Hz～65Hz；输入功耗：＜；精度等级：电流、电压： 级，频次：，有功功率、有功电能：0.5级，无功功率、无功电能：1.0级；通信：RS485Modbus-RTU 协议/Profibus-DP 协议；工作电源电压：AC80-270V；第14页 共18页电源功耗：＜4VA；100MΩ；工频耐压：电源/输入/输出之间2kV/1min；k〕温度：LCD-10℃～+45℃，LED-10℃～+55-20℃～+70℃；l〕93%RH，不结露，不含腐化性气体；m〕 海拔：≤2500m。实物图片:8.多功能仪表实物图系统构造图纸9.面板显示正视图第15页 共18页视图图1