勵(lì)磁變?nèi)萘窟x型與校核

1、勵(lì)磁變?nèi)萘窟x型與校核一、勵(lì)磁變?nèi)萘窟x擇方法一1勵(lì)磁變壓器二次電壓U2當(dāng)發(fā)電機(jī)端正序電壓為額定值的80%時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)保證頂值電壓為額定勵(lì)磁電壓的2倍，所以其勵(lì)磁變二次的電壓U2和額定勵(lì)磁電壓Ufn的關(guān)系為：U2=KrXUfn/ (0.8 X 1.35 x cos( a min) x Kua min勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)時(shí)晶閘管觸發(fā)角，計(jì)算中取為10或15Kr :勵(lì)磁系統(tǒng)電壓強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)Ku :換相及交流電纜等系數(shù)，取0.962、勵(lì)磁變壓器二次側(cè)線電流的計(jì)算勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)保證當(dāng)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電壓和電流不超過其額定勵(lì)磁電流和電壓的1.1倍時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)保證連續(xù)運(yùn)行，所以勵(lì)磁變二次電流I2和額定勵(lì)磁電流Ifn的關(guān)系為：I

2、2 =0.816 Kr Xfn式中：Kr:勵(lì)磁系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行電流倍數(shù)，取1.13、勵(lì)磁變壓器容量的確定S=1.732 XJ2 X2二、勵(lì)磁變?nèi)萘窟x擇方法二1容量確定S=1.732*U2*I2+ S (二次電壓*電流+勵(lì)磁變損耗)2、勵(lì)磁變二次電壓U2確定強(qiáng)勵(lì)頂值電壓為 Kc*Ufn，Ufn :額定勵(lì)磁電壓、Kc :強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)，整流橋的最大輸出電壓 Udmax= Kc*Ufn強(qiáng)勵(lì)頂值電壓Udmax=1.35*U2*cos( a min)(當(dāng) a min=10時(shí)，U2=0.725*Kc*Ufn )a min為整流橋設(shè)置最小角，一般取 10或15二次電壓修正影響勵(lì)磁變二次電壓兩個(gè)因素：勵(lì)磁變短路阻抗Zk

3、，電刷集電環(huán)之間的接觸壓降勵(lì)磁變短路阻抗Zk從兩方面影響U2的值（1、勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)時(shí)，勵(lì)磁變二次電壓會(huì)因?yàn)槎搪纷杩沟拇嬖诙?降低，達(dá)不到所要求的頂值電壓；2、短路阻抗會(huì)使得可控硅整流橋的換相壓降增大、造成輸岀直流電壓降低）但是，在勵(lì)磁回路中，當(dāng)直流側(cè)發(fā)生短路時(shí)，只有勵(lì)磁變壓器的短路阻抗在限制短路電流的大小，而且要確 保短路電流的值小于磁場(chǎng)斷路器的極限斷開電流值，所以短路阻抗值又不能太小。對(duì)比諸方面綜合考慮，通 常在6%到8%之間選取。沒有公式描述二次電壓與短路阻抗的關(guān)系，實(shí)際上短路阻抗對(duì)二次電壓的影響只是用一個(gè)修正系數(shù)來(lái)處理。當(dāng)然，修正系數(shù)的值是根據(jù)多年的工程實(shí)踐中反復(fù)修正得岀的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。電刷

4、與集電環(huán)之間的接觸壓降是個(gè) 變數(shù)，新?lián)Q的電刷接觸壓降小，越磨損接觸壓降越大，計(jì)算時(shí)通常按5V考慮。這樣，修正后的二次電壓按下式計(jì)算：U2=0.825* （ Kc*Ufn+5 ）3、勵(lì)磁變二次電流12確定l2=0.816lfn （發(fā)電機(jī)額定勵(lì)磁電流）4、勵(lì)磁變損耗勵(lì)磁變壓器的損耗包括鐵損、銅損和高次諧波引起的附加損耗。其中鐵損和銅損是勵(lì)磁變壓器的供貨商可以 計(jì)算岀來(lái)的。高次諧波引起的附加損耗則是不容易確定的，因?yàn)樨?fù)載的性質(zhì)造成勵(lì)磁變壓器二次電壓波形畸 變沒有規(guī)律，各種高次諧波所占的比重隨著運(yùn)行狀態(tài)的改變變化較大，我們只是將這種情況告訴供貨商，由 他們予以考慮，通常采取的措施有加強(qiáng)局部絕緣和適當(dāng)增

5、加變壓器的容量等。國(guó)內(nèi)都要求勵(lì)磁變壓器能在發(fā)電機(jī)組1.1倍額定負(fù)荷下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，計(jì)算容量還要再乘以1.1。訂貨時(shí)，我們要做兩點(diǎn)處理：一是將計(jì)算容量往上靠上一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)容量等級(jí)作為定貨容量，該容量也是勵(lì)磁變壓器的銘牌 容量；二是委托供貨商根據(jù)負(fù)載特性確定變壓器的損耗值。這樣，勵(lì)磁變壓器的實(shí)際容量是大于銘牌值的。三、勵(lì)磁變?nèi)萘窟x擇方法三勵(lì)磁變壓器二次電壓應(yīng)滿足一次機(jī)端電壓為0.8以時(shí)仍能保證強(qiáng)勵(lì)電壓值（對(duì)于大型機(jī)組也可以額定電壓計(jì) ），二次電流滿足為機(jī)組提供 1.1倍長(zhǎng)期持續(xù)運(yùn)行的要求，容量應(yīng)至少能滿足 2倍強(qiáng)勵(lì)時(shí)持續(xù)20s所需熱容量。（可 取Kc=2.5以保證機(jī)端電壓為0.8倍時(shí)的強(qiáng)勵(lì)電壓）1勵(lì)磁

6、變高壓側(cè)U2選取1.35*U2*cos（ a min）=Kc*Ufn+（3/ n ）*Kc*lfn*Xk+Ja min勵(lì)磁強(qiáng)勵(lì)最小角Ufn :額定勵(lì)磁電壓Ifn :額定勵(lì)磁電流Xk :勵(lì)磁變漏抗（實(shí)際選取變壓器前漏抗未知，此種方法用于容量校核比較好）Kc :強(qiáng)勵(lì)倍數(shù):電壓降之和（可取 4V）得：U2=Kc*Ufd+（3/ n ）*Kc*lfn*Xk+ U/1.35* cos（ a min）2、勵(lì)磁變二次電流I2確定l2=0.816lfn （發(fā)電機(jī)額定勵(lì)磁電流）3、勵(lì)磁變?nèi)萘縎=1.732*U2*I24、考慮諧波影響考慮勵(lì)磁變壓器諧波影響、一般可取變壓器額定電流的1.15倍即：I=1.15*l2

7、=1.15*0.816*lfn算例:發(fā)電機(jī)技術(shù)參數(shù)表額定容量Sn 353 MVA額定功率Pn 300MW額定功率因數(shù) 0.85定子額定電壓Un 20kV定子額定電流In10190 A額定頻率fn 50Hz額定轉(zhuǎn)速 Sn 3000 r/min額定勵(lì)磁電壓Ufn 365V額定勵(lì)磁電流Ifn 2500A空載勵(lì)磁電流If0 1093A考慮機(jī)端電壓0.8倍、2倍強(qiáng)勵(lì)電壓、1.1倍勵(lì)磁電流計(jì)算比較、不考慮諧波（方 法三忽略變壓器漏抗）U212S方法一715V2244A2779方法二606V2244A2355+ AS方法三690V2244A2682四、工程應(yīng)用核算強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)為Kr （2倍）勵(lì)磁功率 Pf=Uf

8、n*lfn*Kr=365V*2500A*Kr=1825kW勵(lì)磁變功率：Pt=Pf*1.15 （勵(lì)磁變損耗）*1.2 （諧波影響，最大諧波為方波折算1.2倍）=2518kW五、實(shí)際應(yīng)用校核1、 讀取發(fā)電機(jī)額定電壓下某勵(lì)磁電流對(duì)應(yīng)的觸發(fā)角a勵(lì)磁變二次實(shí)際電壓 U21）計(jì)算實(shí)際勵(lì)磁電壓 Uf與的比1.35*U2*cos（值，得：換相壓降損失 K12） 就算實(shí)際二次電壓 U2與額定二次電壓 U2n比值，得：勵(lì)磁變壓降損失K2上述量參數(shù)K1、K2約接近額定勵(lì)磁電流，值越準(zhǔn)確換相壓降：Jd=（3*Xb*lf）/pi AUd與If呈一定的線性關(guān)系變壓器壓降： AUt=Uk%*I2= Uk%*（lf/0.816）即：變壓器壓降、換相壓降與If呈線性關(guān)系K1*K2的比例系數(shù)2、 根據(jù)DLT843-2010附錄E6,可計(jì)算勵(lì)磁電壓突降至 K%時(shí)，可至強(qiáng)勵(lì)最小角（一般可取80%-85%）3、 計(jì)算強(qiáng)勵(lì)時(shí)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓Uf=K1*K2*K*1.35*U2n* cos（ a min）計(jì)算是否滿足2倍強(qiáng)勵(lì)要求4、 最簡(jiǎn)潔的方法：錄取機(jī)端電壓雙PT斷