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1500KW十二脈波整流中頻電源簡介

查看：4188 　發稿日期：2016/10/18 9:13:15

十二脈中頻電源介紹
1500KW十二脈波整流中頻電源簡介
一. 概述
我公司中頻電源具有如下特點:
1.1 中頻電源中可控硅元件的電壓裕度及電流裕度均按≥2倍選取。
1.2 柜體采用GGD型冷彎型鋼單元組合柜體;中頻電源內部的所有導電接觸面均采用機床進行精細加工,光潔度為△6.3以上,連接銅牌進行全長電鍍10-15μm的亮錫。
1.3 等效12脈波整流,減輕了對電網的諧波污染;中頻電源的特殊控制特性,使系統具有≥0.95的運行功率因數。
1.4 中頻電源設有自動重復啟動的功能,不存在啟動困難的故障。
1.5中頻電源的三相進線不區分相序,兩根中頻輸出線不分相位。
二. 方案選擇
2.1 本系統的電源功率為1500KW,采用一套中頻電源(見系統圖),一臺3繞組整流變壓器,整流變壓器的兩個副邊繞組各錯開30°,組成等效12相整流,可大大減小對電網的諧波干擾。
2.2 兩個整流橋組成12相整流,是建立在兩個整流橋出力平衡的前提下,此時送入電網的僅有11、13、23、25、次諧波,若出力不等,5、7、17、19次諧波將會送入電網,其幅值隨著出力不平衡度的增加而增加。因此如何保證各整流橋出力的平衡,將是降低諧波污染的關鍵。
2.3 國內目前對大功率的中頻電源,采用高壓方案(如進線電壓為575V,逆變晶閘管兩串)的較多,其優點是效率高,啟動較容易些。對于本項目,若采用575V進線電壓,再加槽路上倍壓,感應線圈的端電壓就會到2200V,電壓很高。
三. 主要參數計算
3.1 整流變壓器
整流變壓器網側電壓10KV,Δ接法;兩個低壓575V繞組,按星型和三角形聯接,相互相移30°,即0°,－30°。
整流變壓器容量
PT =1.05Pd ×1.1≈1732KVA
其中Pd --1500KW
1.1--為功率因數
整流變壓器短路阻抗ex ≈4～6%
3.2中頻電源
進線電壓575V
直流電壓 776V
直流電流 966A (每橋)
中頻輸出電壓 1100V 最大1200V
整流晶閘管實際工作等效平均值電流 966A÷3×0.91=354A
整流晶閘管實際工作峰值電壓 575V×1.414×1.1=895V
選取KP800A/2000V晶閘管,此時電壓裕度為2.23倍,電流裕度為2.25倍。每臺用12只整流晶閘管。
逆變晶閘管實際工作平均電流 1932A÷2=966A
逆變晶閘管實際工作峰值電壓 1200V×1.414=1696V
采用四只1000A/2000V快速晶閘管(Φ63mm)兩串兩并聯,若均壓系數及均流系數按0．85考慮，此時電壓裕度為2倍,電流裕度為2.25倍。每臺用16只逆變晶閘管。
平波電抗器 4.5mH , 100A，1000HZ時的工作磁密按5500GS選取，數量兩臺。
四. 諧波的計算
系統脈波數為P=2×6=12脈波,若兩整流橋負荷均勻,則只有11次、13次、23次和25次諧波電流流入電網。查曲線得(換相重疊角按10°考慮):
I11 /Ie =8% I13 /Ie =6.5%
I23 /Ie =2% I25 /Ie =1.5%
考慮系統實際運行時,兩整流橋出力不可能完全平衡,除了有上述11次、13次、23次、25次諧波電流流入電網外,還有5次、7次、17次、19次諧波電流流入電網,若設兩整流橋出力相差20%時,通過查曲線和計算得(換相重疊角按10°考慮):
I5 /Ie =19.5%×0.2÷2=1.95%
I7 /Ie =13.5%×0.2÷2=1.35%
I17 /Ie =4.2%×0.2÷2=0.42%
I19 /Ie =3.3%×0.2÷2=0.33%
當網側電壓為6KV時,整流變壓器的網側電流為167A,系統實際注入電網的各次諧波電流分別為:
I5 =3.23A
I7 =2.25A
I11 =13.36A
I13 =10.86A
I17 =0.7A
I19 =0.58A
I23 =3.34A
I25 =2.5A
該系統在6KV側的短路容量至少在100MVA,按照公用電網諧波標準(GB/T 14549-93),對6KV標準電壓、基準短路容量為100MVA的電網,容許注入的諧波電流值為:
5次34A,7次24A,11次16A,13次13A,17次10A,19次9A,23次7.4A,25次6.3A�？梢�,該系統注入6KV電網的各次諧波電流均不超標。
當網側電壓為10KV時,整流變壓器的網側電流為94A,系統實際注入電網的各次諧波電流分別為:
I5 =1.83A
I7 =1.27A
I11 =7.52A
I13 =6.11A
I17 =0.4A
I19 =0.31A
I23 =1.88A
I25 =1.41A
該系統在10KV側的短路容量至少在100MVA,按照公用電網諧波標準(GB/T 14549-93),對10KV標準電壓、基準短路容量為100MVA的電網,容許注入的諧波電流值為:
5次20A,7次15A,11次9.3A,13次7.9A,17次6A,19次5.4A,23次4.5A,25次4.1A�？梢�,該系統注入6KV電網的各次諧波電流均不超標。
五. 測試依據:
(1) 國標GB/T 14549-93《電能質量公用電網諧波》
(2) 原電力工業部的《電網電能質量技術監督管理規定》
六. 測試儀器:
DZ-4 電能質量分析儀；以上儀器的技術規范符合諧波國標對諧波測試儀器的精度要求。
七. 測試方法：
7.1測量信號的抽�。� 電流信號取自被測10kV線路測量CT的二次回路試驗端子接入電能質量分析儀的電流輸入端，CT變比為100/5。
7.2測量儀器的設置：用DZ-4電能質量分析儀測量；將儀器設置為自動定時測量方式，每兩次測量間隔為一分鐘，設置諧波次數為第２次--~25次，進行一爐煉鋼周期的連續諧波測量。
7.3數據處理方法：測量完畢后利用儀器的后臺分析功能，對定時測量的存盤數據文件作統計分析，得到各次諧波的９５％概率值、最大值、最小值和平均值，并以最大相的９５％概率值作為最終測量結果，與國標的限值或允許值比較來確定諧波電流是否超標。
八、治理方法：
1、在中頻電源前增加專用消除諧波污染裝置.（選配）
2、我公司在中頻電源三相進線處本身配有進線大容量阻容吸收，吸收5次、7次、11次諧波和毛刺尖波等
3、采用一臺3繞組整流變壓器,整流變壓器的兩個副邊繞組各錯開30°,組成等效12相整流,可大大減小對電網的諧波干擾,整流變壓器網側電壓10KV,Δ接法;兩個低壓575V繞組,按星型和三角形聯接,相互相移30°, 0°,－30°。以上文檔由西安藍輝機電設備有限公司提供，不足之處敬請指正。

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