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1500KW十二脉波整流中频电源简介
查看:893  发稿日期:2016/10/18 9:13:15
十二脉中频电源介绍
1500KW十二脉波整流中频电源简介
一. 概述
   我公司中频电源具有如下特点:
1.1 中频电源中可控硅元件的电压裕度及电流裕度均按≥2倍选取。
1.2 柜体采用GGD型冷弯型钢单元组合柜体;中频电源内部的所有导电接触面均采用机床进行精细加工,光洁度为△6.3以上,连接铜牌进行全长电镀10-15μm的亮锡。
1.3 等效12脉波整流,减轻了对电网的谐波污染;中频电源的特殊控制特性,使系统具有≥0.95的运行功率因数。
1.4 中频电源设有自动重复启动的功能,不存在启动困难的故障。
1.5中频电源的三相进线不区分相序,两根中频输出线不分相位。
二. 方案选择
2.1 本系统的电源功率为1500KW,采用一套中频电源(见系统图),一台3绕组整流变压器,整流变压器的两个副边绕组各错开30°,组成等效12相整流,可大大减小对电网的谐波干扰。
2.2 两个整流桥组成12相整流,是建立在两个整流桥出力平衡的前提下,此时送入电网的仅有11、13、23、25、次谐波,若出力不等,5、7、17、19次谐波将会送入电网,其幅值随着出力不平衡度的增加而增加。因此如何保证各整流桥出力的平衡,将是降低谐波污染的关键。
2.3 国内目前对大功率的中频电源,采用高压方案(如进线电压为575V,逆变晶闸管两串)的较多,其优点是效率高,启动较容易些。对于本项目,若采用575V进线电压,再加槽路上倍压,感应线圈的端电压就会到2200V,电压很高。
三. 主要参数计算
 3.1 整流变压器
   整流变压器网侧电压10KV,Δ接法;两个低压575V绕组,按星型和三角形联接,相互相移30°,即0°,-30°。
   整流变压器容量
   PT =1.05Pd ×1.1≈1732KVA
   其中Pd --1500KW
          1.1--为功率因数
   整流变压器短路阻抗ex ≈4~6%
3.2中频电源
   进线电压575V
   直流电压  776V
   直流电流  966A  (每桥)
   中频输出电压  1100V   最大1200V
   整流晶闸管实际工作等效平均值电流 966A÷3×0.91=354A
   整流晶闸管实际工作峰值电压  575V×1.414×1.1=895V
   选取KP800A/2000V晶闸管,此时电压裕度为2.23倍,电流裕度为2.25倍。每台用12只整流晶闸管。
   逆变晶闸管实际工作平均电流  1932A÷2=966A
   逆变晶闸管实际工作峰值电压  1200V×1.414=1696V
   采用四只1000A/2000V快速晶闸管(Φ63mm)两串两并联,若均压系数及均流系数按0.85考虑,此时电压裕度为2倍,电流裕度为2.25倍。每台用16只逆变晶闸管。
 平波电抗器  4.5mH , 100A,1000HZ时的工作磁密按5500GS选取,数量 两台。
四. 谐波的计算
   系统脉波数为P=2×6=12脉波,若两整流桥负荷均匀,则只有11次、13次、23次和25次谐波电流流入电网。查曲线得(换相重叠角按10°考虑):
   I11 /Ie =8%     I13 /Ie =6.5%
   I23 /Ie =2%     I25 /Ie =1.5%
   考虑系统实际运行时,两整流桥出力不可能完全平衡,除了有上述11次、13次、23次、25次谐波电流流入电网外,还有5次、7次、17次、19次谐波电流流入电网,若设两整流桥出力相差20%时,通过查曲线和计算得(换相重叠角按10°考虑):
   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%
   当网侧电压为6KV时,整流变压器的网侧电流为167A,系统实际注入电网的各次谐波电流分别为:
   I5 =3.23A
   I7 =2.25A
   I11 =13.36A
   I13 =10.86A
   I17 =0.7A
   I19 =0.58A
   I23 =3.34A
   I25 =2.5A
   该系统在6KV侧的短路容量至少在100MVA,按照公用电网谐波标准(GB/T 14549-93),对6KV标准电压、基准短路容量为100MVA的电网,容许注入的谐波电流值为:
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。可见,该系统注入6KV电网的各次谐波电流均不超标。
   当网侧电压为10KV时,整流变压器的网侧电流为94A,系统实际注入电网的各次谐波电流分别为:
   I5 =1.83A
   I7 =1.27A
   I11 =7.52A
   I13 =6.11A
   I17 =0.4A
   I19 =0.31A
   I23 =1.88A
   I25 =1.41A
   该系统在10KV侧的短路容量至少在100MVA,按照公用电网谐波标准(GB/T 14549-93),对10KV标准电压、基准短路容量为100MVA的电网,容许注入的谐波电流值为:
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。可见,该系统注入6KV电网的各次谐波电流均不超标。
五. 测试依据:
 (1) 国标GB/T 14549-93《电能质量 公用电网谐波》
 (2) 原电力工业部的《电网电能质量技术监督管理规定》
六. 测试仪器:
DZ-4 电能质量分析仪;以上仪器的技术规范符合谐波国标对谐波测试仪器的精度要求。
七. 测试方法:
7.1测量信号的抽取: 电流信号取自被测10kV线路测量CT的二次回路试验端子接入电能质量分析仪的电流输入端,CT变比为100/5。
7.2测量仪器的设置:用DZ-4电能质量分析仪测量;将仪器设置为自动定时测量方式,每两次测量间隔为一分钟,设置谐波次数为第2次--~25次,进行一炉炼钢周期的连续谐波测量。
7.3数据处理方法:测量完毕后利用仪器的后台分析功能,对定时测量的存盘数据文件作统计分析,得到各次谐波的95%概率值、最大值、最小值和平均值,并以最大相的95%概率值作为最终测量结果,与国标的限值或允许值比较来确定谐波电流是否超标。
八、治理方法:
1、在中频电源前增加专用消除谐波污染装置.(选配)
2、我公司在中频电源三相进线处本身配有进线大容量阻容吸收,吸收5次、7次、11次谐波和毛刺尖波等
     3、  采用一台3绕组整流变压器,整流变压器的两个副边绕组各错开30°,组成等效12相整流,可大大减小对电网的谐波干扰,整流变压器网侧电压10KV,Δ接法;两个低压575V绕组,按星型和三角形联接,相互相移30°, 0°,-30°。 以上文档由西安蓝辉机电设备有限公司提供,不足之处敬请指正。
 
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