方案設(shè)計報告

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編號密級階段標(biāo)志名稱 KWZL-110KW 整流柜方案設(shè)計報告會簽部門編寫校正審查標(biāo)審?fù)馕錆h科聞傳感技術(shù)第1頁 共18頁內(nèi)容綱要:本報告就KWZL-110KW 整流柜的設(shè)計狀況進展了詳盡介紹，論述了實現(xiàn)方案的技術(shù)門路及主要工作內(nèi)容、到達(dá)的主要技術(shù)指標(biāo)，并對設(shè)計狀況進展了剖析和說明，最終得出了各項指標(biāo)知足研制任務(wù)書、能夠轉(zhuǎn)入生產(chǎn)階段的結(jié)論。主題詞改正單編號

KWZL-110KW 整流柜設(shè)計報告更他日期 改正人 改正狀況及標(biāo)志更改欄第2頁 共18頁目次1 概括......................................................................任務(wù)根源 4研制指導(dǎo)....................................................................................................... 4..........................................2 主要技術(shù)指標(biāo)及設(shè)計要求4......自然環(huán)境 4主要技術(shù)...........................................\l“_TOC_250000“設(shè)計方案 4整體方案 5

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

..........................................構(gòu)成局部設(shè)計方案 6

.....系統(tǒng)構(gòu)造圖紙9......1517........................................................................................

....................................................5 風(fēng)險剖析 117....................................................6 結(jié)論 18第3頁 共18頁概括任務(wù)根源KWZL-110KW 整流柜依照《KWZL-110KW 整流柜研制任務(wù)書》睜開設(shè)計。研制指導(dǎo)原則全部零零件承受已定型的貨架產(chǎn)品保證系統(tǒng)靠譜性及研制周期；整流柜構(gòu)成及功能KWZL-110KW 整流柜的重要構(gòu)成局部，由三相全波不控整流電路、無功賠償器、三相溝通斷路器、直流保險絲、薄膜電容、多功能儀表、直流表、保險絲、溫度報警模塊、指示燈、銅排、電纜等構(gòu)成。KWZL-110KW 整流柜將額定電壓460V、頻次60Hz的三相溝通電整流為直流電，并裝備無功賠償器來提升系統(tǒng)的功率要素。主要技術(shù)指標(biāo)及設(shè)計要求自然環(huán)境a〕溫度最高溫度：+50℃；-20℃；b〕相對濕度：不大于90%〔+25℃時〕；主要技術(shù)指標(biāo)輸入額定電壓：三相460Vac，60HZ；輸出功率：不低于300kW；賠償參數(shù)：電容器20Kvar+30Kvar〔2〕，電感率為7%;；d〕諧波重量：不大于20%；e〕工作溫度：-20℃～50℃；防范等級：IP43；外形尺寸：1120mm×700mm×700mm。第4頁 共18頁設(shè)計方案整體方案此方案主要目的在系統(tǒng)同意的條件下，盡可能提升功率要素，改進柴油發(fā)電機組的使用效率，同時也要防范功率要素過高造成系統(tǒng)不穩(wěn)固；并盡量削減系統(tǒng)的諧波重量。產(chǎn)品的電路原理圖如圖1所示，KWZL-110KW整流柜的重要構(gòu)成局部，三相全波不控整流電路、無功賠償器、三相溝通斷路器、直流保險絲、薄膜電容、多功能儀表、直流表、保險絲、溫度報警模塊、指示燈、銅排、電纜等構(gòu)成。考慮到整流柜的重要性，所以在設(shè)計該整流柜時，考慮更多的是整流柜的穩(wěn)固性和靠譜性。KWZL-110KW 整流柜的輸入為柴油發(fā)電機組柴油發(fā)電機組輸出電壓為460HZ，頻次為60HZ的三相溝通電，經(jīng)三相全波不控整流電路輸出直流電?？紤]到現(xiàn)場實質(zhì)運轉(zhuǎn)時，比方：銘牌88KW，功率要素0.8的柴油發(fā)電機組，在沒有無功賠償狀況下，帶載40KW，柴油發(fā)電機組的功率要素為0.75。此刻本整流柜的輸入為在最大120KW0.8率需要知足110KW，為知足實質(zhì)要求，故肯定提升功率要素，參加無功賠償器。第5頁 共18頁圖1系統(tǒng)主電氣原理框圖參數(shù)計算110KW直流電三相全波不控整流電路考慮到本整流柜的重要性，所以我們更多的考慮到整流柜的穩(wěn)固性和靠譜性，故承受三相全波不控整流電路，電路由6個整流二極管第6頁 共18頁構(gòu)成。由于本系統(tǒng)電路輸出電壓為U0=460*1.35=DC621V 輸出功率為110KW，則輸出電流為DC177A，故我們在選擇整流二極管時，留有必定余量，承受600A/1800V的二極管。散熱器的選型由晶閘管廠家介紹，承受風(fēng)冷散熱。輸入電流計算依據(jù)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)柴油發(fā)電機最大功率120KW，以效率為 計算，可得：Pi=1.732U*I*cosφ =Po=120KW，cosφ=0.9，U=460V獲得I=167A依據(jù)輸入電壓AC460V,輸 入電流AC167A，溝通斷路器我們均選用額定電流為250A的器件。濾波電容計算整流柜額定輸出電壓DC620V，而自己本系統(tǒng)的負(fù)載并聯(lián)了一個電池，相當(dāng)于一個無量大的電容，故本系統(tǒng)設(shè)計時沒有太多考慮紋波的要求，可是考慮到整流橋的穩(wěn)固性以及靠譜性，輸出并聯(lián)有6個450uF/1000V的薄膜電容，主要除去尖峰諧波值計算關(guān)于三相全波不控整流電路，當(dāng)無視三相橋式可控硅整流電路換相過程和電流脈動，假設(shè)溝通側(cè)電抗為零，直流電感為無量大，則溝通側(cè)電流傅里葉級數(shù)睜開為：由上式可得以下結(jié)論：電流中主要含有、7、11、13..反比，且與基波有效值的比值為諧波次數(shù)的倒數(shù)，全部主要諧波為5次諧波。一般三相全波不控整流電路電壓諧波為15%-20%，電流諧波為第7頁 共18頁20%-30%無功賠償器計算本系統(tǒng)中柴油發(fā)電機組機的功率要素為，而整流柜最高輸出功率110KW，則柴油發(fā)電機的視在功率，則無功功率Q S2-2 2-11282Kvar；依據(jù)柴油發(fā)電機組的性能要求，柴油發(fā)電機組的最大功率要素不行以超出，否者會致使柴油發(fā)電機組運轉(zhuǎn)在不穩(wěn)固地區(qū)，會造成柴油發(fā)電機的損害，留有必定余量，我們經(jīng)過無功賠償器將功率要素由上漲到。當(dāng)功率要素為QS2-P2 22

0.9時，P=S*0.9=123KW,則無功功率59Kvar82-59=23Kvar。則無功賠償器的電容器為23KVar，由于本系統(tǒng)的主要諧波重量為5次諧波，故無功賠償器中的電抗器承受電抗率為7%的電抗。電容器Q 2 fCU2，此中Q=23Kvar，f=60Hz,U=460V ，C=288uF則。本系統(tǒng)可等效為該電路圖：2.等效電路圖In為系統(tǒng)n次諧波電流，也看作由一恒流源發(fā)出，L2為系統(tǒng)等值電感，其基波電抗值為X2，L1為電容器所串電抗器的電感，其基波電第8頁 共18頁抗值為X1，C為賠償電容器的電容，其基波容抗值為 流入系統(tǒng)的n次諧波電流，Inc 為流入電容器的 n次諧波電流，Ins=In(nX1 -Xc/n)/〔nX2+nX1-Xcn，X1/Xc等于K代入，Ins=In×Xc(K-1/n當(dāng)K-1/n2 =0即K=1/n2

+流入系統(tǒng)的n次諧波為零，說明L-C回路對n次諧波完整濾除，它是一個單一諧濾波器。本系統(tǒng)主要功率為5次諧波，則K=1/25，12fc則XC=25XL，XC=器的電流為90A。

構(gòu)成局部設(shè)計方案三相溝通斷路器三相溝通斷路器承受施耐德的溝通斷路器NSX630/3P〔3個〕，此中主回路250A2160A。NSX630/3P額定絕緣電壓為800V，合用于溝通50HZ〔或60HZ〕，額定工作電壓690V的電路中作不屢次變換及點電機不屢次起動之用，溝通斷路器擁有過載和短路保護功能，能保護線路和電源設(shè)施不受破壞。依據(jù)前面計算得出主回路電流為170A，故主回路斷路器承受250A70A160A斷路器。主要技術(shù)參數(shù):800VAC；630V；8000V；級數(shù)：3；額定極限短路分?jǐn)嗔α浚?2KA/440VAC；額定運轉(zhuǎn)短路分?jǐn)嗔α浚?2KA/440VAC；操作次數(shù)：機械操作15000次，電氣操作4000次；h〕外形尺寸(W×H×D)：140mm×255mm×110mm；第9頁 共18頁重量：；飛狐距離：≤52mm。實物圖片:3.三相溝通斷路器實物圖無功賠償器無功賠償器承受指月公司的電容器、BMSJ0.69-20-3以及電抗器、，此中BMSJ0.69-30-3為自愈式三相并聯(lián)電容器，額定電壓690V，賠償功率為30Kvar，BMSJ0.69-20-3為自愈式三相并聯(lián)電容器，額定電壓690V，賠償功率為20Kvar，為30Kvar般配的電抗器，為20Kvar般配的電抗器。依據(jù)以前計算的賠償電容器應(yīng)當(dāng)為 23Kvar，在我們進展選型采買電容器時，由于市場上全部的電容器選型都是以 50HZ，額定電壓計算而來。C=288uF，Q 2

23Kvar轉(zhuǎn)變?yōu)?0HZ,690V的電容器，由上述計算公式獲得fCU2=2*3.14*50*288*10 -6*690*690=45Kvar第10頁 共18頁現(xiàn)場調(diào)試，應(yīng)承受2路，依據(jù)廠家選型，比較適合的有20Kvar和30Kvar兩種?？梢罁?jù)現(xiàn)場調(diào)試狀況選擇電容的投切。整流二極管及散熱器可控硅承受西安派瑞功率半導(dǎo)體變流技術(shù)股份的燒構(gòu)造造整流管，合用于高壓直流整流電源等裝置。依據(jù)本裝置的技術(shù)指標(biāo)，輸入電壓 依據(jù)計算出的電流以及廠家介紹，最終承受二極管型號為ZP600/1800，散熱器為SF14型風(fēng)冷散熱器，該型號二極管的工作電壓為 DC1800V，工作電流為600A，足以知足本裝置設(shè)計需求。散熱器安裝條件：安裝散熱器時，器件和散熱器的接觸外表應(yīng)平坦，光滑，安裝前擦抹干凈。緊固力應(yīng)略大于規(guī)定的相應(yīng)數(shù)值。風(fēng)速應(yīng)大于 6M/S，故使用2路8寸220V電扇進展散熱。圖4.二極管及散熱器實物圖直流濾波電容直流濾波電容承受株洲宏達(dá)電子股份的有機薄膜電容，以聚丙烯薄膜為介質(zhì)，金屬化層為電極，承受無感卷繞構(gòu)造，阻燃環(huán)氧樹脂填補，螺柱或內(nèi)螺紋引出。自感低，ESR低，高頻消耗小，能蒙受大的紋波電流，高靠譜性。用于直流濾波或支撐電路，可代替鋁電解電容。如牽引驅(qū)動器、磁化和焊接設(shè)備、風(fēng)能和太陽能等設(shè)施中的直流濾波和鏈接。第11頁 共18頁依據(jù)計算，電容選型為450uF/1000V的薄膜電容。實物照片:保險絲

5.濾波電容實物圖保險絲承受美國巴斯曼公司的350A/700V熔斷器。主要用于半導(dǎo)體整流元件或整流裝置的短路保護。由于半導(dǎo)體元件的過載力量很低。只好在極短時間內(nèi)蒙受較大的過載電流，所以要求短路保護擁有快速熔斷的力量?？焖偃蹟嗥鞯臉?gòu)造和有填料關(guān)閉式熔斷器基真同樣，但熔體資料和外形不一樣，它是以銀片沖制的有V形深槽的變截面熔體。實物照片:6.直流電表實物圖第12頁 共18頁直流表直流表承受安科瑞電氣股份的PZ系列直流檢測儀表PZ72-DE/C，該RS485通信接口、模擬量數(shù)據(jù)變換、開關(guān)量輸入輸出等功能，既可用于當(dāng)?shù)仫@示，又能與工控設(shè)施、計算機連結(jié)，構(gòu)成測控系統(tǒng)。合用于直流屏、太陽能發(fā)電、電信基站等直流系統(tǒng)的電力參數(shù)檢測。用于顯示直流輸出電壓電流。主要技術(shù)參數(shù):0-1000VDC；0-9999ADC；霍爾元件：支持輸出為0~20mA、4~20mA、0~5V、0~10V等。精度等級：級。LEDLCD〔高亮藍(lán)色背景光、背光延不時間可調(diào)〕。通 訊：RS485接口，半雙工、光電隔絕，Modbus-RTU協(xié)議；AC85~265V,50/60Hz。功耗：≤2VA；100MΩ；3kV/1min〔RMS〕；k〕l〕濕度：≤93%RH，不結(jié)露，不含腐化性氣體；m〕海拔：≤2500m。實物照片:第13頁 共18頁7.直流電表實物圖多功能儀表流表承受安科瑞電氣股份的 PZ系列溝通檢測儀表PZ72〔L〕-E4，該儀表承受溝通采樣技術(shù)，能分別丈量電網(wǎng)中的電流、電壓、功率、功率因數(shù)和電能等參數(shù)?？蓭S485通信接口、模擬量數(shù)據(jù)變換、開關(guān)量輸入/輸出等功能，實現(xiàn)電力參數(shù)、電氣元件工作狀態(tài)的遠(yuǎn)程傳輸，便于后臺監(jiān)控系統(tǒng)集中檢測。合用于高、低壓電力系統(tǒng)中需要檢測電力參數(shù)的場合。用于顯示溝通輸入端的三相電流電壓以及功率。主要技術(shù)參數(shù):輸入電壓：AC380V；輸入電流：5A；輸入頻次：45Hz～65Hz；輸入功耗：＜；精度等級：電流、電壓： 級，頻次：，有功功率、有功電能：0.5級，無功功率、無功電能：1.0級；通信：RS485Modbus-RTU 協(xié)議/Profibus-DP 協(xié)議；工作電源電壓：AC80-270V；第14頁 共18頁電源功耗：＜4VA；100MΩ；工頻耐壓：電源/輸入/輸出之間2kV/1min；k〕溫度：LCD-10℃～+45℃，LED-10℃～+55-20℃～+70℃；l〕93%RH，不結(jié)露，不含腐化性氣體；m〕 海拔：≤2500m。實物圖片:8.多功能儀表實物圖系統(tǒng)構(gòu)造圖紙9.面板顯示正視圖第15頁 共18頁視圖圖1