方案設(shè)計(jì)報(bào)告

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編號(hào)密級(jí)階段標(biāo)志名稱 KWZL-110KW 整流柜方案設(shè)計(jì)報(bào)告會(huì)簽部門(mén)編寫(xiě)校正審查標(biāo)審?fù)馕錆h科聞傳感技術(shù)第1頁(yè) 共18頁(yè)內(nèi)容綱要:本報(bào)告就KWZL-110KW 整流柜的設(shè)計(jì)狀況進(jìn)展了詳盡介紹，論述了實(shí)現(xiàn)方案的技術(shù)門(mén)路及主要工作內(nèi)容、到達(dá)的主要技術(shù)指標(biāo)，并對(duì)設(shè)計(jì)狀況進(jìn)展了剖析和說(shuō)明，最終得出了各項(xiàng)指標(biāo)知足研制任務(wù)書(shū)、能夠轉(zhuǎn)入生產(chǎn)階段的結(jié)論。主題詞改正單編號(hào)

KWZL-110KW 整流柜設(shè)計(jì)報(bào)告更他日期 改正人 改正狀況及標(biāo)志更改欄第2頁(yè) 共18頁(yè)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(jì)要求4......自然環(huán)境 4主要技術(shù)...........................................\l“_TOC_250000“設(shè)計(jì)方案 4整體方案 5

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

..........................................構(gòu)成局部設(shè)計(jì)方案 6

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

....................................................5 風(fēng)險(xiǎn)剖析 117....................................................6 結(jié)論 18第3頁(yè) 共18頁(yè)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(shū)》睜開(kāi)設(shè)計(jì)。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(wú)功賠償器、三相溝通斷路器、直流保險(xiǎn)絲、薄膜電容、多功能儀表、直流表、保險(xiǎn)絲、溫度報(bào)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(wú)功賠償器來(lái)提升系統(tǒng)的功率要素。主要技術(shù)指標(biāo)及設(shè)計(jì)要求自然環(huán)境a〕溫度最高溫度：+50℃；-20℃；b〕相對(duì)濕度：不大于90%〔+25℃時(shí)〕；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(jí)：IP43；外形尺寸：1120mm×700mm×700mm。第4頁(yè) 共18頁(yè)設(shè)計(jì)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(jìn)柴油發(fā)電機(jī)組的使用效率，同時(shí)也要防范功率要素過(guò)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(wú)功賠償器、三相溝通斷路器、直流保險(xiǎn)絲、薄膜電容、多功能儀表、直流表、保險(xiǎn)絲、溫度報(bào)警模塊、指示燈、銅排、電纜等構(gòu)成?？紤]到整流柜的重要性，所以在設(shè)計(jì)該整流柜時(shí)，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(jī)組柴油發(fā)電機(jī)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(chǎng)實(shí)質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，比方：銘牌88KW，功率要素0.8的柴油發(fā)電機(jī)組，在沒(méi)有無(wú)功賠償狀況下，帶載40KW，柴油發(fā)電機(jī)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(shí)質(zhì)要求，故肯定提升功率要素，參加無(wú)功賠償器。第5頁(yè) 共18頁(yè)圖1系統(tǒng)主電氣原理框圖參數(shù)計(jì)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(gè)整流二極管第6頁(yè) 共18頁(yè)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?cè)谶x擇整流二極管時(shí)，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(jì)算依據(jù)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)柴油發(fā)電機(jī)最大功率120KW，以效率為 計(jì)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(jì)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(gè)電池，相當(dāng)于一個(gè)無(wú)量大的電容，故本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)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(gè)450uF/1000V的薄膜電容，主要除去尖峰諧波值計(jì)算關(guān)于三相全波不控整流電路，當(dāng)無(wú)視三相橋式可控硅整流電路換相過(guò)程和電流脈動(dòng)，假設(shè)溝通側(cè)電抗為零，直流電感為無(wú)量大，則溝通側(cè)電流傅里葉級(jí)數(shù)睜開(kāi)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(yè) 共18頁(yè)20%-30%無(wú)功賠償器計(jì)算本系統(tǒng)中柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)的功率要素為，而整流柜最高輸出功率110KW，則柴油發(fā)電機(jī)的視在功率，則無(wú)功功率Q S2-2 2-11282Kvar；依據(jù)柴油發(fā)電機(jī)組的性能要求，柴油發(fā)電機(jī)組的最大功率要素不行以超出，否者會(huì)致使柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)在不穩(wěn)固地區(qū)，會(huì)造成柴油發(fā)電機(jī)的損害，留有必定余量，我們經(jīng)過(guò)無(wú)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(shí)，P=S*0.9=123KW,則無(wú)功功率59Kvar82-59=23Kvar。則無(wú)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(wú)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(yè) 共18頁(yè)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(shuō)明L-C回路對(duì)n次諧波完整濾除，它是一個(gè)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(jì)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(gè)〕，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(diǎn)電機(jī)不屢次起動(dòng)之用，溝通斷路器擁有過(guò)載和短路保護(hù)功能，能保護(hù)線路和電源設(shè)施不受破壞。依據(jù)前面計(jì)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(jí)數(shù)：3；額定極限短路分?jǐn)嗔α浚?2KA/440VAC；額定運(yùn)轉(zhuǎn)短路分?jǐn)嗔α浚?2KA/440VAC；操作次數(shù)：機(jī)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(yè) 共18頁(yè)重量：；飛狐距離：≤52mm。實(shí)物圖片:3.三相溝通斷路器實(shí)物圖無(wú)功賠償器無(wú)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(jì)算的賠償電容器應(yīng)當(dāng)為 23Kvar，在我們進(jìn)展選型采買(mǎi)電容器時(shí)，由于市場(chǎng)上全部的電容器選型都是以 50HZ，額定電壓計(jì)算而來(lái)。C=288uF，Q 2

23Kvar轉(zhuǎn)變?yōu)?0HZ,690V的電容器，由上述計(jì)算公式獲得fCU2=2*3.14*50*288*10 -6*690*690=45Kvar第10頁(yè) 共18頁(yè)現(xiàn)場(chǎng)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。可依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(jì)算出的電流以及廠家介紹，最終承受二極管型號(hào)為ZP600/1800，散熱器為SF14型風(fēng)冷散熱器，該型號(hào)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(jì)需求。散熱器安裝條件：安裝散熱器時(shí)，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(jìn)展散熱。圖4.二極管及散熱器實(shí)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(jī)薄膜電容，以聚丙烯薄膜為介質(zhì)，金屬化層為電極，承受無(wú)感卷繞構(gòu)造，阻燃環(huán)氧樹(shù)脂填補(bǔ)，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(dòng)器、磁化和焊接設(shè)備、風(fēng)能和太陽(yáng)能等設(shè)施中的直流濾波和鏈接。第11頁(yè) 共18頁(yè)依據(jù)計(jì)算，電容選型為450uF/1000V的薄膜電容。實(shí)物照片:保險(xiǎn)絲

5.濾波電容實(shí)物圖保險(xiǎn)絲承受美國(guó)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(hù)。由于半導(dǎo)體元件的過(guò)載力量很低。只好在極短時(shí)間內(nèi)蒙受較大的過(guò)載電流，所以要求短路保護(hù)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(shí)物照片:6.直流電表實(shí)物圖第12頁(yè) 共18頁(yè)直流表直流表承受安科瑞電氣股份的PZ系列直流檢測(cè)儀表PZ72-DE/C，該RS485通信接口、模擬量數(shù)據(jù)變換、開(kāi)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(jì)算機(jī)連結(jié)，構(gòu)成測(cè)控系統(tǒng)。合用于直流屏、太陽(yáng)能發(fā)電、電信基站等直流系統(tǒng)的電力參數(shù)檢測(cè)。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(jí)：級(jí)。LEDLCD〔高亮藍(lán)色背景光、背光延不時(shí)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(shí)物照片:第13頁(yè) 共18頁(yè)7.直流電表實(shí)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(cè)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)。可帶RS485通信接口、模擬量數(shù)據(jù)變換、開(kāi)關(guān)量輸入/輸出等功能，實(shí)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(tái)監(jiān)控系統(tǒng)集中檢測(cè)。合用于高、低壓電力系統(tǒng)中需要檢測(cè)電力參數(shù)的場(chǎng)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(jí)：電流、電壓： 級(jí)，頻次：，有功功率、有功電能：0.5級(jí)，無(wú)功功率、無(wú)功電能：1.0級(jí)；通信：RS485Modbus-RTU 協(xié)議/Profibus-DP 協(xié)議；工作電源電壓：AC80-270V；第14頁(yè) 共18頁(yè)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(shí)物圖片:8.多功能儀表實(shí)物圖系統(tǒng)構(gòu)造圖紙9.面板顯示正視圖第15頁(yè) 共18頁(yè)視圖圖1