TCR电抗器电流参数的设计计算

TCR电抗器电流参数的设计计算 TCR电抗器电流参数的设计计算张永康宝钢股份公司设备部上海 201900 摘要本文介绍供配电系统中SVC的组成部分TCR装置的工作特性分析了宝钢各TCR装置中电抗器的电流数据着重分析了热稳定电流的重要性和科学的计算方法对电抗器的设计计算制造及试验又一定的指导意义关键词 TCR 电抗器可控硅触发角短路额定电流热稳定电流动稳定电流 TCR是SVC系统的一个组成部分意为可控硅控制的电抗器 TCR的主接线如图1所示调节可控硅的触发角可控制TC...

TCR电抗器电流参数的设计计算张永康宝钢股份公司设备部上海 201900 摘要本文介绍供配电系统中SVC的组成部分TCR装置的工作特性分析了宝钢各TCR装置中电抗器的电流数据着重分析了热稳定电流的重要性和科学的计算方法对电抗器的设计计算制造及试验又一定的指导意义关键词 TCR 电抗器可控硅触发角短路额定电流热稳定电流动稳定电流 TCR是SVC系统的一个组成部分意为可控硅控制的电抗器 TCR的主接线如图1所示调节可控硅的触发角可控制TCR的容量QTCR图中L是纯感性元件因此TCR相当于整流装置下的一个纯感性负荷可控硅的触发角移相范围为900 1800 可控硅触发角 900 全开放时相当于电抗器工作在短路状态可控硅触发角为1800时则处于开路状态可控硅触发角实际的移相范围根据电抗器的额定容量电流确定而可能出现的可控硅全开放荷其它短路冲击等因素决定了 TCR电抗器的热稳定电流和动稳定电流 TCR电抗器的热稳定电流目前在国际标准 IEC289-1988和国家标准 GB1022988中均没有相应的条例给予说明各个电抗器制造公司给出的数值也没有明确的计算依据和科学解释表一给出宝钢三套TCR装置的热稳定电流图1 TCR的主接线示意图等数据使用地点额定容量 IN额定电流 I热 1S I动 KA I热/IN I动/I热供货商 2050热轧 60Mvar 571A 1200A 3.2 2.1 2.55 加拿大电炉 80Mvar 808A 900A 2.3 1.1 2.55 芬兰 1420冷轧 12Mvar 400A 1000A 2.5 2.5 2.55 加拿大表一宝钢三套TCR装置中电抗器的电流参数从表中可知各电抗器制造公司确定的热稳定电流I热差异较大众所周知 I热设计过大会增加制造成本造成浪费设计过小则不利于设备的安全运行电炉总降TCR电抗器的解剖分析结果表明其故障与热稳定电流计算不合理过小有密切的关系因此科学合理地确定I热很有必要下面根据TCR电抗器地运行特点安装环境等因素探讨一下这几个电流量地设计计算方法一额定电流因为TCR采用三角形接线方式因此TCR电抗器的额定电流可以由额定容量直接计算得到 IN=QTCR/3UN .(1) 式中 UN-----TCR电抗器所连接的系统电压 QTCR----TCR的额定容量单位 Mvar 二热稳定电流 TCR电抗器的热稳定电流与下列几个因素有关 1 系统偏压一般为±5 ――10 当 2 所述情况同时发生时取5 不同时发生时取10 2 可控硅触发失控工作 900 全开放或者当某支路的上下两个电抗器之间的绝缘支柱瓷瓶因污染受潮雨淋等而被击穿时造成整个可控硅组被短路此时TCR工作原理如图2所示 3 某支路的上下两个电抗器中一个因某种原因发生闪烁短路该支路只有一个电抗器接入系统中支路阻抗感抗为原来的二分之一这种情况在室外露天安装的TCR电抗器中可能发生上述三种因素有同时存在的可能性此时系统电压偏移不会大于 5 因为TCR是一个感性负荷当发生情况 2 时系统中突然增加较大的感性负荷会引起系统电压的降低图2 TCR可控硅短路时的等效原理图当可控硅被短路 900时等效时流过电抗器的电流为 IL=UN/2l 2 式 2 中 ―――为系统电压角频率这里是 2 f 628 l―――支路中一个电抗器的电感量单位 mH 考虑5 的电压偏移则 IL 1 5 UN/2l .(3) 再考虑一个电抗器被短路该支路中只有一个电抗器工作的情况则 IL=2*(1+5%)UN/2l=1.05UN/ l (4) 只考虑一个电抗器被短路和 5 的电压偏移假如此时 TCR工作再最大负荷 I=IN ,则 I(3)L=2*(1+5%) IN=2.1 IN .(5) 表二中为电抗器在对应故障时的电流数据使用地点电感量mH IN额定电流 IL A IL(A) IL(A) I(3)L(A) I热 A 2050热轧 64.0 570A 870 914 1828 1197 1200 电炉 60.4 808A 922 969 1938 1697 900 1420冷轧 27.85 400A 571 600 1200 840 1000 表二宝钢三套TCR装置故障时电抗器电流数据从表二可知电炉TCR电抗器I热小于{IL,IL,IL,I(3)L}中任一值 2050热轧和1420冷轧TCR电抗器I热均小于IL 在电炉TCR电抗器故障后我们对故障电抗器进行了专业性解剖分析结果证明电炉TCR电抗器确实有许多先天薄弱点为此在TCR电抗器国产化制作方案中我们设计制作的电抗器热稳定电流为 2300A1秒动稳定电流为2 552300A5865A 二动稳定电流动稳定电流为2 55倍I热考虑到电抗器的安装布置方式我们应该有针对性地设计电抗器地相关参数对于室外露天安装的电抗器其 I热应该大于 {IL,IL,IL,I(3)L}中最大值而对于室内安装或可靠防止雨水侵袭的半露天等环境下安装的电抗器其I热应该大于IL 在国际标准和国家标准均没有相应的条例对TCR电抗器的热动稳定电流给予说明的情况下目前宝钢在制定设备设计和选型标准时对TCR电抗器的标准进行了重新编写本文有关TCR电抗器设计计算的方法和公式作为国际标准 IEC289---1988和国家标准 GB1022988的补充完善了国际标准和国家标准中有关电抗器的内容并且在宝钢的三期后项目中执行

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