FLZ系列可控硅使用說明書V2.0新剖析

1、NARIFLZ系列可控硅整流裝置使用說明書V2.0國電自動化研究院南瑞電氣控制公司FLZ 系列可控硅整流裝置使用說明書目錄第一部分前言2一、概述 ：2二、型號及適用范圍2三、使用條件2第二部分設(shè)備原理3一、主回路原理3二、硅元件的保護3三、硅元件的參數(shù)選擇4四、硅元件的散熱4五、并聯(lián)支路的均流措施4六、輔助控制回路5第三部分設(shè)備安裝6一、柜體的安裝6二、交直流匯流銅排的安裝6三、交直流電纜的安裝6四、有關(guān)注意事項6第四部分設(shè)備使用說明7一、 FLZ-250 型可控硅整流裝置使用說明7二、 FLZ-500 （600）（/2）型可控硅整流裝置使用說明7三、 FLZ-1000（ 10002000）型

2、可控硅整流裝置使用說明8第五部分設(shè)備維護10一、檢修維護10二、日常維護的注意事項101FLZ 系列可控硅整流裝置使用說明書第一部分前言一、概述 ：FLZ 系列可控硅整流裝置是針對大中小型發(fā)電機組而分別設(shè)計的勵磁系統(tǒng)產(chǎn)品。FLZ 系列可控硅裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)面廣、輸出功率大、維護量小的優(yōu)點，在各類型發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。為了更加方便現(xiàn)場的維護，我們力求將FLZ 系列標(biāo)準(zhǔn)化，使其更趨于簡潔，運行更加可靠。二、型號及適用范圍FLZ-250型：適用于三機勵磁系統(tǒng)及兩機一變勵磁系統(tǒng)。FLZ-500（ 600）型：適用于較小容量的自并勵系統(tǒng)及相應(yīng)容量的勵磁系統(tǒng)。FLZ-500（ 600）

3、 /2 型：適用于較小容量的自并勵系統(tǒng)及相應(yīng)容量的勵磁系統(tǒng)。FLZ/M型：適用于較小容量的自并勵系統(tǒng)及相應(yīng)容量的勵磁系統(tǒng)。FLZ-1000 （10002000）型：適用于大容量的自并勵系統(tǒng)。三、使用條件1 周圍空氣溫度不高于+40，不低于0。2 海拔高度不超過2000 米。3 使用場所：空氣清潔的室內(nèi)。4 設(shè)備安裝時與垂直面的傾斜度不超過5%。5 設(shè)備應(yīng)安裝在無劇烈震動和沖擊的地方，以及不足使電器元件受到腐蝕的場所。6 用戶有特殊要求時可與制造廠協(xié)商解決。2FLZ 系列可控硅整流裝置使用說明書第二部分設(shè)備原理一、主回路原理可控硅整流柜的核心是三相可控硅整流橋。當(dāng)它工作時，通過控制可控硅元件SC

4、R1SCR6的控制角 , 將有效值為u2 的三相交流電壓整流成不同的直流輸出電壓ud。對發(fā)電機而言， 通過改變勵磁電壓值ud，達到改變勵磁電流Id 的目的。針對理想的電感負(fù)載RO，其對應(yīng)關(guān)系為：ud=1.35 × u2×cos (0° 180° )a) 對于自并激勵磁系統(tǒng)，u2 對應(yīng)于勵磁變壓器付邊電壓，ud 對應(yīng)于發(fā)電機轉(zhuǎn)子電壓， I d 對應(yīng)于轉(zhuǎn) 子電流。b) 對于兩機系統(tǒng)或三機系統(tǒng)，u2 來自勵磁機或副勵磁機機端，ud 提供勵磁機的勵磁電壓， I d對應(yīng)于勵磁機勵磁電流。觸發(fā)角 的控制是通過勵磁調(diào)節(jié)器輸出與電壓u2 有一定時序關(guān)系的觸發(fā)脈沖來實現(xiàn)的

5、。觸發(fā)脈沖有寬脈沖、雙窄脈沖或脈沖陣列等形式，一般我們使用雙窄脈沖的形式，按照一定的規(guī)律控制六只可控硅元件SCR1 SCR6，使它們按順序?qū)?，完成整流?°90°或逆變（90°）功能，從而達到增加勵磁電流或減少勵磁電流的目的。二、硅元件的保護可控硅元件在使用中，會因為電流過大或承受的反壓過大而損壞，所以要采取一定的措施來加以保護。防止因為過電流而損壞硅元件，一般采用快速熔斷器，一般設(shè)計每一個可控硅元件橋臂中都串聯(lián)一只快速熔斷器，這主要是防止回路中直流側(cè)有短路等情況后，電流急劇增加而損壞可控硅元件，或者因為某一個硅元件損壞而造成短路引起事故。為了達到保護硅元件的目

6、的，快熔選配的熔斷所需熱容量一般要比可控硅元件過流損壞的熱容量小，同時又要保證整流回路能提供足夠的勵磁電流?？煽毓柙P(guān)斷時產(chǎn)生的關(guān)斷過電壓（又叫換相過電壓）也需要加以保護?？煽毓柙诔惺芊聪螂妷宏P(guān)斷時，由于電流的突變，會引起元件兩端產(chǎn)生過電壓，所以在回路中用阻容回路加以吸收。在可控硅整流橋工作時，用示波器看電壓u2 的波形， 會發(fā)現(xiàn)許多尖峰過電壓，當(dāng) u2 值較高時，這些尖峰過電壓值可能會很高，這對元件的長期使用會造成影響。這一部分的過電壓一般也采用阻容回路加以吸收。如果交流側(cè)電壓u2 還會遭受到諸如開關(guān)操作過電壓等情況，還可以增加非線性電阻 FR1 FR3 來加以吸收， 從而有效地保護可

7、控硅元件。當(dāng)然選擇適當(dāng)反壓值的可控硅元件，對整流柜的長期穩(wěn)定運行起著至關(guān)重要的作用。3FLZ 系列可控硅整流裝置使用說明書三、硅元件的參數(shù)選擇可控硅元件有幾個重要的參數(shù)，一個是平均通態(tài)電流IT （AV ），即首先根據(jù)總的勵磁電流值及并聯(lián)支路數(shù)，確定每個整流柜所需提供的直流電流值，然后根據(jù)散熱效率推算出需要選用多大的平均通態(tài)電流IT（ AV）。（適當(dāng)考慮一些裕度）硅元件另一個重要參數(shù)是反向可重復(fù)峰值電壓V RRM ，它主要是根據(jù)整流橋交流側(cè)陽極電壓u2的值，以及直流側(cè)轉(zhuǎn)子需要承受的耐壓值，核算出合適的V RRM 值，（適當(dāng)考慮一些裕度） 。另外應(yīng)根據(jù)實際需要，選擇合適的電壓上升率du/dt 及電

8、流上升率di/dt 等參數(shù)。四、硅元件的散熱可控硅元件有一個主要參數(shù) I T（ AV ）平均通態(tài)電流， 是指理想散熱情況下可控硅元件允許長期通過的電流值?？煽毓柙艹惺芏啻蟮碾娏髦?，很大程度上取決于它的熱量能否及時散發(fā)出去，也就是散熱器的散熱效率。常見的散熱分為自然冷卻和強迫冷卻，按強迫冷卻的介質(zhì)區(qū)分又有水冷和風(fēng)冷兩種方式，目前最常用的是強迫風(fēng)冷形式。按散熱器的材料，又有鋁散熱器、銅散熱器、熱管散熱器等。散熱器及冷卻方式的選擇最終是為了減少散熱器的熱阻，從而防止硅元件的結(jié)溫超過最大允許值。在目前條件下， 500A 及以下的硅元件，一般采用鋁型材散熱器（鋁的熱阻 =0.19 /W），同時輔助強

9、迫風(fēng)冷的散熱形式。對于1000A 以上的硅元件，我們一般采用銅散熱器（銅的熱阻=0.10 /W），同時輔助強迫風(fēng)冷的散熱形式。在強迫風(fēng)冷的散熱情況下，風(fēng)速對散熱效率也有很大的影響，在低風(fēng)速的情況下，提高風(fēng)速能有效降低散熱器的熱阻。當(dāng)風(fēng)速大于6 米 / 秒以后，風(fēng)速的提高對熱阻的影響逐漸變緩，所以我們一般將風(fēng)速提高到6 米 /秒左右。當(dāng)然在強迫風(fēng)冷方式工作時，有效地設(shè)計通風(fēng)風(fēng)道，也能有效地提高風(fēng)速。五、并聯(lián)支路的均流措施發(fā)電機單機容量不斷增大，相應(yīng)的勵磁電流也不斷提高，另外有時考慮到配置一定數(shù)量的備用整流柜，一般來講，都需要有24 個并聯(lián)支路一起工作，這就有一個采取均流措施的問題。均流的好壞由均

10、流系數(shù)K I 來衡量：mI iK Ii 1mI max式中：mI i條并聯(lián)支路電流的和mi 1I max并聯(lián)支路中的電流最大值4FLZ 系列可控硅整流裝置使用說明書我們一般通過以下幾項措施來保證均流系數(shù)K I 0.85 ：1）根據(jù)硅元件的導(dǎo)通特性和正向?qū)妷航礦T 值進行各支路元件的編排。2）在每個硅元件橋臂上串聯(lián)一只空心電抗器來改善均流。3）采用計算機軟件產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，保證各并聯(lián)支路的硅元件觸發(fā)一致性，另外采用高性能的脈沖變壓器，保證脈沖觸發(fā)前沿的一致性，從而達到均流的目的。六、輔助控制回路整流柜內(nèi)的輔助控制回路一般包括：風(fēng)機控制回路、測溫元件、風(fēng)壓低報警回路。在強迫風(fēng)冷的運行方式下，風(fēng)機

11、運轉(zhuǎn)的可靠性至關(guān)重要，我們通?？紤]雙路電源供電，兩路電源自動切換，當(dāng)一路電源消失時，自動切換到另一路電源工作，并有告警信號輸出。在三相風(fēng)機的電機控制回路中，加設(shè)熱繼電器進行保護，防止缺相運行而燒毀風(fēng)機。對于1000A 以上的整流柜，我們還在風(fēng)道內(nèi)設(shè)置風(fēng)壓繼電器，當(dāng)風(fēng)壓降低到某一值時，風(fēng)壓繼電器動作，報出“風(fēng)壓消失”故障。另外在可控硅元件的上方，我們裝有一只會鉑熱電阻，并將接線引出至端子，供就地風(fēng)溫顯示或遠(yuǎn)方計算機采集用。有的整流柜配備兩只風(fēng)機，平時一臺工作，另一臺作為備用，也是為了保證可靠性。5FLZ 系列可控硅整流裝置使用說明書第三部分設(shè)備安裝一、柜體的安裝勵磁功率柜屏柜數(shù)量及尺寸均根據(jù)不同

12、機組容量及用戶要求而確定，每塊屏上均有吊裝環(huán)?，F(xiàn)場安裝時應(yīng)注意按照國標(biāo)電氣二次盤柜配線及安裝規(guī)程執(zhí)行。設(shè)有地角螺絲用于固定及接地使用，每塊屏柜均有明顯的接地標(biāo)志，也可按照實際情況更換，安裝時必須保證接地良好。二、交直流匯流銅排的安裝關(guān)于各可控硅整流裝置之間交直流匯流銅排的安裝，可參照出廠資料中提供的交直流匯流銅排布置圖進行安裝，注意在螺絲緊固處應(yīng)牢固，不出現(xiàn)松動現(xiàn)象。三、交直流電纜的安裝關(guān)于交直流電纜的安裝應(yīng)根據(jù)出廠資料中提供的勵磁系統(tǒng)圖并結(jié)合現(xiàn)場實際情況進行接線。四、有關(guān)注意事項因為可控硅整流裝置是大功率裝置，所以安裝中務(wù)必使得大電流回路中的螺栓螺母堅固且螺母下應(yīng)有彈簧墊圈鎖緊。對于插件式可

13、控硅單元，更換功率插件后把與之相連的堅固螺栓堅固即可，對于組件式可控硅整流裝置在更換可控硅時務(wù)必做到以下幾點：（ 1） 要保證可控硅的兩個端面以及與之相接觸的兩個導(dǎo)電導(dǎo)熱面潔凈無灰塵、砂子、碳粉、鐵屑等雜物。（ 2） 要保證整個組件很好地對中，即三個可控硅，四個絕緣襯墊與散熱器處于同一軸線。（ 3） 堅固時應(yīng)先緊四角的螺母，確保四個端面盡可能平行，四角用力要均勻，然后再緊中間的大螺栓且要有足夠的壓緊力。裝上組件后同樣要確保所有與之相連的堅固螺栓堅固。6FLZ 系列可控硅整流裝置使用說明書第四部分設(shè)備使用說明一、 FLZ-250 型可控硅整流裝置使用說明1 FLZ-250 型可控硅整流裝置的特點

14、；1.1采用雙橋并列運行，最大輸出直流500A；1.2交流側(cè)采用阻容吸收保護；1.3交流側(cè)采用快熔熔絲保護；1.4針對關(guān)斷過電壓采用硅管的阻容吸收保護；1.5直流輸出側(cè)采用壓敏電阻保護。2 FLZ-250 型可控硅整流裝置的使用2.1開機操作2.1.1合交流側(cè)三相陽極交流開關(guān)；2.1.2合風(fēng)機電源開關(guān)若風(fēng)機設(shè)計為手動控制則手動啟動風(fēng)機；2.1.3合直流側(cè)兩相直流輸出開關(guān)。可控硅整流裝置即完成了開機操作。2.2停機操作2.2.1停機組機端電壓下降至0，分直流側(cè)兩相直流輸出開關(guān)；2.2.2分交流側(cè)三相陽極交流開關(guān)；2.2.3停止風(fēng)機運行。可控硅整流裝置即完成了停機操作。二、 FLZ-500（ 60

15、0）（ /2 ）型可控硅整流裝置使用說明1 FLZ-500 （ 600）（ /2 ）型可控硅整流裝置特點1.1 FLZ-500為單橋可控硅整流裝置，最大輸出500A；FLZ-500/2為雙橋可控硅整流裝置，最大輸出1000A；FLZ-600為單橋可控硅整流裝置，最大輸出600A；FLZ-600/2為雙橋可控硅整流裝置，最大輸出1200A。1.2針對操作過電壓，采用阻容吸收保護；1.3針對硅管的關(guān)斷過電壓，采用硅管的的阻容吸收保護；1.4可控硅冷卻采用風(fēng)冷方式，風(fēng)機為軸流風(fēng)機。2 FLZ-500 （ 600）（ /2 ）型可控硅整流裝置使用2.1開機操作7FLZ 系列可控硅整流裝置使用說明書2.

16、1.1合可控硅整流裝置風(fēng)機主備電源開關(guān)DK1， DK2；2.1.2若風(fēng)機控制設(shè)計為手動控制，則合DK3，風(fēng)機運行；2.1.3合交流側(cè)三相陽極交流開關(guān)；2.1.4合直流側(cè)兩相直流輸出開關(guān)；2.1.5合脈沖開關(guān)（針對/1 型，脈沖開關(guān)為DK4，針對 /2 型脈沖開關(guān)為DK4， DK5）（針對于 /2型，需合阻容吸收控制梅蘭開關(guān)）?？煽毓枵餮b置即完成了開機操作。2.2停機操作2.2.1待機組機端電壓下降至0，分脈沖開關(guān)；2.2.2分直流側(cè)兩相直流輸出開關(guān)；2.2.3分交流側(cè)三相陽極交流開關(guān)；2.2.4分 DK1， DK2，DK3，風(fēng)機停止運行。可控硅整流裝置即完成了停機操作。三、 FLZ-1000

17、（10002000）型可控硅整流裝置使用說明1 FLZ1000（ 1000 2000）型可控硅整流裝置的特點1.1FLZ1000為單橋可控硅整流裝置，最大輸出1000A； FLZ1500， FLZ2000，結(jié)構(gòu)配置均相同，只有可控硅通態(tài)電流不同，機柜最大輸出電流不同；1.2針對操作過電壓機柜采用阻容吸收保護；1.3針對硅管的關(guān)斷過電壓，采用硅管的阻容吸收保護；1.4可控硅冷卻采用風(fēng)冷形式，風(fēng)機設(shè)計分為大容量軸流風(fēng)機或雙風(fēng)機。2FLZ1000（ 1000 2000）型可控硅整流裝置使用2.1開機操作2.1.1合可控硅整流裝置風(fēng)機主備電源梅蘭開關(guān)QM1， QM2；若風(fēng)機控制設(shè)置在手動控制，則將“風(fēng)

18、機手動、自動”開關(guān)撥至手動，風(fēng)機應(yīng)運轉(zhuǎn)正常；2.1.2合 QM3 24V電源開關(guān)，裝置面板顯示燈亮；2.1.3合交流側(cè)三相陽極交流開關(guān)；2.1.4合直流側(cè)兩相直流輸出開關(guān)；2.1.5合脈沖開關(guān)SA1。即完成了可控硅整流裝置的開機操作。2.2停機操作8FLZ 系列可控硅整流裝置使用說明書2.2.1待機組機端電壓下降至0，分脈沖開關(guān)SA1；2.2.2分直流側(cè)兩相直流輸出開關(guān)；2.2.3分交流側(cè)三相陽極交流開關(guān)；2.2.4分 QM1， QM2， QM3，風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)。即完成了可控硅整流裝置的停機操作。9FLZ 系列可控硅整流裝置使用說明書第五部分設(shè)備維護一、檢修維護FLZ 系列可控硅整流裝置結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，減少了運行及檢修的維護量。針對電廠大修及小修時間安排，F(xiàn)LZ 系列可控硅整流裝置在檢修時需完成如下試驗：1 風(fēng)機試驗檢修時應(yīng)自動或手動啟動風(fēng)機運轉(zhuǎn)，檢測進風(fēng)口及出風(fēng)口風(fēng)速是否滿足 （可以與現(xiàn)場投運時的數(shù)值進行對比） ，風(fēng)機運轉(zhuǎn)是否正常。2 信號回路試驗啟動或停止風(fēng)機運轉(zhuǎn)，觀察風(fēng)機狀態(tài)信號是否正確；人為模擬可控硅快熔熔斷，觀察快