FLZ系列可控硅使用說(shuō)明書V2.0新剖析

1、NARIFLZ系列可控硅整流裝置使用說(shuō)明書V2.0國(guó)電自動(dòng)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(shuō)明書目錄第一部分前言2一、概述 ：2二、型號(hào)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(hù)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(xiàng)6第四部分設(shè)備使用說(shuō)明7一、 FLZ-250 型可控硅整流裝置使用說(shuō)明7二、 FLZ-500 （600）（/2）型可控硅整流裝置使用說(shuō)明7三、 FLZ-1000（ 10002000）型

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

3、 /2 型：適用于較小容量的自并勵(lì)系統(tǒng)及相應(yīng)容量的勵(lì)磁系統(tǒng)。FLZ/M型：適用于較小容量的自并勵(lì)系統(tǒng)及相應(yīng)容量的勵(lì)磁系統(tǒng)。FLZ-1000 （10002000）型：適用于大容量的自并勵(lì)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(guò)2000 米。3 使用場(chǎng)所：空氣清潔的室內(nèi)。4 設(shè)備安裝時(shí)與垂直面的傾斜度不超過(guò)5%。5 設(shè)備應(yīng)安裝在無(wú)劇烈震動(dòng)和沖擊的地方，以及不足使電器元件受到腐蝕的場(chǎng)所。6 用戶有特殊要求時(shí)可與制造廠協(xié)商解決。2FLZ 系列可控硅整流裝置使用說(shuō)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(shí)，通過(guò)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(duì)發(fā)電機(jī)而言， 通過(guò)改變勵(lì)磁電壓值ud，達(dá)到改變勵(lì)磁電流Id 的目的。針對(duì)理想的電感負(fù)載RO，其對(duì)應(yīng)關(guān)系為：ud=1.35 × u2×cos (0° 180° )a) 對(duì)于自并激勵(lì)磁系統(tǒng)，u2 對(duì)應(yīng)于勵(lì)磁變壓器付邊電壓，ud 對(duì)應(yīng)于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓， I d 對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn) 子電流。b) 對(duì)于兩機(jī)系統(tǒng)或三機(jī)系統(tǒng)，u2 來(lái)自勵(lì)磁機(jī)或副勵(lì)磁機(jī)機(jī)端，ud 提供勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電壓， I d對(duì)應(yīng)于勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流。觸發(fā)角 的控制是通過(guò)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輸出與電壓u2 有一定時(shí)序關(guān)系的觸發(fā)脈沖來(lái)實(shí)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)ǎ瓿烧鳎?°90°或逆變（90°）功能，從而達(dá)到增加勵(lì)磁電流或減少勵(lì)磁電流的目的。二、硅元件的保護(hù)可控硅元件在使用中，會(huì)因?yàn)殡娏鬟^(guò)大或承受的反壓過(guò)大而損壞，所以要采取一定的措施來(lái)加以保護(hù)。防止因?yàn)檫^(guò)電流而損壞硅元件，一般采用快速熔斷器，一般設(shè)計(jì)每一個(gè)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?yàn)槟骋粋€(gè)硅元件損壞而造成短路引起事故。為了達(dá)到保護(hù)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(guò)流損壞的熱容量小，同時(shí)又要保證整流回路能提供足夠的勵(lì)磁電流?？煽毓柙P(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的關(guān)斷過(guò)電壓（又叫換相過(guò)電壓）也需要加以保護(hù)?？煽毓柙诔惺芊聪螂妷宏P(guān)斷時(shí)，由于電流的突變，會(huì)引起元件兩端產(chǎn)生過(guò)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(shí)，用示波器看電壓u2 的波形， 會(huì)發(fā)現(xiàn)許多尖峰過(guò)電壓，當(dāng) u2 值較高時(shí)，這些尖峰過(guò)電壓值可能會(huì)很高，這對(duì)元件的長(zhǎng)期使用會(huì)造成影響。這一部分的過(guò)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(huì)遭受到諸如開(kāi)關(guān)操作過(guò)電壓等情況，還可以增加非線性電阻 FR1 FR3 來(lái)加以吸收， 從而有效地保護(hù)可

7、控硅元件。當(dāng)然選擇適當(dāng)反壓值的可控硅元件，對(duì)整流柜的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。3FLZ 系列可控硅整流裝置使用說(shuō)明書三、硅元件的參數(shù)選擇可控硅元件有幾個(gè)重要的參數(shù)，一個(gè)是平均通態(tài)電流IT （AV ），即首先根據(jù)總的勵(lì)磁電流值及并聯(lián)支路數(shù)，確定每個(gè)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(gè)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(yáng)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(shí)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(gè)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(zhǎng)期通過(guò)的電流值。可控硅元件能承受多大的電流值，很大程度上取決于它的熱量能否及時(shí)散發(fā)出去，也就是散熱器的散熱效率。常見(jiàn)的散熱分為自然冷卻和強(qiáng)迫冷卻，按強(qiáng)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(qiáng)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(guò)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(shí)輔助強(qiáng)

9、迫風(fēng)冷的散熱形式。對(duì)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(shí)輔助強(qiáng)迫風(fēng)冷的散熱形式。在強(qiáng)迫風(fēng)冷的散熱情況下，風(fēng)速對(duì)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(duì)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(qiáng)迫風(fēng)冷方式工作時(shí)，有效地設(shè)計(jì)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(jī)單機(jī)容量不斷增大，相應(yīng)的勵(lì)磁電流也不斷提高，另外有時(shí)考慮到配置一定數(shù)量的備用整流柜，一般來(lái)講，都需要有24 個(gè)并聯(lián)支路一起工作，這就有一個(gè)采取均流措施的問(wèn)題。均流的好壞由均

10、流系數(shù)K I 來(lái)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(shuō)明書我們一般通過(guò)以下幾項(xiàng)措施來(lái)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(jìn)行各支路元件的編排。2）在每個(gè)硅元件橋臂上串聯(lián)一只空心電抗器來(lái)改善均流。3）采用計(jì)算機(jī)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(dá)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(jī)控制回路、測(cè)溫元件、風(fēng)壓低報(bào)警回路。在強(qiáng)迫風(fēng)冷的運(yùn)行方式下，風(fēng)機(jī)

11、運(yùn)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(dòng)切換，當(dāng)一路電源消失時(shí)，自動(dòng)切換到另一路電源工作，并有告警信號(hào)輸出。在三相風(fēng)機(jī)的電機(jī)控制回路中，加設(shè)熱繼電器進(jìn)行保護(hù)，防止缺相運(yùn)行而燒毀風(fēng)機(jī)。對(duì)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(shí)，風(fēng)壓繼電器動(dòng)作，報(bào)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(huì)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(jì)算機(jī)采集用。有的整流柜配備兩只風(fēng)機(jī)，平時(shí)一臺(tái)工作，另一臺(tái)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(shuō)明書第三部分設(shè)備安裝一、柜體的安裝勵(lì)磁功率柜屏柜數(shù)量及尺寸均根據(jù)不同

12、機(jī)組容量及用戶要求而確定，每塊屏上均有吊裝環(huán)?，F(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)應(yīng)注意按照國(guó)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(shí)際情況更換，安裝時(shí)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(jìn)行安裝，注意在螺絲緊固處應(yīng)牢固，不出現(xiàn)松動(dòng)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(lì)磁系統(tǒng)圖并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行接線。四、有關(guān)注意事項(xiàng)因?yàn)榭煽毓枵餮b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(jiān)固且螺母下應(yīng)有彈簧墊圈鎖緊。對(duì)于插件式可

13、控硅單元，更換功率插件后把與之相連的堅(jiān)固螺栓堅(jiān)固即可，對(duì)于組件式可控硅整流裝置在更換可控硅時(shí)務(wù)必做到以下幾點(diǎn)：（ 1） 要保證可控硅的兩個(gè)端面以及與之相接觸的兩個(gè)導(dǎo)電導(dǎo)熱面潔凈無(wú)灰塵、砂子、碳粉、鐵屑等雜物。（ 2） 要保證整個(gè)組件很好地對(duì)中，即三個(gè)可控硅，四個(gè)絕緣襯墊與散熱器處于同一軸線。（ 3） 堅(jiān)固時(shí)應(yīng)先緊四角的螺母，確保四個(gè)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(jiān)固螺栓堅(jiān)固。6FLZ 系列可控硅整流裝置使用說(shuō)明書第四部分設(shè)備使用說(shuō)明一、 FLZ-250 型可控硅整流裝置使用說(shuō)明1 FLZ-250 型可控硅整流裝置的特點(diǎn)

14、；1.1采用雙橋并列運(yùn)行，最大輸出直流500A；1.2交流側(cè)采用阻容吸收保護(hù)；1.3交流側(cè)采用快熔熔絲保護(hù)；1.4針對(duì)關(guān)斷過(guò)電壓采用硅管的阻容吸收保護(hù)；1.5直流輸出側(cè)采用壓敏電阻保護(hù)。2 FLZ-250 型可控硅整流裝置的使用2.1開(kāi)機(jī)操作2.1.1合交流側(cè)三相陽(yáng)極交流開(kāi)關(guān)；2.1.2合風(fēng)機(jī)電源開(kāi)關(guān)若風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)為手動(dòng)控制則手動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)；2.1.3合直流側(cè)兩相直流輸出開(kāi)關(guān)?？煽毓枵餮b置即完成了開(kāi)機(jī)操作。2.2停機(jī)操作2.2.1停機(jī)組機(jī)端電壓下降至0，分直流側(cè)兩相直流輸出開(kāi)關(guān)；2.2.2分交流側(cè)三相陽(yáng)極交流開(kāi)關(guān)；2.2.3停止風(fēng)機(jī)運(yùn)行?？煽毓枵餮b置即完成了停機(jī)操作。二、 FLZ-500（ 60

15、0）（ /2 ）型可控硅整流裝置使用說(shuō)明1 FLZ-500 （ 600）（ /2 ）型可控硅整流裝置特點(diǎn)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(duì)操作過(guò)電壓，采用阻容吸收保護(hù)；1.3針對(duì)硅管的關(guān)斷過(guò)電壓，采用硅管的的阻容吸收保護(hù)；1.4可控硅冷卻采用風(fēng)冷方式，風(fēng)機(jī)為軸流風(fēng)機(jī)。2 FLZ-500 （ 600）（ /2 ）型可控硅整流裝置使用2.1開(kāi)機(jī)操作7FLZ 系列可控硅整流裝置使用說(shuō)明書2.

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

17、（10002000）型可控硅整流裝置使用說(shuō)明1 FLZ1000（ 1000 2000）型可控硅整流裝置的特點(diǎn)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(jī)柜最大輸出電流不同；1.2針對(duì)操作過(guò)電壓機(jī)柜采用阻容吸收保護(hù)；1.3針對(duì)硅管的關(guān)斷過(guò)電壓，采用硅管的阻容吸收保護(hù)；1.4可控硅冷卻采用風(fēng)冷形式，風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)分為大容量軸流風(fēng)機(jī)或雙風(fēng)機(jī)。2FLZ1000（ 1000 2000）型可控硅整流裝置使用2.1開(kāi)機(jī)操作2.1.1合可控硅整流裝置風(fēng)機(jī)主備電源梅蘭開(kāi)關(guān)QM1， QM2；若風(fēng)機(jī)控制設(shè)置在手動(dòng)控制，則將“風(fēng)

18、機(jī)手動(dòng)、自動(dòng)”開(kāi)關(guān)撥至手動(dòng)，風(fēng)機(jī)應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常；2.1.2合 QM3 24V電源開(kāi)關(guān)，裝置面板顯示燈亮；2.1.3合交流側(cè)三相陽(yáng)極交流開(kāi)關(guān)；2.1.4合直流側(cè)兩相直流輸出開(kāi)關(guān)；2.1.5合脈沖開(kāi)關(guān)SA1。即完成了可控硅整流裝置的開(kāi)機(jī)操作。2.2停機(jī)操作8FLZ 系列可控硅整流裝置使用說(shuō)明書2.2.1待機(jī)組機(jī)端電壓下降至0，分脈沖開(kāi)關(guān)SA1；2.2.2分直流側(cè)兩相直流輸出開(kāi)關(guān)；2.2.3分交流側(cè)三相陽(yáng)極交流開(kāi)關(guān)；2.2.4分 QM1， QM2， QM3，風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。即完成了可控硅整流裝置的停機(jī)操作。9FLZ 系列可控硅整流裝置使用說(shuō)明書第五部分設(shè)備維護(hù)一、檢修維護(hù)FLZ 系列可控硅整流裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，減少了運(yùn)行及檢修的維護(hù)量。針對(duì)電廠大修及小修時(shí)間安排，F(xiàn)LZ 系列可控硅整流裝置在檢修時(shí)需完成如下試驗(yàn)：1 風(fēng)機(jī)試驗(yàn)檢修時(shí)應(yīng)自動(dòng)或手動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，檢測(cè)進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口風(fēng)速是否滿足 （可以與現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)時(shí)的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比） ，風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。2 信號(hào)回路試驗(yàn)啟動(dòng)或停止風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，觀察風(fēng)機(jī)狀態(tài)信號(hào)是否正確；人為模擬可控硅快熔熔斷，觀察快