元件的选取计算

一、 元件的选取计算

1、 每臂电流平均值：

I p =2×I d /n 三相桥式

I p =I d /n 六相半波

式中：n=6×n 1

n ：整流臂数量（6或12）

n 1：整流变阀侧△（Y ）或Y —Y 的数量，无同相逆并为1。

2、元件的电流裕量：

K 1=I 1×N/I P （倍）

式中：I 1 ：整流元件的平均通态电流

N ：每臂整流元件的数量

对于电流裕量K 1 一般控制在：

二极管整流K 1 为3—3.5倍

晶闸管整流K 1为3—3.8倍

3、元件的耐压

变压器阀侧相电压：

U1＝0.428Udo(三相桥式整流）Udo:直流空载电压

U1=0.856do(六相半波整流） 变压器阀侧线电压：213U U = 整流元件反向峰值电压：322U U =或U3＝1.045Udo

整流元件的耐压：U ＝3~3.5U3

二、快熔的选择

在一般情况下，我厂在设计时考虑元件的均流系数为0.9及两只快熔熔断需跳闸的运行方式。

1、快熔的额定电流

()P BX

RX RN by c I by x I K K x k ηη-??≥

-?

式中：Ip ——臂电流平均值

KBX ——波形系数（√3）

KRX ——快熔选择系数（1.25~1.5）

by η并联元件数量

X ——每臂元件最多损坏数（2）

Kc ——均流系数

2、整流元件的方均根值为：

IRMS ＝1.57I1

3、快熔选择应遵循的原则：

电流：IRN ≤IRMS

耐压：URN ≥（1.2－1.5）U2

4.根据我厂经验，可按下表选择快熔： 元件

ZP2000A ZP2500A ZP3000A ZP3500A ZP4000A ZP5000A 快熔 K2800A K3200A K3600A K3900A K5600A K6400A

5、I 2T

I 2T 校核主要是校验整流元件与快熔的选择是否匹配，即快熔

是否能有效保护整流元件。对于元件而言，I 2T 中的I 就为元件的浪涌电流峰值即I TSM ，我们通常使用的3英寸元件的I TSM ＝78.8*103A 。分断时间T 一般为工频半个周波，即

1100

I S

快熔的一个浪涌电流为8倍的额定电流值，最后根据（I 2T ）R ≤0.89（I 2T ）进行确定，成立即可。

6、电流有效值计算

电流有效值是各支路导电部分发热的主要参数，也是计算稳中有降支路电流密度的关键参数。I Y ＝K*Id ，式中，Id 根据整流变将

侧△（Y ）的数量进行Id/n1换算。

K:六相半波：K ＝0.288

三相桥式： K ＝0.577

如果桥式整流每个△（Y ）只引出三根母排，则这三根母排上电流有效值的K 就取0.815，基分成六根的这一部份才是0.577.

7、快熔排的选择

快熔排选用实心铜排按额定容量计算，其最大电流处的电流密度一般取（1.85±0.1A/mm 2）

若加焊单边冷却水管则取2.4±0.1A/mm 2 增加30%（逐步取消） 若加焊双边冷却水管则取2.8±0.1A/mm 2 增加50%（逐步取消） 若采用单孔铜排则取3.25±0.1A/mm 2 增加75%

若采用双孔铜排则取3.7±0.1A/mm 2 增加100%

也可根据元件臂来选快熔排，一般情况下取截面一致或小一号

（如：元件：110*30，快熔选100*30）

但用户在《技术协议》中明文规定的则按《技术协议》执行，销售部门在投标及有关方案中应以上原则进行技术计算及承诺。8、元件排的选择

元件排的选择一般均采用双也铜排，其内循环冷却水既要冷却导电排本身，又要通过导电排对整流元件进行冷却，所以较快熔排电流密度应相应偏小。

根据我厂经验，可根据元件来选元件排：

2500－300A，100*30；

3000－3500A，110*30－130*30；

3500－5000A，120*30－150*30，120*40（冷压封装元件）

9、其它部位母排选择

对于元件排与快熔排之间，元件排与汇流排连接，截向电流密度按1.85±0.1A/mm取，如一端连接有带水冷的母排，则电流密度可按增加30%取。对于汇流排，也应逐步取消加焊水管的方法，而改用双孔或三孔水冷母排。

10、支撑件及隔板

支撑件一般采用环氧玻璃布板和环氧槽钢两种材料。这两种材料较同规格的钢材来讲，价格差异很大，从节约成本角度讲，应尽量少采用，但从电气角角度讲，由于其绝缘性能好应多采用。这就要求我们在确保绝缘强度的情况下，将成本降到最低。

隔板的设置，主要是避免意外情况下，交、直流正负排之间短路，

扩大事故。从我厂多年来的设计实践看，隔板厚度在3mm以下时噪音较大，根据我厂改厚的实际情况，使用4-6m（根据并联元件多少选定）厚的隔板，500V以上用环氧玻璃布板，500V以下的采用酚醛布板。

11、损耗及效率计算

每一导电部位均有损耗，损耗按以下公式计算：

1）、母排

式中：j为母排最大处电流密度（A/mm2）；

G为母排重量；

K为计算系数，并联支数多少决定K，一般取0.55－0.65 2）、快熔损耗

2

P I R

式中：I为每相电流有效值平均数（A）

R为常温下快熔内阻0.018-0.026mΩ,取0.025mΩ。3）、元件的损耗

式中：U——元件门坎电压（0.7V）

I——元件实际通过平均电流

λ——元件导通角（1200）

P

Υ——元件斜率电阻（结温下），由元件制造厂提供（0.065-0.12mΩ）

12、整流柜效率

整流柜效率一般在计算时只计算额定输出时的效率：

式中：Id ——整流柜额定输出电流；

Ud ——整流柜额定输出电压；

Σp ——所有元件损耗总和。

13、发热量与冷却计算

由导电母排损耗产生的热量

如果忽略空气冷却则其冷却水流量：

式中：△t ——冷却介质进出温差一般取5℃；

C ——冷却介质比热4.1868*103（j/kg*c ）;

Υ——冷却介质密度，水为1000kg/m 2.

纯水冷却器的一般按整流柜总损耗的2倍-2.5倍订货。

14、换相过压

每套设备RC 分正负两组共一个熔断器作短路保护。

1）、有均流电抗器

每只元件两端并联一组RC 吸收，0.47C f μ=，耐压：2-3.5Udo 。 R ≈2.5－5Ω，电阻功率：50-75W

2）、无均流电抗器

每臂两端并联一组RC 吸收

2.1 2－4只元件并联时

C≈2Uf，耐压：2-3.5Udo，R≈2.5－5Ω，电阻功率：100-150W；4只元件以上并联时：

C≈4Uf，耐压：2-3.5Udo，R≈2.5－5Ω，电阻功率：100-200W；

15、操作过压

下列计算按高能氧化锌“角形”接法计算

1）、高能氧化锌的耗散能量（千焦）

So——变压器额定功率（VA）；

ε——空载电流标么值≈1%取

f——频率50Hz

若按n组“角形”吸收，则W＝W/n

2)、高氧化锌的耐压

V1——变压器阀侧线电压（有效值）

VR——元件耐压值

Cm——残压比

△V——电压波动率

16、直流侧吸收电路

1）、凡化工电解用整流器，一般情况下不加装RC吸收电路。2）、铝电解用整流器的RC吸收电路用“高能氧化锌”电路取代。

熔断器压敏电阻熔断器

高能氧化锌压敏电阻一般选用15KJ，电压约等于2.5倍Udo。

17、水系统计算

计算原则：进出水管端有效面积大于各小水咀有效面积之和。我厂常用不锈钢管有?16*2，?57*3.5，?76*4。

小水咀的面积：Π*R2-113mm2

一般总水管面积（80%-100%）≥小水咀面积*N

N为每根总水管上小水咀的数量。