【励磁功率柜】是电力系统中用于控制同步发电机励磁电流的重要设备，主要功能是将交流电源转换为直流励磁电流，以调整发电机的电压和无功功率。本文将详细解析励磁功率柜的相关知识点。
1. **尺度要求**：
根据DL/T 583-1995和DL/T 650-1998的规定，励磁功率柜通常采用多个功率整流桥并联运行。设计要求在至少一条支路故障时，系统仍能确保发电机正常运行；若并联支路数量等于或大于4，即使一半支路退出，也需保证发电机能带满载连续运行。这体现了励磁功率柜的高可靠性和稳定性。
2. **用户实际需求**：
- 提升单个功率柜的输出能力，减少整流桥并联支路的数量，建议不超过4个，以优化系统配置并降低成本。
- 改善无风机运行条件下的输出能力，或延长在有限条件下无风机运行的时间。
- 加强主回路和控制回路的电气隔离，以提高安全性。
- 设计有效的保护措施，限制交直流侧的过电压现象。
- 完善监测系统，全面监控功率柜的运行状态。
- 提高并联功率柜间的电流均衡性，以降低电流波动。
- 当功率柜发生故障时，能够自动退出运行，避免影响整个系统。
3. **功率柜规格**：
功率柜的规格包括额定输出、柜体尺寸、风道结构和冷却方式等。例如，500A单桥柜的额定输出为500A，尺寸为800×800×2200，采用串联风道和敞开式强迫风冷。不同规格的功率柜适用于不同容量的发电机，以满足不同的输出需求。
4. **单柜输出能力**：
功率柜的额定输出不仅受限于可控硅元件参数，更取决于散热系统的能力。例如，2000A级别的功率柜，在全动态测试下，即使施加800A的平均电流，可控硅的性能依然保持稳定，因此定义其可使用平均电流为800A，从而可以实现单柜额定输出大于2000A。
5. **风道结构**：
功率柜采用半敞开式强迫风冷设计，通过空调滤尘网进风，硅组件并联布置，降低流阻，以提高停风机输出能力并减少温差。
6. **散热器**：
对于2000A等级的功率柜，散热器的设计至关重要，因为其发热功率约为6.6kW。散热器的热阻是衡量冷却效果的关键指标。
7. **脉冲变压器**：
作为连接强电和弱电回路的关键组件，国内已有深刻教训，要求耐压达到20000V的高水平。
8. **过电压抑制**：
通过在交流侧安装浪涌吸收器，硅元件并联阻容保护，直流侧安装尖峰吸收器，结合仿真设计，实现对过电压的有效抑制。
9. **停风机输出能力**：
2000A级别的功率柜在停风机状态下仍具有一定的输出能力，如1000A的输出可持续30分钟，管壳温度保持在安全范围内。
10. **智能化功率柜**：
a. **概述**：
智能化功率柜结合计算机技术和传感器技术，提供智能化的检测和控制，实现对功率柜的智能化管理和监控。例如，应用于陕西蒲城电厂330MW汽轮发电机组的励磁系统。
b. **工况显示智能化**：
智能功率柜可以实时以图形方式显示各种参数，包括风道温度、各支臂电流、单柜输出电流、总励磁电流等模拟量，以及各种开关量状态，如风扇状态、熔断器状态等。
c. **工况检测智能化**：
智能功率柜的检测功能更全面，能检测到风机转速、温度、各桥臂电流平衡度等，提高故障诊断和预防能力。
总结来说，励磁功率柜是发电系统中不可或缺的一部分，它的设计和性能直接影响到发电效率和系统的稳定性。随着技术的发展，智能化的励磁功率柜已经成为趋势，不仅提高了运行效率，也增强了系统的可靠性和维护便利性。
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