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目录1

第一章 概述1

第一节 硅整流所设计的任务1

第二节 硅整流所设计的基础资料1

一、外部资料1

二、内部资料2

第三节 硅整流所设计要点2

一、靠近电源2

二、正确选择外部供电电压2

三、注意变电所在厂区的位置2

四、正确处理分工协作关系4

第二章 整流所电力负荷、机组选择及主接线5

第一节 电力负荷的性质和供电要求5

一、铝电解负荷性质和供电要求5

一、直流电解有功负荷计算6

第二节 电力负荷计算6

四、化工食盐电解负荷性质6

三、重有色金属电解负荷性质6

二、镁电解负荷性质6

二、无功负荷和畸变负荷计算10

三、视在负荷计算11

四、负荷计算举例12

第三节 整流机组的选择15

一、整流机组一次电压的确定15

二、整流机组数量的选择及机组额定电流的确定16

三、整流机组直流额定电压的确定18

四、整流相数的选择18

第四节 整流所主接线的确定18

一、总的要求19

二、5000千瓦以下整流所的供电系统19

三、食盐电解整流所供电系统20

四、年产4500～9000吨铝厂的供电系统22

五、年产25000吨及以上铝厂的供电系统22

第五节 国外大型整流所主接线系统选编24

第一节 配置设计的原则34

第三章 硅整流所的配置34

第二节 配置尺寸的确定及技术要求35

一、总体配置35

二、局部配置38

第三节 各种配置方式概述48

一、小型硅整流所配置方案48

二、中型水冷硅整流所配置方案49

三、大型硅整流所配置方案51

四、大型整流所由水银整流器更换为硅整流器的配置方案52

五、国外硅整流所配置方案55

二、控制室的设置60

三、断路器的集中控制60

四、控制保护屏的设置60

一、总降压变电所高压侧断路器的控制60

第一节 控制方式60

第四章 硅整流装置的控制、保护、测量及自动装置60

第二节 控制、信号、测量电路61

一、总则61

二、断路器灯光监视的控制、信号回路65

三、空气断路器灯光监视的控制、信号回路66

四、隔离开关和断路器的闭锁接线66

七、总调控制电路67

六、整流所与电解车间联络信号电路67

五、电解槽绝缘监视系统67

八、电压互感器及测量表计电压线圈的接线69

第三节 硅整流机组的保护72

一、保护装置的任务72

二、硅整流机组的过电流保护73

三、硅整流机组的过电压保护89

四、辅助保护措施113

第四节 直流电量的测量121

一、概述121

二、直流电流互感器的应用122

四、霍尔效应测量直流电流方案简介133

三、磁调制式总加器测量直流电流133

五、从整流变压器一次侧测定直流电流135

六、磁位计测量交直流电流方案简介137

第五节 自动稳流系统简述139

一、安培－小时式自动稳流系统139

二、比例式自动稳流系统141

第六节 整流所的自用电144

一、交流自用电144

二、直流自用电147

第七节 控制原理图部分参数计算152

一、集中信号系统152

二、跳闸中间继电器（ZJ）环节参数计算154

第八节 直流系统绝缘检查装置中电压表1V的绝缘电阻值刻度156

第一节 理想情况下各种整流电路工作原理和基本参数159

一、关于理想情况的基本假定159

第五章 整流电路159

二、中点引出整流电路160

三、桥式整流电路（Xd=∞）179

四、带平衡电抗器整流电路（Xd=∞）189

五、环形整流电路（Xd=∞）199

六、十二脉波整流电路（亦称十二相整流电路，Xd=∞）202

七、理想情况下基本参数计算示例219

一、空载直流电压221

第二节 非理想情况下（α≠0、γ≠0）整流电路的负载特性和基本参数修正221

二、正常换相范围内的直流负载特性222

三、从空载到短路整个范围内的直流负载特性（亦称全外特性，Xd=∞）240

四、γ≠0时的基本参数修正251

五、非理想情况下整流电路基本参数计算示例260

第三节 整流机组的并联运行262

一、关于并联运行的一般要求262

二、并联运行的整流机组的负荷分配计算263

三、两个双反星形带3f平衡电抗器的六脉波组成的等值十二相中均衡电流计算270

四、两台桥式接线，一次侧分别接成Y及△组成的等值十二相中均衡电流计算286

第四节 各种整流电路的特点和应用290

一、整流电路的一般特点290

二、中点引出整流电路特点291

三、双反星形带平衡电抗器整流电路特点297

四、桥式整流电路特点298

五、单机组十二脉波整流电路特点298

六、等值十二脉波整流电路特点300

七、带续流臂整流电路特点301

八、各种整流电路应用305

第五节 各种整流电路参数表305

第六节 换相阻抗测量331

一、概述331

二、测试和计算方法331

第六章 整流装置故障电流计算333

第一节 概述333

一、故障种类及计算要求333

二、整流装置短路电流计算特点334

三、关于暂态分量和稳态分量确定335

四、关于公共阻抗和分支阻抗处理339

五、短路电流计算的基本假定346

第二节 直流侧短路电流计算346

一、三相桥式接线直流侧短路346

二、双反星形带平衡电抗器接线直流侧短路352

第三节 整流臂短路电流计算357

一、三相桥式接线桥臂短路358

二、双反星形带平衡电抗器接线的整流臂短路361

第四节 计算整流装置短路电流时两个实际问题366

一、关于阻抗确定问题366

二、关于多台整流机组并联运行问题368

第五节 计算例题368

一、双反星形带平衡电抗器接线整流臂短路计算示例368

二、三相桥式整流系统桥臂及直流侧短路电流计算示例371

第一节 硅整流装置的调压379

二、铝电解槽焙烧、起动过程中的调压要求379

第七章 调压、移相及大型整流变压器的特殊问题379

三、分期投产时的调压要求380

四、正常生产制度下的调压要求380

五、恒电流制的调压方式383

六、调压范围下限值的确定388

七、硅整流装置的主系统与调压方式的关系391

八、各种调压设备393

第二节 有载调压变压器396

一、有载调压变压器调压级数和级差电压的确定396

二、有载调压开关位置和联接方式397

三、有载调压变压器的各种类型398

四、有载调压变压器各种组合电路综合评价419

第三节 硅整流器调压用饱和电抗器426

一、概述426

二、饱和电抗器的一般概念427

三、饱和电抗器的基本类型和不同接法428

四、自饱和式电抗器基本原理和特性430

五、相接式饱和电抗器基本原理和特性438

六、自饱和式电抗器与相接式饱和电抗器在使用上的比较448

第四节 多机组并联运行时的分组调压及分相调压449

一、多机组并联运行时的机组特性450

二、多机组并联运行时的分组调压450

三、整流机组的分相调压455

四、分相调压计算中的误差464

第五节 整流机组的移相467

一、形成等效多相制的方法467

二、移相变压器473

三、自耦调压移相变压器478

四、整流移相变压器481

第六节 大电流和超高压直降式整流变压器485

一、大电流整流变压器的绕组布置与线圈型式485

二、超高压直降式整流变压器的特点和某些问题491

一、整流装置功率因数的特点497

第一节 功率因数有关概念497

二、整流装置网侧电流和功率间基本关系497

第八章 功率因数、损耗和效率497

第二节 功率因数计算502

一、概述502

二、功率因数基本计算式504

三、位移因数基本计算式507

四、相控角α和换相角γ计算511

五、整流所功率因数λ和位移因数cos？N计算512

六、功率因数测量526

第三节 功率因数补偿527

一、概述527

二、移相电容器补偿装置529

三、超前相角整流机组534

第四节 整流装置效率计算576

一、概述576

二、关于效率计算问题578

三、确定效率应包括的损耗项目578

四、整流器损耗计算579

五、变压器和各种电抗器损耗587

六、辅助系统功率消耗589

七、整流器损耗计算示例（不包括整流变压器和电抗器）589

第五节 整流装置损耗和效率测量592

一、概述592

二、整流器损耗测量593

三、整流变压器和各类电抗器损耗测量602

四、辅助系统和控制系统功率消耗测量608

一、概述609

二、方法1的应用609

第六节 确定整流变压器负载损耗的方法609

三、方法2的应用610

四、电抗器负载损耗611

一、整流装置是电网的主要谐波源613

第一节 概述613

二、整流谐波的不良影响613

第九章 整流装置谐波613

三、谐波计算任务及允许谐波水平615

四、谐波电流计算方法615

第二节 整流装置交流侧电流波形617

一、交流侧电流理想波形617

二、交流侧电流实际波形623

第三节 整流装置交流侧谐波电流解析计算625

一、交流侧电流理想波形的谐波625

二、交流侧电流计入换相角及相控角时的谐波635

第四节 电流源曲线法谐波电流近似计算639

一、电流源曲线法的根据639

二、电流源曲线法的应用640

三、电流源曲线法谐波计算举例648

一、电压源发电机法的根据和工作状态649

二、电压源发电机法计算谐波电流的步骤649

第五节 电压源发电机法谐波电流近似计算649

三、谐波发电机的短路电流及空载电压650

四、谐波发电机内阻R0653

五、谐波发电机的负载电流和负载特性654

六、电压源发电机法谐波计算举例656

一、谐波阻抗计算目的657

二、各类电路元件的谐波阻抗657

第六节 谐波阻抗和谐波等值电路657

三、谐波等值电路660

四、谐波阻抗等值电路构成和计算示例661

第七节 无电容性元件网络中谐波电流和谐波电压分布664

一、不计容性元件时谐波电流分布和电流畸变系数664

二、不计容性元件时谐波电压分布和电压畸变系数665

第八节 有整流器电网中的电力电容器及谐振现象666

一、整流器交流电网中有电容器时的工作状态666

二、谐振现象和电流倍比系数667

三、防止和消除谐振的措施670

四、电力电容器故障事例分析计算675

第九节 抑制和消除谐波的措施682

一、增加整流所等效相数682

二、安装滤波装置684

一、概述693

二、计算公式693

第十节 整流谐波电流对同步发电机影响的计算693

三、发电机允许负序电流标准摘录694

四、计算示例694

一、选择整流电路的原则697

第一节 整流电路的选择697

二、几种常用整流电路的优缺点697

第十章 硅整流柜的技术设计697

三、同相逆并联整流电路的应用698

四、一次星形的六相半波中点引出式电路的应用705

一、整流变压器二次空载电压716

二、整流臂元件串并联方案716

第二节 整流变压器二次空载电压及整流臂串并联元件数的确定716

三、串联元件数的确定717

四、并联元件数的确定717

第三节 均流与均压721

一、均流问题721

二、均压问题728

第四节 整流柜内母线尺寸及冷却水通道参数730

一、柜内母线尺寸730

二、水冷母线冷却水通道参数确定法之735

三、水冷母线冷却水通道参数确定法之二740

第一节 建筑、结构743

一、硅整流所的建筑技术条件743

第十一章 硅整流所的土建、通风、采暖、冷却、上下水技术条件743

二、设备的计算荷重及安装孔746

三、户外基础746

四、金属构件747

一、概述749

二、整流装置的冷却方式749

第二节 整流装置的冷却749

第三节 硅整流所的通风、采暖、上下水设施752

一、机房部分753

二、控制室756

四、自用变压器室及电抗器室757

五、上、下水设施757

三、蓄电池室757

第四节 水质及通风排热量计算758

一、水质参考资料758

二、通风排热量计算759

附录 本书符号代表的意义766

一、概述3799