DLT583-2017大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件（下）
国电南瑞电控作为牵头单位制定标准系列之DLT583-2017《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》
与DL/T 583-2006《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》相比主要修改如下：
—增加了术语和定义中励磁电流、励磁电压、阻尼比等。
—删除了术语和定义中非线性电阻等。
—修改了术语和定义中的超调量、限制器等。
—删除了系统性能中的发电机电压给定变化速率、强迫停运率等技术要求。
—修改了系统性能要求中风机噪声、灭磁时间等性能要求。
本标准起草单位： 国电南瑞科技股份有限公司
本标准首次发布时间：1995年，本标准2006年第一次修订，本次为第二次修订。
5.2系统功能要求
5.2.1 励磁系统应设置两套独立的调节通道。每个调节通道应具备AVR+ FCR功能。
5.2.2两套调节通道应互为热备用、相互自动跟踪，应能手动切换，运行通道故障或PT断线时能自动切换至备用通道。自动跟踪部件应具有防止跟踪异常情况或故障情况的措施。正常切换与一般故障切换时发电机端电压波动应小于±0.5%，PT断线切换后稳定值与原值差不大于0.5%。
5.2.3 具备运行方式的调节器，应具有双向跟踪、切换功能。应能手动切换和PT断线自动切换。正常切换与一般故障切换时发电机端电压波动应小于±0.5%，PT断线切换后稳定值与原值差不大于0.5%。
5.2.4发电机解列后，频率不低于45Hz时，应能自动返回至空载额定电压。
5.2.5 应具有转子过电压动作记录功能及磁场开关动作记录功能。
5.2.6 自动电压调节器应配置电力系统稳定器或具有同样功能的附加控制单元。
5.2.7 电力系统稳定器或具有同样功能的附加控制单元应具有下列功能：
a) 低功率闭锁；
b) 手动投退；
c) 输出值限幅；
d) PSS常用模型参照附录B。
5.2.8晶闸管整流桥应具有脉冲闭锁功能和快速熔断器熔断报警等功能。
5.2.9应设起励装置，起励装置具有自动投退和起励失败报警功能。
5.2.10励磁调节器应有开关量的直接输出/输入，同时还应具有通信接口，能输出励磁系统有关数据到上级计算机或监控装置，并能接受其增、减磁等命令。
5.2.11 应具有软起励和对时功能。
5.2.12应至少具有下列检测功能：
a) 触发脉冲检测；
b) 励磁调节器同步回路检测；
c) PT断线检测；
d) 晶闸管整流桥停风检测；
e) 晶闸管整流桥快熔熔断检测；
f) 晶闸管整流桥故障退出检测；
g) 调节通道故障检测；
h) 励磁变压器温度检测。
5.2.13应能发出下列信号：
a) 调节器稳压电源消失或故障；
b) 励磁系统操作控制回路电源消失；
c) 励磁绕组回路过电压保护动作；
d) 晶闸管整流桥冷却系统或风机电源故障；
e) 晶闸管整流桥熔断器熔断；
f) 触发脉冲消失；
g) 起励失败；
h) 调节通道切换动作；
i) 欠励限制器动作；
j) 过无功限制器动作；
k) 强励反时限限制器动作；
l) 伏/赫限制器动作；
m) 最大励磁电流限制器动作；
n) PT断线；
o) 励磁变压器温度过高；
p) 功率柜温度过高。
5.2.14在现地应能显示如下信息：
a) 励磁电流；
b) 励磁电压(可选)；
c) 机端电压；
d) 有功功率；
e) 无功功率；
f) 每个整流桥的直流电流。
5.2.15 防护等级：
a) 励磁调节器柜防护等级应在IP42以上；
b) 励磁晶闸管整流桥柜防护等级宜为IP31；
c) 励磁变压器外罩的防护等级宜为IP20。
具体要求见GB 4208。
5.3装置技术要求
5.3.1励磁调节器
a) 应具有最大励磁电流限制功能。应能限制励磁电流不超过允许的励磁顶值电流；晶闸管整流桥并联支路部分退出或冷却系统故障时,应能将励磁电流限制到整定值内；
b) 应具有强励反时限限制功能。在强行励磁到达允许持续时间时，限制器应自动将励磁电流减到长期连续运行允许的最大值。强励允许持续时间和强励电流值按反时限规律确定。限制器应当和发电机转子热容量特性相匹配；
c) 应具有过无功限制功能。发电机滞相运行情况下，调节器应能保证发电机运行在PQ限制曲线范围内。当发电机运行点因为某种原因超出限制范围时，调节器应能限制励磁输出并闭锁增磁，确保自动将发电机运行点拉回到PQ限制曲线内。过无功原因消失后应能自动返回到过无功前状态。过无功限制器应延时动作；
d) 应具有欠励磁限制功能。发电机进相运行情况下，调节器应能保证发电机运行在PQ曲线（整定值应根据不同发电机端电压水平进行修正）限制范围内。当发电机运行点因为某种原因超出限制范围时，调节器应能立刻自动的将发电机运行点限制到PQ限制曲线内。欠励磁限制器应瞬时动作；
e) 其他限制、保护功能
1) 电压互感器(PT)断线保护。在单PT（单相、两相、三相）断线、双PT断线、高压熔丝慢熔等情况下，均应能准确判断出PT断线；
2) 伏/赫限制器。在空载情况下，当机组转速下降时，伏/赫限制器应能自动调节发电机端电压，使电压与频率的比值等于整定值；
3) 系统电压跟踪单元。空载时，系统电压跟踪单元投入后应能将发电机端电压与系统电压的电压偏差控制在0.5%以内；
f) 电力系统稳定器（PSS）。应能在0.1Hz～2.0Hz频率范围内有效抑制低频振荡，有功功率振荡的阻尼比不小于0.1。发电机快速调节有功功率时无功功率变化不超过30%，应具有PSS试验输入、输出测试口；
g) 励磁调节器必须通过相应等级的电磁兼容试验(见附录A)，并满足GB/T 17626的规定；
h) 励磁调节器还应具有以下功能和要求：
1) 励磁系统参数的在线显示和整定，显示的参数应为实际值或标么值，并以十进制表示；
2) 故障的在线检测和诊断功能；
3) 现场的调试和试验功能；
4) 励磁系统状态、事件的记录和故障的实时录波功能；
i) 其他技术要求参照DL/T1013。
5.3.2晶闸管整流桥
a) 发电机励磁系统应采用三相全控桥式整流桥；
b) 晶闸管整流桥冷却方式可以是自然冷却方式(含热管散热方式)、强迫风冷方式、水冷方式，其中：
自然冷却方式应考虑空气自然环流、防积尘和屏柜防护等级的关系，必要时应加装温度越限报警装置和后备风机；
强迫风冷方式风机应采用两路电源供电，两路电源互为备用，能自动切换。也可采用双风机备用方案。采用开启式强迫风冷方式时，进风口应设滤尘器，且满足冷却风机的风量、风压需要。整流桥柜风机噪声在离柜lm处不大于75dB；
水冷方式应有进、出口水温，冷却水流量，水压检测和报警功能；
c) 晶闸管整流桥应具有保护及报警功能，应装设交流侧输入和直流侧输出过电压吸收保护器、功率元件换相过电压保护器、功率元件快速熔断器、风机故障停运或水冷系统故障报警装置、功率元件故障和脉冲故障报警装置、晶闸管整流桥切除和电源消失故障报警装置；
d) 晶闸管元件正、反向重复峰值电压应大于励磁回路直流侧过电压保护装置动作电压整定值。
5.3.3灭磁装置
励磁系统励磁绕组回路应装设灭磁装置。在任何需要灭磁的工况下包括误强励工况时，灭磁装置应可靠灭磁。
正常停机灭磁应采用调节器逆变灭磁方式。事故灭磁应独立于调节器，采用跳磁场断路器并投灭磁电阻灭磁，灭磁电阻可以是线性电阻、非线性电阻，也可以是线性电阻和非线性电阻的组合。
a) 逆变灭磁应可靠，不发生颠覆；
b) 线性电阻灭磁：电阻值按75℃时转子电阻的2～3倍选取；
c) 非线性灭磁：非线性电阻可以是氧化锌非线性电阻，也可以是碳化硅非线性电阻；
d) 大型机组宜采用冗余灭磁；
e) 磁场断路器最大断流能力不小于励磁变压器短路电流，在规定的操作电压条件下，磁场断路器应能可靠分合闸；
f) 磁场断路器其他技术要求参照DL/T294.1；
g) 采用非线性电阻应满足下列要求:
1) 非线性电阻荷电率不大于60%；
2) 氧化锌非线性电阻装置整组非线性系数β&0.1；碳化硅非线性电阻非线性系数β不宜大于0.4；
3) 当装置内20%的组件退出运行时，应仍能满足最严重灭磁工况下的要求；
4) 在严重故障条件下，灭磁各支路的非线性电阻均能系数应在80%以上；
5) 除机组定子三相短路、负载误强励和空载误强励工况灭磁外，其他工况下，允许连续两次灭磁；
6) 其他技术要求参照DL/T294.2。
5.3.4转子过电压保护装置
a) 过电压保护装置可由非线性电阻、晶闸管跨接器组成，也可由其他电气元器件组成；
b) 过电压保护装置应可靠动作，并能自动恢复，采用的元件容量应有足够裕度；
c) 应能限制励磁绕组过电压不超过励磁绕组出厂工频耐压试验电压幅值的70%；
d) 采用非线性电阻的转子过电压保护装置应符合下列要求：
1) 在额定工况下，氧化锌非线性电阻元件荷电率应小于60%；
2) 非线性电阻的标称能容量应有不少于20%的裕度；
3) 非线性电阻元件的伏安特性、耗能容量、分散性、稳定性等技术指标均应符合设计要求。
5.3.5起励装置
a) 起励电源可以是厂用直流电源，也可以是厂用交流电源；当有黑启动要求时，应采用厂用直流电源；
b) 采用交流电源时，可以是单相电源，也可以是三相电源；
c) 起励装置应具有延时退出和起励失败报警功能；
d) 起励装置应具有自动投切功能；
e) 直流起励时输出应装设二极管，防止电流倒送。
5.3.6 励磁变压器
a) 励磁变压器宜采用干式变压器；
b) 其他要求参照DL/T1628执行。
5.3.7励磁专用PT及CT
a) 准确等级均不得低于0.5级；
b) 励磁变CT宜为(1.5～1.8)IfN/1,容量15VA或(1.5～1.8)IfN/5, 容量30VA；
注：IfN为额定励磁电流。
5.3.8装置及系统各部分温升要求
同步发电机在额定工况下运行时，励磁系统各部分极限温升见表1。励磁变压器温升不得超过中规定的温升限值。
表1 励磁系统各部分极限温升 K
各部位名称
铜母线及导电螺钉连接处
锡的保护层
有银保护层
距表面30mm处的空气
印刷电路板上的电阻表面
塑料、橡皮、漆布绝缘导线
晶闸管与散热器交接处
熔断器连接处
静止整流励磁系统试验参照DL/T489。
7 技术文件
供方应按项目的进度，分阶段向用户提供下列技术文件:
a)产品技术条件；
b)使用说明书；
c)出厂试验报告、出厂参数缺省值和合格证；
d)励磁系统单元和整体调试大纲；
e)部件原理接线图；
f)零件明细表及屏柜配线图；
g)装置外形图、安装图；
h)交货明细表；
i)励磁调节器说明书及软件主要流程图（包括励磁系统及PSS数学模型框图及参数说明）；
j)分包商产品的技术资料（包括技术规范和试验报告）；
k)其他安装、运行、维护所必需的技术资料。
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（规范性附录）
电磁兼容试验等级及其标准
A.1 电磁环境
励磁设备安装在发电厂、站内，电厂内有升压变电站。宜受电磁干扰的励磁调节器安装在控制中心、发电机层、水轮机层的电磁场的环境中。在此电磁环境中主要存在以下几种干扰:
a)高压电气操作产生的拉弧、浪涌电流或闪络、绝缘击穿所引起的高频暂态电流和电压；
b)雷击、故障电流所引起的地电位升高和高频暂态；
c)工频、无线射频对电子设备和传输信号的干扰和影响；
d)静电放电；
e)低压电气的操作所引起的干扰。
为了减小电磁干扰的影响，机箱机柜通过可靠接地达到电磁屏蔽和隔离的作用。通过屏蔽和非屏蔽电缆和发电机、发电厂以及升压站的相关一次和二次设备连接。根据电缆传输信号的不同类型，选择接地和屏蔽层接地的相应规则。以及选择设备摆放位置等措施。
A.2 各端口的抗扰度要求
机箱端口抗扰度要求见表A.1，功能接地端口抗扰度要求见表A.2，输入、输出及通信端口抗扰度要求见表A.3，电源端口抗扰度要求见表A.4。
表A.1 机箱端口抗扰度要求
电磁干扰类型
射频电磁场
80 MHz～3000MHz10V/m
GB/T 17626.3
6kV 接触放电8kV 空气放电
GB/T 17626.2
30A/m （持续）300A/m（1s～3s）
GB/T 17626.8
注：仅适用于含有磁场敏感元件（如霍尔元件、磁场传感器、电流互感器、电压互感器等）的装置。
表A.2 功能接地端口抗扰度要求
电磁干扰类型
射频场感应的传导骚扰
0.15MHz～80MHz10V（非调制，r.m.s）80%AM（1kHz）
GB/T 17626.6
电快速瞬变脉冲群
Tt／Th；5/50ns重复频率5kHz2kV（峰值）
GB/T 17626.4
注：仅适用于按制造功能规范总长度超过3m的电缆连接端口。
表A.3 输入、输出及通信端口抗扰度要求
电磁干扰类型
射频场引起的传导骚扰
0.15MHz～80MHz10V（非调制，r.m.s）80%AM（1kHz）
GB/T 17626.6
电快速瞬变脉冲群
Tt／Th；5/50ns重复频率5kHz2kV（峰值）
GB/T 17626.4
阻尼振荡波
1MHz，100kHz差模1kV（峰值）共模2.5kV（峰值）
GB/T 17626.12
1kV（线-线）2kV（线-地）
GB/T 17626.5
30V 持续300V 1s
GB/T 17626.16
注：仅适用于按制造功能规范总长度超过3m的电缆连接端口。
表A.4 电源端口抗扰度要求
电磁干扰类型
射频场引起的传导骚扰
0.15MHz～80MHz10V/m（非调制，r.m.s）电源阻抗150Ω80%AM（1kHz）
GB/T17626.6
电快速瞬变脉冲群
Tt／Th；5/50ns重复频率5kHz2kV（峰值）
GB/T 17626.4
阻尼振荡波
1MHz，100kHz差模1kV（峰值）共模2.5kV（峰值）
GB/T 17626.12
1kV（线-线）2kV（线-地）
GB/T 17626.5
100%降低中断时间交流5周期～50周期直流2.5周期
GB/T 17626.11GB/T 17626.29
仅用于输入端口
注：仅适用于按制造功能规范总长度超过3m的电缆连接端口。
_________________________________
（规范性附录）
常用PSS模型和说明
B.1 1A型电力系统稳定器。type PSS1A power systemstabilizer
VSI为稳定器输入变量；T6为变送器时间常数；KS为稳定器增益；T5为信号隔直时间常数。下一方块中的A1和A2允许高频扭振滤波器(有些稳定器用)的一些低频效应被计入。如果需要，该方块可用来帮助形成稳定器增益和相角特性，随后的两个方块可允许2级超前一滞后补偿，用常数T1～T4设置。
图B.1PSS1A型
B.2 2A型电力系统稳定器。type PSS2A power systemstabilizer
多种双输入电力系统稳定器见图5，通常用功率和转速或频率来导出稳定信号。当同样的模型用不同类型的双输入信号构成稳定器时，对等效的稳定作用，模型中的参数会差别很大。对每个输入，两个隔直时间常数可以用（Tw1～Tw4）连同变送器或积分时间常数（T6，T7）对转速和频率双输入电力系统稳定器，KS3正常为1，而KS2为T7/2H（H是同步电机惯性常数）。VSI1正常代表转速或频率，而VS12代表功率信号，指数N和M表示成“斜坡跟踪”和较简单的滤波器特性。相位补偿由2级超前—滞后，或滞后—超前方块（T1～T4）提供，输出限幅的选择和在1A模型中的类似。
图B.2PSS2A型
B.3 2B型电力系统稳定器。Type PSS2B power systemstabilizer
相位补偿由3级超前—滞后，或滞后—超前方块（T1～T4、T10、T11）提供，输出限幅的选择和在1A模型中的类似。
图B.3PSS2B型
B.4 4B型电力系统稳定器 Type PSS4B power systemstabilizer
将信号分为低频、中频及高频三个频段，每个频段单独调节增益、相位、输出限幅及滤波器参数，为不同频段的低频振荡提供合适的阻尼。输出限幅的选择和在1A模型中类似。
图B.4PSS4B型
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今日搜狐热点[实用新型]一种饮水机用制冷开关电源无效
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【说明书】：
技术领域 本实用新型是一种饮水机用制冷开关电源，特别是涉及一种可以随水温
改变工作状态的开关电源。属于饮水机电源技术领域。
背景技术 现有的饮水机制冷电源是通用型结构开关电源，其制冷工作电压不受制
冷温度的控制。但在实际应用中，当水温温度达到一定低温水平、需要停止
制冷时，就切断制冷供电电源，此时进入保温状态。当水温升温至一定温度
时，又接通制冷供电电源。如此循环，制冷供电电源处于接通-切断的循环
切换状态中。现有技术中，一般采用机械开关结构来切换制冷供电源，由于
机械开关结构在频繁的切换过程中易产生疲劳性故障，存在寿命时间短的缺
陷，从而影响饮水机工作寿命及工作效率。
实用新型内容 本实用新型的目的，是为了克服现有的机械开关结构存在工作寿命缩短
及工作效率低的缺点，提供一种饮水机用制冷开关电源。
本实用新型的目的可以通过采取以下技术方案达到：
一种饮水机用制冷开关电源，其结构特点是：由开关电源电路和水温传
感电路连接组成；开关电源电路的电压输出端连接水温传感电路的电压输入
端，水温传感电路的信号输出端连接与开关电源电路的反馈信号输入端；水
温传感电路通过检测水温并产生电压输出信号，送到开关电源电路的反馈信
号输入端，开关电源电路的控制单元根据接收的电压信号，控制电压输出端
的通或断。
开关电源电路输出产生一个内部基准电压，该内部基准电压为水温传感电路提
供参考电压，当饮水机水温与环境温度达到一定偏差时，水温传感电路的输
出控制开关电源的输出发生变化。
本实用新型的一种实施方式是：开关电源电路可以由整流桥、开关管、
变压器、输出整流单元、反馈取样单元和PWM控制单元连接而成；整流桥、
开关管、变压器和输出整流单元顺序电连接，输出整流单元的两个输出端分
别反馈取样单元的输入端和水温传感电路的电压输入端，反馈取样单元的输
出端通过PWM控制单元连接开关管的控制输入端，反馈取样单元的反馈输
入端连接水温传感电路的信号输出端。
本实用新型的一种实施方式是：所述水温传感电路可以由限流电阻R27
和稳压二级管ZD3组成的内部稳压基准电压源，由温度传感器、平衡电阻
RJ5、开关管Q4组成的水温识别电路，滤波电容电容C16、驱动电阻R34、
平衡电阻RJ4和线性调节器U03组成。
本实用新型的一种实施方式是：所述水温传感电路可以由限流电阻R27
和稳压二级管ZD3组成的内部稳压基准电压源，由温度传感器、平衡电阻
RJ5、开关管Q4组成的水温识别电路，滤波电容电容C16、驱动电阻R34、
线性光耦U02A和电阻R18、R26组成。
本实用新型的一种实施方式是：所述温度传感器可以由负温度系数热敏电
阻NTC或正温度系数热敏电阻PTC构成。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型包括开关电源电路和水温传感电路，水温传感电路由温度传
感器提供传感信号，在饮水机水温与环境温度达到一定偏差时，控制开关电
源的输出发生变化。与与现有技术相比，该电路具有如下效果：1、电路简
洁，相对于通用开关电源，成本增加极少。2、实现无触电开关，延长了饮
水机使用寿命及提高了工作效率。
当饮水机制冷过程进入保温状态后无需开关部件切换，直接使开关电源
的工作状态发生改变，具有使饮水机的使用寿命延长及提供工作效率的特点。
说明书附图
图1为本实用新型的水温传感电路原理图。
图2为开关电源电路的原理框图。
图3为本实用新型的具体实施例1的电路原理图。
图4为本实用新型的具体实施例2的电路原理图。
具体实施方式 具体实施例1：
参照图1和图2，本实施例包括开关电源电路和水温传感电路；所述开
关电源电路的信号输出端与水温传感电路的信号输入端连接，所述水温传感
电路的一个信号输出端与所述开关电源电路的一个信号输入端连接。所述水
温传感电路由限流电阻R27和稳压二级管ZD3组成的内部稳压基准电压源，
由温度传感器、平衡电阻RJ5、开关管Q4组成的水温识别电路，滤波电容
电容C16、驱动电阻R34、平衡电阻RJ4和线性调节器U03组成。所述温度
传感器由负温度系数热敏电阻NTC构成。
参照图2，所述开关电源电路由整流桥、开关管、变压器、输出整流单
元、反馈取样单元和PWM控制单元组成，所述整流桥、开关管、变压器、
输出整流单元依次连接，输出整流单元的一个信号输出端通过反馈取样单元
和PWM控制单元与开关管的一个信号输入端连接。
本实施例的工作原理：
参照图3，限流电阻R27和稳压二级管ZD3组成内部稳压基准电压源，
电流通过开关电源的输出进入限流电阻R27和稳压二级管ZD3，当输出电
压波动时由稳压二极管ZD3进行调节，使得V1点的电压保持稳定。水温识
别电路由温度传感器NTC、平衡电阻RJ5、开关管Q4组成。其中电容C16
为滤波电容，抑制高频干扰；电阻R34为驱动电阻，为三极管的开通提供
电流通路。当水温为室温(25℃)时，NTC和RJ5的中点电压＜0.7V，开
关管Q4处于关断状态，传感器并不控制开关电源的输出，制冷片正常工作。
当水温下降到设定值(12℃)附近时，NTC和RJ5的中点电压≥0.7V，开
关管Q导通，使线性调节器U03的A、K级电流增加，使开关电源反馈调
节电路失去平衡，从而控制开关电源输出，制冷片停止工作。当水温回升时
(≥15℃)，NTC和RJ5的中点电压＜0.7V，Q4关断，开关电源正常工作，
制冷片开始制冷。
具体实施例2：
参照图4，本实施例的特点是：所述水温传感电路由限流电阻R27和稳
压二级管ZD3组成的内部稳压基准电压源，由温度传感器NTC、平衡电阻
RJ5、开关管Q4组成的水温识别电路，滤波电容电容C16、驱动电阻R34、
线性光耦U02A和电阻R18、R26组成。其他与具体实施例1相同。
工作原理：
温度传感器在水温为室温(25℃)时，Q4关断，开关电源正常工作，
制冷片持续制冷；水温达到设定温度(12℃)时，Q4导通，使线性光耦的
电流增大，控制开关电源的主开关管导通时间减少，从而使得开关电源输出
电压降低，制冷片停止工作。当温度回升时，过程相反。
具体实施例3：
本实施例的特点是：所述温度传感器为正温度系数热敏电阻PTC。其他与具
体实施例1或2相同。
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高智&让创新无法想象2000万件&专利数据铝材氧化整流电源的可靠性设计方案
长期以来，无论是制造厂还是用户，单纯追求性能的观点占据主导地位，&产品性能好则说明其质量好&，对整流设备的效能及寿命周期费用不够重视。实践表明，整流设备在化工行业、金属冶炼、金属加工等行业应用，各项性能指标已非主要矛盾。国产的整流设备在使用中因电气元件损坏、印制板虚焊、接插件不牢靠等影响正常运行的故障或事故较多，产品故障维修率较高，由于设备本身设计或制造缺陷或元部件质量问题所导致的事故时有发生，设备的可靠性已成为主要矛盾。因此，开展整流设备可靠性设计，在此基础上评估可靠性以及分析各种影响可靠性的因素具有重要的工程实用价值。
可靠性设计是根据可靠性指标预计的结果，在设计过程中选用与系统可靠性匹配的器件及技术，以达到满足产品可靠性的要求，同时使产品生命周期费用最低。常采用的可靠性设计技术包括简化设计、降额设计、冗余设计、热设计、电磁兼容设计、维修性设计、容错设计与故障弱化设计等，有些还包括软件的可靠性设计。
研究表明，在产品设计的初期开展可靠性工作，费用支出最少[1]。世界知名的大公司非常重视产品设计阶段的可靠性分析，他们把对可靠性的朴素的经验性的认识提高到理论高度，其质量手册中有专门的可靠性分析章节，要求对设计方案的每一环节都进行可靠性分析，并在此基础上确定最终的技术路线。
2整流设备可靠性模型
2.1 整机可靠性模型
电控类设备一般为可修复系统，单元寿命服从指数分布。
一般地，整流设备可以简单地分为控制系统和功率系统两个单元。但在大功率整流设备中，水冷系统的重要性是不言而喻的，在进行可靠性分析时，可将水冷系统单独作为一个单元进行分析。因此，整机可靠性模型如下:
&&&&&&&&&&&&&
2.2 控制单元可靠性模型
控制单元的可靠性包括硬件可靠性和软件可靠性。只有当软硬件都正常时，控制单元才能正常工作，因此，我们可将软件和硬件看作是一个串联系统，见图2。
控制单元软硬件串联模型
控制单元的可靠度：
软件可靠性同样是一个随机过程，可用概率分布来描述。但软件可靠性与硬件可靠性的分析有本质的不同：首先，硬件失效的根源通常是老化引起的物理变质，而软件缺陷一旦被发现，通常能够被永久性修复；其次，硬件可靠性理论通常依赖于对静态过程的分析，软件由于其复杂性和人为因素以及操作过程的影响，使得基于静态过程的理论分析不适于软件所表现出来的动态现象[2]。目前，关于软件可靠性的模型有40多种，我们采用对数&&指数模型来研究软件可靠性[3],其可靠性指标的计算公式为：
控制单元使用的元器件较多，其硬件组成可以依据功能划分为：电源模块、信号调理模块、数字IO模块、调节模块、现场总线模块、脉冲放大模块、人机接口等。其硬件可靠性模型如下：
图3&&&&&&& 控制单元硬件串联模型
&&&&&& 控制单元的硬件可靠度：
2.3功率单元可靠性模型
&&& 功率单元包括硅元件、散热器、脉冲变压器、过压保护器件等，考虑存在冗余情况，其可靠性模型见图4所示，我们可视其为k/n系统，即n个单元中有k个或k个以上单元正常时，系统正常。
其可靠度为：
式中，RT为每套硅组件的可靠度。
图4&功率单元可靠性模型（k/n系统）
&&&&&& 若不存在冗余支路，则可靠性模型见图5所示。这种情况下，其可靠度为：
（n为硅组件数量）
图5&&功率单元可靠性模型（无冗余）
2.4 水冷单元可靠性模型
&&& 水冷单元包括水管、纯水装置、水泵、压力表、水温表、变频器（如果有）等，它属于串联模型。我们可用元件计数法来进行可靠性预计，其失效率为：
3整流设备可靠性指标及分配
&&& 整流设备所服务的对象往往是不间断生产模式，比如电解铝行业和氯碱化工行业，一次不间断运行的时间往往可达半年之久，若按180天计算，即设备要连续运行4320小时。
系统可靠度指标Rs取0.9，计算可得整流设备的平均无故障时间为：
&&&&&&&&&&&&
&&& 在确定了设备的可靠性指标后，我们可按照加权因子分配法将系统的可靠性指标分配到设备的分系统，直到最小单元[1]。
根据产品的组成和使用特点，可靠性指标分配主要考虑以下问题：
分系统的重要程度及分系统对系统失效的影响程度
分系统的复杂程度
分系统所处工作环境对系统的影响程度
维修性因素
元器件质量因素
标准化因素
表1&加权因子分配法计算表
可靠性指标分配公式为：
式中：&j&&第j个 分系统平均无故障工作时间；
&&&&&&&&& &s&&整机平均无故障工作时间；
&&&&&&&&& Kji&&第j个分系统的第i个加权因子；
&&&&&&&&& N&&分系统数量
若要求整机平均无故障时间达到41000小时，则各单元分配的可靠性指标为：
控制单元：&
功率单元：&
水冷单元：&
4整流设备可靠性设计要点
①&简化设计
可靠性设计的第一准则是越简单越可靠。一台大型的整流设备元件数量较多，每个元件都对设备的可靠性产生直接影响。以我们所设计的控制器为例，第一次的设计方案中，元件数量较多，预计的综合失效率较高。在此基础上，进一步采用高可靠性的大规模集成电路芯片替代分立元件，减少不必要的A/D支路和I/O支路，并把所有调节功能软件化，大大的简化了硬件电路的设计和组件单元间的串联关系，有效的提高了控制单元的可靠性。相关数据见表二。
表二&& 两种设计方案对比
综合失效率
1.187&10-5
8.094&10-6
②&冗余设计
&&& 冗余设计是用一台或多台相同单元（系统）构成并联形式，当其中一台发生故障时，其它单元仍能使系统正常工作的设计技术。冗余按特点分为热冗余储备和冷冗余储备；按冗余程度分，有两重冗余、三重冗余、多重冗余；按冗余范围分，有元器件冗余、部件冗余、子系统冗余和系统冗余。
在整流设备的控制单元中，若单通道控制器不能满足系统可靠性要求，控制单元中重要的功能组件可采用冗余设计方案，如测量单元、调节单元、电源系统等。控制单元的冗余模型见图6所示。
图6 控制单元的冗余模型
&&& 需要指出的是，冗余设计增加了任务可靠性，但降低了基本可靠性。以现有的设计技术、计算机软硬件技术和微电子技术，数字调节器单通道已能满足设备可靠性要求。单通道可靠性越高，并联冗余的效果越不明显。
③电磁兼容性设计
&&& 电磁兼容性是指设备在电磁环境中正常工作的能力。电磁干扰不仅影响设备的正常工作，甚至造成设备中的某些元器件损害。因此，对电磁兼容技术要给予充分的重视。电磁兼容性设计主要包括以下各项：
1）抑制骚扰源
&&限制骚扰源的电压、电流变化率；
&&限制骚扰源的电压、电流幅?；
&&限制骚扰源的频率；
&&直流电源的去耦；
&&交流电源变压器的电磁屏蔽；
&&对感性负载的骚扰源采取相应措施；
&&采用独立电源。
2）切断干扰的耦合通道
&&完整的电磁屏蔽以切断空间干扰的耦合通道；
&&合适频谱的滤波以切断线路传导干扰的耦合通道；
&&适当的接地以降低地线干扰的耦合通道；
&&采用适当的导线以传输不同性质的信号；
&&注意元器件的布局，以降低干扰耦合；
&&应用布线技术，以降低干扰耦合；
&&采用电磁、光电、机械等隔离技术，切断干扰的耦合通道。
3）提高敏感电路的抗干扰能力
&&选用具有高抗干扰能力的元器件；
&&采用完整的电磁屏蔽；
&&采用合适的滤波技术；
&&限制电路的带宽；
&&采用合理的去耦措施；
&&采用合理的接地。
4）电磁兼容性试验验证
电磁兼容性试验验证可以参照相应的国家标准进行。
④降额设计
元器件在使用或贮存过程中，总存在着某种比较缓慢的物理化学变化。这种变化发展到一定程度时，会使元器件的特性退化、功能丧失，即失效了。而这种变化的快慢，与温度和施加在元器件上的应力大小直接相关。为此，应当对元器件实行降额设计。
图7是晶闸管基本失效率曲线[4]。由图可见，晶闸管失效率随着电压应力比的降低而减小，随着温度的升高而增大。一般情况下，我们取电压应力比S=0.4，若管壳温度为60℃，其失效率为6&10-7。
图7&晶闸管基本失效率曲线
晶闸管的热设计基于其额定工作电流、过负荷电流和暂态故障电流，目前晶闸管实际的制造水平是：导致永久性损坏的极限结温为300~400℃，承受最严重故障电流下的最高短时允许结温为190~250℃。研究表明：温度每提高10℃，元器件失效率提高1倍，这就是有名的&10℃法则&。因此，一般推荐晶闸管正常工作范围的允许结温为125℃。需要指出的是，元件均流系数应作为热设计的主要输入条件之一。
对整流设备的可靠性进行了探讨，给出了分析整流设备可靠性的基本模型和可靠性指标以及指标分配的基本方法,简述了提高设备可靠性的设计要点。整流设备的可靠性是设计出来的、生产出来的，可靠性设计必须与功能设计同步进行，因此，设计人员必须明确可靠性设计的目的并掌握可靠性设计的方法。可靠性定量活动应当贯穿于产品研制的全过程，包括可靠性分析、预计、论证、指标的确定和分配、设计、制造、调试检测和维护使用等。在设计中，必须贯彻和执行可靠性设计的技术标准和规范、产品可靠性要求事项、可靠性工作计划和可靠性审查程序等管理措施。
应强调的是，任何产品初期的可靠性不可能达到预期的水平，都需要一个经过不断地采取各种纠正措施的增长过程。可靠性增长应当把握以下3个主要因素：产品的信息反馈，特别应该重视用户的意见；产品可靠性故障的检测与分析；采取相应的纠正措施并进行试验验证。}