牵引变电所整流机组城市轨道交通供电学习教案

1、牵引变电所整流机组城市牵引变电所整流机组城市(chngsh)轨轨道交通供电道交通供电第一页，共45页。作用：降压、把三相交流电转换为直流电发展趋势：早期的城市轨道交通直流牵引系统，通常采用三相桥式整流电路，随着(su zhe)技术的发展，逐步被12脉波和等效24脉波整流电路代替，我国今后建设的城市轨道交通整流变电站将会以24脉波为主，系统电压等级则有35kV和10kV两种。 第1页/共44页第二页，共45页。第2页/共44页第三页，共45页。(a) 四绕组(roz)变压器(b) 两台(lin ti)双绕组变压器十二相整流机组的其它接线(ji xin)方式第3页/共44页第四页，共45页。第4页

2、/共44页第五页，共45页。次边星形和三角形绕组分别供电的两个三相桥在直流侧并联运行，条件：两者的空载直流输出电压平均值Udo应相等，即两者的匝数比应为1:3第5页/共44页第六页，共45页。电路工作(gngzu)原理1）原次边电压向量图UabUbcUcaUABUBCUCAUaUbUcUabUbcUca第6页/共44页第七页，共45页。十二(sh r)相电压相量UabUbcUcaUABUBCUCAUaUbUcUabUbcUca第7页/共44页第八页，共45页。1）平衡(pnghng)电抗器Lp=0两组相位差为300的三相桥整流电路交替向直流负载供电，每个桥臂整流管导电时间(shjin)为/3，

3、整流电压Ud每工频周期有12次脉动，形成十二脉波整流。缺点：每桥臂整流管不能有效利用。第8页/共44页第九页，共45页。twuq0q1q2q3q4q5q6q7q8q9q10q11q-ubc-ubcuabuabuac 第9页/共44页第十页，共45页。2）平衡(pnghng)电抗器的作用Lp0 1616RLububuauaegfLpI1I1uabuabuouoUdLp作用1：使两导电支路线间电压相等(xingdng)，即使整流电压ud相等(xingdng)第10页/共44页第十一页，共45页。twuq0q1q2q3q4q5q6q7q8q9q10q11q-ubc-ubcuabuabuac 4（/1

4、2）3 （/12）第11页/共44页第十二页，共45页。twuq0q1q2q3q4q5q6q7q8q9q10q11q-ubc-ubcuabuabuac Lp作用2：接入平衡电抗器后，两组三相桥中每个整流(zhngli)管支路的导通时间是2/3 ，与三相桥整流(zhngli)电路相同，每隔/3时刻有一对支路的整流(zhngli)管（同一组中）导通。 5，61，61，22，32，44，55，65，61，61，22，32，44，55，65第12页/共44页第十三页，共45页。2ababduuu （以1，6导通，1，6导通为例）任意(rny)时刻，每组整流电路中，有一对整流管导通，两端口输出直流电压瞬

5、时值分别为则空载整流电压为1202021.351cos122141ddduuuutw w 第13页/共44页第十四页，共45页。两个整流电路并联工作的条件是输出直流电压相等，而变压器星形绕组和三角形绕组的匝数比为1: ，是一个无理数，势必造成匝数比有误差，输出电压有差异。由于电压高的那个桥有嵌位作用，并联工作必须加平衡电抗器。当整流变压器的漏抗达到一定的数值时， 12脉波两桥并联和24脉波四桥可以不加平衡电抗器。可以将三相输入端的漏感L1等效(dn xio)到直流输出端，等效(dn xio)电感L=2L1起着平衡电抗器的作用。 第14页/共44页第十五页，共45页。第15页/共44页第十六页，

6、共45页。第16页/共44页第十七页，共45页。第17页/共44页第十八页，共45页。整流(zhngli)变压器低压侧接线第18页/共44页第十九页，共45页。Dd0-y11 +7.50Dd0-y11（网侧移相7.50）联接(lin ji)组组合第19页/共44页第二十页，共45页。Dd0-y11 -7.50第20页/共44页第二十一页，共45页。Dd0-y11 -7.50Dd0-y11 +7.50第21页/共44页第二十二页，共45页。第22页/共44页第二十三页，共45页。Dd0-y11 +7.50Dd0-y11（网侧移相7.50） Dd2-y1 （网侧移相7.50）联接(lin ji)组

7、组合第23页/共44页第二十四页，共45页。Dd2-y1 -7.50第24页/共44页第二十五页，共45页。Dd2-y1 -7.50Dd0-y11 +7.50第25页/共44页第二十六页，共45页。(b) 次边二十四相电压相量原次边电压(diny)向量图(a) 整流(zhngli)变压器原边偏移7.5o第26页/共44页第二十七页，共45页。(b) 次边二十四相电压相量原次边电压(diny)向量图(a) 整流(zhngli)变压器原边偏移7.5o第27页/共44页第二十八页，共45页。第三章 牵引变电所整流(zhngli)机组v牵引整流机组接线方式(fngsh) v整流机组外特性 v关键技术选

8、择 第28页/共44页第二十九页，共45页。整流机组的外特性：直流输出端电压随其负荷（或短路）电流变化的关系曲线，呈非线性特性。 整流电路的外特性是表征整流电路主要性能的重要特性之一，用途：（1）确定直流电压调整率；可以校验在某一负载(fzi)电流下，直流电压是否满足需要。（2）确定并联运行整流机组间的负载(fzi)分配；衡量并联运行的可能性和合理性。（3）空载直至短路的整个负载(fzi)特性，提供了计算整流电路故障电流的基础。第29页/共44页第三十页，共45页。整流机组的外特性与电源、供电系统的阻抗参数和整流变压器的阻抗电压，整流器特性及其整流接线方式、有无平衡电抗器，以及整流时的换相重叠

9、角（因变压器等电感惯性(gunxng)组件）等多种因子有关，其中如变压器等的电抗压降在输出直流增大情况下并非呈线性变化的。要精确绘出不同运行（或故障）状况下的整流机组外特性曲线是非常复杂的。牵引(qinyn)变电所等值模型第30页/共44页第三十一页，共45页。6脉波整流电路(dinl)外特性理想(lxing)空载直流电压变压器二次侧额定( dng)电压交流电源的系统阻抗 整流变压器阻抗第31页/共44页第三十二页，共45页。（1）直流输出端电压、电流处于(chy)第线性区内 将不同运行状况区分为三个线性区，在此区域内外(niwi)特性可认为是线性变化或近似线性变化的 。相当于负荷(fh)运行

10、或远点短路 第32页/共44页第三十三页，共45页。（2）直流输出端电压、电流处于(chy)第线性区内 相当于直流侧出口(ch ku)近处短路 第33页/共44页第三十四页，共45页。（3）直流输出(shch)端电压、电流在第线性区内 相当于直流侧出口处短路(dunl) 第34页/共44页第三十五页，共45页。12脉波整流(zhngli)电路外特性交流电源的系统阻抗(zkng) 整流变压器阻抗(zkng)轴向双分裂(fnli)变压器等值电路耦合系数第35页/共44页第三十六页，共45页。（1）（2）（3）（4）（5）（6）161514第36页/共44页第三十七页，共45页。第三章 牵引变电所整流(zhngli)机组v牵引整流机组接线方式 v整流机组外特性 v关键技术选择 v 一、 牵引负荷特性v 二、 整流臂工作(gngzu)要求v 三、 各级电压规定v 四、 整流器负载的确定v 五、 整流器桥臂整流管数量确定分析v 六、流器桥臂整流管结温校核第37页/共44页第三十八页，共45页。第38页/共44页第三十九页，共45页。