牵引变所整流机组城市轨道交供.ppt

整流机组外特性 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特性，提供了计算整流电路故障电流的基础。 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角（因变压器等电感惯性组件）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。 牵引变电所等值模型 6脉波整流电路外特性 理想空载直流电压 变压器二次侧额定电压 交流电源的系统阻抗 整流变压器阻抗 （1）直流输出端电压、电流处于第Ⅰ线性区内 将不同运行状况区分为三个线性区，在此区域内外特性可认为是线性变化或近似线性变化的 。 相当于负荷运行或远点短路 （2）直流输出端电压、电流处于第Ⅱ线性区内 相当于直流侧出口近处短路 （3）直流输出端电压、电流在第Ⅲ线性区内 相当于直流侧出口处短路 12脉波整流电路外特性 交流电源的系统阻抗 整流变压器阻抗 轴向双分裂变压器等值电路 耦合系数 （1） （2） （3） （4） （5） （6） 1~6 1~5 1~4 第三章 牵引变电所整流机组 牵引整流机组接线方式 整流机组外特性 关键技术选择 一、 牵引负荷特性 二、 整流臂工作要求 三、 各级电压规定 四、 整流器负载的确定 五、 整流器桥臂整流管数量确定分析 六、流器桥臂整流管结温校核 一、 牵引负荷特性 IEC146 VI 级标准：100% 额定负荷—连续；150 % 额定负荷—2h ；300% 额定负荷—1min。 二、 整流臂工作要求 整流器的设计应满足当任一臂并联的整流管有１个损坏时，能全负荷正常运行。整流器每个臂并联整流管的电流不平衡度小于10%。 三、 各级电压规定 直流侧空载情况下，整流变压器施加35×1.05 kV 的交流电压时，直流侧输出电压不超过1800V，阀侧额定电压为1180 V。 四、 整流器负载的确定 整流器的过载能力决定于整流管元件的过载能力，根据整流管的热容量能力的特点和变流技术规定：持续时间超过15 min 的过载，按连续负载条件设计。 因此参照牵引负荷特性的要求，城市轨道交通整流器装置的设计应按150% 额定负荷2h特点进行设计。 五、 整流器桥臂整流管数量确定分析 串联元件数量配置：考虑整流臂反向工作峰值电压 、冲击过电压、元件特性差异所引起的电压分布不均、电网电压波动、反向重复峰值电压等。 并联元件数量配置：考虑电流过载率、元件特性差异所引起的电流分布不均、联接型式、电流波形、环境温度、冷却条件、海拔高度等。 整流桥臂串联数 整流桥臂并联数 六、流器桥臂整流管结温校核 在各种工况下，并在采用确定的散热器、最高环境温度40℃、自然冷却条件下，整流管结温不应超过允许值150℃。 * ggggggggggg 城市轨道交通供电 西南交通大学电气工程学院 * 第三章 牵引变电所整流机组 牵引整流机组接线方式 整流机组外特性 关键技术选择 牵引整流机组接线方式 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。 十二相脉波牵引整流机组 (a) 四绕组变压器 (b) 两台双绕组变压器 十二相整流机组的其它接线方式 十二相脉波牵引整流电路的工作特性 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 电路工作原理 1）原次边电压向量图 U’ab U’bc U’ca UAB UBC UCA Ua Ub Uc Uab Ubc Uca 十二相电压相量 U’ab U’bc U’ca UAB UBC UCA Ua Ub Uc Uab Ubc Uca 1）平衡电抗器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为π/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。 t w u q