《城市轨道交通变电所运行与维护》 课件 项目2任务3 整流机组的运行与维护.pptx

项目2变换电器的认知、运行与维护

任务3整流机组的运行与维护

【任务描述】

认识整流变压器和整流器的结构，分组对整流机组进行日常巡视检查，填写巡视检查记录表；

对整流器上的二极管进行检测，并对故障二极管进行更换。

01

整流机组的组成与功能

整流机组的组成与功能

整流机组是城市轨道交通牵引变电所最重要的设备，由整流变压器和整流器组成。

作用：将中压网络的三相交流35kV（33kV）或10kV的电压降为交流1180V或590V的电压，再整流输出直流1500V或750V的电压，经网上电动隔离开关给接触网供电，实现直流牵引。

02

整流机组的工作原理

整流机组的工作原理

早期的城市轨道交通直流牵引供电系统，常采用三相桥式整流电路构成的6脉波整流电路，但6脉波整流电路产生的谐波严重。

为提高输出直流的质量，减少谐波，6脉波逐步被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牵引变电所以24脉波为主。

1.6脉波整流电路

（1）电路的构成

整流器由大功率二极管构成。

二极管具有单向导电性，即正向导通，反向截止。由多个二极管可以构成共阴极二极管和共阳极二极管。

对于共阴极的二极管，是指多个二极管的阴极连接在一起，阳极电位越高的二极管，越容易导通。

对于共阳极的二极管，是指多个二极管的阳极连接在一起，阴极电位越低的二极管，越容易导通。

三相桥式整流电路构成的6脉波整流电路由整流变压器T和三相桥式整流电路构成。

整流变压器原绕组接成三角形，副绕组接成星形。三相桥式整流电路接在变压器的二次侧，由六只二极管构成。其中VD1、VD3、VD5三只二极管构成共阴极组，VD4、VD6、VD2三只二极管构成共阳极组，R为负载电阻。

6脉波整流电路

（2）工作原理

在每一瞬间，根据优先导通原则，共阴极组中阳极电位最高的二极管导通，共阳极组中阴极电位最低的二极管导通。

将一个周期等分为6段，每段相隔60°。

第一阶段即t1～t2期间，从u2波形图可以看出，共阴极组中u相电位最高，VD1导通；共阳极组中v相电位最低，VD6导通。

此时的电流回路为由u相经过VD1流向负载，再经过VD6流向v相。

变压器u相和v相工作，加在负载上的整流电压ud为u相与v相电压之差，即为uuv。

6脉波整流电路

第二阶段即t2～t3期间，共阴极组中u相电位依旧最高，VD1导通；

但共阳极组中w相电位最低，VD2导通，VD6承受反向电压而关断。

此时的电流回路为由u相经过VD1流向负载，再经过VD2流向w相。

变压器u相和w相工作，加在负载上的整流电压ud为u相与w相电压之差，即为uuw

6脉波整流电路

第三阶段即t3～t4期间，v相电位最高，VD3导通；w相电位最低，VD2导通。

加在负载上的整流电压ud为v相与w相电压之差，即为uvw。

同理，第四阶段即t4～t5期间，VD3、VD4导通，负载上的整流电压ud为uvu。

第五阶段即t5～t6期间，VD5、VD4导通，负载上的整流电压ud为uwu。

第六阶段即t6～t7期间，VD5、VD6导通，负载上的整流电压ud为uwv。之后不断循环。

三相桥式整流电路在一个周期中，输出电压共有六个脉动的电压波形，所以也称为6脉波整流电路。

6脉波整流电路

（3）结论

一个三相桥式整流电路构成6脉波整流电路，使用6只二极管，各绕组线电压相位错开π/3，输出的直流电压波形在一个周期中脉动6次，相邻脉动波形的间隔为π/3（60°）。

2.12脉波整流电路

（1）电路的构成

单机组12脉波整流电路由两个三相全波整流桥并联组成。整流变压器的一次侧星形绕组为公用绕组，二次绕组有一个星形绕组和一个△绕组，分别向两个三相整流桥供电。

因为整流变压器二次侧星形绕组和△绕组相对应的线电压相位错开π/6，所以可以得到两个三相整流桥并联组成的12脉波整流电路。

2.12脉波整流电路

（2）工作原理

整流变压器的一次侧星形绕组为公用绕组，二次侧绕组分别为Y和△联结，形成30°相位差。

12脉波整流电路是顺序换相的，互不干扰，整流换相图如图（b）。

在一个周期中，各绕组线电压相位错开π/6（30°），因此总的直流输出电压便有12相脉波，如图（c）。

12脉波整流电路

（3）结论

两个6脉波整流电路（交流侧相位错开30°）并联构成12脉波整流电路，使用12只二极管，各绕组线电压相位错开π/6，

12脉波整流电路输出的直流电压波形在一个周期2π中脉动12次，相邻脉动波形的间隔为π/6(30°)。

3.24脉波整流电路

（1）电路构成

目前，城市轨道交通牵引变电所广泛采用等效24脉波整流