地铁轻轨牵引供电仿真软件及其算法的研究(2)

牵引、降压变电所

图２－１集中式供电系统图

城区变电所

牵引、降压变电所

图２－２分散式供电系统图

２．１．２牵引供电系统

地铁轻轨牵引供电系统由两部分构成：牵引变电所和牵引网。牵引变电所是牵引供电的核心。地下铁道的牵引网可分为两种，一种是ＤＣ７５０Ｖ接触轨授电，另一种是ＤＣｌ５００Ｖ架空接触网授电。

接触网正常运行时采用双边供电：在一个牵引变电所故障解列时，由相邻的牵引变电所形成“大双边供电”或者由相邻的牵引变电所形成“单边供电”。

２．２．３电压等级地铁供电系统电压等级，有以下几种

ＡＣｌｌ０ＫＶ、６３ＫＶ：为主变电所的电源电压。其中６３ＫＶ电压级为东北电网所特有。

ＡＣ３５ＫＶ：为主变电所电源电压或牵引供电系统电源电压。３５ＫＶ这一电压级在各大城市电网中，将逐渐消失，而由１ＩＯＫＶ取代：作为地铁内部专用，３５ＫＶ电压级还将继续存在下去。

ＡＣＩＯＫＶ：牵引供电系统和变配电系统适用这一电压级

ＡＣ３８０／２２０Ｖ：地铁动力照明等低压负荷用电的电源电压。

ＡＣ３６Ｖ：安全照明电源电压。

ＤＣｌ５００Ｖ：架空接触网电源电压。

ＤＣ７５０Ｖ：接触轨电源电压。

ＤＣ２２０Ｖ：地铁事故照明电源电压。

由以上各种不同等级的电压构成地下铁道完善、适用、安全、可靠的供电系统。

２．２整流机组

由于牵引变电所是牵引供电的核心，而整流机组又是牵引变电所的关键设备，所以将整流机组单独列出着重分析。

２．２．１整流机组接线方式和整流电路

整流变压器一整流器机组是完成降压、把三相交流电变为多相交流并转换为直流电能的重要设备。整流机组的接线方式和电路及其整流效果，直接与赢流牵引变电所的效率高低、直流电压质量和机组本身的各项技术参数有密切关系，也是变电所电气主接线的构成部分。

整流机组从提高变压器利用率、减小注入电网谐波含量两方面考虑，经济而有效的方法是在三相桥式整流电路的基础上增加整流相数。为此，用三相桥式整流电路构成十二相脉动整流或等效十二相整流的接线方式，目前获得了广泛的应用。增加整流相数的措施是采用三绕组或四绕组的特种结构变压器，其绕组接线方式分别为Ｙ／△一Ｙ，△／△一Ｙ和Ｙ—Ｙ／Ｙ一△，Ａ－Ｙ／Ａ－Ａ，利用次边或原、次边星形与三角形两绕组问各相间电压依次形成３００相移，以及上述各相问电压的倒相（１８００相位差），

西南交通大学硕士研究生学位论文第５页

ｕｔ，－－ｕ。ｍ

Ｈ：２¨０Ｕ０。Ｕｋ

（ａ）原次边相量

ⅦⅥ

．心彳．少？

扎‘＼＼Ｈ

（ｂ）十二相电压相量

２００ｌ－５－９１７：３７

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ＣＡＢ

ＲＬ

（ｃ）三相桥并联工作整流电路

图２－３Ａ／Ｙ一△接线整流变压器构成十二相脉动整流电路图

从而构成十二相脉动整流接线方式。图２－３示出△／Ｙ一△接线方式整流变压器原边、次边两绕组电压相量和十二相电压相量关系图（图ａ＇ｂ），以及由此构成的两组三相桥并联工作的十二相整流桥电路接线图（图ｃ），图２－４（ａ）为△一Ｙ／厶一△四绕组变压器与两组三相整流桥连接形式，圈（ｂ）为两台不同连接组别的双绕组变压器（△／△与Ｙ／△接线）分别与两组三相整流桥连接构成等效十二相接线方式的电路图。此外。两组三相桥串联也可组成十二相整流电路。

２．２．１．１十二相整流电路的工作特性及各项主要参数

现以图２ ３（ｃ）所示的Ａ／ｙ＿／，接线整流变压器构成两组并联三相桥的十二相整流电路为例。简要说明它的工作特性和各项主要技术参数。图中厶Ｒ为负载电感、电阻，ｏ为平衡电抗器，其中ｆ点与负载电路联结，

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负载的另一端则和两组并联整流桥的阳极相连。当不考虑平衡电抗器的作用时（Ｌ。：０），相当于两组相位差为３０。的三相桥整流电路交替向直流负载供电，每个桥臂整流电路管导电时间为州３，整流电压（，ｄ每工频周期有１２次脉动，形成十二相整流。这种情况的缺点是不能有效利用每桥臂整流管。

１０ＫＶ。３５ＫＶ１０ＫＶ一３５ＫＶ

△

（ａ）四绕组变压器（ｂ）两台双绕组变压器

图２－４整流机组接线方式

接入平衡电抗器ｋ后，由于其感应电压２”。的存在，则两组三相整流桥相当于并联工作，同时向负载厶Ｒ供电，且每个桥臂整流管导电时间为２石／３，提高了整流管的利用率。现对接入厶Ｒ后图２ ３（ｃ）两组整流桥的工作及其导电情况进行分析。为此，图２－５（ａ）绘出了两组整流桥各整流管轮流并联导电电压波形图，两组整流桥任意时刻并联工作的必要条件是，导电时刻两组桥路同时并联导电支路的电压必须相等。现考察波形图中ｃａｔ＝只＿０４（力６）期间内的导电情况，Ｉ组桥的ｌ、６整流管和ＩＩ组桥的ｌ’、６’整流管在ｕ曲与ｕ’曲的分别作用下同时并联导电，在岛＿矿纠１２）期间内￡么＞Ｕ’。，加在平衡电抗器两端电压为电压差％ｃｕ。一ｕ’ｍ，于是

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在４各一半的绕组中产生相等的感应电压乩（总电压为２Ｕｏ），其等效电路如图２－５（ｅ）所示，Ｕｏ的方向力图使两导电支路线问电压相等，即使整流电压相等，故为

铲华㈣＝华ｊ”ｄ＝Ⅳ曲一”。＝∥曲＋“。ｌ

Ｑ。１’

（ａ）Ｉ、ＩＩ组整流桥各整流管并联导电电压波形

５，６１，６Ｉ，２２，３３，４４，５５，６Ｉ组导电管

５ ５’．６’ｌ。．６．ｎ２。２．。３‘Ｉ３’。４。４’．５．５’．６．ＩＩ组导电管

（ｂ）两组桥各时刻导通整流管次序号

（ｃ）并联导电后整流电压脉动波形

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－耐

（ｄ）平衡电抗器ｂ电压２ｕｏ波形

６

６

Ｕ’ｂ

（ｅ）平衡电抗器工作的等效电路

图２－５带平衡电抗器十二相整流波形图

上述结果表明，在州１２导电期间内两组整流桥两并联支路的整流电压口’叶只∽１２）时刻内，导电支路不变，但【乙＜Ｕ‘。，则平衡电抗器感应电

２００ｌ－５．９１７：３７相等，且为两组工作支路变压器次边线电压和的一半（瞬时值）。在压的方向相反，２‰为负，形成图２ ５（ｄ）中／，／。电压正负脉动的波形。此时％值仍保持（２－１）式的关系不变。此后在幺一只∽６）时刻，电路转换为Ｉ组的ｌ、２整流管和Ⅱ组的１＇６’整流管在电压“曲与“’。分别作用下并联

＿，＿＿＿＿＿●＿＿＿＿＿＿＿＿－＿＿＿－●－＿＿－＿—＿－－——－—＿●——＿＿＿＿＿＿＿＿－＿＿＿＿＿＿＿－—＿—————————————ｒ——一堕童窒塑奎兰堕主堡窒竺堂篁笙壅苎！！蔓导电，如此交替进行持续工作。Ｉ、ＩＩ组整流桥各支路导电波形与导通整流管序号、并联导电后（由于０的作用）的导电波形分别示于图２－５的（ａ）、（ｂ）、（ｃ）图中。图２－５（ｄ）为２ｕｏ波形。

从以上分析和波形图可知。接入平衡电抗器后，两组三相桥中每个整流管支路的导电时间是２州３，与三相桥整流电路相同，每隔石／３时刻有一对支路的整流管（同一组中）导电。从而与不接Ｌ …… 此处隐藏：2063字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……