地铁轻轨牵引供电仿真软件及其算法的研究(3)

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该电路三相桥每个整流管支路导电时间仍为，ｑ３，每个桥臂的电流增大为Ｌ／３，相应的整流变压器每相电流也增大，其技术资料均见表（２ Ｉ）。这种电路适用于负载直流电压高，负荷电流小的场合。

２．２．１．２整流器工作方式与换相重叠角的关系以图２．３（ｃ）所示三相桥并联整流电路的第１组整流桥为例，当换相

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重叠角，，大小变化时，整流器在工作过程中同时导通的桥阀数目将不相同。如图２－６所示。图中ｌ～６表示导通的阀号，斜线部分表示正在换相的两个阀都导通。有时为了简明和方便，就用整流器在工作中导通的桥阀数目作为工作方式的名称，如图的右侧所标注的。例如；整流器在正常工作情况下，一般’，＜６００．从图２．６（ｂ）（ｃ）可知：在这种情况下，整流器在非换相期间只有两个阀导通，在换相期间有三个阀导通，而且两个和三个阀导通的状态是交替地出现的，所以就把整流器这种工作方式简称为２．３方式。在ｙ－－＝Ｏｏ和ｙ＝６００情况下。整流器则分别以２方式和３方式工作，它们在计算上可以看作为２．３方式的特例。ｔ对，＝０至王三三王ｉ三Ｅ王ｊ乎葫式

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图２－６换相角Ｙ的大小和整流器工作过程中同时导通的桥阀数的关系

从图中还可以看到：当６０。＜ｙ＜１２０。时，整流器将以三个阀和四个阀交替导通的方式工作，这种方式可简称３—４方式，这种工作方式是非正常的。

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２．２．１．３整流变压器和整流器组基本特性与技术条件

根据地铁轻轨交通的环境条件和整流机组在牵引供电系统中的重要作用，对整流变压器一整流器组的结构、技术特性（含高效、节能方面），都有特殊的较高要求。整流机组为室内安装，安装在单独封闭分间内。整流器组为自然风冷却静态整流器，由多个二极管组件串、并联装于带通风孔的金属柜中，每个硅二极管组件并联有阻容回路用以抑制内部过电压，在整流机组的输入、输出端设置阻容ＲＣ＇涌流抑制回路，以削弱直流和交流侧在开关操作与大气过电压形成的浪涌高电压，作为外部过电压的保护。整流机组对环境噪声应无恶劣影响。

２．２．２整流机组外特性

整流机组的外特性，是指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。其外特性不仅与电源、供电系统的阻抗参数和整流变压器的阻抗电压有关。而且与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ｙ（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星线性变化的。因此，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。

在实用计算分析中，对于双三相桥形带平衡电抗器并联整流电路的外特性曲线，经研究试验证明，可采用分段线性化的处理方法，由三段线性特性直线取代非线性特性曲线，可满足实际工程设计、运行分析中对计算精度的要求。该整流电路外特性曲线及分段线性处理如图２．７所示，对线性特性的考虑原则及其表达式分析讨论如下。

首先设电源、供电系统及牵引变电所交流侧的归算总等值电抗（每相）为比、交流系统的总归算电阻（每相）为Ｒ。，考虑在不同运行状态（取流大小或不同短路故障位置）下的直流系统总电阻为Ｒ。（含牵引网、馈电线与回流线电阻），整流换相角，，的变化用不同的等值系数表征。则整流换相器外特性主要由上述诸因数在换流过程中引起的直流电压降所决定。若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。

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图２－７双三相桥式整流电路外特性曲线

（Ｉ）直流输出端电压、电流处于第１线性区内，此时回路中交流每相总等值电阻与直流电阻之和，同交流每相等值电抗与平衡电抗器电抗Ｘ，之和两者的比值应满足胀。＋尺。）／ｋ＋Ⅳ，）Ｊ≥２．８６５，且换相重叠角ｙ≤６０。，相当于负荷运行或远点短路，则电压、电流７，１扩，。间线性关系可表达为

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△“。＝“。＋（昙ｘ。＋Ｒ。＋Ｒ。）Ｌｃｚ ，，

式中：“舻Ａｕ讥分别为直流空载电压和通过直流电流１，１后生的电压降；导（ｋＬ）是由电源供电系统电网、整流变压器等每相电抗归算后的总等值电抗引起的直流电压降，三为计入换相角ｙ影响的系数；Ｒ。 ，。为交流系统归算至直流侧的等值电阻引起的直流电压降；心Ｌ为接触网、馈电线等直流回路产生的电压降；“。为桥路串联整流元件的正向电压降和动态电阻压降。（２）直流输出端电压、电流处于第１Ｉ线性区内，其应满足的参数条件

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为０．９５５≤‰＋Ｒｇ）／Ｃｘｑ＋ｘＰ）ｓ２．８６５，，兰６０。，相当于直流侧出口近处短路，则线性关系表达为

舯黝乩饼７ｋ一势口＝嗍错Ⅳｄ２＝”ｄｏ一△”ｄ２＝材ｄｏ—ｋ。＋（１＋彳Ｘ屁钾＋尺口）Ｊ（２－８）

（３）直流输出端电压、电流在第线性区内，此时应满足条件陋。＋Ｒ，）／‰＋ｘ，）Ｊｓ０．９５５，ｙ＞６０。，相当于直流侧出口处短路，其线性关系表达为

％＝‰一△％＝‰一卜“６５４Ｘ。＋去ｋ＋心）Ｉ（２．９）

整流器外特性曲线及其线性化处理，在直流侧牵引网系统稳态短路计算和正常运行状态下的负荷分析中，经常需要应用。并联牵引变电所整流机组间的负荷电流分配，还需考虑不同变电所整流器的外特性曲线有所不同的特点，以及机车负荷与各变电所间距离不同等因子，计算求得实际的负荷电流分配比例。

２．２．３换相电压和换相电抗的确定

整流器是借助于交流电网所提供的短路电流来实现换相的，所以称该电流为换相电流。提供换相电流的交流电压称为换相电压。换相电流所流经的回路中每相等值电抗称为换相电抗。在整流器非换相期间，换相电抗中的电流变化率为零，换相电压就直接加到直流侧，所以这段期间内直流电压也就等于换相电压。

如果整流器连接到一个复杂的交流系统，而且附近没有安装大量的电力电容器的情况下，则可用整流变压器网侧母线上的短路容量Ｑ和母线额定电压玑求得系统的等值电抗

ｚ，：堡４Ｑ。ｒ２－１０）

再加上整流变压器的漏电抗即为换相电抗，并将相应系统等值次暂态电势作为换相电压．

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当交流系统容量比整流器容量大很多倍，即交流系统的等值电抗比整流变压器漏抗小很多倍时，可近似地用变压器系统侧的电压作为换相电压，把变压器的漏抗作为换相电抗。

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