城轨牵引供电整流机组阀侧电压值探讨

第34卷第4期电力机车与城轨车辆

Vol.34No.42011年7月20日

ElectricLocomotives＆MassTransitVehiclesJul.20th，2011

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建议探讨

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城轨牵引供电整流机组阀侧电压值探讨

严杨

（南车株洲电力机车研究所，湖南株洲

412001）

摘

要：阐述整流机组相关参数的计算方法，指出当前城轨牵引供电整流机组阀侧电压偏高是引起直流

输出电压过高的原因，并根据理论计算提出阀侧电压的建议值。

关键词：牵引供电系统；整流机组；阀侧电压；电压调整率中图分类号：U223．6

文献标识码：B

文章编号：1672－1187（2011）04－0074－02

0引言

城市轨道交通供电整流机组，由整流变压器和整

流器组成。早期引进的整流机组是12脉波整流。国产化以后整流机组采用24脉波整流，相对12整流可以减少波形畸变和低次谐波含量及其对电网的谐波干扰，并且可以降低输出直流电压纹波系数，使输出电压式中：Ud—整流机组输出直流电压；P—脉波数；Umax—平稳。24脉波整流机组电路由两套12脉波整流电路阀侧线电压峰值。

构成。12脉波整流由两个6脉波3相整流桥并联组成。

2整流器阀侧电压U2与理想空载电压Ud0的

整流机组的输出电压取决于整流变压器的二次侧关系

电压（即整流器的阀侧电压）。目前整流器阀侧电压参当二极管整流器α=0时，根据式（1）则有：

数不统一：1500V供电系统，整流变压器二次侧电压

U2有1180V和1220V；750V供电系统，整流变压

器二次侧电压有590V和610V。它影响整流变压器、二极管、熔断器参数的选取，也影响整流机组最高空载电压Ud0。

利用式（2）计算出整流器阀侧电压U2与理想空载1整流机组输出直流电压计算

电压Ud0的比例关系K值（见表1），说明脉波数越高，整流电压越接近阀侧峰值电压。

P脉波整流机组输出直流电压Ud由图1电压波形

计算。

3整流器理想空载整流电压Ud0计算

根据IEC60146-1-1—2009规定，750V供电系

统网侧电压10kV的偏差为±7%，1500V供电系统网侧电压35kV的偏差为±10%。按照现有整流器阀侧电压U2可计算出空载整流电压Ud0（见表2和

图1

电压波形

表3）。

收稿日期：2010－11－01

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严杨·城轨牵引供电整流机组阀侧电压值探讨·2011年第4期

表2

阀侧电压正、负偏差时的理想空载电压Ud0(1500V系统)

项目

阀侧电压U2/V

3）降低二极管的电压安全系数。如表4所示，二极

管在各种阀侧电压下的电压安全系数。

表4

二极管在各种阀侧电压下的电压安全系数

1180

1220

1140

610923.13.25

590892.83.36

570862.53.48

U2N1180

1.1U2N0.9U2N1298

1062

U2N1220

1.1U2N0.9U2N13421098

12脉波空载电压Ud0/V1649.61814.614851705.51876.1153524脉波空载电压Ud0/V16641830.214971720.41892.21548

阀侧电压U2

表3

阀侧电压正、负偏差时的理想空载电压Ud0(750V系统)

项目

二极管承受反向峰值

1835.61897.91773.4

电压UFM/V二极管电压安全系数

U2N610

1.07U2N0.93U2N652.7912.5920.3

567.3800

U2N590831.9

1.07U2N0.93U2N631.3882.6890.1

548.7767773.7

阀侧电压U2/V

VRRM/UFM

3kV。

2.3972.3182.481

12脉波空载电压Ud0/V852.824脉波空载电压Ud0/V860.2

793.1824.8注：1500V系统二极管反向峰值电压VRRM=4.4kV；750V系统VRRM=

根据GB/T12325—2008《电能质量供电电压偏差》规定，750V供电系统最高直流输出电压Ud0不超过900V，1500V供电系统Ud0不超过1800V。由表2可见，网侧电压正偏差时，阀侧电压为1180V、

4）当空载电压Ud0超过最高直流输出电压时会使

再生制动保护误动作。

为了降低过高的工作电压，建议采用式（3）计算结果：1500V供电系统阀侧电压取1140V；750V系统阀侧电压取570V。对于现有的1180V和590V可以把整流变压器改接至－2.5%的分接头使用。

实际上，武汉轨道交通1号线一期工程有的牵引降压变电所改接了整流变压器的分接头，其二期工程已将阀侧电压从610V改为590V。上海地铁也把阀侧电压从1220V改为1200V。

因为上述阀侧电压是根据电压调整率不大于6%计算出来的，只要控制电压调整率满足条件，阀侧电压降低以后就不会影响额定输出电压。电压调整率主要决定于整流变压器漏抗和电阻引起的直流电压降，在整流变压器设计时完全可以控制。根据多条城轨线路整流机组联调试验结果，整流机组的电压调整率均不大于

1220V以及610V的最高直流输出电压Ud0都超过了

规定值，这是由于网侧电压过高的缘故。广州地铁二号线某牵引变电所实际测试也显示整流电压偏高。

4整流机组阀侧电压

1500V供电系统现有阀侧电压1180V是根据6

脉波阀侧电压与理想空载电压的比值K=1.35计算出来的。考虑12脉波比值K≈1.398（见表1），假定整流机组全部负荷内工作在并联三相桥状态，额定阀侧电压U2N计算如下：

Ud0=Udn(1+ΔUdn%)+UFAV=1500×（1+0.06）+2×1.5=1593V

U2N=Ud0/1.398=1140V

式中：Udn—额定直流电压，V；ΔUdn%—整流机组电压调整率，6%；UFAV—二极管正向平均电压，1.5V。

同理，750V供电系统现有阀侧电压590V也是根据6脉波阀侧电压与理想空载电压的比值K=1.35计算出来 …… 此处隐藏：1246字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……