【文章內(nèi)容簡介】 斷器熔斷時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號，能繼續(xù)以額定直流電流工作。當(dāng)整流橋中任意兩只快速熔斷器熔斷時(shí)，發(fā)出跳閘信號。壓敏電阻用與其串聯(lián)的熔斷器上的微動開關(guān)監(jiān)控。 設(shè)備 材料 要求 （ 1） 柜體材料應(yīng)是新生產(chǎn)的優(yōu)等產(chǎn)品，并應(yīng)選用使用壽命長和在規(guī)定工作條件下維修最少的材料。 （ 2） 所有材料必須具有低煙無鹵 和阻燃 特性。 （ 3） 制作結(jié)構(gòu)用的鋼材必須是熱浸電鍍產(chǎn)品。不進(jìn)行噴塑或噴漆的鋼部件，必須進(jìn)行采取鍍鋅或鍍鎘鈍化處理。 （ 4） 銅材料必須符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。用做母排的銅排必須進(jìn)行鍍銀或鍍錫處理，增加連接部位的 導(dǎo)電性能。 5) 不允許用石棉板做絕緣材料。當(dāng)使用合成樹脂絕緣板時(shí)，所有的切邊均要漆封。 3 整流器 電路的設(shè)計(jì) 各部分的設(shè)計(jì)與介紹 主電路原理圖 主電路采用三相橋式全控整流電路，三相橋式全控整流電路將其中陰極連接在一起的三個晶閘管稱為共陰極組；陽極連接在一起的三個晶閘管稱為共陽極組。整流晶閘管的導(dǎo)通順序依次為 VT1— VT2— VT3— VT4— VT5— VT6。并且保證每個時(shí)刻均需兩個晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，其中一個是共陰極組的，一個是共陽極組的，且不能為同一相的晶閘管，從而形成向負(fù)載供電的回路。六個整流晶閘管的脈沖按 VT1— VT2— VT3— VT4— VT5— VT6 的順序，相位依次相差 60176。；共陰極組三個相的脈沖依次相差 120176。，共陽極組三個相的脈沖也依次相差 120176。，同一相的上下兩個橋臂，脈沖相差 180176。 [6]。整流輸出電壓 ud一周期脈動六次，每次脈沖的波形都一樣，故該電路為六脈波整流電路。采用兩臺閥側(cè)電壓相位差 30176。的雙繞組整流變壓 器與兩臺三相橋式整流器構(gòu)成的等效十二脈波整流電路用一臺三繞組或四繞組整流變壓器，閥側(cè)電壓相位差同樣為 30度，與一臺雙三相橋式整流器構(gòu)成一套十二脈波整流機(jī)組。兩套十二脈波整流機(jī)組并聯(lián)工作并不會改變整流脈波數(shù)，只有當(dāng)兩套機(jī)組的整流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組分別移相 +7． 50176。，一 7． 50176。并聯(lián)工作時(shí)便形成等效二十四脈波整流。 上海海洋大 學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 地鐵整流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 39 頁 圖 31 主電路原理圖 主電路 器件選型 主電路采用雙橋并聯(lián) ,每個橋臂并聯(lián)兩個整流管 ,快速熔斷器上的微動開關(guān)接入 PLC 中，作為邏輯保護(hù)。 1w,1u,1v,2w,2u,2v,為三相交流的輸入端 1與 2的相位相差 30176。 L+與 L為直流側(cè)輸出，直接接到地鐵供電系統(tǒng)中 [4]。 （ 1） 晶閘管的選用 UARM＝ ＝ 179。 1200＝ 1692（ V） 式中 UVO－額定交流電壓，我們選用 晶閘管 的反向重復(fù)峰值電壓為 4600V，所以有足夠的電壓裕度。 （ 2） 快速熔斷器 的選型 在每個 晶閘管 支路 都 上串聯(lián)一個快速熔斷器，其作用是 當(dāng) 整流器 的晶閘管發(fā)生短路故障的情況時(shí) ， 快速熔斷器能夠有效的 隔離 短路的 晶閘管 ， 因?yàn)閱蝹€晶閘管的短路而使得 整機(jī)的毀壞 。快速熔斷器主 要作用是隔離發(fā)生短路的晶閘管，因此在確定熔斷器的額定電流時(shí) 必須考慮躲開負(fù)荷電流及外部短路電流，同時(shí)，需要使用廠家提供的安一秒特性曲線，即在規(guī)定的條件下，熔斷器的預(yù)期開斷電流與弧前時(shí)間的對應(yīng)關(guān)系曲線。在安一秒特性曲線的基礎(chǔ)上，根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn) (如 IECl46— 6)，可得到熔斷器的過載能力曲線。根據(jù)這條過載能力曲線，可校驗(yàn)熔斷器是否滿足過載能力要求 [5]。 整流器 輸出功率為 3600kW，快熔計(jì)算 在一個晶閘管損壞時(shí)，依據(jù)設(shè)計(jì)設(shè)定需額定輸出，此時(shí)流過快速熔斷器的電流為最大： IdN＝ 2400A。設(shè)定兩橋的電流不平衡度為 2%，則：流過一個橋的最大電流為 2400179。 ＝ 1224A，流過快速熔斷器電流的有效值為 1224/＝ 707A。 環(huán)境溫度為 50℃時(shí)，額定電流的修正系數(shù)為 ，接觸修正系數(shù)為 ，則快速熔斷器的最大額定電流為 707247。 (179。 )＝ 878A。 我們選用快速熔斷器額定電流 為 900A, 所以，我們選用熔斷器為 Bussmann公司熔斷器 ,其額定電流為 900A，額定電壓 1500V。 (3)輸出電壓的計(jì)算 上海海洋大 學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 地鐵整流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 39 頁 整流器的輸出電壓為三相電壓的峰值 ,與脈波數(shù)及穩(wěn)壓電容 無關(guān) Ud＝ ＝ 179。 1180＝ 1664（ V） 直流側(cè)過壓保護(hù) 電路 為限制直流側(cè)或整流器交流進(jìn)線側(cè)可能出現(xiàn)的過電壓，例如開關(guān)操作過電壓或大氣過電壓，在整流器直流輸出端并聯(lián)安裝 RC和壓敏電阻 R。過電壓限制回路。 RC電路由串聯(lián)阻尼電阻 Rl和電容 C1組成。另外，在整流器的直流輸出端還并聯(lián)起穩(wěn)壓作用的電阻 R2，用于限制整流器的空載電壓 [7]。 （ 1）直流側(cè)過電壓吸收串聯(lián)電阻 R7計(jì)算 整流變壓器短路阻抗百分比 e為 8，則整流變壓器每相漏感 Lt＝ 60 1010032 ??? ? eIU VV＝97932 1200?179。 1003148? 179。10 6＝ 90μ H R7＝ (～ ）CLt2＝ (～ )20902? =(～ )Ω R7取 （ 2）直流側(cè)過電壓吸收并聯(lián)電阻（放電電阻） R5 計(jì)算： R5＝ τ /C＝ 2179。10 6/20＝ 100000Ω 式中 τ 為放電時(shí)間常數(shù) 取 τ ＝ 2s R5取 （ 3）直流側(cè)過電壓吸收電容 C計(jì)算 C＝ (25000～ 70000)?fUIV? ＝ 3120200 )70000~25000( ? ??? ＝ ～ C取 20μF （ 4）直流側(cè)過電壓保護(hù)原理圖 圖 32 直流側(cè)過電壓保護(hù)原理圖 上海海洋大 學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 地鐵整流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 9 頁 共 39 頁 交 流側(cè)過壓 保護(hù)電路 (1)交流側(cè)過電壓保護(hù)用電容 Ca計(jì)算 3600kW整流器額定輸入電流 IV＝ 179。 2400＝ 979A Ca＝ 10000?fUIV? ＝ 10000179。3120200 ? ?＝ F （ 2）交流側(cè)過電壓保護(hù)用電阻 Ra計(jì)算 Ra＝ VVIU?? ＝ 179。 31200? ＝ Ra取 26Ω （ 3） 交流側(cè)保護(hù)電路原理圖 圖 33 交流側(cè)保護(hù)電路原理圖 硬件輔助設(shè)備 （ 1） 輔助電源： DC220V ，電壓允許偏差 ?15%~+10%，直流電源電壓紋波系數(shù)不大于 5%。 （ 2） 每個整流器柜內(nèi)設(shè)有照明燈，并配備柜門聯(lián)動開關(guān)，當(dāng)柜門打開時(shí)，照明燈處于工作狀態(tài)，當(dāng)柜門閉合時(shí)，照明燈自動熄滅 ，門控信號應(yīng)能通過變電所綜合自動化系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視 。照明燈電源采用 DC 220V。 （ 3） 整流器柜內(nèi)應(yīng) 設(shè)置必要的除濕裝置，電源電壓為 DC 220V。 硬件結(jié)構(gòu)圖 見附錄 B 上海海洋大 學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 地鐵整流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 39 頁 系統(tǒng)的元件清單 表 系統(tǒng)的元件清單 1 整流管 Zp2500A5000V 24 V1～ V24 2 快速熔斷器 3BKN/1251500V900A 170M6727 24 F1～ F24 帶微動開關(guān)常開 2 付 170H0099 24 S1～ S24 3 壓敏電阻 EPCOS SIOV B40K550 4 R8 4 電阻 RXG— 200W47kΩ B 三并 3 R5 5 電阻 RXG— 100W22Ω B 6 R9～ R14 6 電阻 RXHG— B 1 R7 7 電阻 RS7FS— 7W20kΩ 10 串 10 R30 8 電容器 MKPAC F 1700V 6 C4～ C9 9 電容器 MKP 3600V DC 10μF 二并 2 C3 10 熔斷器 DC2400V40A CC24SRE300QF0040 1 F26 11 直流電壓表 D96CV 02020V 50mA 配傳感器用 1 P1 14 開關(guān)電源 T40C 40W 177。 15V 1 UV2 15 電壓傳感器 LV100 1 UV3 16 斷路器 5SJ5 2047CC20 4A DC220V 2 QF QF2 17 繼電器 3TH40401XM4 DC220V 9 K1～ 9 18 溫度繼電器 T10G15005L300300G502 150℃常開觸點(diǎn) 1 KT5 19 溫度繼電器 T10G14005L300300G502 140℃常開觸點(diǎn) 1 KT4 20 溫度繼電器 T10G09005L300300G502 90℃常開觸點(diǎn) 1 KT7 21 溫度繼電器 T10G08005L300300G502 80℃常開觸點(diǎn) 1 KT6 22 整流 晶閘管 IN4007 1A 1000V 24 V101～ 124 23 整流 晶閘管 IN4007 1A 1000V 9 V31～ V39 24 照明燈 DC220V40W 飛利浦燈泡 1 GP9 25 限位開關(guān) LXW5A11M 1 S27 26 加熱器 DJR200 200W DC220V 1 R20 27 信號指示燈 AD1622W/G DC220V TH 1 HI 28 指示燈 AD1622B/y28 DC220V TH 8 GP18 結(jié)溫計(jì)算 : 整流器輸出功率為 3600kW,我們按最壞的工況計(jì)算即并聯(lián)的整流管一個損壞，此時(shí)的整流管在工作點(diǎn)結(jié)溫。 ( 當(dāng)整流器中有一個整流管損壞時(shí) ,其輸出滿足 VI級負(fù)載 )。 額定工作時(shí)的結(jié)溫 IdN＝ 2400(A)時(shí)，橋臂電流為 2400/6＝ 400(A)即流過整流 晶閘管 的電流為 IF(AV)=400(A) 又 IF(RMS)＝ 179。 400(A)=692（ A） (通態(tài)均方 根電流 )，折合為正弦半波 180176。導(dǎo)通角的電流：I39。F(AV)＝ 692247。 ＝ 441(A)