地铁整流系统的设计_电气毕业论文(编辑修改稿)

地铁整流系统的设计_电气毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

断器熔断时，发出报警信号，能继续以额定直流电流工作。 当整流桥中任意两只快速熔断器熔断时，发出跳闸信号。 压敏电阻用与其串联的熔断器上的微动开关监控。 设备 材料 要求 （ 1） 柜体材料应是新生产的优等产品，并应选用使用寿命长和在规定工作条件下维修最少的材料。 （ 2） 所有材料必须具有低烟无卤 和阻燃 特性。 （ 3） 制作结构用的钢材必须是热浸电镀产品。 不进行喷塑或喷漆的钢部件，必须进行采取镀锌或镀镉钝化处理。 （ 4） 铜材料必须符合有关国家标准。 用做母排的铜排必须进行镀银或镀锡处理，增加连接部位的 导电性能。 5) 不允许用石棉板做绝缘材料。 当使用合成树脂绝缘板时，所有的切边均要漆封。 3 整流器 电路的设计 各部分的设计与介绍 主电路原理图 主电路采用三相桥式全控整流电路，三相桥式全控整流电路将其中阴极连接在一起的三个晶闸管称为共阴极组；阳极连接在一起的三个晶闸管称为共阳极组。 整流晶闸管的导通顺序依次为 VT1— VT2— VT3— VT4— VT5— VT6。 并且保证每个时刻均需两个晶闸管同时导通，其中一个是共阴极组的，一个是共阳极组的，且不能为同一相的晶闸管，从而形成向负载供电的回路。 六个整流晶闸管的脉冲按 VT1— VT2— VT3— VT4— VT5— VT6 的顺序，相位依次相差 60176。 ；共阴极组三个相的脉冲依次相差 120176。 ，共阳极组三个相的脉冲也依次相差 120176。 ，同一相的上下两个桥臂，脉冲相差 180176。 [6]。 整流输出电压 ud一周期脉动六次，每次脉冲的波形都一样，故该电路为六脉波整流电路。 采用两台阀侧电压相位差 30176。 的双绕组整流变压 器与两台三相桥式整流器构成的等效十二脉波整流电路用一台三绕组或四绕组整流变压器，阀侧电压相位差同样为 30度，与一台双三相桥式整流器构成一套十二脉波整流机组。 两套十二脉波整流机组并联工作并不会改变整流脉波数，只有当两套机组的整流变压器网侧绕组分别移相 +7． 50176。 ，一 7． 50176。 并联工作时便形成等效二十四脉波整流。 上海海洋大 学 2020 届毕业 设计（论文） 地铁整流系统设计 第 7 页 共 39 页 图 31 主电路原理图 主电路 器件选型 主电路采用双桥并联 ,每个桥臂并联两个整流管 ,快速熔断器上的微动开关接入 PLC 中，作为逻辑保护。 1w,1u,1v,2w,2u,2v,为三相交流的输入端 1与 2的相位相差 30176。 L+与 L为直流侧输出，直接接到地铁供电系统中 [4]。 （ 1） 晶闸管的选用 UARM＝ ＝ 179。 1200＝ 1692（ V） 式中 UVO－额定交流电压，我们选用 晶闸管 的反向重复峰值电压为 4600V，所以有足够的电压裕度。 （ 2） 快速熔断器 的选型 在每个 晶闸管 支路 都 上串联一个快速熔断器，其作用是 当 整流器 的晶闸管发生短路故障的情况时 ， 快速熔断器能够有效的 隔离 短路的 晶闸管 ， 因为单个晶闸管的短路而使得 整机的毁坏。 快速熔断器主 要作用是隔离发生短路的晶闸管，因此在确定熔断器的额定电流时 必须考虑躲开负荷电流及外部短路电流，同时，需要使用厂家提供的安一秒特性曲线，即在规定的条件下，熔断器的预期开断电流与弧前时间的对应关系曲线。 在安一秒特性曲线的基础上，根据相应标准 (如 IECl46— 6)，可得到熔断器的过载能力曲线。 根据这条过载能力曲线，可校验熔断器是否满足过载能力要求 [5]。 整流器 输出功率为 3600kW，快熔计算 在一个晶闸管损坏时，依据设计设定需额定输出，此时流过快速熔断器的电流为最大： IdN＝ 2400A。 设定两桥的电流不平衡度为 2%，则：流过一个桥的最大电流为 2400179。 ＝ 1224A，流过快速熔断器电流的有效值为 1224/＝ 707A。 环境温度为 50℃时，额定电流的修正系数为 ，接触修正系数为 ，则快速熔断器的最大额定电流为 707247。 (179。 )＝ 878A。 我们选用快速熔断器额定电流 为 900A, 所以，我们选用熔断器为 Bussmann公司熔断器 ,其额定电流为 900A，额定电压 1500V。 (3)输出电压的计算 上海海洋大 学 2020 届毕业 设计（论文） 地铁整流系统设计 第 8 页 共 39 页 整流器的输出电压为三相电压的峰值 ,与脉波数及稳压电容 无关 Ud＝ ＝ 179。 1180＝ 1664（ V） 直流侧过压保护 电路 为限制直流侧或整流器交流进线侧可能出现的过电压，例如开关操作过电压或大气过电压，在整流器直流输出端并联安装 RC和压敏电阻 R。 过电压限制回路。 RC电路由串联阻尼电阻 Rl和电容 C1组成。 另外，在整流器的直流输出端还并联起稳压作用的电阻 R2，用于限制整流器的空载电压 [7]。 （ 1）直流侧过电压吸收串联电阻 R7计算 整流变压器短路阻抗百分比 e为 8，则整流变压器每相漏感 Lt＝ 60 1010032   eIU VV＝97932 1200179。 1003148 179。 10 6＝ 90μ H R7＝ (～ ）CLt2＝ (～ )20902 =(～ )Ω R7取 （ 2）直流侧过电压吸收并联电阻（放电电阻） R5 计算： R5＝ τ /C＝ 2179。 10 6/20＝ 100000Ω 式中 τ 为放电时间常数 取 τ ＝ 2s R5取 （ 3）直流侧过电压吸收电容 C计算 C＝ (25000～ 70000)fUIV ＝ 3120200 )70000~25000(   ＝ ～ C取 20μF （ 4）直流侧过电压保护原理图 图 32 直流侧过电压保护原理图 上海海洋大 学 2020 届毕业 设计（论文） 地铁整流系统设计 第 9 页 共 39 页 交 流侧过压 保护电路 (1)交流侧过电压保护用电容 Ca计算 3600kW整流器额定输入电流 IV＝ 179。 2400＝ 979A Ca＝ 10000fUIV ＝ 10000179。 3120200  ＝ F （ 2）交流侧过电压保护用电阻 Ra计算 Ra＝ VVIU ＝ 179。 31200 ＝ Ra取 26Ω （ 3） 交流侧保护电路原理图 图 33 交流侧保护电路原理图 硬件辅助设备 （ 1） 辅助电源： DC220V ，电压允许偏差 15%~+10%，直流电源电压纹波系数不大于 5%。 （ 2） 每个整流器柜内设有照明灯，并配备柜门联动开关，当柜门打开时，照明灯处于工作状态，当柜门闭合时，照明灯自动熄灭 ，门控信号应能通过变电所综合自动化系统进行监视。 照明灯电源采用 DC 220V。 （ 3） 整流器柜内应 设置必要的除湿装置，电源电压为 DC 220V。 硬件结构图 见附录 B 上海海洋大 学 2020 届毕业 设计（论文） 地铁整流系统设计 第 10 页 共 39 页 系统的元件清单 表 系统的元件清单 1 整流管 Zp2500A5000V 24 V1～ V24 2 快速熔断器 3BKN/1251500V900A 170M6727 24 F1～ F24 带微动开关常开 2 付 170H0099 24 S1～ S24 3 压敏电阻 EPCOS SIOV B40K550 4 R8 4 电阻 RXG— 200W47kΩ B 三并 3 R5 5 电阻 RXG— 100W22Ω B 6 R9～ R14 6 电阻 RXHG— B 1 R7 7 电阻 RS7FS— 7W20kΩ 10 串 10 R30 8 电容器 MKPAC F 1700V 6 C4～ C9 9 电容器 MKP 3600V DC 10μF 二并 2 C3 10 熔断器 DC2400V40A CC24SRE300QF0040 1 F26 11 直流电压表 D96CV 02020V 50mA 配传感器用 1 P1 14 开关电源 T40C 40W 177。 15V 1 UV2 15 电压传感器 LV100 1 UV3 16 断路器 5SJ5 2047CC20 4A DC220V 2 QF QF2 17 继电器 3TH40401XM4 DC220V 9 K1～ 9 18 温度继电器 T10G15005L300300G502 150℃常开触点 1 KT5 19 温度继电器 T10G14005L300300G502 140℃常开触点 1 KT4 20 温度继电器 T10G09005L300300G502 90℃常开触点 1 KT7 21 温度继电器 T10G08005L300300G502 80℃常开触点 1 KT6 22 整流 晶闸管 IN4007 1A 1000V 24 V101～ 124 23 整流 晶闸管 IN4007 1A 1000V 9 V31～ V39 24 照明灯 DC220V40W 飞利浦灯泡 1 GP9 25 限位开关 LXW5A11M 1 S27 26 加热器 DJR200 200W DC220V 1 R20 27 信号指示灯 AD1622W/G DC220V TH 1 HI 28 指示灯 AD1622B/y28 DC220V TH 8 GP18 结温计算 : 整流器输出功率为 3600kW,我们按最坏的工况计算即并联的整流管一个损坏，此时的整流管在工作点结温。 ( 当整流器中有一个整流管损坏时 ,其输出满足 VI级负载 )。 额定工作时的结温 IdN＝ 2400(A)时，桥臂电流为 2400/6＝ 400(A)即流过整流 晶闸管 的电流为 IF(AV)=400(A) 又 IF(RMS)＝ 179。 400(A)=692（ A） (通态均方 根电流 )，折合为正弦半波 180176。 导通角的电流：I39。 F(AV)＝ 692247。 ＝ 441(A)。