Навигация

 

 Меню раздела

Выработка электроэнергии и ее распределение
Графики нагрузок электротехнических установок
Основные условия сооружения и эксплуатации
Система тягового энергоснабжения железных дорог
Электроснабжение метрополитенов
Схемы главных электрических соединений
Транзитная подстанция
Опорная подстанция
Распределительное устройство тягового напряжения
Схемы силовых цепей тяговых подстанций метрополитена
Схема силовых цепей подземной подстанции
Понижающие трансформаторы
Силовые трансформаторы для питания не тяговых нагрузок
Типы преобразовательных агрегатов
Схемы преобразования тока
Кремниевые выпрямители
Полупроводниковые вентили
Аппаратура рекуперации
Быстродействующие выключатели постоянного тока
Типы быстродействующих выключателей
Быстродействующий выключатель ВАБ-28ф
Быстродействующие анодные выключатели
Разъединители и приводы к ним
Короткозамыкатели
Коммутационная аппаратура низкого напряжения
Пакетные выключатели и переключатели
Воздушные автоматические выключатели
Контакторы
Магнитные пускатели
Комплектные распределительные устройства
Открытые распределительные устройства
Закрытые распределительные устройства
Вспомогательное оборудование тяговых подстанций
Изоляторы
Измерительные трансформаторы
Разрядники
Аккумуляторные батареи
Специальное оборудование постоянного тока
Специальное оборудование переменного тока
Общая компоновка территории тяговых подстанций
Здания тяговых подстанций
Открытая часть подстанций
Конструкции тяговых подстанций метрополитенов
Цепи вторичной коммутации и собственных нужд
Цепи собственных нужд постоянного и переменного токов
Управление основными коммутационными аппаратами
Цепи сигнализации, блокировки и общие подстанционные цепи
Типы и принципы выполнения защит оборудования тяговых подстанций
Система переменного оперативного тока
Назначение и классификация узлов автоматики
Автоматика программного включения и отключения
Автоматика повторного включения и включения резерва
Вводы 110 кВ
Монтаж электрооборудования тяговых подстанций
Монтаж тяговых подстанций и контактной сети
Индустриализация электромонтажных работ
Техническая документация
Приемка тяговой подстанции под монтаж
Монтаж электрооборудования ОРУ
Силовые трансформаторы
Коммутационная аппаратура
Разрядники
Компенсирующие устройства
Монтаж электрооборудования ЗРУ
Выпрямители в здании
Свинцовые аккумуляторные батареи
Сглаживающие устройства
Общие положения об испытаниях
Испытание некоторых типов электрооборудования
Общий порядок испытания и наладки РЗА
Приемка тяговых подстанций в эксплуатацию
Основные элементы хозяйства электрификации
Ревизионно-ремонтные средства
Структура подразделений эксплуатации устройств электрификации
Обязанности энергоучастка
Участки энергоснабжения
Обязанности ревизионно-ремонтного персонала
Оперативная работа
Оперативные переключения
Бланки переключений
Порядок ликвидации аварий
Контроль за оборудованием подстанций
Распределительные устройства
Силовые и тяговые масляные трансформаторы
Быстродействующие выключатели
Распределительные устройства напряжением до 1000В
Зарядные и подзарядные устройства
Двигатель-генераторы
Измерительные приборы, реле управления и защиты
Освещение
Кабельные коммутации
Заземляющие устройства
Организация капитального ремонта электрооборудования
Экономика переработки энергии на тяговых подстанциях
Основы техники безопасности и производственной санитарии
Техника безопасности при монтаже тяговых подстанций
Техника безопасности при эксплуатации тяговых подстанций


Схемы преобразования тока

Рассмотрим схему преобразования однофазного тока в выпрямленный. Трансформатор Тр соединен с вентилями В2. К трансформатору подведено синусоидальное напряжение. В течение той половины периода, когда один из вентилей обладает проводимостью (см. § 12), ток проходит от трансформатора (вывод а) через вентиль В1 к внешней нагрузке R и обратно к нулевому выводу трансформатора (сплошная стрелка). Во второй половине периода становится проводимым вентиль В2\ ток проходит от трансформатора (вывод б) через вентиль В2 к нагрузке и обратно к нулевому выводу трансформатора. Таким образом, во внешней цепи, т. е. через нагрузку, ток проходит в одном направлении в течение обоих полупериодов. Он выпрямлен, и среднее за период напряжение Ua можно определить как среднюю ординату кривой напряжения за период. Эта величина равна площади полу синусоид, деленной на 2 л.
Рассмотрим схему преобразования трехфазного тока в выпрямленный (рис. 26, а). Здесь, как и во всех многофазных схемах, используют два или несколько вентилей, но ток проходит только по вентилям, являющимся в данный момент проводимыми. Точки пересечения синусоид а (рис. 26, б) соответствуют моментам естественной коммутации. Если ток проходил по вентилю 1, то с момента а потенциал вентиля 1 становится ниже потенциала вентиля 2. Ток прекращает идти через вентиль 1 и начинает проходить через вентиль 2 и т. д.
Таким образом, в трехфазной схеме анодный ток, проходящий через один вентиль, равен только !/з среднего за период тока U, т.е. /e=/d/3, а в любой многофазной схеме, например т-фазной, Ia=Idlm- Среднее за период напряжение трехфазной схемы определяют, как и в однофазной схеме, делением площади, ограниченной кривой выпрямленного напряжения, на 2 л. В зависимости от схемы выпрямления отношение выпрямленного напряжения Ud к вторичному напряжению U2 будет: для схемы звезда — две обратные звезды.
В приведенных кривых выпрямленного напряжения не учтено влияние индуктивности обмотки трансформатора, т. е. показано, что в любой из точек а происходит мгновенное исчезновение тока в одном вентиле и появление его в другом. Это справедливо, когда нет индуктивности в цепи или нет нагрузки, т.е. при холостом ходе.
В связи с существованием индуктивности в анодной цепи и нагрузке коммутация тока при переходе тока с одного вентиля на другой не может быть мгновенной. В этих условиях процесс коммутации происходит так, как показано на рис. 27. С моментов, обозначенных точками а, работают некоторое время два вентиля! Вследствие энергии, накопленной в магнитном поле обмотки трансформатора, уменьшение тока до нуля и возрастание тока от нуля происходит постепенно. Время, в течение которого работают два вентиля одновременно, называют временем (углом) перекрытия у. Величина 7 зависит от величин индуктивности обмотки трансформатора и тока нагрузки.
При преобразовании переменного тока выпрямителем получают не чисто постоянный ток, а пульсирующий, с несколько изменяющимся во времени напряжением. Чем реже пульсации и больше их амплитуда, тем больше выпрямленный ток по форме кривой отличается от постоянного тока. Значительные колебания амплитуды напряжения, а следовательно, амплитуды тока в контактных проводах ухудшают работу двигателей электропоездов и приводят к серьезным помехам в линиях связи и автоблокировки. Поэтому желательно, чтобы число пульсаций за период времени было возможно больше, что достигается увеличением количества фаз вторичной обмотки тягового трансформатора (три, шесть, иногда двенадцать) или применением специальных схем выпрямления.
Как видно из рис. 28, по мере увеличения количества фаз число пульсаций за период времени увеличивается, амплитуда пульсаций уменьшается и выпрямленный ток по форме кривой все больше приближается к постоянному. Принцип работы и форма кривых напряжений и тока не зависят от того, применяется ли один многоанодный вентиль или несколько одноанодных, у которых катоды соединены друг с другом параллельно.
На тяговых подстанциях железных дорог и метрополитенов применяют в основном шестифазные схемы выпрямления «звезда — две обратные звезды», т.е. первичная обмотка тягового трансформатора соединена в звезду, а две вторичные обмотки, также соединённые в звезду, сдвинуты одна по отношению к другой на 180°. На каждом из трех стержней трансформатора расположены фаза первичной обмотки и по фазе вторичных обмоток. Концы вторичных обмоток трансформатора соединены с вентилями выпрямителя. Нулевые точки обеих звезд соединены одна с другой разделяющей катушкой (уравнительным реактором). Средняя точка этой катушки является отрицательным полюсом цепи выпрямленного тока, а вывод выпрямителя — положительным. Достоинствами такой схемы выпрямления являются относительно малые анодные токи и благоприятная внешняя характеристика агрегата в рабочей зоне, недостатками — наличие уравнительного реактора и утроителя частоты для устранения скачков напряжения при холостом ходе и малых нагрузках.
Реже применяют мостовые схемы выпрямления, которым свойственны хорошая внешняя характеристика, максимальное использование и простота трансформатора (без уравнительного реактора и утроителя частоты). Недостатками схемы являются большие анодные токи и двойные потери энергии в вентилях.
При схеме «звезда — две обратные звезды» с уравнительным реактором выпрямительный агрегат работает, как при шестифазном выпрямлении, так как звезды вторичных обмоток трансформатора сдвинуты одна по отношению к другой на 180°. Таким образом, эта схема выпрямления обладает достоинствами как трехфазной схемы (лучше используются обмотки трансформатора), так и шестифазной (меньше амплитуды пульсаций выпрямленного напряжения). Объявления бесплатных Знакомств в Белово.
Уравнительный реактор выравнивает напряжение четной и нечетной звезд, что создает условия для параллельной работы двух вентилей различных звезд. Для этого по уравнительному реактору должен протекать ток тройной частоты составляющий не менее 1—2% номинального тока выпрямителя. Если ток будет меньше, реактор не сможет сыграть своей роли и выпрямитель будет работать в обычном шестифазном режиме при выпрямленном напряжении равном 1,35 действующего значения фазового напряжения вторичной обмотки трансформатора.
Внешняя характеристика выпрямителя определяет зависимость величины выпрямленного напряжения от нагрузки. Характеристика имеет пик напряжения, который спадает в точке а (при достижении током значения /крИТ) до величины, равной 1,17 U2, т.е. выпрямитель начинает работать в трехфазном режиме. При дальнейшем увеличении нагрузки выпрямленное напряжение продолжает снижаться по наклонной прямой и при достижении током значения 1/ном (точка б) становится равным номинальной величине (2/ном), т.е. 825, 1650 или 3300 В.
Скачок напряжения при холостом ходе и малых нагрузках может неблагоприятно отразиться на элементах электросети и подвижного состава. Поэтому для снятия пика напряжения применяют устроители частоты, назначение которых — обеспечивать трехфазный режим работы выпрямителя с момента его включения. Уравнительный реактор и утроитель частоты обычно помещаются в кожухе тягового трансформатора.