二十四脈波整流資料(共24頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上3 24脈波整流機組整流機組是地鐵直流牽引供電系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一。整流機組的設(shè)計、結(jié)構(gòu)特點和保護方式關(guān)系到整個直流牽引供電系統(tǒng)的正常運行。目前，為了提高直流電的供電質(zhì)量，降低直流電源的脈動量，城市軌道交通多數(shù)采用等效24脈波整流機組，一般都由兩臺相同容量l2脈波的整流變壓器9和與之匹配的整流器共同組成。3.1 24脈波整流機組的作用及要求在地鐵供電系統(tǒng)中， 牽引變電所高壓側(cè)的電壓多為35kV AC(或33kV AC)，而接觸網(wǎng)的電壓為1500V DC(或750V DC)，所以需要降壓和整流。整流機組包括整流變壓器和整流器，其作用是將35kV AC(或33kV AC)

2、降壓、整流，輸出1500V DC(或750V DC)電壓供給地鐵接觸網(wǎng)，實現(xiàn)直流牽引。地鐵牽引變電所一般設(shè)于地下，所以整流機組也安裝在地下室內(nèi)。整流變壓器宜采用干式、戶內(nèi)、自冷、環(huán)氧樹脂澆注變壓器，其線圈絕緣等級為F級，線圈溫升限值為70K/90K(高壓，低壓)，其承受極限溫度為155，鐵心溫升在任何情況下不應(yīng)產(chǎn)生損壞鐵心金屬部件及其附近材料的溫度。在高濕期內(nèi)可能產(chǎn)生凝露，應(yīng)采取措施防止凝露對設(shè)備的危害。整流器采用自然風冷式，適用于戶內(nèi)安裝。整流器柜宜采用獨立式金屬柜，二極管及其它元件的布置應(yīng)考慮通風流暢、接線方便，同時便于維護、維修。整流器與外部連接的跳閘信號采用接點方式，報警信號采用數(shù)字方

3、式。柜的上部及底部開口，采取措施防止小動物進入，正面和后面有門，各部件與柜應(yīng)絕緣。整流變壓器應(yīng)從結(jié)構(gòu)上進行優(yōu)化設(shè)計，以抑制諧波的產(chǎn)生，減少電磁波干擾。整流機組產(chǎn)生的諧波電流應(yīng)滿足國家標準的規(guī)定，并滿足我國電磁兼容相應(yīng)的標準10。根據(jù)IEC164規(guī)定，地鐵作為重型牽引負荷，其負荷等級為VI級，整流機組設(shè)備的負荷特性滿足如下要求：100%額定負荷時可連續(xù)運行；150%額定負荷時可持續(xù)運行2h；300%額定負荷時可持續(xù)運行1min。整流器的設(shè)計應(yīng)滿足當任一臂并聯(lián)的整流管有1個損壞時，能全負荷正常運行。整流器每個臂并聯(lián)整流管的電流不平衡度小于10%。直流側(cè)空載情況下,整流變壓器施加35×(1

4、+0.05)kV的交流電壓時,直流側(cè)輸出電壓不超過1800 V。3.2 24脈波整流機組的構(gòu)成24脈波整流機組的主電路原理圖如圖3-1所示。整流機組主要有兩臺12脈波軸向雙分裂式牽引整流變壓器和四組全波整流橋組成。每臺變壓器閥側(cè)二套繞組分別接成d接法和y接法，其線電壓天然形成30°的相差。兩臺變壓器的網(wǎng)側(cè)采用延邊三角形接法，分別移相±7.5°，這樣形成的兩臺變壓器的四套閥側(cè)繞組的線電壓相量互差15°相位，分別經(jīng)全波整流后，在直流側(cè)并聯(lián)運行，形成24脈波整流系統(tǒng)。圖3-1 24脈波整流機組主電路原理圖3.3 24脈波整流機組原理分析圖3-2為軸向雙分裂式變

5、壓器的繞組布置示意圖。這種變壓器的網(wǎng)側(cè)為一個不分裂的繞組，分為上下兩個支路，兩支路并聯(lián)聯(lián)結(jié)。兩組閥側(cè)繞組沿軸向布置于同一鐵心柱上，其本身并沒有串聯(lián)或并聯(lián)，而是將其頭尾各自采用y聯(lián)結(jié)和d聯(lián)結(jié)分別引出，分裂成兩個支路。這種閥側(cè)繞組分裂為兩個支路布置在同一個鐵心柱上的軸向雙分裂變壓器可以使閥側(cè)兩個支路并聯(lián)運行，同時向負載供電，即同時各供一三相橋式整流器。閥側(cè)繞組一組采用y聯(lián)結(jié)，另一組采用d聯(lián)結(jié)，使它們的線電壓有效值相等。變壓器閥側(cè)繞組同名端線電壓的相位差為2/12(電角度為30°)，這就形成每周期含有12脈波的6相整流系統(tǒng)。如果有兩臺這樣的變壓器，一臺移相+7.5°，另一臺移相-

6、7.5°，兩臺變壓器組成一套移相變壓器組，這就形成了12相24脈波的移相變壓器，其閥側(cè)同名端線電壓的相位差為2/24(電角度為15°)，閥側(cè)電壓相量圖如圖3-3所示。圖3-2 軸向雙繞組雙分裂變壓器繞組布置 圖3-3 閥側(cè)電壓相量圖在選擇地鐵整流機組的規(guī)格時，盡量考慮采用帶三角形聯(lián)結(jié)的變壓器，同時盡可能的增加整流的相數(shù)，變壓器采用Dy11d0-Dy1d2或Dy5d0-Dy7d2 都符合這一設(shè)想。變壓器采用Dy11d0-Dy1d2聯(lián)結(jié)的整流機組，單臺變壓器運行時只是12脈波，要獲得24脈波，需兩臺并聯(lián)運行。對于變壓器采用Dy5d0-Dy7d2接線的整流機組同樣如此。在實際運行

7、時，一臺變壓器退出運行，則聯(lián)跳另一臺變壓器，可通過鄰近變電所實行大雙邊供電保證列車運行。如果只運行一臺變壓器，則電網(wǎng)諧波含量會較正常時增加。24脈波整流機組輸出直流電壓的紋波系數(shù)較12脈波小，Dy11d0-Dy1d2兩臺變壓器互換性好，從Dy11d0-Dy1d2的結(jié)法可以看出，兩臺變壓器的互換只需改變一次側(cè)接入電網(wǎng)的相序即可。當勵磁電流的3次諧波或零序分量能夠流通時，三倍次諧波或三的整數(shù)次諧波電流就不注入電網(wǎng)，可選擇兩臺軸向雙分裂的變壓器，一臺(T1)聯(lián)結(jié)組為Dy11Dd0，如圖3-4所示；另一臺(T2)為Dy1Dd2，其中D聯(lián)結(jié)為延邊三角形，如圖3-5所示。根據(jù)兩臺變壓器的接線，可繪制出其相

8、量圖如圖3-6(T1)和圖3-7(T2)所示11。（a）高壓繞組 （b）低壓繞組 （a）高壓繞組 （b）低壓繞組圖3-4 T1整流變壓器Dy11-d0繞組聯(lián)結(jié)圖 圖3-5 T2整流變壓器Dy1-d2繞組聯(lián)結(jié)圖（a）一次側(cè)D結(jié)繞組聯(lián)結(jié) （b）二次側(cè)y結(jié)繞組相量圖 （c）二次側(cè)d結(jié)繞組相量圖圖3-6 變壓器T1的結(jié)構(gòu)及相量圖 （a）一次側(cè)D結(jié)繞組聯(lián)結(jié) （b）二次側(cè)y結(jié)繞組相量圖 （c）二次側(cè)d結(jié)繞組相量圖圖3-7 變壓器T2的結(jié)構(gòu)及相量圖分析圖3-6和3-7的相量圖可知，若以水平右方向為參考方向，則可得其它電壓相量的相位角分別為：(1) 對于變壓器T1 一次側(cè)電壓相量UA1B1的相位角為112.5

9、°；二次側(cè)電壓相量Ua2b2的相位角為142.5°(y結(jié))，Ua3b3的相位角為112.5°（d結(jié)）。(2) 對于變壓器T2一次側(cè)電壓相量UA1B1的相位角為127.5°；二次側(cè)電壓相量Ua2b2的相位角為97.5° (y結(jié))，Ua3b3的相位角為67.5°(d結(jié))。觀察圖3-6和3-7的相量圖并利用上述分析的結(jié)果可知，對于同一臺變壓器，其閥側(cè)(二次側(cè))繞組同名端線電壓的相位差為30°(142.5°-112.5°=97.5°-67.5°=30°)；而兩臺變壓器的網(wǎng)側(cè)(一次側(cè))

10、并聯(lián)接入電網(wǎng)時，相當于其一次側(cè)各移相7.5°(不同的旋轉(zhuǎn)方向)，使T1變壓器一次側(cè)三角形繞組電壓與T2變壓器原邊三角形繞組線電壓有15°的相位差(127.5°-112.5°=15°)，而兩臺變壓器二次側(cè)對應(yīng)的線電壓相位差為45°(142.5°-97.5°=112.5°-67.5°=45°)，上述結(jié)果如圖3-8所示。 圖3-8 兩臺變壓器的相量關(guān)系圖 圖3-9 磁勢平衡相量圖3.4 24脈波移相整流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組分析1. 網(wǎng)側(cè)繞組電壓、匝數(shù)及移相角的確定網(wǎng)側(cè)繞組的±7.5

11、76;移相是通過兩種不同的延邊三角形接線來實現(xiàn)的，其繞組接線原理圖與相量圖分別如圖 3-4(3-5)和3-6(3-7)所示。由于二臺變壓器的網(wǎng)側(cè)僅接線方式不同，其它的參數(shù)都完全相同12。以下就一種接法來討論三角段的電勢Ud、延邊段電勢Uy和移相角之間的關(guān)系。由網(wǎng)側(cè)電壓相量及三角函數(shù)關(guān)系可知(=7.5°)：（3-1） （3-2）則 （3-3） （3-4）如設(shè)計時取匝電勢為et，那么三角段線圈匝數(shù)和延邊段線圈匝數(shù)，可按式(3-5)及式(3-6)確定： （3-5） （3-6）但線圈的匝數(shù)必須取整數(shù)，因此當確定了Nd和Ny之后，還必須校核移相角及線電勢U1的幅值。由(3-4)可得： （3-7

12、）同時由相量圖3-6可知： （3-8）2. 網(wǎng)側(cè)繞組中的基波電流由于延邊段線圈電流Iy是三角形段線圈電流Id二相電流的相量和，因此其幅值為： （3-9）且相位相差30°相角，正移相為-30°，負移相為+30°。在忽略激磁電流的條件下，初次級繞組的磁勢平衡如下式： （3-10）其相位關(guān)系由相量圖3-9所示。 由相量圖3-9的幾何關(guān)系可知： （3-11）由此導出： （3-12）而由式(3-4)可知： （3-13）兩式比較可知=，將磁勢平衡方程進行分解，可得兩組磁勢平衡組：其中縱向分量是與次級磁勢平衡的基本分量，而正交分量是三角段線圈與延邊段線圈相互平衡的附加部分。將縱

13、向分量式(3-14)代入式(3-9)，并考慮式(3-1)和(3-3)及U2=N2et，可得： （3-16） （3-17）網(wǎng)側(cè)繞組的基波容量為： （3-18）可見變壓器網(wǎng)側(cè)與閥側(cè)的交流基波容量是一致的，但是由于網(wǎng)側(cè)采用了延邊三角形接法，其設(shè)計時的材料容量是有所增加的。 其中材料容量系數(shù)： （3-19）當移相角=7.5°時，Ksc=1.02642即網(wǎng)側(cè)繞組材料增加2.642%。3. 考慮諧波電流時閥側(cè)與網(wǎng)側(cè)等效容量變壓器兩組閥側(cè)均為橋式全波整流，在忽略換相時的重疊角，且負載為電感性負載等理想條件下，閥側(cè)電流因素，電壓因素。那么閥側(cè)二組繞組的總的交流等效容量為： （3-20）由于二繞閥側(cè)中

14、除了=kp±1(k=1,2,)特征諧波外的其他高次諧波都相互抵消了，因此網(wǎng)側(cè)歸算到閥側(cè)的電流因素為。則網(wǎng)側(cè)繞組的交流等效容量為： （3-21）考慮到額定運行時系統(tǒng)的直流電壓降為6%左右，因此變壓器的等效交流容量為： （3-22）故軌道交通牽引變壓器的額定容量一般為直流額定功率的1.1倍。4 24脈波整流電路的仿真4.1 24脈波整流電路的仿真在MATLAB-simulink的環(huán)境下對24脈波整流電路進行仿真，Matlab7.5版本中的電力電子系統(tǒng)工具箱(Power System Blockset)可用于電力電子電路和系統(tǒng)的仿真，文中的模型就是基于該工具箱建立的14。1. 24脈波整流

15、電路建模24脈波整流電路仿真模型如圖4-1所示15，其中電源為三相對稱交流電壓源，電源側(cè)繞組延邊三角形接線以移相變壓器/+7.5°和/-7.5°組成，移相后接入-/-Y 連接變壓器T1和T2，目的是在每臺變壓器的二組低壓繞組間引入30°相位差。 圖4-1 24脈波整流電路仿真模型由于三相橋式6脈波整流器輸出電壓諧波小，為了減少輸出諧波，則每臺整流變壓器由兩個6脈波橋式整流器A Bridge、B Bridge(C Bridge、D Bridge)以并聯(lián)方式來構(gòu)成12脈波橋式整流機組T1(T2)。2臺12脈波整流機組并聯(lián)運行構(gòu)成等效24脈波整流器。 2. 模型參數(shù)設(shè)置

16、三相對稱交流電壓源參數(shù)設(shè)置：三相對稱交流電壓源的幅值設(shè)為35kV，頻率為50Hz，相位分別為0°，120°，-120°。移相變壓器參數(shù)設(shè)置：與聯(lián)結(jié)組號為Dy11Dd0相連的移相變壓器移相+7.5°，與聯(lián)結(jié)組號為Dy1Dd2相連的移相變壓器移相-7.5°，三個繞組的額定電壓分別為：35/2kV，35/2kV，10kV；整流變壓器參數(shù)設(shè)置：三個繞組額定電壓分別為10kV，1180V，1180V；三相二極管整流橋參數(shù)設(shè)置：使用默認值；RLC負載參數(shù)設(shè)置：R取200，L取0，C取inf。3. 仿真參數(shù)設(shè)置仿真時間設(shè)為0.04s，周期為0.02s，數(shù)值算

17、法采用ode23tb，完成上述步驟后運行仿真模型，從示波器中觀察輸出波形。圖4-6為純電阻負載情況下輸出電壓Ud。4.2 整流機組理想空載直流輸出電壓計算1. 整流機組直流輸出波形分析圖4-2 T1橋6脈波整流電路的空載輸出電壓波形 圖4-3 T1Y橋6脈波整流電路的空載輸出電壓波形與整流變壓器二次側(cè)“”型繞組相接的整流橋輸出電壓為6脈波，換相導通角為/3，輸出脈波的寬度為/3，如圖4-2所示，脈波幅值等于2倍的閥側(cè)“”接線電壓；與整流變壓器二次側(cè)“Y”型繞組相接的整流橋輸出電壓為6脈波，換相導通角也為/3，它將滯后“”橋整流機組空載輸出電壓波形30°。如圖4-3所示。整流機組閥側(cè)“

18、”接線電壓空載電壓輸出脈波的幅值等于2倍的閥側(cè)“Y”接線電壓。由于“Y”繞組的匝數(shù)是“”繞組匝數(shù)的1/3，所以它們的線電壓是相等的，即“”橋和“Y”橋整流輸出電壓脈波的幅值是相等的，它們都等于2倍的閥側(cè)線電壓。整流變壓器T1“”橋和“Y”橋整流機組空載電壓疊加后的輸出電壓波形如圖4-4所示，由于“”橋和“Y”橋整流電壓相差30°，所以它們并聯(lián)疊加后得到12脈波的空載直流輸出電壓，其脈波寬度為/6，幅值仍為2倍的閥側(cè)線電壓。圖4-4 T1整流機組12脈波空載輸出電壓波形圖4-5 T2整流機組12脈波空載輸出電壓波形T2整流機組的輸出空載直流電壓波形如圖4-5所示，同T1整流機組的輸出空

19、載直流電壓波形具有15°的相位差。所以當把兩臺整流機組輸出的兩個12脈波電壓并聯(lián)疊加時，就能得到24脈波的整流機組空載直流電壓波形，如圖4-6所示，它的脈波寬度為/12，其脈波幅值仍然等于2倍的閥側(cè)線電壓。圖4-6 24脈波整流器空載輸出電壓波形2. 整流機組空載直流輸出電壓的計算(1) 橋或Y橋(6脈波)輸出電壓的計算橋或Y橋(6脈波)輸出電壓的計算對于橋或Y橋6脈波的整流輸出電壓波形如圖4-2(4-3)所示，設(shè)整流變壓器的閥側(cè)空載線電壓為U2，整流機組的空載直流輸出電壓為Ud，則 （4-1） (2) 單臺機組運行(12脈波)輸出電壓的計算對于單臺整流機組運行情況下，12脈波的整流

20、波形如圖4-4(4-5)所示，空載直流輸出電壓Ud為： （4-2）(3) 兩臺機組并聯(lián)運行(24脈波)輸出電壓計算對于雙臺整流機組并聯(lián)運行情況下，24脈波的整流波形如圖4-6所示，空載直流輸出電壓Ud為： （4-3） 在理想空載條件下，直流輸出電壓Ud=1.35U2，根據(jù)以上計算我們可以得到24脈波整流機組雖然是四個六脈波模塊的并聯(lián)運行，但輸出電壓并不是簡單的并聯(lián)，在實際空載條件下，由于二極管的單向?qū)щ娦再|(zhì)，均衡電流是不能流通的，實際上四橋單獨交替運行后構(gòu)成了24脈波整流機組16。5 諧波分析由于二極管的阻斷作用，在整流變壓器繞組中流過的是斷續(xù)的正弦波，其由基波電流和高次諧波電流組成，輸出的直

21、流電流是含有脈波成分的脈動直流，而饋入電網(wǎng)的則是含有諧波電流的非正弦電流。這里采用傅里葉分解對其進行諧波分析17。5.1 直流側(cè)電流諧波分析圖5-1是三種常用的帶紋波的直流輸出電流波形，輸出負載設(shè)定為阻性。（a）6脈波（b）12脈波 （c） 24脈波圖5-1 直流側(cè)電流波形(1) 6脈波直流電流圖5-1(a)為6脈波直流電流波形，其表達式為id(t)=Idmcost，周期T=/3，為交流側(cè)電源的角頻率(注：下文同)。從而可以求出直流電流均方根值IdN為： （5-1）直流電流平均值Id為： （5-2）將id=Idmcost展開成傅氏級數(shù)，其一般形式為： （5-3） （5-4） （5-5） （5-

22、6）所以，n=6k(k=1,2,3) （5-7）等式右側(cè)首項為直流分量，其等于直流電流平均值Id，余項為交流分量，由n=6k(k=1,2,3)次諧波電流之和組成，且k為奇數(shù)時諧波為正，k為偶數(shù)時諧波為負。由此可以求出直流電源中的總諧波電流均方根值約等于直流電流平均值的4.2%。(2) 12脈波直流電流圖5-1(b)為12脈波直流電流波形，其表達式id=Idmcost，周期T=/6。從而可以求出直流電流均方根值IdN為： （5-8）直流電流平均值Id為： （5-9）id的傅氏級數(shù)為：，n=12k(k=1,2,3) （5-10）等式右側(cè)首項為直流分量，其等于直流電流平均值Id，余項為交流分量，是由

23、n=12k(k=1,2,3)次諧波電流之和組成，且k為奇數(shù)時諧波為正，k為偶數(shù)時諧波為負。由此可以求出12脈波直流電源中的總諧波電流均方根值約等于直流電流平均值的1.03%。(3) 24脈波直流電流圖5-1(3)為24脈波直流電流波形，其表達式id=Idmcost，周期T=/12。從而可以求出直流電流均方根值IdN為： （5-11）直流電流平均值Id為： （5-12）id的傅氏級數(shù)為：，n=24k(k=1,2,3)（5-13）等式右側(cè)首項為直流分量，其等于直流電流平均值Id，余項為交流分量，是由n=24k(k=1,2,3)次諧波電流之和組成，且k為奇數(shù)時諧波為正，k為偶數(shù)時諧波為負。由此可以求

24、出24脈波直流電源中的總諧波電流均方根值約等于直流電流平均值的0.26%。（a）6脈波（b）12脈波（c）24脈波圖5-2 直流側(cè)電流的頻譜分析基于理想狀態(tài)下的理論分析，進行24脈波整流電路的仿真，其直流側(cè)輸出電流波形進行頻譜分析，結(jié)果見圖5-2?？傊?，p脈波直流側(cè)電源中除了直流分量外，所含諧波電流的次數(shù)n為p的整數(shù)倍，即n=kp，p為脈波數(shù)，k=1,2,3?？傊C波電流均方根值占直流電流平均值的比值，隨著p值的增加而大幅度減小。5.2 閥側(cè)電流諧波分析圖5-3(5-4)是Y(D)結(jié)繞組在理想狀態(tài)下，一個時間周期T內(nèi)閥側(cè)繞組中的相電流波形，其中輸出負載為純電阻性負載。圖5-3 Y結(jié)電流波形 圖5

25、-4 D結(jié)電流波形(1) 閥側(cè)(整流變壓器二次側(cè))繞組為Y結(jié) 圖5-3中，電流波形的數(shù)學表達式為： （5-14）將Y結(jié)閥側(cè)繞組相電流iyz展開成傅氏級數(shù)為： （5-15）由于iyz(t)=iyz(t+)，故不出現(xiàn)直流分量和偶次諧波分量，所以可得： （5-16）將式(5-16)代入式(5-15)得： （5-17）式中位基波分量，其余各項為諧波分量。繞組電流均方根值： （5-18）基波電流均方根值： （5-19）總諧波電流均方根值為： （5-20）總諧波電流均方根值/基波電流均方根值=0.308:1。繞組電流均方根值占基波電流均方根值的百分數(shù)為(Iyz/Iyz1)×100%=104.63

26、%。(2) 閥側(cè)繞組為D結(jié)圖5-4中，電流波形的數(shù)學表達式為： （5-21）將D結(jié)閥側(cè)電流iDz展開成傅氏級數(shù)： （5-22）式中為基波電流，其余為諧波電流。繞組電流均方根值： （5-23）基波電流均方根值為： （5-24）總諧波電流均方根值為： （5-25）總諧波電流均方根值/基波電流均方根值=0.308:1。繞組電流方均根值占基波電流方均根值的百分數(shù)為(IDz/IDz1)×100%=104.63%。圖5-5 閥側(cè)電流的頻譜分析閥側(cè)電流的頻譜分析見圖5-5，從以上分析得出：閥側(cè)電流中不含三次及三的整數(shù)次諧波，除基波外，只包括6k±1次諧波，k=1,2,3。5.3 網(wǎng)側(cè)繞組

27、電流諧波分析根據(jù)變壓器磁勢平衡理論，網(wǎng)側(cè)(整流變壓器一次側(cè))各繞組負載電流磁勢總和應(yīng)與閥側(cè)各繞組負載電流磁勢總和大小相等、方向相反。圖3-4中，整流變壓器T1(或T2)接兩組三相整流橋輸出，閥側(cè)總電流磁勢之和為iN=iy(t)Ny+iD(t)ND，其中匝數(shù)ND=3Ny，用上述傅式變換后的電流表達式代入，可以得到網(wǎng)側(cè)繞組負載電流。設(shè)定輸出負載為純電阻性負載，則網(wǎng)側(cè)繞組電流iwz可展開成如下的傅氏級數(shù)： （5-26）式中為基波電流，其余為諧波電流。繞組電流均方根值為： （5-27）基波電流均方根值為： （5-28）總諧波電流均方根值=總諧波電流均方根值/基波電流均方根值=0.1462:1。繞組電流

28、均方根值占基波電流均方根值的百分數(shù)(Iwz/Iwz1)×100%=101.07%。圖5-6 網(wǎng)側(cè)電流的頻譜分析網(wǎng)側(cè)電流的頻譜分析見圖5-6，在理論分析的基礎(chǔ)上經(jīng)仿真得知:變壓器網(wǎng)側(cè)電流中除了基波外，只含(12k±1)次諧波，k=1,2,3。5.3 注入電網(wǎng)的諧波電流分析在圖3-4和3-5中，T1和T2兩臺變壓器的結(jié)構(gòu)參數(shù)完全一致，因此可以獲得相同的漏電抗。不同的是T1左移相位角7.5°，T2右移相位角7.5°，它們之間對應(yīng)相的相位差為15°，只是外部接線略有不同以便組成合適的聯(lián)結(jié)組。帶負載(純電阻負載)運行時，兩組12脈波整流電路完全對稱，由T

29、1和T2兩臺變壓器流入電網(wǎng)的合成電流idwz的傅氏級數(shù)形式如下： （5-29）式中為基波電流，其余為諧波電流。繞組電流均方根值為：Idwz=2.9894Idm基波電流均方根值為：Idwz1=2.9835Idm總諧波電流均方根值總諧波電流均方根值/基波電流均方根值=0.063:1。繞組電流均方根值占基波電流均方根值的百分數(shù)為(Idwz/Idwz1)×100%=100.20%。圖5-7 電網(wǎng)電流的頻譜分析24脈波牽引整流變壓器注入電網(wǎng)的諧波含量大大減少，其頻譜分析如圖5-7所示，從圖中清晰地看到，注入電網(wǎng)的主要是24k±1(k=1,2,3)次諧波。總之，24脈波牽引整流變壓器直

30、流側(cè)輸出的直流電流諧波含量對基波的比值很小，而饋入電網(wǎng)的交流電力諧波含量大為降低。6 24脈波整流機組在廣州地鐵中的應(yīng)用1. 地鐵牽引供電系統(tǒng)概況廣州地鐵一號線車輛段牽引變電所內(nèi)設(shè)置兩套由整流變壓器和整流器柜組成的整流機組，接于同段33kV母線上，并聯(lián)運行。每套整流機組為12脈波整流方式。兩套整流機組并列運行構(gòu)成等效24脈波整流方式。經(jīng)過變壓器整流后，輸出直流1500V電壓，通過接觸網(wǎng)向地鐵機車供電。2. 諧波的產(chǎn)生及危害變流器等非線性電力設(shè)備接在電網(wǎng)中使用時，它們在從電網(wǎng)吸收有功電流和無功電流的同時，也向電網(wǎng)注入諧波電流，而諧波電流在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生的諧波壓降，使電網(wǎng)各點電壓產(chǎn)生畸變，干擾了電

31、網(wǎng)中其他設(shè)備的良好運行。地鐵供電系統(tǒng)中，整流裝置是主要的諧波源。只要減少整流裝置產(chǎn)生的諧波，就可以減少地鐵供電系統(tǒng)110kV 側(cè)注入公用電網(wǎng)的諧波量。3. 24相軸向雙分裂整流變壓器的主要技術(shù)參數(shù)表6-1 24相軸向雙分裂整流變壓器的技術(shù)參數(shù)牽引整流變壓器24脈波絕緣介質(zhì)環(huán)氧樹脂澆注繞組數(shù)4額定容量/kVA2500移相角度/°±7.5°聯(lián)結(jié)組別Dd0-y5或Dd2-y7額定電壓33/1.18/1.18短路阻抗8.01絕緣等級F級4. 24脈波整流變壓器運行情況兩臺24 脈波牽引整流變壓器分別于2000年12月25日和2001 年1月5 日在廣州地鐵一號線車輛段B牽引變電所經(jīng)空載合閘試驗合格后，與整流器一起構(gòu)成整流機組并列運行，負擔整個車輛段范圍的1500V直流牽引供電。在整個試運行期間，值班運行人員按要求相應(yīng)地做好巡視、記錄；其間，兩臺整流變壓器經(jīng)歷了夏季高溫、饋線遭雷擊故障4起、列車故障短路引起饋線跳閘兩起，但