城市轨道交通供电导论-教学课件-ppt-作者-李建民-第三章-变压与整流.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《城市轨道交通供电导论-教学课件-ppt-作者-李建民-第三章-变压与整流.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 城市轨道 交通 供电 导论 教学 课件 ppt 作者 李建民 第三 变压 整流
- 资源描述:
-
1、第三章变压与整流 主编第一节变压器基础知识 主编一、变压器的工作原理及类型1.变压器的工作原理变压器的工作原理示意图如图3 1所示。图3-1变压器的工作原理示意图一、变压器的工作原理及类型2.变压器的类型 变压器除了按以上用途分类外,还可以按相数、绕组数目、铁心形式、冷却方式等特征分类。变压器按相数划分,有单相、三相和多相等;按绕组数划分,有双绕组、自耦、三绕组和多绕组;按铁心形式划分,有心式和壳式;按调压方式划分,有无载调压变压器和有载调压变压器;按冷却方式划分,有干式和油浸式等。图3-2心式结构变压器a)单相心式变压器b)三相心式变压器1铁轭2绕组3铁心柱4高压绕组5低压绕组一、变压器的工
2、作原理及类型3.变压器的型号 一般变压器的型号分为两部分:前一部分由汉语拼音字母组成,代表变压的类别、结构特征和用途;后一部分由数字组成,表示变压器的容量和高压绕组的电压等级。前一部分又分四组:1)第一组表示相数:D表示单相,S表示三相。2)第二组表示冷却方式:J表示油浸自冷;F表示油浸风冷;FP表示强迫油循环风冷却;SP表示强迫油循环水冷却。3)第三组表示电压等级:S表示三级电压;无S表示两级电压。4)其他组:O表示全绝缘;L表示防雷;Z表示有载调压。二、变压器的结构及参数1.铁心和绕组图3-3心式和壳式结构a)心式b)壳式1铁心2绕组二、变压器的结构及参数图3-4交叠方法a)四片式铁心交叠
3、方法b)六片式铁心每层排列法二、变压器的结构及参数2.油、油箱、冷却、安全装置 油浸式变压器如图3 5所示。对于油变压器,器身装在油箱内,油箱内充满变压器油。变压器油是一种矿物油,具有很好的绝缘性能,并且对变压器铁心和绕组起散热作用。油箱有许多散热油管,以增大散热面积。为了加快散热,有的大型变压器采用内部油泵强迫油循环,外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱。变压器运行时产生热量,使变压器油膨胀,并流进储油柜中。储油柜使变压器油与空气接触面变小,减缓了变压器油的氧化和空气水分的吸收速度,从而减缓了油的变质速度。故障时,热量会使变压器油汽化,触动气体继电器发出报警信号或切断电源。如果是严重
4、事故,变压器油大量汽化,油气冲破安全气道管口的密封玻璃,冲出变压器油箱,避免油箱爆裂。此外还具有一定的熄弧作用。二、变压器的结构及参数图3-5油浸式变压器1铭牌2信号温度计3吸湿器4油表5储油柜6安全气道7气体继电器8高压套管9低压套管10分接开关11油箱12放油阀门13器身14接地板15小车二、变压器的结构及参数3.变压器参数 (1)额定电压U1N和U2N额定电压是指变压器长时间运行时,所能承受的工作电压(铭牌上的UN值),是指调压分接开关在中间分头时的额定电压,单位为V或者kV。 (2)额定容量SN额定容量指变压器在出厂时铭牌标定的额定电压、额定电流下连续运行时能输送的容量,单位为VA、k
5、VA、MVA。 (3)额定电流I1N和I2N额定电流是在额定容量SN和允许温升条件下,变压器允许长期通过的工作电流,在三相变压器中均代表线电流,单位为A、kA。 (4)额定频率fN额定频率单位为Hz,fN=50Hz。 (5)短路电压Ud%短路电压Ud%也称阻抗电压。二、变压器的结构及参数 (6)空载电流I0当变压器在一次侧额定电压下,二次绕组空载时,在一次绕组中通过的电流,称为空载电流。 (7)空载损耗(铁损)P0空载损耗指变压器二次侧开路、一次侧加额定电压时,变压器产生的损耗。 (8)短路损耗(铜损)Pd铜损是指变压器线圈电阻所引起的损耗。 (9)电压比变压器两组绕组匝数分别为N1和N2,N
6、1 为一次绕组匝数,N2为二次绕组匝数。三、单相变压器的极性图3-6线圈减极性绕法及向量四、三相变压器的联结组标号1)一次、二次绕组的绕向相反。2)一次、二次绕组的绕向相同,一次接线为Y,二次接线为y(或有零线),可呈现出12点接线,如图3-9所示。图3-8Yyn6点接线四、三相变压器的联结组标号3)一次与二次绕组绕向相同,一次接线为Y,二次接线为d,可呈现11点接线(或1点接线),如图3-10所示。图3-10Yd11点(或Yd1点)接线四、三相变压器的联结组标号表3-1线圈连接的特点和适用范围第二节城市轨道交通供电系统干式变压器 主编一、干式变压器概述 我国在20世纪70年代已引进了环氧树脂
7、绝缘干式变压器生产技术,但技术发展和应用非常缓慢。到20世纪80年代末90年代初,随着新的干式变压器生产技术工艺的引进,干式变压器的应用迅速普及,国内干式变压器技术的发展也从消化吸收走向自我开发并达到国际先进水平。至今,国内干式变压器的生产规模已位居世界第一,不少生产厂的产品技术水平和开发能力已经进入国际先进行列。 由于干式变压器的优点突出,目前城市轨道交通供电系统广泛使用干式变压器。二、干式变压器的分类1.按照主绝缘材料分类(1)开启式是一种常用的形式。(2)封闭式器身处在封闭的外壳内,与大气不直接接触。(3)浇注式用环氧树脂或其他树脂浇注作为主绝缘,它结构简单、体积小。2.按照生产工艺不同
8、分类(1)浸渍式干式变压器该种变压器生产历史最长,制造工艺也比较简单。(2) 树脂干式变压器树脂干式变压器又分为四种结构:树脂加填料浇注、树脂浇注、树脂绕包、树脂真空压力浸渍。二、干式变压器的分类3.从结构上分类 (1)固体绝缘包封绕组由于包封绕组干式变压器的绕组不易受潮,维护方便,体积小,所以在城市轨道交通供电系统中得到了广泛应用。 (2)不包封绕组这里不再讲解。图3-11环氧树脂浇注干式变压器结构图1线导电排2铁心3弹簧压钉4压板5拉板6穿轭夹紧螺杆7高压接引线8分接连接片9旁轭夹紧螺杆10底座11牵引板12安装孔13接地螺母14下夹件15高压线圈16低压线圈17主气道18低压冷却气道19
9、上夹件20高压导电棒21高压绝缘子22低压绝缘子23吊环24低压导电棒三、干式变压器的结构1.线圈绕组部分 干式变压器的绕组结构基本上与油浸式变压器相同,多采用圆筒式,较大容量的干式变压器绕组可采用饼式。干式变压器在绕组外加上非油绝缘介质,以增加线圈的绝缘性能,环氧树脂浇注干式变压器就是用环氧树脂为绝缘材料,以浇注的方式与绕组一起固化,从而减少变压器线圈的体积。一般情况下,干式变压器的高压绕组(线圈)在圆筒的外侧,低压绕组(线圈)在内侧,高压绕组和低压绕组之间是冷却气道,高压绕组和低压绕组共同缠绕在铁心上。三、干式变压器的结构2.铁心及器身部分 干式变压器的铁心除了作为主磁通的通道外,还作为变
10、压器线圈、器身及其他组件的主要支撑件,所以铁心一方面通过多片硅钢片叠片,减少涡流损耗,另一方面利用紧固件、支撑件增加铁心的强度和刚度,同时也减少铁心噪声的产生。三、干式变压器的结构3.辅件(风机、外壳、温控器、温显仪、有载开关等结构辅件) 根据不同的用户、使用环境和工作要求,干式变压器可以增加不同的组件。如:根据不同的用户高、低压接口要求,增加不同形式的出线端子结构(如侧出线、封闭母线等);根据不同的环境和运行工况,为提高负载能力和降低变压器温升,增加冷却设备,目前一般多采用风机冷却,风机冷却一般安装在底座上,在铁心和绕组的下方,风机产生的冷却气体通过气道冷却绕组及铁心,并把热气体向上排出;根
11、据使用环境的差异或用户的要求,增加保护外壳,以提高变压器的防护等级,增强变压器对外部环境的适应能力。为实现变压器的智能监控,满足在任何时刻对变压器实施温度控制,变压器一般都加装温度控制设备。三、干式变压器的结构 对供电质量要求较高的用户,因为电网电压波动较大,在变压器负载的状态下需要切换变压器分接位置改变变压器电压比以实现低压输出电压稳定,这样加装有载调压开关就可以满足要求。一般有载调压开关有两种形式:真空开关和空气开关,一般都选择真空开关。四、干式变压器的特点1)无油、无污染、难燃阻燃、自熄防火。2)绝缘温升等级高:F级绝缘,变压器温升可达100K。3)损耗低、效率高。4)噪声小,通常可控制
12、在50dB以下。5)局部放电量小 (通常10pC以下),可靠性高,可保证长期安全运行,寿命达30年。6)抗裂、抗温度变化,机械强度高,抗突发短路能力强。7)防潮性能好,可在100湿度下正常运行,停运后不需干燥处理即可投入运行。8)体积小、重量轻,据有关人士统计,油式变压器的外形尺寸为干式变压器的2倍多。四、干式变压器的特点9)不需单独的变压器室,不需吊心检修及承重梁,节约土建占地和占空;因无油,不会产生有毒气体,不会对环境造成污染,不需要集油坑等附属建筑,减少了土建造价。10)安装便捷,无需调试,几乎不需维护;无需更换和检查油料,运行维护成本低。11)配备有完善的温度保护控制系统,为变压器安全
13、运行提供可靠保障。五、干式变压器的选用1)二次额定电压的确定:一般根据电力网系统和用户的要求确定。2)联结组标号的确定:配电变压器常有Dyn11、Yyn0等联结组标号,推荐选用Dyn11。3)其他:如短路阻抗等,这些性能参数都可以从制造厂的样本、手册中查到,再根据工程情况予以确定。4)调压方式:主要考虑采用何种调压方式、调压范围如何等问题。5)其他配置的选择:是否配外壳;是否带风机(强迫风冷);是否配温度控制箱;是否带温度显示器等,上述这些附件的功能,各制造厂样本上均有说明,可酌情选择配置。六、干式变压器的相关技术1.强迫风冷 干式变压器的冷却方式分为自然空气冷却(AN)和强迫空气冷却(AF)
14、。自然空冷时,变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时,变压器输出容量可提高50%,适用于断续过载运行或应急事故过载运行;由于过载时,负载损耗和阻抗电压增幅较大,处于非经济运行状态,故不应使其处于长时间连续过载运行。2.防护等级 选用外壳,可防小动物(鼠、蛇、猫、雀等)和直径大于12mm的固体异物进入,并能防止短路停电等恶性事故的发生。防护等级主要是防止人体接近壳内带电部分或转动部分,防止固体异物进入和防止由于进水、油等而引起有害影响,它符合相关标准的规定。六、干式变压器的相关技术2.防护等级 选用外壳,可防小动物(鼠、蛇、猫、雀等)和直径大于12mm的固体异物进入,并能防止短路停电等恶性
15、事故的发生。防护等级主要是防止人体接近壳内带电部分或转动部分,防止固体异物进入和防止由于进水、油等而引起有害影响,它符合相关标准的规定。表3-2防护等级的代号及含义六、干式变压器的相关技术3.温度显示控制系统 干式变压器的安全运行和使用寿命,很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏,是导致变压器不能正常工作的主要原因之一,因此对变压器的运行温度的监测及其报警控制是十分重要的。干式变压器的温度显示控制系统实现对运行温度的监测及报警跳闸控制,以使干式变压器安全运行,延长使用寿命。此系统的主要功能如下:七、干式变压器的启用1)短接变压器的“输入”与“输出”接线端子
16、,用绝缘电阻表测试其与地线的绝缘电阻。2)变压器输入、输出电源线截面积应满足其电流值大小的要求。3)输入、输出三相电源线应按变压器接线板母线的颜色黄、绿、红,分别接A 相、B 相、C 相,中性线应与变压器中性线相接,接地线与变压器外壳相接(如变压器有机箱应与箱体地线标志对应相连接)。4)先空载通电,观察测试输入输出电压符合要求。5)当空载测试完成且正常后,方可接入负载。第三节城市轨道交通牵引供电系统整流器一、三相桥式整流电路(脉波整流电路) 城市轨道交通牵引供电系统整流器全部采用三相全波桥式整流,为了提高输出直流的质量,减少谐波,减少对城市电力系统的影响,一般采用12、24脉波整流电路。图3-
17、12三相桥式整流电路图3-13三相桥式整流电路的输出电压波形和矢量图二、12脉波整流原理图3-1412脉波整流原理图二、12脉波整流原理图3-1512脉波整流电路及直流输出波形三、 24脉波整流原理图3-1624脉波整流原理图四、24脉波整流变压器系统1.基本结构 24脉波整流变压器系统有各种不同的结构组合。第一种情况下,可以采用单列四台变压器和四台全波整流器构成24脉波整流变压器系统,但这种系统占地面积大,维护复杂。第二种情况下,可以采用两台变压器三相三绕组和四台全波整流器构成24脉波整流变压器系统。而四台整流机组也可以根据不同的需要进行组合。四台整流机组串联运行,适用于电压较高的场合;四台
18、整流机组并联运行,适用于负荷电流较大(或多负荷)的场合,城市轨道交通系统多采用这种系统。同时整流机组也有不同的结构,既有不可控整流二极管,也可以采用晶闸管。城市轨道交通系统的整流机组现在多采用大功率整流二极管。四、24脉波整流变压器系统图3-1724脉波整流变压器系统的主电路原理图2.环氧浇注牵引整流干式变压器四、24脉波整流变压器系统 为了减少变压器低压绕组之间的相互影响, 环氧浇注牵引整流干式变压器沿轴向设置双线圈的低压输出线圈,即所谓的每相铁心两线圈轴向双分裂结构,通常要求其分裂系数,基本联结组标号为Dd0y11。采用了轴向双分裂结构后,直流阀侧绕组间具有较大的短路阻抗,因此一般不再设置
19、平衡电抗。图3-18轴向双分裂结构变压器的绕组布置图四、24脉波整流变压器系统3.移相原理在保证T1和T2具有相同基本结构的基础上,要实现等效24脉波整流,就必须使T1和T2低压输出之间移相15,经过分析,在高压侧采用延边三角形移相方法。为了并联12脉波整流系统(T1和T2)的平衡运行,就必须保证T1和T2具有相同的电气参数,为此T1和T2在基本联结组标号Dd0y11基础上,分别移相75和-75,实现了T1和T2输出低压移相15的目的,又保证了几何尺寸和参数的对称。 图3 19所示为延边三角形移相75和 的接线图和相量图。四、24脉波整流变压器系统图3-19延边三角形移相7.5和-7.5的接线
20、图和相量图a)35kV网侧延边三角形接线(=7.5)b)35kV网侧延边三角形接线(=-7.5)c)延边三角形移相7.5的相量图d)延边三角形移相-7.5的相量图四、24脉波整流变压器系统4.一次侧(网侧)连接图3-20延边三角形矢量图a)35kV网侧延边三角形电压矢量图(=7.5)b)35kV网侧延边三角形电压矢量图(=-7.5)四、24脉波整流变压器系统图3-2124脉波整流电压矢量分析图1#变压器二次侧三角形接线A相输出电压1#变压器三角形接线B相输出电压1#变压器三角形接线C相输出电压1#变压器星形接线A相输出电压1#变压器星形接线B相输出电压1#变压器星形接线C相输出电压2#变压器三
展开阅读全文