Блочная тяговая подстанция (стр. 6 )

1) включить цепи оперативного управления оборудования учебной блочной тяговой подстанции и выключатель Q1 ввода РУ-6(10) кВ;

2) перед тем как включить выключатель Q2 ячейки ПВА и подать напряжение на преобразовательный трансформатор выпрямительного агрегата, необходимо подключить нагрузку, для чего в ячейке РУ-3,3 кВ необходимо включить линейный разъединитель QS6 фидера контактной сети 3,3 кВ и быстродействующие выключатели QF1 и QF2;

3) включить выключатель Q2 ввода ПВА (ячейка № 2).

Такая последовательность операций коммутационными аппаратами принята исходя из следующих соображений. При включениях выпрямителя на холостой ход выключателем со стороны переменного тока возможны импульсные перенапряжения на вентильных плечах, в 1,5 – 1,8 раза превышающие номинальные обратные рабочие напряжения URWM. Исследования показывают, что перенапряжения при отключениях ненагруженного агрегата могут превышать URWM в два раза. При наличии RC-цепей амплитуда этих видов перенапряжений несколько снижается.

Таким образом, при вводе выпрямительного агрегата в работу сначала включают выключатель со стороны постоянного, а затем – выключатель со стороны переменного тока. При выводе выпрямительного агрегата из работы сначала отключают выключатель со стороны переменного тока, а затем – выключатель со стороны постоянного тока.

5.2. Краткие теоретические сведения и
конструктивное исполнение выпрямителя

Управляемый выпрямитель АТУ6м-У-1,6к-825УХЛ4 выполнен в виде шкафа с двухсторонним обслуживанием. Для обеспечения сигнализации и блокировки в выпрямителе на металлоконструкции шкафа напротив каждой двери установлены микропереключатели для сигнализации проникновения в выпрямитель и определения факта состояния двери (открыта, закрыта).

Внутри шкафа имеется светильник, который необходим для освещения в условиях недостаточной видимости; он включается автоматически микропереключателями при открытии любой двери шкафа выпрямителя.

Выпрямитель собран по шестипульсовой мостовой схеме (см. рис. 1) из шести тиристорных модулей. Каждый модуль включает в себя один тиристор таблеточного типа Т173-2000-24, два охладителя и один прижимной механизм. Тиристорные модули расположены один под другим, три – с одной стороны шкафа, три – с другой. Для обеспечения равномерности распределения напряжения в обратном направлении и защиты тиристоров от коммутационных перенапряжений используются защитные RC-цепи, устанавливаемые на платах параллельно каждому вентилю.

Выпрямитель АТУ6м-У-1,6к-825УХЛ4 подключается к преобразовательному трансформатору мощностью 63 кВ·А. Подключение выпрямителя к силовому трансформатору производится кабелем, а к нагрузке – шинами, расположенными над выпрямителем.

На лицевой панели шкафа расположены

– индикаторная лампа контроля наличия силового напряжения;

– индикаторная лампа контроля наличия напряжения питания собственных нужд;

– амперметр для контроля выходного тока;

– вольтметр для контроля выходного напряжения;

– переключатель для регулирования выходного напряжения.

Для наблюдения формы импульсов управления, входного и выходного напряжения на лицевую панель шкафа выпрямителя выведены контрольные гнезда.

Система управления выпрямителя АТУ6м-У-1,6к-825УХЛ4 представляет собой трехфазный контроллер для управления тиристорами модели FC36M – это малогабаритное надежное устройство, имеющее много опций, которые выбираются с помощью шести переключателей, сгруппированных в блоке, что делает FC36M универсальным и экономичным в использовании.

Описанный контроллер имеет встроенный трансформатор питания электроники, который также используется для синхронизации импульсов управления с силовой сетью. Трехфазный контроллер FC36M – многоцелевой контроллер фазового и квазиимпульсного управления, предназначенный для использования в различных двух - или трехфазных преобразователях, работающих от сети с частотой 50/60 Гц; он легко конфигурируется для оптимизации рабочих характеристик с помощью переключателей.

Система управления основана на пик-контроллере PIC16C74, состоящем из постоянного и оперативного запоминающих устройств (ПЗУ, ОЗУ) и микропроцессора. Пик-контроллер формирует шестиканальную систему импульсов управления тиристорами с фазовым сдвигом в 60º между импульсами соседних каналов.

В данном случае контроллер настроен на квазиимпульсный режим управления, он формирует систему «пачек» импульсов управления, а не систему одиночных импульсов, как при фазовом режиме управления. Когда фронт «пачки» доходит до момента времени, при котором напряжение на аноде тиристора становится больше напряжения на катоде (момент естественного открытия), происходит открытие тиристора. С увеличением угла регулирования α относительно момента естественного открытия тиристора происходит искажение кривой выпрямленного напряжения и снижение его среднего значения Udα.

Для измерения выпрямленного напряжения и выпрямленного тока на лицевой панели шкафа выпрямителя предусмотрены вольтметр (PV) и амперметр (PA1). Маркировка и пределы измерения приборов нанесены на шкалах. Каждый из приборов включен в ту цепь, где приведено именно его условное графическое и позиционное обозначение.

Осциллографирование электромагнитных процессов в выпрямителе и управляемых импульсов системы управления осуществляется электронным осциллографом типа С1-83 или С1-93.

Для осциллографирования напряжений вторичной обмотки преобразовательного трансформатора u2, выпрямленного напряжения ud и тока в цепи управления тиристоров выпрямителя iG на схеме, приведенной на лицевой панели шкафа выпрямителя, имеются следующие гнезда:

Х1, Х2, Х3 – корпус;

Ха, Хв, Хс – выводы вентильных обмоток преобразовательного трансформатора;

ХG1, ХG2, ХG3, ХG4, ХG5, ХG6 – выводы управляющих электродов тиристоров VS1 – VS6 соответственно.

Временные диаграммы электромагнитных процессов для разных значений угла регулирования показаны на рис. 3.

Рис. 3. Временные диаграммы электромагнитных процессов
в управляемом выпрямителе

Трехфазный контроллер FC36M имеет обширную область применения. Он может использоваться в источниках питания, в управляемых и частично-управляемых выпрямителях, для управления двигателями переменного тока, в устройствах плавного пуска, в контроллерах нагревателей, в индукционных генераторах, для регулирования напряжения переменного тока, для управления трехфазным трансформатором.

Дополнительно включенные контроллеры можно конфигурировать для управления параллельно включенными тиристорами при больших токах нагрузки или для управления двенадцатипульсовыми выпрямителями с целью снижения пульсаций постоянного тока.

Проведение исследований на оборудовании выпрямительного агрегата должно производиться в соответствии с действующими правилами техники безопасности и правилами технической эксплуатации при производстве работ в электроустановках [2].

Переключение коммутационного оборудования для сборки схемы исследуемого выпрямительного агрегата, подключение электронного осциллографа осуществляются только под наблюдением преподавателя.

5.3. Порядок выполнения лабораторной работы

1) Ознакомиться с конструктивным исполнением и параметрами выпрямительного агрегата и системы его управления.

2) Включить соответствующее оборудование для подачи напряжения на выпрямительный агрегат.

3) В соответствии с последовательностью, описанной в п. 1.3.1, подключить выпрямитель к шинам постоянного и переменного тока.

4) Подготовить к работе осциллограф и исследовать кривые напряжения (вторичного u2, выпрямленного ud) и тока в цепи управления (iG) для различных значений угла регулирования α, задаваемых преподавателем.

5) Отключить выпрямитель от шин переменного и постоянного тока.

6) Снять напряжение с выпрямительного агрегата.

5.4. Содержание отчета

1) Титульный лист.

2) Цель работы.

3) Назначение управляемого выпрямительного агрегата.

4) Основные элементы конструктивного исполнения шкафа выпрямителя.

5) Схема главных электрических соединений управляемого выпрямительного агрегата.

6) Назначение трехфазного контроллера FC36M.

7) Результаты эксперимента в виде обработанных осциллограмм, снабженных координатными сетками.

8) Выводы по результатам выполненной работы.

9) Ответы на контрольные вопросы.

5.5. Контрольные вопросы

При самостоятельной подготовке к ответам на контрольные вопросы рекомендуется использовать литературу [5, 7, 8].

1) Для чего создаются управляемые выпрямители? Как управление преобразователем сказывается на всех его показателях?

2) Поясните последовательность подключения и отключения выпрямительного агрегата к шинам переменного и постоянного тока. Почему принята такая последовательность?

3) Какие конструктивные особенности имеет управляемый выпрямитель АТУ6м-У-1,6к-825УХЛ4?

4) В чем особенность принципа управления тиристорами при помощи трехфазного контроллера FC36M?

Библиографический список

1. Правила устройства электроустановок. СПб: ДЕАН, 2001. 928 с.

2. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. СПб: ДЕАН, 2003. 301 с.

3. Технологические карты на межремонтные испытания оборудования тяговых и трансформаторных подстанций железных дорог. М.: Трансиздат,
2005. 232 с.

4. Технологические карты на работы по текущему ремонту оборудования тяговых подстанций электрифицированных железных дорог. М.: Трансиздат, 2004. 208 с.

5. Новое оборудование для проектирования тяговых и трансформаторных подстанций: Учебное пособие / , и др. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2005. 81 с.

6. Инструкция по техническому обслуживанию и ремонту оборудования тяговых подстанций электрифицированных железных дорог (ЦЭ-936). М.: Трансиздат, 2003. 80 с.

7. Силовое оборудование тяговых подстанций железных дорог: Сборник справочных материалов. М.: Трансиздат, 2004. 384 с.

8. Силовые преобразователи тяговых подстанций и электроподвижного состава: Учебное пособие / , и др. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2005. 103 с.

Учебное издание

,

САЛИТА Евгений Юрьевич,

блочная тяговая подстанция

________________

Редактор

***

Подписано в печать. 01.2008. Формат .

Плоская печать. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 2,3. Уч.-изд. л. 2,5.

Тираж 180 экз. Заказ.

**

Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа

Типография ОмГУПСа

*

644046, г. Омск, пр. Маркса, 35