Выпрямительно-инверторные преобразователи

Железнодорожный транспорт является одним из крупнейших  потребителей электроэнергии. Годовое потребление электроэнергии составляет 35 млрд. кВт-ч, около 70% из них идет на электрическую тягу поездов. В этих условиях экономия электроэнергии приобретает большое значение. Одним из важнейших мероприятий по снижению расхода электроэнергии на тягу поездов является рекуперативное торможение, позволяющее возвращать около 2% энергии, используемой на тягу, а на отдельных участках с горным профилем эта величина достигает 20%.

Энергия рекуперации, вырабатываемая ЭПС при рекуперативном торможении, как правило, потребляется ЭПС, находящимся в режиме тяги на этом же участке. При отсутствии такого потребителя избыточная энергия во избежание срыва торможения должна быть принята другим приемником энергии. В качестве такого приемника на тяговых подстанциях применяются инверторные агрегаты, преобразующие постоянный ток в переменный и отдающие энергию в питающую сеть.

Для перевода выпрямительного агрегата, являющегося источником электроэнергии, в инверторный режим потребителя необходимо выполнить четыре условия.

Первое условие инвертирования — изменить полярность преобразовательного агрегата, так как ток от двигателей ЭПС, работающих при рекуперативном торможении в генераторном режиме, не сможет пройти через полупроводниковые тиристоры инвертора в непроводящем направлении (от катода к аноду). Простое же изменение полярности не приведет к переходу инвертора из режима источника энергии в режим ее потребителя. Необходимо выполнить следующее условия.

Второе условие инвертирования — обеспечить запирание тиристоров тех фаз трансформатора, напряжение которых в данный момент положительно относительно подводимого из контактной сети инвертируемого напряжения, и отпирание тиристоров фазы, имеющей наиболее отрицательное напряжение. Для выполнения этого условия необходимо в преобразователе использовать управляемые СПП (тиристоры).

Третье условие инвертирования — правильно отрегулировать момент подачи управляющего импульса на тиристор для его отпирания в момент отрицательной ЭДС на его аноде, но когда эта ЭДС выше, чем на аноде тиристора, заканчивающего свою работу. Переключение тиристоров в этом случае происходит автоматически.

Четвертое условие инвертирования — повысить напряжение фазы трансформатора при работе в инверторном режиме. Это условие вытекает из третьего, так как регулирование момента подачи отпирающего импульса тиристора приводит к снижению среднего напряжения инвертора за период по сравнению со средним напряжением выпрямителя. Так как на подстанции один преобразователь работает в выпрямительном режиме, то он может подпитывать инвертор, имеющий меньшее среднее напряжение, даже при отсутствии рекуперативного торможения. Чтобы уменьшить уравнительные токи в цепи выпрямитель-инвертор тяговой подстанции, устанавливают реакторы, воспринимающие мгновенную разность напряжений выпрямителя и инвертора. В процессе рекуперативного торможения эти реакторы воспринимают разность пульсирующего напряжения инвертора и постоянного без пульсаций напряжения тяговых двигателей в генераторном режиме.

На рис. 1  изображена схема выпрямительно-инверторного агрегата типа ВИПЭ-2УЗ, выполненного в виде двух встречно- паралелльно выключенных трехфазных мостов: диодного выпрямителя UD и тиристорного инвертора t/Z. В качестве диодного используется выпрямитель типа ПВЭ-ЗМ, собранный на лавинных диодах ВЛ-200. Три фазы инверторного моста собраны из тиристоров типа ТД-320 с повышенными динамическими параметрами не ниже класса 12 и смонтированы в трех шкафах. Оба моста подключены к разным выводам обмоток вторичной "звезды" преобразовательного трансформатора Т типа ТДП-12500/10И-У1. Повышение напряжения трансформатора Т для инверторного режима осуществляется увеличением числа витков его вторичной обмотки. Подключение к шинам тяговой подстанции выпрямителя или инвертора в зависимости от режима работы быстродействующими выключателями типа ВАБ-28/3000, которые включаются попарно датчиком переключения режимов (ДПР). Инвертор подключается к шинам выключателями QF1 и QFV выпрямитель UD - QF3 и QF4. Эти выключатели одновременно защищают преобразовательный агрегат от перегрузок, КЗ и опрокидываний инвертора (переход в выпрямительный режим).

Схема выпрямительно-инверторного агрегата тВИПЭ-2УЗ

Схема выпрямительно-инверторного агрегата типа ВИПЭ-2УЗ

Реакторы LRt и LR2 предназначены для снижения уровня радиопомех, a LR3 и LR4 позволяют ограничить Уравнительные токи, циркулирующие между UD и UZ при их параллельной работе. Разрядники F Vx типа РБК-3, подключенные на линейные напряжения трансформатора, служат для защиты обоих мостов от коммутационных перенапряжений. Для защиты преобразователя от перенапряжений со стороны контактной сети применены вентильные биполярные разрядники FV2kFV3 типа РВБК-3,3, подключенные к выводам анод-катод инвертора и выпрямителя. Автоматическое управление переключениями и работой ВИПЭ- 2УЗ осуществляется аппаратурой, размещенной в шкафах управления (ШУ) и выходных каскадов (ШВК). Переход из режима выпрямления в режим инвертирования осуществляется при появлении на фидерной зоне подстанции рекуперирующего ЭПС и повышения напряжения в контактной сети и на шинах подстанции. Датчик напряжения (ДН), подключенный к шинам через блок Бх подает сигнал о повышении напряжения в шкаф управления (ШУ), куда поступает информация от трансформаторов тока преобразователя и трансформатора напряжения шин 10 кВ. Логические элементы датчика переключения режимов (ДПР) и ШУ обрабатывают поступившую Информацию и выдают сигналы: ДПР — на отключение выключателей QF3 и QF4 выпрямителя и на включение QFX и QF2 инвертора; ШУ и ШВК — отпирающие импульсы на управляющие электроды тиристоров инвертора.

Таким образом, приведенная схема ВИПЭ-2УЗ осуществляет выполнение всех условий инвертирования, перечисленных выше, позволяет использовать агрегат в качестве выпрямительного при отсутствии рекуперирующего ЭПС.

Асинхронный тяговый электропривод на вагонах метрополитена

Асинхронный тяговый электропривод на вагонах метрополитена

Пособие содержит общие сведения о конструкции асинхронных электрических машин, о назначении их составных частей, рассмотрено устройство конкретной модели тягового электродвигателя. Рассматривается состав комплекта силового электрооборудования, назначение составных частей, их работа и взаимодействие.
es1p-cover-m-pack-138

Типовая инструкция о порядке обслуживания и организации пропуска скоростных электропоездов

В инструкции затрагиваются вопросы порядка движения и организации пропуска электропоездов «Ласточка» и «ЭШ2», действия работников, обслуживающих Электропоезда, в аварийных и нестандартных ситуациях, порядок технического обслуживания в депо и пунктах оборота, обязанности локомотивной бригады, порядок взаимодействия в пути следования локомотивной бригады и работников поездной бригады, организация работы локомотивной и поездной бригад по обслуживанию пассажиров, маневровая работа…
Электропоезд ЭС1П

Действия машиниста электропоезда Ласточка при неисправностях подножки выдвижной

В памятке приводятся основные рекомендации машинисту электропоезда по предупреждению аварийных ситуаций перед отправкой поезда по маршруту следования, порядок осуществления визуального осмотра подножек выдвижных, излагаются действия машиниста электропоезда Ласточка при неисправностях подножки выдвижной производства АО «Стекломаш».
Яркий логотип Интернет-сайта Машинист электропоезда и Эсткор

Ограниченная ответственность. Материалы, размещенные на этом Интернет-сайте взяты из открытых источников и размещены на безвозмездной основе. Копирование информации из одного открытого источника в другой не является нарушением авторских и смежных прав.

Поддержку Интернет-ресурса осуществляет общество с ограниченной ответственностью "Финансово-производственная компания "Эсткор" (ОГРН: 1205000045700, ИНН/КПП: 5012102260/501201001). Все права защищены.

Обратная связь

мкр. Железнодорожный,
г. Балашиха,
Московская область, 143980