牽引變電站用整流器培訓.doc

牽引變電站用整流器培訓教材 上海整流器廠有限公司200911 一 安裝1 電源和控制的配線規(guī)程2 為設備就位所需之地板、導軌的安裝鉆孔和上螺絲的方法3 安全警告及注意事項4 接地及其連接規(guī)程5 通風說明6 測試方法7 氣候防護、灰塵防護和其它的環(huán)境防護8 安裝所需工具的功能及建議數量二 操作1 概述2 主要性能參數3 操作說明4 注意事項 5 故障查找6 記錄表格三 維護與檢修1概述2設備的操作與維修21 設備的操作22 設備的維護和檢修23 故障查找24 故障排除一 安裝1 電源和控制的配線規(guī)程 交流輸入導線取不小于400mm2電纜線2根，直流輸出導線取不小于400mm2電纜線5根。輔助電源和控制用導線取不小于1.5mm2的多股導線。2 為設備就位所需之地板、導軌的安裝、鉆孔和上螺絲的方法見地基圖、底腳安裝圖。3 安全警告及注意事項3.1 在安裝工作開始之前，應檢查整流器的編號是否符合圖紙規(guī)定。3.2 整流器不能倒置。3.3 整流器用鏟車搬運時，鏟的長度必須大于柜尺寸，防止傾倒，用吊車、行車搬運時需用4個吊環(huán)，不能用2個吊環(huán)，防止柜架變形。3.4 電纜必須置于電纜架上。3.5 整流變壓器至整流器的電纜長度應該相等。4 接地及其連接規(guī)程 接地用多股導線，其截面不小于95mm2。整流器接地電纜連接至負極柜。5 通風說明整流器應安裝在通風良好的場所，空氣交換量應大于60 m3/min。6 測試方法整流器安裝就位后，用1000V兆歐表測量柜架對地的絕緣電阻，其阻值應不小于2MW。7 氣候防護、灰塵防護和其它的環(huán)境防護7.1 整流器投運前，用鼓風機排除牽引變電站的潮氣。7.2 整流器應保持清潔，使用吹風機（例如上海鋒利電動工具有限公司的Q1B-SF1-2.5吹風機，氣壓500mm，氣流量2.5m3/min）吹去浮塵，使用柔軟抹布清除絕緣子上油污，不能使用回絲、棕刷，因為殘留回絲、棕絲會引發(fā)短路。7.3 牽引變電站應防止飛蛾進入。8 安裝所需工具的功能及建議數量套筒扳手 M16、M10 2套呆扳手 M16、M10 2套內六角扳手S=6 （緊固M840內六角圓柱頭螺釘） 2個二 操作1 概述1.1 本整流器用于城市軌道交通牽引變電站作直流電源，符合中華人民共和國專業(yè)標準JB/T9689-1999牽引變電站用整流器。1.2 整流器應在下列正常工作條件下使用1.2.1 網側電壓波動范圍：整流變壓器網側額定電壓35kV。1.2.2 環(huán)境與冷卻條件1.2.2.1 海拔高度不超過1000m。1.2.2.2 整流器運行溫度的最低值為-10，停止使用期間的最低溫度不低于-40。1.2.2.3 相對濕度：月平均值不大于90%(25)，日平均值不大于95%，有凝露發(fā)生。1.2.2.4 運行地點無導電、爆炸塵埃，無腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體或蒸汽。1.2.2.5 地震裂度：7度1.2.2.6 雷電日：90天/年1.3 整流器的型號含義：Z Q A 口 /1500 （B6U）2P 并聯連接 橋式六脈波整流 額定直流電壓（V） 額定直流電壓（A） 自然空氣冷卻 牽引用 整流管1.4 工作原理1.4.1 整流變壓器的二組低壓繞組之間相位差30引入整流器。整流器由兩個三相橋式整流電路并聯組成12脈波整流，每個橋臂有2個平板壓接式整流管并聯，使用正向峰值壓降值相近的整流管并聯，以獲得相近的電流分配。 整流變壓器的網側繞組用延長三角形接線，一臺整流變壓器移相7.5，另一臺整流變壓器移相-7.5，二臺整流器組成24脈波整流。1.4.2 整流器的交流輸入接有電阻、電容組成的交流操作過電壓抑制電路，抑制整流變壓器空載或輕載時斷開交流開關所產生的過電壓，兼抑制整流元件的換相過電壓。整流器的直流側接有壓敏電阻等組成的過電壓抑制電路，抑制直流回路中電感所引起的過電壓兼抑制交流操作過電壓。1.4.3 整流器采用快速熔斷器，交流開關和直流開關作綜合過載，短路保護。當整流管反向擊穿引起內部短路時，快速熔斷器熔斷以防止事故擴大。1.4.4 整流器采用溫度繼電器作為附加保護，當母排溫度超過90或整流管散熱器溫度超過150時，溫度繼電器觸點閉合，接通跳閘回路，交流開關跳閘。當整流器溫度超過90C時，發(fā)出報警信號。1.4.5 快速熔斷器用熔斷器上的微動開關來監(jiān)控。當快速熔斷器熔斷時，微動開關的觸點信號送入PLC。PLC根據邏輯判斷，得出是報警還是跳閘，做出相應的信號輸出。當一只快速熔斷器熔斷時，或不同一整流橋中兩只快速熔斷器熔斷時發(fā)出報警信號。當同一整流橋中兩只快速熔斷器熔斷時，發(fā)出跳閘信號。壓敏電阻用與其串聯的熔斷器上的微動開關監(jiān)控。1.4.6 在整流柜的門上安裝顯示交流開關通/斷的位置顯示器、直流電壓表、交流電壓表、直流電流表。2 技術性能及電氣參數2.1 交流輸入：2350Hz，1180V，599A(816A)2.2 額定輸出直流電壓：1500V2.3 額定輸出直流電流：1467A(2000A)2.4 過載能力符合負載等級級的要求，即100%額定輸出電流連續(xù)；150%額定輸出電流2h；300%額定輸出電流1min。2.5 在額定輸入和額定輸出的條件下，其損耗功率不大于5kW(7kW)。2.6 在直流輸出發(fā)生短路時，直流開關協調正確動作，整流器無損壞。3 操作說明3.1 運行操作順序3.1.1 合上輔助電源的斷路器3.1.2 觀察PLC狀態(tài)顯示燈(RUN、SF、STOP指示燈)。正常情況下,PLC上電后進入自檢狀態(tài)。此時，所有的狀態(tài)指示燈都會閃爍。當PLC自檢結束后進入運行狀態(tài)時，RUN燈亮，表示系統進入正常運行狀態(tài)。文本顯示器操作程序在文本顯示器中，F1 為整流器狀態(tài)顯示* F2 復位注（1）* F2：復位鍵：當從一個狀態(tài)轉換到另一種狀態(tài)，一定要按復位鍵，復位成原來的狀態(tài)。注（2）：當顯示的值閃爍時一定要按ENTER鍵確認（通常為故障顯示），才能顯示下一條信息。3.1.3 關上整流器前門，后門。3.1.4 交流開關合閘。3.1.5 觀察前門上位置顯示器，應在垂直位置；在空載情況下直流電壓表指示在1640V左右；故障指示燈不亮。開啟加熱器，如整流器首次使用或斷續(xù)使用，加熱器置手動擋，如整流器長期連續(xù)使用，加熱器置自動擋。3.2 停止操作順序3.2.1 斷開交流開關3.2.2 觀察前門上位置顯示器，應在水平位置。3.2.3 斷開輔助電源的斷路器。3.2.4 觀察前門上位置顯示器，應無顯示。4 注意事項4.1 整流器正常運行時，不需要專人值守。4.2 整流器應盡量避免在空載情況下斷開交流開關，停止運行時，應先斷開交流開關，后斷開直流開關。4.3 牽引變電站在網側和直流側須設避雷器，以抑制雷擊過電壓。4.4 交流開關的電流整定應避開整流變壓器的勵磁涌流。4.5 不允許開門運行。4.6 整流器投運前，如濕度大，有凝露發(fā)生，用鼓風機排除牽引變電站的濕氣。4.7 當整流器故障時，操作人員應排除故障后才能合閘，否則可能將擴大事故范圍，造成更大損失。4.8 整流器應保持清潔，每月應清除整流管外殼和絕緣子上的積灰。使用吹風機、柔軟抹布清除積灰，而不能使用回絲、棕刷，因為殘留回絲、棕絲會引發(fā)短路。5 故障查找5.1 在SCADA上查找故障點。5.2 在整流器前門的文本顯示器上，根據提示尋找故障點。5.3 當快速熔斷器熔斷時，快速熔斷器上微動開關的紅色指示器彈出。6 記錄表格日期：清掃日期：直流電壓V:故障點：操作員：三 維護與檢修1概述適用以下產品規(guī)格 ZQA1467/1500（B6U）2P ZQA2000/1500（B6U）2P2 設備的操作與維修21 設備的操作 設備的操作使用請見操作部分。22 設備的維護和檢修 設備維護和檢修前一定先閱讀操作手冊然后再進行設備的維護和檢修221 在開始維護和檢修整流器前，必須先斷電，再開門。斷電的程序必須是先斷開交流中壓開關、再斷開直流開關、負極開關，然后才能打開門。用測電棒測一下主電路是否有電，確定沒有電后才能進行維護和檢修。（注意：輔助電源開關斷開后，端子上可能還有電，如交流跳閘回路上的端子，輔助電源進線端子等。）222 觀查主電路上阻容是否有異常（接頭是否完好）快速熔斷器上的微動開關是否動作、線是否有脫落。PLC狀態(tài)是否正常。223 整流器應保持清潔，每月應清除整流管外殼和絕緣子上的積灰。使用吹風機、柔軟抹布清除積灰，不能使用回絲、棕刷，因為殘留回絲、棕絲會引起短路。每年應復測整流管的反向重復峰值電壓，反向峰值電壓低于3800V的整流管應予更換。每次投入運行前，應清除蜘蛛網等異物，以防短路。225維護記錄表格日期清潔日期直流電壓直流電壓二次回路二次回路故障記錄設備狀況記錄故障狀態(tài)記錄，排除方法記錄。檢查二次動作是否正確，整流器是否有異樣。23 故障查找整流器的故障點查找一般來說是很明確的我們可從SCADA上顯示的故障點來確定。也可從整流器柜門上文本顯示器上先確定故障的性質，然后再打開門查找故障點。同時PLC上的I/O狀態(tài)指示燈也可幫助我們迅速查找故障點。所以整流器的故障查找是很方便的。24 故障排除 當整流器發(fā)生故障時，維修人員找到故障點并排除故障，如果故障是在主電路上發(fā)生，上電前一定要先對主電路和對柜體進行測試絕緣檢測（主電路對柜體2、柜體對地2 1000V兆歐表）確認沒有短路才能合閘，否則可能將擴大事故范圍，造成更大損失。241當快速熔斷器熔斷時，應檢查整流管的反向峰值電壓。由于整流管安裝是二個管芯一組，所以我們只能用排除法進行。測試程序如下。測量儀器為反向峰值電壓測量儀，測量整流二極管。242 更換快速熔斷器之前，先將快速熔斷器上的微動開關拔出，快速熔斷器更換后再將微動開關卡在熔斷器上，并檢驗微動開關動作情況。243 更換整流管；其正向峰值電壓降與并聯的整流管的正向峰值電壓降之差小于0.05V。用清潔的布清潔散熱器的臺面和整流管的接觸面，用硅脂（上海樹脂廠生產的2953硅脂）均勻涂抹。用18Nm的力矩板手緊固整流組件螺母，測量整流管的反向峰值電壓，以檢驗安裝是否正確。244 更換PLC；注意新的PLC中是否有程序，同時注意通訊配置是否正確（由于整流器作為從站，兩個整流器的從站地址是不同的。） 總之整流器的維修、維護最重要的是注意整流器的絕緣，很多問題出現，都和絕緣有關，在平時的維護、維修要著重注意。牽引變電站用整流器調試為了保證整流器產品質量,本檢驗必須符合GB/T3859.1-93半導體變流器基本要求的規(guī)定。JB/T9689-1999牽引變電站用整流器及合同的有關規(guī)定。 一ZQA-/牽引變整流器技術要求 牽引變整流器技術指標及要求,根據不同用戶,不同容量是有差異的.現將重慶輕軌用整流器為例.其主要指標如下:1.額定輸出直流電壓V，2.額定輸出直流電流A,3.絕緣強度符合有關標準中提出要求.4.過載能力符合負載等級的要求，即100%額定輸出電流連續(xù)；150%額定輸出電流2h；300%額定輸出電流1min。 5.在額定直流電流1.5倍時,整流器同一橋臂中并聯整流管穩(wěn)態(tài)電流均衡度應大于0.9. 6.當一個整流管損壞時,與整流管串聯快熔應正確熔斷,并發(fā)出報警信號.當二個整流管損壞時,與整流管串聯快熔應正確熔斷,并發(fā)出跳閘信號.二.試驗項目和方法(一) 絕緣試驗 絕緣試驗包括耐壓試驗和測量絕緣電阻兩部分.前者目的在于檢查變流器絕緣狀況,后者的目的在于防止不必要的高電壓破壞,具體有以下三方面檢驗:1. 絕緣電阻測量在進行絕緣試驗之前,應先用1000伏兆歐表測量受試部分的絕緣電阻.在環(huán)境溫度205和相對濕度為90%的情況下,其數值一般不小于1兆歐,絕緣電阻只作為耐壓試驗參數.2. 主回路對地施加工頻6000V試驗電壓1min應無擊穿或閃絡現象,該項目必需在裝配完成未放線前進行.3. 當裝配,放線均完成后,直流電壓表及操作電路對地施加1500V試驗電壓,1min應無擊穿或閃絡現象.（接線方法見附圖）(二) 功能試驗在檢查裝配,放線均無誤情況下,接通控制,輔助回路電源進行以下試驗.試驗目的是為了驗證電氣線路的所有部分以及控制系統的連接是否正確,選用低壓電器元件能否與主電路一起正常工作.設備的電氣特性是否能滿足設計規(guī)定要求.1. 一個整流管損壞時,快熔熔斷并發(fā)出報警信號.2. 當二個整流管損壞時,快熔熔斷并發(fā)出跳閘信號.3. 壓敏電阻回路熔斷器熔斷,并發(fā)出跳閘信號.4. 當整流器測試點溫度超過設定值90C或115C時, 發(fā)出報警或跳閘信號.5. 輔助回路檢驗(1) 門打開,接通輔助控制電源,柜內照明燈亮,關閉燈暗.(2) 短接接線端子101與117,H1指示器顯示合閘.(3) 短接接線端子101與118, H1指示器顯示分閘.(三) 空載電壓試驗測試線路圖如下:按圖要求將測試設備輸出A1,B1,C1接至被測流器裝置,將Ty調壓調至最低輸出電壓,再合上Q1空氣斷路器,逐漸調節(jié)Ty調壓器,觀察牽引整流器上電壓表調至額定電壓的1.1倍,如在750V額定輸出電壓時,電壓表讀數應為830V, 在1500V額定輸出電壓時,電壓表讀數應為1650V.(四) 低壓大電流試驗測試線路圖如下:按上圖將完成接線并將牽引整流器正,負用銅排短接,圖中Q1為進線空氣斷路器,Ty為電動感應調呀器,SD為調壓器伺服電機,EJ1升壓限位開關, EJ2降壓限位開關,S1升壓按鈕,S2降壓按鈕,T為低壓大電流變壓器(460/10). 先接通輔助操作回路,按S2,將調壓器調至最低輸出電壓,合上空氣斷路器Q1,按S1升壓按鈕,提高變壓器輸出電壓,觀察分流器上電流表,讀數至額定電流1.5倍.通電2小時后測牽引整流器的均流系數.在二個元件并聯時()/2大于90%,隨后按S2調整到100%額定電流, 同樣通電2小時后測其他均流系數.(五) 一般檢查1.外觀,油漆.2.門.3.外形尺寸. 牽引整流器用硅整流管技術性能及測試一. 硅整流管技術性能及參數 硅整流管核心是PN結,PN結具有單向導電的整流作用.硅整流管的特性參數如圖1,圖中符號所代表的特性參數的名稱及定義見下表1.特性參數名稱符 號定 義額定正向電 流硅整流管在電阻性負載的單相工頻正弦半波電路中,在環(huán)境溫度+40C和規(guī)定冷卻條件下,結溫穩(wěn)定且不超過額定結溫時,所允許的最大正向平均電流.正向平均電 壓硅整流管通以額定正向平均電流,待結溫穩(wěn)定后,陽極-陰極間電壓的平均值.正向峰值電 壓硅整流管通以額定正向平均電流,待結溫穩(wěn)定后,陽極-陰極間電壓的峰值.浪涌電流硅整流管通以額定正向平均電流,待結溫穩(wěn)定后,在工頻正弦半波周期間能承受的最大過載峰值電流.反向不重復峰值電壓不可重復施加且持續(xù)時間不大于10毫秒的最大脈沖電壓.反向重復峰值電壓可施加重復率為每秒50次且每次持續(xù)時間不大于10毫秒的最大脈沖電壓,其值為80%反向不重復平均電流對應于的平均漏電流.反向重復平均電流對應于的平均漏電流.圖1二.整流管的測試(1) 極性的判別(a) （A） （K）(b) 通過器件臺面厚度作判別,厚為+(A),薄為-(K)(2) 伏安特性測量見圖4 將TZV-5 測試儀連接示波器的信號線(X,Y, )及被測元件按圖所示進行連接,隨后合上TZV-5的電源開關, 伏安測量電路工作指示燈亮,徐徐調節(jié)調壓器,觀察波形,直至伏安特性波形達到需要測量值或反向擊穿起始拐點止,同時從表頭上可以讀出該器件的反向重復峰值電壓和反向重復峰值電流（對應于的峰值電流.(3) 利用萬用表對器件的判別 利用萬用表只能對器件有無特征的粗略判別,只能作參考,其方法為:將萬用表調至檔測量,正端阻值為40W左右,負為無窮大.三.調試儀器的使用器件調試儀器為硅整流管特性測試裝置.該裝置測量電路分成高壓調節(jié)電路,取樣顯示電路及漏電保護顯示電路三部分組成.如圖2. 在漏電流未超過保護設定時,調壓器的升壓通過交流過0橋式提供交流高壓.經半波整流后,形成正弦半波高壓,其直流半波平均值等于峰值電壓的1/p,峰值電壓表Vp在電容充電下作出峰值顯示,被測整流管的伏安特性波形,經取樣電阻送經示波器顯示出來,X軸正比于峰值電壓,Y軸正比于漏電流. 圖4伏安特性測量具體使用(1) 把器件用夾具分別按儀器上A,K連接到器件的陽極和陰極端,并接通示波器的信號線.(2) 儀器的漏電流保護值可調至為10mA或50mA量程.(3) 漏電保護顯示后的再次測量. 漏電保護一旦動作,切斷高壓, 此時應使調壓器回零,按復位”按鈕,保護指示燈滅,方可再次測量操作,在高壓下,一旦保護動作,請勿按復位”,因為復位”一按后,切斷的高壓又重新供出高壓,易使被測器件受到電壓沖擊.四.扭力矩扳