С 1983 года выпускается выпрямитель ТПЕД-3150-3,3к–У1 (Тяговый Полупроводниковый с Естественным охлаждением на Диодах, номинальный ток нагрузки I dн = 3150 А, номинальное напряжение 3,3 кВ, климатическое исполнение для Умеренного климата 1 категории), предназначенный для размещения на открытой части подстанции (вне здания).
|
В комплект выпрямителя входят шесть шкафов с диодами, в каждом шкафу установлено по 48 диодов. Принципиальная электрическая схема одного шкафа представлена на рис. 3.18.
|
а)
б)
Рис. 3.18. Схема одного шкафа выпрямителя ТПЕД-3150-3,3 к:
а – принципиальная электрическая схема; б – расположение выводов (вид сверху);
С1, С2 – конденсаторы К75-15 0,1 мкФ х 16 кВ; R1-R6 – резисторы ПЭВ-100 47 Ом
Вентильные плечи выпрямителя собраны из таблеточных диодов ДЛ133-500-14, установленных на охладителях О243-150.
На крыше шкафа размещено шесть проходных изоляторов, через которые система шин соединяет вентильные плечи с трансформатором и сборными шинами подстанции.
|
Схема главных электрических соединений выпрямительного агрегата ТПЕД для двенадцатипульсовой схемы выпрямителя представлена на рис. 3.19.
Рис. 3.19. Схема главных электрических соединений выпрямительного агрегата ТПЕД для двенадцатипульсовой схемы выпрямителя
Аналогичные схемы главных электрических соединений можно выполнить для шестипульсовой мостовой схемы и для схемы «две обратные звезды с уравнительным реактором» (Приложение 1).
В качестве тягового (преобразовательного) трансформатора для двенадцатипульсовой схемы выпрямителя применяется ТРДП-12500/10ЖУ1. Общая масса трансформатора составляет 24 200 кг, масса масла – 5800 кг.
В настоящее время производственным объединением НИИЭФА-ЭНЕРГО выпускаются модернизированные двенадцатипульсовые выпрямительные агрегаты для систем тягового электроснабжения железных дорог, метрополитенов и городского электрифицированного транспорта. Выпрямители выполнены в варианте для внутренней установки в помещении тяговой подстанции на базе электротехнических шкафов, несущий каркас которых используется в качестве внутреннего контура заземления.
Внешний вид выпрямительного агрегата В-МПЕД-3,15к-3,3к производства НИИЭФА-ЭНЕРГО представлен на рис. 3.20.
| 
|
| а) | б) |
Рис. 3.20. Внешний вид выпрямительного агрегата В-МПЕД-3,15к-3,3к для внутренней установки производства НИИЭФА-ЭНЕРГО: а – общий вид; б – вид на монтаж диодов
Характеристики выпрямительных агрегатов производства НИИЭФА-ЭНЕРГО для магистральных железных дорог и метрополитена представлены в таблице 3.2.
Таблица 3.2.
Характеристики выпрямительных агрегатов В-МПЕД-3,15к-3,3к для магистральных железных дорог и В-МПЕД-1,6к-825 для метрополитена
| Параметр | Тип выпрямителя | ||
| В-МПЕД-3,15к-3,3к | В-МПЕД-1,6к-825 | ||
| Номинальное входное линейное напряжение, Y/D, В | 1305 / 1305 | 658 / 658 | |
| Номинальная частота питающей сети, Гц | |||
| Номинальное выпрямленное напряжение, В | |||
| Номинальный выпрямленный ток, А | |||
| Перегрузки по току: -в течение 15 мин один раз в 2 часа; -в течение 2 мин один раз в час; -в течение 10 с один раз в 2 мин | £ 1,25 Iном £ 1,5 Iном £ 2 Iном | ||
| Ток термической стойкости с полным временем отключения защитой не более 0,25 с, кА | ³ 25 | ³ 12,5 | |
| Номинальный ток электродинамической стойкости силовых цепей, кА | |||
| Амплитуда перенапряжений на шинах постоянного тока, кВ | £ 9 | £ 1,6 | |
| Номинальное напряжение питания собственных нужд переменного тока 50 Гц, В | |||
| Мощность питания собственных нужд, Вт | £ 200 | £ 200 | |
| Суммарная мощность тепловых потерь, кВт | £ 16 | £ 8 | |
| Коэффициент полезного действия | ³ 99,6% | ³ 99,3% | |
| Габаритные размеры: длина х глубина х высота | 1455х1520х2800 мм | 1010х1460х2400 мм | |
| Масса, кг | |||
| Установленный срок службы | 25 лет | ||
Контрольные вопросы
1. Перечислите схемы трёхфазных выпрямителей. Какие типы преобразовательных агрегатов используются в той или иной схеме?
2. Приведите расчётные формулы для определения напряжения U d, тока вентильного плеча I d, токов обмоток I 1 и I 2, напряжения на закрытом вентильном плече U b.max и соотношения мощностей S Т/ P d для трёхпульсового выпрямителя.
3. Какую часть периода синусоиды открыт вентиль в схеме трёхпульсового выпрямителя? Поясните на примере графика временных диаграмм.
4. Из-за чего происходит подмагничивание сердечника трансформатора в трёхпульсовой схеме выпрямителя?
5. Приведите расчётные формулы для определения напряжения U d, тока вентильного плеча I d, токов обмоток I 1 и I 2, напряжения на закрытом вентильном плече U b.max и соотношения мощностей S Т/ P d для выпрямителя «две обратные звезды с уравнительным реактором».
6. Какую часть периода синусоиды открыт вентиль в схеме выпрямителя «две обратные звезды с уравнительным реактором»? Поясните на примере графика временных диаграмм для режимов условного холостого хода и режима параллельной работы.
7. Для чего в схеме выпрямителя «две обратные звезды с уравнительным реактором» применяется уравнительный реактор?
8. Чем достигается отсутствие подмагничивания сердечника трансформатора в схеме выпрямителя «две обратные звезды с уравнительным реактором»?
9. Приведите расчётные формулы для определения напряжения U d, тока вентильного плеча I d, токов обмоток I 1 и I 2, напряжения на закрытом вентильном плече U b.max и соотношения мощностей S Т/ P d для шестипульсового мостового выпрямителя.
10. Какую часть периода синусоиды открыт вентиль в схеме шестипульсового мостового выпрямителя? Поясните на примере графика временных диаграмм.
11. Нарисуйте схему шестипульсового мостового выпрямителя. Укажите путь прохождения тока через вентили при мгновенных значениях напряжения на вторичных обмотках трансформатора + u a, - u c; (+ u b, - u c; + u c, - u a).
12. Для чего применяется включение вторичных обмоток «в треугольник» в схеме шестипульсового мостового выпрямителя?
13. В чём состоит преимущество трёхфазной мостовой схемы выпрямления перед схемами с общим проводом – трёхпульсовой и «две обратные звезды с уравнительным реактором»?
14. Приведите расчётные формулы для определения напряжения U d, тока вентильного плеча I d, токов обмоток I 1 и I 2, напряжения на закрытом вентильном плече U b.max и соотношения мощностей S Т/ P d для двенадцатипульсового выпрямителя.
15. В чём состоит преимущество двенадцатипульсовой схемы выпрямления перед остальными схемами выпрямителей?
16. Нарисуйте схему двенадцатипульсового мостового выпрямителя. Укажите путь прохождения тока через вентили при мгновенных значениях напряжения на вторичных обмотках трансформатора + u a, - u c, +x, -z; (+ u b, - u c +y, -z; + u c, - u a+z, -x).
17. Докажите, что установленная мощность вентилей не зависит от схемы выпрямителя.
18. Как достигается универсальность применения выпрямительного агрегата ТПЕД в различных схемах выпрямления?
19. Расшифруйте обозначение выпрямительного агрегата ТПЕД-3150-3,3 кВ.