铁路网变三相逆变装置SNW系列技术说明书.doc

SNW系列 电铁接触网逆变三相信号电源装置技术说明书V2.0阿城继电器股份有限公司哈尔滨瑞雷电气科技发展有限责任公司2007 年 06 月SNW系列电铁接触网逆变三相信号电源装置技术说明书V2.0编 写：吴晓民审 核：高晓斌审 定：孙成发 版权所有：阿城继电器股份有限公司、哈尔滨瑞雷电气科技发展有限责任公司本说明书可能被修改，请注意最新版本资料。产品与此说明书不符者，请以实际产品为准。 技术支持：哈尔滨瑞雷电气科技发展有限责任公司(阿继电器科技中心)地址：哈尔滨市南岗区先锋路326号电话8002/3/4/5 传真8001电邮： SNW系列电铁接触网逆变三相信号电源装置 技术说明书（V2.0）1概述1.1 用途SNW系列电铁接触网逆变三相信号电源装置（以下简称装置）可广泛用于电气化铁路、电力、电信、交通、化工、金融、医疗等部门，作为其用电设备的前级稳压净化装置，能有效滤除电网谐波、尖峰及扰动等干扰，为其提供高可靠、高稳定的三相正弦波电源，是保证设备正常运行的关键。可作为电气化铁路的信号及操作电源，亦可作为发电厂、变电站的备用电源使用，给微机、通讯、载波、照明或其它不能停电的设备供电。1.2 特点a) 采用16位微处理器控制；b) 采用日本三菱的高可靠性的智能功率模块；c) 采用变压器隔离措施，输入、输出相互隔离，安全可靠；d) 具有输入欠压、过流、短路等故障指示功能；e) 抗负载不平衡能力强，即使负载不平衡度达到100%，装置也能正常工作，不受任何影响；f) 加装远程无线监控功能，使运行及维护人员无需到现场即可随时掌握装置的运行情况； g) 抗冲击能力强，当接有冲击性负载时，装置能有效启动；h) 稳压精度高，瞬态响应快，波形失真度小；i) 由于稳压器始终为逆变器输出，因此无论电网波形如何畸变它的输出均为优质标准正弦波；2 技术数据2.1 环境条件a) 环境温度-10+50；b) 相对湿度90%；c) 大气压力80 kPa 110kPa；d) 无强烈震动和冲击、无强电磁场干扰；e) 无严重尘埃，以及引起爆炸的危险介质、导电颗粒和严重霉菌；2.2 主要技术参数2.2.1 交流输入单相AC 220V15%2.2. 交流输出a) 输出额定容量：5，10，20，30，50，100KVA或依用户要求定制。b) 输出电压：AC380/220V3(三相四线)c) 输出频率：50Hz1d) 输出额定电流：6，12，25，37.5，60，120A(每相)e) 波形失真率(THD)：5% (线性负载)f) 动态响应：5%（负载变化由空载到满载）g) 负载功率因数： 0.81.0 h) 过载能力：100120，90秒，120 ，10秒 i) 峰值系数：3:1j) 逆变效率：75（在线性负载下）k) 三相负载不平衡能力：1002.3 保护功能a. 输出过载保护：负载电流为100额定时可长期工作，在100%120%负载时，装置逆变故障指示灯闪烁，90S后关机，超过120%负载时，10S后关机。b. 输出短路保护：输出短路时，装置将自动重新快速软起动。连续重起动超过6次时，系统停机，需关机或上位机指令复位。2.4 外壳防护等级不低于IP54。2.5 绝缘性能2.5.1 绝缘电阻用开路电压为1000V的测试仪器测量装置的直流输入端和市电输出端分别与外壳之间，直流输入端与交流输出端之间，在环境温度为205和相对湿度为90时，其绝缘电阻不小于2M。2.5.2 介质强度 装置的交流输入端和交流输出端分别与外壳之间，交流输入端与交流输出端之间能承受交流50Hz 试验电压 2kV（有效值），历时1min的试验，无绝缘击穿或闪络现象。2.6 重量装置的总重量为：1501200 kg3 结构3.1 箱体结构图装置的结构及外形尺寸图装置的外形尺寸见表1。表1装置容量（kVA）底座尺寸A（mm）B（mm）H（mm） 5 650 500 880 10 900 600 1149 20 1300 846 1749 30 1300 846 1949 50 1300 846 2100 100 1400 1100 2100本装置按户外安装设计，因此箱体的设计充分考虑了防御风、沙、雨、雪的功能；装置的顶部和侧壁均采用双层钢板，起到隔热防晒的作用；同时由于装置内部含有大功率器件，运行时会产生较多的热量，因此箱体具有良好的通风条件（开防雨通风孔并加装排风扇）。前后均开门，便于安装和维护。装置主要分三个部分：控制单元、输入功率及输出功率部分。3.2 地脚安装装置的地脚安装尺寸见图2。根据箱体放置的环境情况，可以适当搭建水泥台阶，以防止雨水进入箱体内。 图2装置的地脚安装尺寸 装置的地脚安装尺寸见表2。 表2装置容量（kVA）安装尺寸安装孔尺寸A（mm）B（mm）C（mm）g（mm）k（mm） 5 500 380 110 7 15 10 800 480 160 9 15 20 1240 720 234 13 20 30 1240 720 234 13 20 50 1240 720 234 13 20 100 1300 960 234 13 203.3 箱内安装布置箱内的安装布置见图3。由图可见，箱内设备的安装主要分三层：底层为输出变压器及端子排，上层为逆变功率及其控制单元，中间为输出滤波单元及GPRS模块。箱体的顶部安装25个风扇。 图3箱内安装布置图3.4 功率逆变及控制单元面板布置功率逆变及控制单元是装置的运行、控制核心。其前面板布置示意图如图4所示。 图4功率逆变及控制单元面板布置示意图面板上有4个发光二极管指示灯，用以指示装置的运行状态和故障信息。 3.5 输入输出端子排装置的输入输出端子排见图5。接线说明：a) 输入端子：Li、Ni分别接交流输入电源的火线和零线。b) 输出端子：A、B、C、N为输出的三相四线制电源的接线端子。4 构成及工作原理4.1 构成装置由控制单元、输入功率单元及输出功率单元构成。4.2 原理它集合了微机测控、变压器技术于一体，具有精度高、响应快、可靠性好、与电网隔离、无波形畸变等特点。装置的原理框图如图6所示。本装置采用三个单相逆变器，对其输出加以移相组合成三相四线制的交流电源输出。每一相分别控制，互不影响，因此，负载不平衡度可达到100%。逆变器采用交直交静止逆变方案，主回路包括整流器、直流滤波器、逆变桥、隔离变压器及交流滤波回路等。交直部分采用单相全桥整流，再经LC滤波，得到平稳直流，供逆变部分使用。直交部分采用全桥逆变结构，是本装置的核心。逆变桥选用日本三菱公司的智能功率模块IPM作为功率开关元件。利用IPM开关频率较高的优点，采用单极性正弦波脉宽调制方式(SPWM)对逆变器进行控制，将平稳直流变换为脉宽调制输出的交流，该交流基波频率为所需要的电源输出频率。逆变器输出的脉宽调制波经输出LC滤波电路滤波，变压器变压隔离后，输出所要求的正弦波交流电。控制单元CPU 采用 三菱16位单片机。利用其内部的10位A/D转换器对输入电压及输出电压和电流进行采样，控制SPWM波形的产生和调整。4.3 通讯 本装置采用GPRS RTU模块进行远程无线遥控和信息处理（可选功能）。 另外，装置预留RS485通讯接口。 装置上传的信息如下： a）装置的输出电压、电流（Ua,Ub,Uc,Ia,Ib,Ic）及箱体内部的温度。 b）装置开机。 c）装置关机（接触网失电）。 d）装置重启动信息。 e）装置故障时，发送故障前2s的输出电压的有效值数据（每20mS一个数据）和故障前8个周波的电流数据（每周波24点）。 f）装置输入电压过低，输出电压过高、过低，输出过载等报警信息。 装置接收的命令信息如下：a） 重启动命令：装置接到此命令后，立即进行重启动。 b） 数据上传的时间间隔设定：数据上传的时间间隔可由上位机设定，设定范围是1s18h，设定步长为1s。（数据上传的时间间隔默认值为2min）5 运输、贮存5.1 每台装置应用防水纸或塑料制品包好，装于具有一定防震措施的箱内，随机文件和附件放入盒内，包装箱上应标明装置的型号、名称、规格及数量。5.2 包装好的装置应贮存在相对湿度不小于80%，周围空气中不含有酸性、碱性或其它腐蚀性及爆炸性气体的防雨、雪的室内。5.3 需要运输的装置应装入干燥、牢固的外包装箱内，