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牵引变电站用整流器培训教材 上海整流器厂有限公司200911 一 安装1 电源和控制的配线规程2 为设备就位所需之地板、导轨的安装钻孔和上螺丝的方法3 安全警告及注意事项4 接地及其连接规程5 通风说明6 测试方法7 气候防护、灰尘防护和其它的环境防护8 安装所需工具的功能及建议数量二 操作1 概述2 主要性能参数3 操作说明4 注意事项 5 故障查找6 记录表格三 维护与检修1概述2设备的操作与维修21 设备的操作22 设备的维护和检修23 故障查找24 故障排除一 安装1 电源和控制的配线规程 交流输入导线取不小于400mm2电缆线2根，直流输出导线取不小于400mm2电缆线5根。辅助电源和控制用导线取不小于1.5mm2的多股导线。2 为设备就位所需之地板、导轨的安装、钻孔和上螺丝的方法见地基图、底脚安装图。3 安全警告及注意事项3.1 在安装工作开始之前，应检查整流器的编号是否符合图纸规定。3.2 整流器不能倒置。3.3 整流器用铲车搬运时，铲的长度必须大于柜尺寸，防止倾倒，用吊车、行车搬运时需用4个吊环，不能用2个吊环，防止柜架变形。3.4 电缆必须置于电缆架上。3.5 整流变压器至整流器的电缆长度应该相等。4 接地及其连接规程 接地用多股导线，其截面不小于95mm2。整流器接地电缆连接至负极柜。5 通风说明整流器应安装在通风良好的场所，空气交换量应大于60 m3/min。6 测试方法整流器安装就位后，用1000V兆欧表测量柜架对地的绝缘电阻，其阻值应不小于2MW。7 气候防护、灰尘防护和其它的环境防护7.1 整流器投运前，用鼓风机排除牵引变电站的潮气。7.2 整流器应保持清洁，使用吹风机（例如上海锋利电动工具有限公司的Q1B-SF1-2.5吹风机，气压500mm，气流量2.5m3/min）吹去浮尘，使用柔软抹布清除绝缘子上油污，不能使用回丝、棕刷，因为残留回丝、棕丝会引发短路。7.3 牵引变电站应防止飞蛾进入。8 安装所需工具的功能及建议数量套筒扳手 M16、M10 2套呆扳手 M16、M10 2套内六角扳手S=6 （紧固M840内六角圆柱头螺钉） 2个二 操作1 概述1.1 本整流器用于城市轨道交通牵引变电站作直流电源，符合中华人民共和国专业标准JB/T9689-1999牵引变电站用整流器。1.2 整流器应在下列正常工作条件下使用1.2.1 网侧电压波动范围：整流变压器网侧额定电压35kV。1.2.2 环境与冷却条件1.2.2.1 海拔高度不超过1000m。1.2.2.2 整流器运行温度的最低值为-10，停止使用期间的最低温度不低于-40。1.2.2.3 相对湿度：月平均值不大于90%(25)，日平均值不大于95%，有凝露发生。1.2.2.4 运行地点无导电、爆炸尘埃，无腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽。1.2.2.5 地震裂度：7度1.2.2.6 雷电日：90天/年1.3 整流器的型号含义：Z Q A 口 /1500 （B6U）2P 并联连接 桥式六脉波整流 额定直流电压（V） 额定直流电压（A） 自然空气冷却 牵引用 整流管1.4 工作原理1.4.1 整流变压器的二组低压绕组之间相位差30引入整流器。整流器由两个三相桥式整流电路并联组成12脉波整流，每个桥臂有2个平板压接式整流管并联，使用正向峰值压降值相近的整流管并联，以获得相近的电流分配。 整流变压器的网侧绕组用延长三角形接线，一台整流变压器移相7.5，另一台整流变压器移相-7.5，二台整流器组成24脉波整流。1.4.2 整流器的交流输入接有电阻、电容组成的交流操作过电压抑制电路，抑制整流变压器空载或轻载时断开交流开关所产生的过电压，兼抑制整流元件的换相过电压。整流器的直流侧接有压敏电阻等组成的过电压抑制电路，抑制直流回路中电感所引起的过电压兼抑制交流操作过电压。1.4.3 整流器采用快速熔断器，交流开关和直流开关作综合过载，短路保护。当整流管反向击穿引起内部短路时，快速熔断器熔断以防止事故扩大。1.4.4 整流器采用温度继电器作为附加保护，当母排温度超过90或整流管散热器温度超过150时，温度继电器触点闭合，接通跳闸回路，交流开关跳闸。当整流器温度超过90C时，发出报警信号。1.4.5 快速熔断器用熔断器上的微动开关来监控。当快速熔断器熔断时，微动开关的触点信号送入PLC。PLC根据逻辑判断，得出是报警还是跳闸，做出相应的信号输出。当一只快速熔断器熔断时，或不同一整流桥中两只快速熔断器熔断时发出报警信号。当同一整流桥中两只快速熔断器熔断时，发出跳闸信号。压敏电阻用与其串联的熔断器上的微动开关监控。1.4.6 在整流柜的门上安装显示交流开关通/断的位置显示器、直流电压表、交流电压表、直流电流表。2 技术性能及电气参数2.1 交流输入：2350Hz，1180V，599A(816A)2.2 额定输出直流电压：1500V2.3 额定输出直流电流：1467A(2000A)2.4 过载能力符合负载等级级的要求，即100%额定输出电流连续；150%额定输出电流2h；300%额定输出电流1min。2.5 在额定输入和额定输出的条件下，其损耗功率不大于5kW(7kW)。2.6 在直流输出发生短路时，直流开关协调正确动作，整流器无损坏。3 操作说明3.1 运行操作顺序3.1.1 合上辅助电源的断路器3.1.2 观察PLC状态显示灯(RUN、SF、STOP指示灯)。正常情况下,PLC上电后进入自检状态。此时，所有的状态指示灯都会闪烁。当PLC自检结束后进入运行状态时，RUN灯亮，表示系统进入正常运行状态。文本显示器操作程序在文本显示器中，F1 为整流器状态显示* F2 复位注（1）* F2：复位键：当从一个状态转换到另一种状态，一定要按复位键，复位成原来的状态。注（2）：当显示的值闪烁时一定要按ENTER键确认（通常为故障显示），才能显示下一条信息。3.1.3 关上整流器前门，后门。3.1.4 交流开关合闸。3.1.5 观察前门上位置显示器，应在垂直位置；在空载情况下直流电压表指示在1640V左右；故障指示灯不亮。开启加热器，如整流器首次使用或断续使用，加热器置手动挡，如整流器长期连续使用，加热器置自动挡。3.2 停止操作顺序3.2.1 断开交流开关3.2.2 观察前门上位置显示器，应在水平位置。3.2.3 断开辅助电源的断路器。3.2.4 观察前门上位置显示器，应无显示。4 注意事项4.1 整流器正常运行时，不需要专人值守。4.2 整流器应尽量避免在空载情况下断开交流开关，停止运行时，应先断开交流开关，后断开直流开关。4.3 牵引变电站在网侧和直流侧须设避雷器，以抑制雷击过电压。4.4 交流开关的电流整定应避开整流变压器的励磁涌流。4.5 不允许开门运行。4.6 整流器投运前，如湿度大，有凝露发生，用鼓风机排除牵引变电站的湿气。4.7 当整流器故障时，操作人员应排除故障后才能合闸，否则可能将扩大事故范围，造成更大损失。4.8 整流器应保持清洁，每月应清除整流管外壳和绝缘子上的积灰。使用吹风机、柔软抹布清除积灰，而不能使用回丝、棕刷，因为残留回丝、棕丝会引发短路。5 故障查找5.1 在SCADA上查找故障点。5.2 在整流器前门的文本显示器上，根据提示寻找故障点。5.3 当快速熔断器熔断时，快速熔断器上微动开关的红色指示器弹出。6 记录表格日期：清扫日期：直流电压V:故障点：操作员：三 维护与检修1概述适用以下产品规格 ZQA1467/1500（B6U）2P ZQA2000/1500（B6U）2P2 设备的操作与维修21 设备的操作 设备的操作使用请见操作部分。22 设备的维护和检修 设备维护和检修前一定先阅读操作手册然后再进行设备的维护和检修221 在开始维护和检修整流器前，必须先断电，再开门。断电的程序必须是先断开交流中压开关、再断开直流开关、负极开关，然后才能打开门。用测电棒测一下主电路是否有电，确定没有电后才能进行维护和检修。（注意：辅助电源开关断开后，端子上可能还有电，如交流跳闸回路上的端子，辅助电源进线端子等。）222 观查主电路上阻容是否有异常（接头是否完好）快速熔断器上的微动开关是否动作、线是否有脱落。PLC状态是否正常。223 整流器应保持清洁，每月应清除整流管外壳和绝缘子上的积灰。使用吹风机、柔软抹布清除积灰，不能使用回丝、棕刷，因为残留回丝、棕丝会引起短路。每年应复测整流管的反向重复峰值电压，反向峰值电压低于3800V的整流管应予更换。每次投入运行前，应清除蜘蛛网等异物，以防短路。225维护记录表格日期清洁日期直流电压直流电压二次回路二次回路故障记录设备状况记录故障状态记录，排除方法记录。检查二次动作是否正确，整流器是否有异样。23 故障查找整流器的故障点查找一般来说是很明确的我们可从SCADA上显示的故障点来确定。也可从整流器柜门上文本显示器上先确定故障的性质，然后再打开门查找故障点。同时PLC上的I/O状态指示灯也可帮助我们迅速查找故障点。所以整流器的故障查找是很方便的。24 故障排除 当整流器发生故障时，维修人员找到故障点并排除故障，如果故障是在主电路上发生，上电前一定要先对主电路和对柜体进行测试绝缘检测（主电路对柜体2、柜体对地2 1000V兆欧表）确认没有短路才能合闸，否则可能将扩大事故范围，造成更大损失。241当快速熔断器熔断时，应检查整流管的反向峰值电压。由于整流管安装是二个管芯一组，所以我们只能用排除法进行。测试程序如下。测量仪器为反向峰值电压测量仪，测量整流二极管。242 更换快速熔断器之前，先将快速熔断器上的微动开关拔出，快速熔断器更换后再将微动开关卡在熔断器上，并检验微动开关动作情况。243 更换整流管；其正向峰值电压降与并联的整流管的正向峰值电压降之差小于0.05V。用清洁的布清洁散热器的台面和整流管的接触面，用硅脂（上海树脂厂生产的2953硅脂）均匀涂抹。用18Nm的力矩板手紧固整流组件螺母，测量整流管的反向峰值电压，以检验安装是否正确。244 更换PLC；注意新的PLC中是否有程序，同时注意通讯配置是否正确（由于整流器作为从站，两个整流器的从站地址是不同的。） 总之整流器的维修、维护最重要的是注意整流器的绝缘，很多问题出现，都和绝缘有关，在平时的维护、维修要着重注意。牵引变电站用整流器调试为了保证整流器产品质量,本检验必须符合GB/T3859.1-93半导体变流器基本要求的规定。JB/T9689-1999牵引变电站用整流器及合同的有关规定。 一ZQA-/牵引变整流器技术要求 牵引变整流器技术指标及要求,根据不同用户,不同容量是有差异的.现将重庆轻轨用整流器为例.其主要指标如下:1.额定输出直流电压V，2.额定输出直流电流A,3.绝缘强度符合有关标准中提出要求.4.过载能力符合负载等级的要求，即100%额定输出电流连续；150%额定输出电流2h；300%额定输出电流1min。 5.在额定直流电流1.5倍时,整流器同一桥臂中并联整流管稳态电流均衡度应大于0.9. 6.当一个整流管损坏时,与整流管串联快熔应正确熔断,并发出报警信号.当二个整流管损坏时,与整流管串联快熔应正确熔断,并发出跳闸信号.二.试验项目和方法(一) 绝缘试验 绝缘试验包括耐压试验和测量绝缘电阻两部分.前者目的在于检查变流器绝缘状况,后者的目的在于防止不必要的高电压破坏,具体有以下三方面检验:1. 绝缘电阻测量在进行绝缘试验之前,应先用1000伏兆欧表测量受试部分的绝缘电阻.在环境温度205和相对湿度为90%的情况下,其数值一般不小于1兆欧,绝缘电阻只作为耐压试验参数.2. 主回路对地施加工频6000V试验电压1min应无击穿或闪络现象,该项目必需在装配完成未放线前进行.3. 当装配,放线均完成后,直流电压表及操作电路对地施加1500V试验电压,1min应无击穿或闪络现象.（接线方法见附图）(二) 功能试验在检查装配,放线均无误情况下,接通控制,辅助回路电源进行以下试验.试验目的是为了验证电气线路的所有部分以及控制系统的连接是否正确,选用低压电器元件能否与主电路一起正常工作.设备的电气特性是否能满足设计规定要求.1. 一个整流管损坏时,快熔熔断并发出报警信号.2. 当二个整流管损坏时,快熔熔断并发出跳闸信号.3. 压敏电阻回路熔断器熔断,并发出跳闸信号.4. 当整流器测试点温度超过设定值90C或115C时, 发出报警或跳闸信号.5. 辅助回路检验(1) 门打开,接通辅助控制电源,柜内照明灯亮,关闭灯暗.(2) 短接接线端子101与117,H1指示器显示合闸.(3) 短接接线端子101与118, H1指示器显示分闸.(三) 空载电压试验测试线路图如下:按图要求将测试设备输出A1,B1,C1接至被测流器装置,将Ty调压调至最低输出电压,再合上Q1空气断路器,逐渐调节Ty调压器,观察牵引整流器上电压表调至额定电压的1.1倍,如在750V额定输出电压时,电压表读数应为830V, 在1500V额定输出电压时,电压表读数应为1650V.(四) 低压大电流试验测试线路图如下:按上图将完成接线并将牵引整流器正,负用铜排短接,图中Q1为进线空气断路器,Ty为电动感应调呀器,SD为调压器伺服电机,EJ1升压限位开关, EJ2降压限位开关,S1升压按钮,S2降压按钮,T为低压大电流变压器(460/10). 先接通辅助操作回路,按S2,将调压器调至最低输出电压,合上空气断路器Q1,按S1升压按钮,提高变压器输出电压,观察分流器上电流表,读数至额定电流1.5倍.通电2小时后测牵引整流器的均流系数.在二个元件并联时()/2大于90%,随后按S2调整到100%额定电流, 同样通电2小时后测其他均流系数.(五) 一般检查1.外观,油漆.2.门.3.外形尺寸. 牵引整流器用硅整流管技术性能及测试一. 硅整流管技术性能及参数 硅整流管核心是PN结,PN结具有单向导电的整流作用.硅整流管的特性参数如图1,图中符号所代表的特性参数的名称及定义见下表1.特性参数名称符 号定 义额定正向电 流硅整流管在电阻性负载的单相工频正弦半波电路中,在环境温度+40C和规定冷却条件下,结温稳定且不超过额定结温时,所允许的最大正向平均电流.正向平均电 压硅整流管通以额定正向平均电流,待结温稳定后,阳极-阴极间电压的平均值.正向峰值电 压硅整流管通以额定正向平均电流,待结温稳定后,阳极-阴极间电压的峰值.浪涌电流硅整流管通以额定正向平均电流,待结温稳定后,在工频正弦半波周期间能承受的最大过载峰值电流.反向不重复峰值电压不可重复施加且持续时间不大于10毫秒的最大脉冲电压.反向重复峰值电压可施加重复率为每秒50次且每次持续时间不大于10毫秒的最大脉冲电压,其值为80%反向不重复平均电流对应于的平均漏电流.反向重复平均电流对应于的平均漏电流.图1二.整流管的测试(1) 极性的判别(a) （A） （K）(b) 通过器件台面厚度作判别,厚为+(A),薄为-(K)(2) 伏安特性测量见图4 将TZV-5 测试仪连接示波器的信号线(X,Y, )及被测元件按图所示进行连接,随后合上TZV-5的电源开关, 伏安测量电路工作指示灯亮,徐徐调节调压器,观察波形,直至伏安特性波形达到需要测量值或反向击穿起始拐点止,同时从表头上可以读出该器件的反向重复峰值电压和反向重复峰值电流（对应于的峰值电流.(3) 利用万用表对器件的判别 利用万用表只能对器件有无特征的粗略判别,只能作参考,其方法为:将万用表调至档测量,正端阻值为40W左右,负为无穷大.三.调试仪器的使用器件调试仪器为硅整流管特性测试装置.该装置测量电路分成高压调节电路,取样显示电路及漏电保护显示电路三部分组成.如图2. 在漏电流未超过保护设定时,调压器的升压通过交流过0桥式提供交流高压.经半波整流后,形成正弦半波高压,其直流半波平均值等于峰值电压的1/p,峰值电压表Vp在电容充电下作出峰值显示,被测整流管的伏安特性波形,经取样电阻送经示波器显示出来,X轴正比于峰值电压,Y轴正比于漏电流. 图4伏安特性测量具体使用(1) 把器件用夹具分别按仪器上A,K连接到器件的阳极和阴极端,并接通示波器的信号线.(2) 仪器的漏电流保护值可调至为10mA或50mA量程.(3) 漏电保护显示后的再次测量. 漏电保护一旦动作,切断高压, 此时应使调压器回零,按复位”按钮,保护指示灯灭,方可再次测量操作,在高压下,一旦保护动作,请勿按复位”,因为复位”一按后,切断的高压又重新供出高压,易使被测器件受到电压冲击.四.扭力矩扳