整流器技术规格书

供电系统整流器技术规格书供电系统整流器技术规格书 20092009 年年 6 6 月月 目目录录 1.总则总则.2 1.1本文件适用范围.2 1.2供货范围内设备类型.2 2.工程概况工程概况.2 2.1工程说明.2 2.2环境条件.2 2.3系统运行方式.2 2.4相关系统和设备参数.3 3.设备数量设备数量.4 4.主要元器件清单主要元器件清单.5 5.备品备件、测试工具备品备件、测试工具.5 6.整流器技术要求整流器技术要求.6 6.1采用标准.6 6.2技术规格及要求.7 6.3结构要求.9 6.4设备的互换性.10 6.5铭牌.10 6.6试验内容.10 6.7接口.11 7.设备其它要求设备其它要求.12 7.1工艺要求和防锈.12 7.2可靠性、可维护性、电磁辐射及兼容.12 7.3柜体的颜色.13 7.4标示.13 1.总则总则 1.1本文件适用范围本文件适用范围 本文件适用于北京地铁 15 号线一期工程整流器设备供货，并作为供应商供货设备的技术依据。 1.2供货范围内设备类型供货范围内设备类型 整流器柜、备品备件和专用工具。 2.工程概况工程概况 2.1工程说明工程说明 北京地铁 15 号线位于北京东北部地区，主要分布在海淀、朝阳、顺义三个行政区。线路起点位于 西苑，沿颐和园路、清华西路下穿地铁 4 号线、穿过清华大学，沿清华东路向东，穿过八达岭高速公 路，至奥林匹克中心区，沿大屯路继续向东至鼎成路转向南，穿过京承高速至望京西后，沿湖光中街 进入望京核心区域，再向北至望京北扩地区，折向东沿香江北路敷设，逐渐由地下出地面，线路以高 架形式沿京顺路向北，跨过机场南线、温榆河、枯柳树环岛、机场北线后转向东，沿顺于路敷设，在 东六环路西侧转向地下，沿顺义区府前街敷设，向东过潮白河后到达河东地区。全线设一座车辆段和 一座停车场，在香江北路设马泉营车辆段，在河东设停车场。 一期工程从北沙滩至顺义河东，线路长度 38.3km，车站 17 座，其中 4 座为高架车站，13 座为地 下车站，最大站间距 4.58km，最小站间距 0.9km，平均站间距为 2.32km。 2010 年开通为望京西站至后沙峪站区段。 本线控制中心设在小营线网指挥中心二期。 本工程的设计年限：初期 2016 年、近期 2023 年、远期 2038 年。 车辆采用我国标准 B 型车，列车最高运行速度 100km/h，采用 6 辆编组方案，系统最大通过能力 按照 30 对/h 设计。 供电系统采用 10kV 开闭所供电方式，直流牵引供电系统采用 DC750V 接触轨供电。 2.2环境条件环境条件 2.2.1海拨高度：1000 米 2.2.2环境温度：-15 oC+40oC，24 小时平均温度不超过 35oC。 2.2.3相对湿度： 日平均值不大于 95%；月平均值不大于 90%（25） 2.2.4地震烈度： 8 度 2.2.5安装场地：户内安装 2.3系统运行方式系统运行方式 2.3.1整流机组运行方式 正常运行方式： （1）牵引变电所中的两套整流机组并联工作并组成等效 24 脉波整流方式；与相邻牵引变电所 共同对正线接触轨实行双边供电； （2）车辆段范围内的接触轨由其牵引变电所供电。 其他运行方式： （1）当正线各牵引变电所中的一套整流机组故障解列时，另一套整流机组继续运行。 （2）牵引变电所两套整流机组均退出运行时，由相邻牵引变电所越区大双边或单边供电。 2.4相关系统和设备参数相关系统和设备参数 2.4.110kV 系统 （1） 标称电压：AC10kV （2） 最高电压：AC 12kV （3） 额定频率：50Hz 2.4.2DC750V 系统 （1） 标称电压：DC 750V （2） 最高电压：DC 1000V （3） 最低电压： DC 500V （4） 再生制动时： DC 1200V 2.4.3辅助电源 辅助电源：AC220V 和 DC 220V 整流机组总技术要求 单台变压器为六相十二脉波整流变压器，两台变压器并联运行构成等效二十四脉波整流变压器。 每个牵引变电所内并联运行的两台整流变压器一次侧绕组分别移相7.5和7.5，并能实现互换， 使任何两台同容量整流变压器二次侧电压相角差 15，通过整流器获得 24 脉波整流。整流变压器供应 商与整流器供应商配合，确保整机特性，并满足下述要求。 （1） 负荷特性：电动车组。 （2） 额定频率： 50Hz。 （3） 整流方式：等效二十四脉波整流。 （4） 负载等级： VI 级(GB/T3859) 即：100%额定负荷：连续运行 150%额定负荷：2 小时 300%额定负荷：1 分钟 （5） 功率因数：在额定负荷时大于 0.95。 （6） 谐波：整流机组产生的谐波电流满足 GB10236-2006 标准的规定。 （7） 固有电压调整率：额定电压的 6%。当直流负荷从 0.5%到 300%范围内变化时,电压变化为 线性。 （8） 整流机组效率：额定负荷时不小于 98%。 2.4.4牵引直流供电系统短路电流参数 短路位置 电流参数 变电所（2X2000kVA） 出口短路 稳态短路电流60kA 暂态短路电流峰值100kA 3.设备数量设备数量 整流器设备数量表 一期一段工程整流器设备数量 序号变电所名称整流器（2500A） （台） 1 望京西站 2 2 望京站 2 3 五环路区间牵引变电所 2 4 崔各庄站 2 5 马泉营站 2 6 香江北路区间牵引变电所 2 7 孙河站 2 8 温榆河区间牵引变电所 2 9 国展站 2 10 花梨坎站 2 11 火神营区间牵引变电所 2 12 后沙峪站 2 13 马泉营车辆段 2 合计合计 26 一期二段工程整流器设备数量 1 顺于路区间牵引变电所 2 2 南法信站 2 3 六环路区间牵引变电所 2 4 石门站 2 5 顺义站 2 6 潮白河区间牵引变电所 2 一期一段工程整流器设备数量 序号变电所名称整流器（2500A） （台） 7 俸伯站 2 8 俸伯停车场 2 合计合计1616 4.主要元器件清单主要元器件清单 序号部件名称规格制造厂家产地 1二极管 ZPA2910-30 株洲时代电气股份有限公司电 力电子事业部 株洲/中国 2快速熔断器 1100A/690V FERRAZ-SHAWMUT法国 3散热器6063-15 株洲变流技术国家工程研究中 心有限公司 株洲/中国 4吸收电容器 CBB80-8F/DC2kV 鹤壁华信电子有限责任公司鹤壁/中国 5压仓电阻 RX20G-3.9k/500W 咸阳华亚电阻器有限公司咸阳/中国 6吸收电阻 RX20G-1/200W 咸阳华亚电阻器有限公司咸阳/中国 7直流电压表42C3-1kV(带倍率器)上海浦江电表厂上海/中国 8交流电压表 42C3-1kV 上海浦江电表厂上海/中国 9电流互感器LMZJ1-1.2-B,3000/5力源无线电器材有限公司广元/中国 10电压互感器 660/100 力源无线电器材有限公司广元/中国 11直流电流表42C3-3kA(带分流器)上海浦江电表厂上海/中国 13压敏电阻器 GGY-14,1.5kV/50kA 合肥潜宇电子技术有限公司合肥/中国 14短路保护板 株洲变流技术国家工程研究中 心有限公司 株洲/中国 15温度继电器组装JUC-1M, 常开 株洲变流技术国家工程研究中 心有限公司 株洲/中国 16控制电源 株洲变流技术国家工程研究中 心有限公司 株洲/中国 17熔断、温度保护板 株洲变流技术国家工程研究中 心有限公司 株洲/中国 18通信板 株洲变流技术国家工程研究中 心有限公司 株洲/中国 19 屏柜标准 GGD 柜 武汉通源电气设备结构制造公 司 武汉/中国 5.备品备件、测试工具备品备件、测试工具 序号序号名称名称单位单位数量数量规格型号规格型号制造厂商制造厂商 1 二极管个 42ZPA2910-30 株洲时代电力电子/株 洲 序号序号名称名称单位单位数量数量规格型号规格型号制造厂商制造厂商 2 快速熔断器个 421100A/690V Ferraz-Shawmut/法国 3 块状散热器个 56063-15 株洲时代国变中心/株 洲 4 电容器个 258F/2000VDC 鹤壁华信电子有限责 任公司 5 电阻器个 25RX20G 3.9k/500W 咸阳亚华电子器材厂 6 温度继电器个 25JUC-1M 130; 贵州航天电器股份 7 电流互感器个 10LMZJ1 -3000/5 广元力源无线电器材 厂 8 快熔温度保护板块 10 株洲时代国变中心/株 洲 9 短路保护板块 10 株洲时代国变中心/株 洲 10 通信板块 10 株洲时代国变中心/株 洲 11 压敏电阻个 20 GGY-14，1.5kV 合肥潜宇电子技术有 限公司 测试工具 12 晶闸管测试仪台1DBC-023 13 交直流钳形表块22009A 6.整流器技术要求整流器技术要求 6.1采用标准采用标准 供应商提供的设备应遵循下列标准的最新版本或修订本，但不局限于这些标准。供应商在生产过 程中所采用的全部标准，均须经总包商确认。供应商外购的设备和附件，都必须符合标准规范和准则 的最新版本或修订本。 GB/T3859.1-93 半导体变流器 基本要求的规定 GB/T3859.2-93 半导体变流器 应用导则 GB13422-1992 半导体电力变流器电气试验方法 GB10236-2006 半导体电力变流器与电网互相干扰及其防护方法导则 GB/T 4208-2008 外壳防护等级(IP 代码) IEC60146 半导体变流器 ZBK46011-88 牵引变电站用整流器 GB/T4939-1985 普通整流管 IEC60255 电气继电器 JB/T7827-95 高压开关设备用电磁锁通用技术条件 6.2技术规格及要求技术规格及要求 6.2.1额定电流： 2500A 6.2.2网侧电压： AC590V 6.2.3额定电压： DC750V 6.2.4空载电压： DC 825V 6.2.5最高输出电压： DC 900V 6.2.6整流方式 单台整流器由二个三相 6 脉波全波整流桥组成，其中一个整流桥接至整流变压器二次侧 Y 型绕组， 另一个整流桥接至整流变压器二次侧型绕组。两个整流桥并联连接构成十二脉波整流。在每座牵引 变电所内两套整流机组并联运行构成等效二十四脉波整流。 6.2.7二极管型式： 平板式 6.2.8最大反向重复峰值电压： 3200V 6.2.9二极管配置数量 每臂串联二极管数： 1 个 每臂并联二极管数： 2 个 每个三相桥二极管总数： 12 个 每台整流器二极管总数： 24 个 6.2.10选用合适的二极管，并考虑整流器母排的电阻，使整流器每个臂并联二极管的电流不平 衡度小于 5%。 6.2.11冗余度：满足一个二极管损坏时，继续运行，并满足整流器的过负荷要求，同时报警。 6.2.12直流侧空载情况下,整流机组网侧施加 590V+7%的交流电压时,直流侧输出电压不超过 900V。 6.2.13额定电流、损耗： 内容参数 额定电流 2500A 连续额定功率损耗 10kW 承受短路能力（KA. ms） 30kA/140ms 6.2.14冷却方式： 户内、自然风冷 6.2.15工频耐压： 主回路 3.8kV 50Hz 1 分钟 辅助回路 2.0kV 50Hz 1 分钟 冲击电压：12kV（1.5/50S) 6.2.16保护要求 内部短路： 快速熔断器，电弧电压小于 1500V， 外部短路： 中压断路器 过电压： 网侧 RC 回路 阀侧 压敏电阻，RC 回路 换相过电压： 一般在二极管两端并联 RC 电路，防止换相过电压损坏二极管。对于二极 管整流器，为了消除并联电容抬高空载电压，根据理论分析和现场使用结果可以取消二极管两端 并联电容，由交流侧过电压保护装置和直流侧并联电容可兼作二极管换相过电压保护。 6.2.17温度保护 在整流器预测温度最高的元件散热器上设置温度测量元件，用于监视元件散热器的温度，并发出 信号。 当散热器温度超过 150时，发出跳闸信号；当散热器温度超过 130时发出报警信号。 6.2.18内部保护 整流器配置反映反向电流的逆流保护，当内部短路发生逆流时，能快速发出跳闸信号。 逆流保护在每个桥臂串联一个 CT，用于检测桥臂的逆流，从电流检测元件 CT 上得到电压信号， 输入检测回路并通过保护装置中逻辑处理和放大输出故障信号，通过继电器跳闸。逆流跳闸保护具有 延时，晚于快速熔断器的动作时间。 6.2.19控制与信号回路 (1)二极管故障指示回路： 整流器设置二极管故障指示回路，当整流柜中仅有一个二极管损坏时不跳闸，将二极管故障信号 在当地和远方显示，当地显示通过面板上带字指示灯显示整流管故障。 当整流器中不同整流桥的两个二极管损坏时不跳闸，将二极管故障信号在当地和远方显示。 (2)二极管故障跳闸控制回路 整流器设置二极管故障跳闸控制回路，当整流桥一个臂内的两个二极管发生故障时，发出跳闸信 号，跳开整流机组两侧的交流开关和直流开关，且具有本地显示和远方显示的功能。 (3)整流器温度报警和跳闸指示回路 整流器设置温度报警和跳闸控制回路，当温度超过设定的报警或跳闸值时，发出报警和跳闸信号， 跳开整流机组两侧的交流开关和直流开关，且具有本地显示和远方显示的功能。 (4)压敏电阻报警指示回路 整流器在直流侧过电压保护中设置了压敏电阻保护，当压敏电阻动作时，熔断器熔断，发出熔断 信号，信号可在本地和远方显示。 上述各种指示均采用带字指示灯方式。并对每个支路的故障能够分别显示。 6.2.20智能化数据采集装置 （1）基本要求如下： 1) 温度模拟量信号、故障报警、故障跳闸及外壳开门等信息能通过远程通信口上送到变电所 综合自动化系统及远方电力调度系统。 2) 故障报警、故障跳闸及外壳开门等信息可通过通信的方式输出，也可通过无源接点方式输 出，装置失电或装置故障信号有硬接点信号输出。 3) 具有远程通信功能，通信接口采用标准 RS485 接口。 4) 通信协议采用对用户完全开放的国际标准规约：Modbus。通信距离不小于 100 米。通信传 输速率不小于 19.2Kbps。 5) 电源回路有滤波、过压保护、抗干扰措施。 6) 能承受地铁运行环境下直流牵引供电系统各种工况的电磁干扰，并保证装置不误动。 7) 能够适应环境温度，无死机、误动、拒动现象。 （2）基本技术参数： 1) 电源： DC 220V 电压允许偏差15%+10%，直流电源电压纹波系数不大于 5%。 2) 接点容量：控制输出接点容量： 5A/220V DC 3) 防护等级不低于 IP3X 6.2.21盘面表计 整流器盘面有如下表计： (1) 直流电流表（1.5 级） ，显示主回路直流电流。 (2) 直流电压表（1.5 级） ，显示主回路直流电压。 (3) 交流电压表（1.5 级） ，显示主回路交流电压。 6.3结构结构要求要求 6.3.1整流器为户内安装，整流器柜为独立式金属柜，美观坚固。主电路采用可靠的绝缘安装 方法，确保所有部件与柜体绝缘。柜体材料为宝钢热镀锌钢板，前后门钢板厚度 2.5mm，侧壁板厚度不小于 2mm。 6.3.2整流器柜体与地之间安装整块绝缘板，绝缘板宽出柜体 50mm，柜体的固定采用绝缘螺 栓，保证安装后绝缘电阻值在 1000V 时不小于 1M。绝缘板和绝缘螺栓由供应商提供。 6.3.3壳体的每一个门上装设一套电磁锁，整流器门体电磁锁与 10kV 开关柜、750V 开关柜联 锁，当 10kV 开关柜和 750V 开关柜进线断路器分闸后，对应整流器门才可打开；整流器 门打开的情况下，10kV 开关柜和 750V 开关柜进线断路器不能合闸。 6.3.4防护等级： IP20。 6.3.5整流器柜正面和后面设门,各部件与柜体绝缘。 6.3.6 二极管及其它元件的布置考虑通风流畅、接线方便。同时方便维护、维修。 6.3.7 整流器柜的进出线采用电缆，从底部进出。 6.3.8 整流器柜前有模拟图，显示整流器的接线方式。 6.3.9二次回路采用绝缘安装方法，以与高压部分隔离，保证二次回路的安全。 6.3.10外形尺寸： 1220mm1250mm2300mm(宽深高)。 6.3.11重 量：不大于 1000Kg。 6.4设备的互换性设备的互换性 整流器其所有的元器件和零部件都具有互换性。二极管按技术参数分为三档，相同档内的二极管 可进行互换，且不影响整流机组的性能。同一变电站的两台整流器由于进出线方式都相同，也可以互 换，不影响整个整流机组的性能。 6.5铭牌铭牌 铭牌装整流柜明显的位置。铭牌上的各项标志内容必须永久保持清晰。铭牌内容如下： 6.5.1型号和产品出厂序号 6.5.2输入相数 6.5.3额定输入电压 6.5.4额定输入电流 6.5.5额定频率 6.5.6额定输出电压 6.5.7额定输出电流 6.5.8负载等级 6.5.9重量 6.5.10制造厂商及制造日期 6.6试验内容试验内容 6.6.1型式试验、出厂试验 序号 类别 项 目 型式试验出厂试验 1 绝缘试验 2 轻载（功能）试验 3 额定电流试验 4 均流试验 5 损耗功率测定 6 温升试验 7 一般性检验 8 辅助装置检验 9 冲击电压试验 10 保护系统性能检验 12 保护器件协调检验 13 过电流试验 6.6.2二极管试验 每只二极管出厂时必须通过出厂试验。每批二极管抽样 5 只按型式试验的项目进行试验，抽样试验 后的二极管不能再用于本工程的设备中。 序号 类别 项 目 型式试验出厂试验 序号 类别 项 目 型式试验出厂试验 1 正向浪涌电流 2 正向特性 3 反向特性 4 反向重复峰值电压 5 反向恢复电荷 6 热阻及瞬态热阻抗 7 热循环试验 8 负载试验 9 机械试验 6.6.3智能化数据采集装置试验 序 号 类别 项 目 型式试验出厂试验 1功能试验 2绝缘性能试验 3高低温试验 4温度贮存试验 5抗干扰试验 6湿热试验 7机械振动试验 8连续冲击试验 说明：智能化数据采集装置的部分试验项目已通过整流柜整体试验得到验证。 6.6.4整流变压器和整流器的联调试验 （1） 功能试验（轻载试验） （2） 功率损耗测定 （3） 功率因数测定 （4） 固有电压调整值测量 （5） 稳定性能的试验 （6） 交流侧谐波电流及直流侧纹波电压测量 （7） 负载试验 （8） 额定电压下的冲击合闸试验 6.6.5现场试验 （1） 供应商对现场试验的项目和内容提出建议，由总包商审核和确认。 （2） 供应商按照工期安排、试验计划要求提供技术支持。 （3） 试验验收报告由相关人员签字。 （4） 供应商有责任帮助总包商解决试验中发生的技术问题。 6.7接口接口 6.7.1与 12kV 开关柜、DC750V 开关柜接口 接口：整流器柜内二次保护端子排的出线端子。 供应商责任： （1） 提供整流器内部故障、预告开关量信号（接点） 。 （2） 提供整流器柜内部二次原理图。 （3） 提供出口继电器的型号、容量参数。 6.7.2与变电所综合自动化接口 接口：整流器数据采集装置通