整流柜維檢修

1、第4章 整流柜維檢修白云鵬4.1 基礎(chǔ)理論整流電路 利用二極管的單向?qū)щ娦越M成整流電路，可將交流電壓變?yōu)閱蜗蛎}動(dòng)電壓。此節(jié)波形均把整流二極管當(dāng)作理想元件，即認(rèn)為它的正向?qū)娮铻榱?，而反向電阻為無窮大。但在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)考慮到二極管有內(nèi)阻，整流后所得波形，其輸出幅度會(huì)減少0.61V，當(dāng)整流電路輸入電壓大時(shí)，這部分壓降可以忽略。   整流電路中既有交流量，又有直流量。對(duì)這些量經(jīng)常采用不同的表述方法：輸入（交流）用有效值或最大值；輸出（直流）用平均值；二極管正向電流用平均值；二極管反向電壓用最大值。單相整流電路單相整流電路有單相半波整流電路、單相全波整流電路和橋式整流電路三種形

2、式。單相半波整流電路如圖4.1(a)所示。單相半波整流電路單相半波整流電路的工作原理利用二極管的單向?qū)щ娦裕谧儔浩鞲边呺妷篣2為正的半個(gè)周期內(nèi)，二極管正向偏置，處于導(dǎo)通狀態(tài)，負(fù)載上得到半個(gè)周期的直流脈動(dòng)電壓和電流；而在U2為負(fù)的半個(gè)周期內(nèi)，二極管反向偏置，處于關(guān)斷狀態(tài)，電流基本上等于零。由于二極管的單向?qū)щ娮饔?，將變壓器副邊的交流電壓變換成為負(fù)載兩端的單向脈動(dòng)電壓，達(dá)到整流目的，其波形如圖4.1（b）。因?yàn)檫@種電路只在交流電壓的半個(gè)周期內(nèi)才有電流流過負(fù)載，所以稱為單相半波整流電路。（a） （b）圖4-1 單相半波整流電路單相橋式整流電路與全波整流電路相比，單相全波橋式整流電路中的電源變壓器只

3、用一個(gè)副邊繞組，即可實(shí)現(xiàn)全波整流的目的。橋式整流電路如圖4-2所示。(a) (b)圖4-2 單相全波橋式整流電路工作原理 單相全波橋式整流電路的工作原理 由圖可看出，電路中采用四個(gè)二極管，互相接成橋式結(jié)構(gòu)。利用二極管的電流導(dǎo)向作用，在交流輸入電壓U2的正半周內(nèi)，二極管D1、D3導(dǎo)通，D2、D4截止，在負(fù)載RL上得到上正下負(fù)的輸出電壓；在負(fù)半周內(nèi)，正好相反，D1、D3截止，D2、D4導(dǎo)通，流過負(fù)載RL的電流方向與正半周一致。因此，利用變壓器的一個(gè)副邊繞組和四個(gè)二極管，使得在交流電源的正、負(fù)半周內(nèi)，整流電路的負(fù)載上都有方向不變的脈動(dòng)直流電壓和電流。三相橋式整流電路對(duì)于大功率的整

4、流電路則需要采用三相整流電路，因?yàn)榇蠊β实慕涣麟娫词侨喙╇娦问?。圖4-3是一個(gè)電阻負(fù)載三相橋式整流電路，它有六個(gè)二極管，D1、D3、D5接成共陰極形式，共陰極用P表示；D2、D4、D6接成共陽極形式，共陽極用M表示；零線用N表示。圖4-3 電阻負(fù)載三相橋式整流電路 三相橋式整流電路二極管導(dǎo)電的規(guī)律三相整流電路中各個(gè)二極管如何導(dǎo)電：基本原則仍然是二極管的陽極電位高于陰極電位時(shí)二極管導(dǎo)電，反之不導(dǎo)電。因三相電比單相電復(fù)雜，在圖4-4中根據(jù)各相波形相交的情況，按30°為一段進(jìn)行時(shí)間段的劃分，在圖的最下方用1、2、3、4、5、6、7、表示。圖4-4 三相橋式整流電路的波形圖三相整流電路的工

5、作原理三相橋式整流電路的性能參數(shù) 1輸出電壓的平均值UO三相橋式電阻負(fù)載整流電路的輸出電壓波形見圖4-4的下半部分，它是由相應(yīng)時(shí)間段導(dǎo)電二極管所對(duì)應(yīng)的兩相電壓之差得到的。由于輸出電壓是以共陽極線M為參考地電位，對(duì)于其中時(shí)間段1，可由A相和B相電壓之差得到，見圖4-5，同理可得到其他時(shí)間段的輸出波形。這樣在一個(gè)工頻周期內(nèi)，輸出電壓有六個(gè)波頭，相當(dāng)于300赫茲，這有利于提高輸出電壓的平均值，同時(shí)有利于濾波，減小輸出的紋波。圖4-5 三相橋式整流電路輸出電壓波形的合成 求輸出電壓一個(gè)波頭的平均值再乘以6，即可得到輸出電壓的平均值，積分從30°到90°。 2輸出電壓的平均值IO 3

6、二極管的平均值IO 在一個(gè)周期中，二極管的導(dǎo)通角只有120°，因此流過二極管的平均電流為 4二極管的最大反向電壓URM 三相橋式整流電路二極管導(dǎo)電的規(guī)律詳例： （三相橋式電阻負(fù)載整流電路的輸出電壓波形見下圖）先看時(shí)間段1：此時(shí)間段A相電位最高，B相電位最低，因此跨接在A相B相間的二極管D1、D4導(dǎo)電。電流從A相流出，經(jīng)D1，負(fù)載電阻，D4，回到B相，見圖14-1-3中紅色箭頭指示的路徑。此段時(shí)間內(nèi)其他四個(gè)二極管均承受反向電壓而截止，因D4導(dǎo)通，B相電壓最低，且加到D2、D6的陽極，故D2、D6截止；，因D1導(dǎo)通，A相電壓最高，且加到D3、D5的陰極，故D3、D5截止。其余各段情況如下

7、：時(shí)間段2：此時(shí)間段A相電位最高，C相電位最低，因此跨接在A相C相間的二極管D1、D6導(dǎo)電。時(shí)間段3：此時(shí)間段B相電位最高，C相電位最低，因此跨接在A相C相間的二極管D3、D6導(dǎo)電。時(shí)間段4：此時(shí)間段B相電位最高，A相電位最低，因此跨接在B相A相間的二極管D3、D2導(dǎo)電。時(shí)間段5：此時(shí)間段C相電位最高，A相電位最低，因此跨接在C相A相間的二極管D5、D2導(dǎo)電。時(shí)間段6：此時(shí)間段C相電位最高，B相電位最低，因此跨接在C相B相間的二極管D5、D5導(dǎo)電。時(shí)間段7：此時(shí)間段又變成A相電位最高，B相電位最低，因此跨接在A相B相間的二極管D1、D4導(dǎo)電。電路狀態(tài)不斷重復(fù)4.1.1整流柜概況整流變壓器的兩組

8、低壓繞組之間相位差30引入整流器，整流器內(nèi)由兩個(gè)三相橋式整流電路并聯(lián)組成12脈波。每個(gè)橋臂采用兩支平板式元件并聯(lián)。并聯(lián)元件選用正向伏安特性相近似的整流管使每橋臂均流系數(shù)達(dá)到95%以上。硅元件采用熱管散熱器。每只硅元件串有西安西整熔斷器廠生產(chǎn)的快速熔斷器一只。當(dāng)整流管反向擊穿時(shí)造成變壓器二次短路時(shí)快速熔斷器熔斷，切斷故障回路，同時(shí)報(bào)警。當(dāng)各整流橋臂中任意直至硅元件損壞后不影響整流器的正常輸出，只報(bào)警。當(dāng)同一橋臂內(nèi)兩支硅元件故障時(shí)，10kV機(jī)組開關(guān)跳閘。以上功能由可編程控制器完成。操作過電壓保護(hù)：為抑制因分合閘引起的過電壓，變壓器二次引入整流柜側(cè)接有角形接法的壓敏電阻和星形接法的電容器構(gòu)成的操作過

9、電壓保護(hù)回路。4.2 整流柜維檢修4.2.1整流柜維檢修的內(nèi)容及重點(diǎn)掌握1、用2500伏兆歐表測(cè)量主回路對(duì)框架的絕緣電阻應(yīng)不低于10M。2、用1000伏兆歐表測(cè)量框架對(duì)地絕緣電阻不低于2M3、二次回路對(duì)地絕緣電阻測(cè)量，應(yīng)用500伏兆歐表，其數(shù)值不低于1M，在比較潮濕的地方，應(yīng)不低于0.5M（將控制回路保險(xiǎn)取下；將15V穩(wěn)壓電源的“JD”端子線拆下，其余線用0.5mm2軟裸銅線封?。粚⒛M量輸入的四對(duì)紅白線用0.5mm2軟裸銅線封??；將24V穩(wěn)壓電源的“JD3”端子線拆下，其余線用0.5mm2軟裸銅線封?。粚LC的所有接線甩開；將三個(gè)執(zhí)行繼電器線圈、電鈴、續(xù)流二極管電路板用0.5mm2軟裸銅線

10、封住。）4 、恢復(fù)正常運(yùn)行時(shí)的接線，檢查無誤后接通控制回路電源。傳動(dòng)硅管故障、超溫報(bào)警、過溫跳閘、三倍過流的整流柜保護(hù)功能。本柜聲、光應(yīng)正常，微機(jī)屏顯示正確，機(jī)組應(yīng)跳閘（三倍過流機(jī)組不跳閘，只報(bào)警）。4.2.2 關(guān)鍵步驟專家提示 整流柜內(nèi)設(shè)超溫跳閘，采用兩套溫控裝置，一套給表頭，一套給PLC，PLC負(fù)責(zé)跳閘開出。PT100探頭隨溫度變化內(nèi)阻增加，所以回路開路時(shí)，會(huì)誤報(bào)警，因此回路中端子排接點(diǎn)必須緊固好。以防誤跳閘。 交流回路中設(shè)有操作過電壓阻容保護(hù)，在搖測(cè)絕緣時(shí)，解開連接電纜。3倍過電流。（） 主回路絕緣搖測(cè)時(shí)，要短封硅元件，以防擊穿。加圖。4.2.3 案例示范1、 玉泉路牽引站停動(dòng)變241開

11、關(guān)時(shí)，2號(hào)整流柜發(fā)出超溫跳閘信號(hào)，使?fàn)孔?37開關(guān)跳閘故障現(xiàn)象：玉泉路牽引站停動(dòng)變241開關(guān)時(shí)，2號(hào)整流柜發(fā)出超溫跳閘信號(hào)，使?fàn)孔?37開關(guān)跳閘故障分析：玉泉路牽引站交、直流屏兩路交流電源一路由本站241開關(guān)所送動(dòng)力變壓器供給；另一路交流電源由玉泉路降壓站故障柜供給。而本站241開關(guān)所送動(dòng)力變壓器為交、直流屏主交流電源，另一路為備用電源。停241開關(guān)后交直流屏的交流電源由主電源向備用電源倒切，有短時(shí)失電過程。整流柜PLC為交流220V電源，這個(gè)倒切過程使整流柜PLC保護(hù)裝置短時(shí)失電再得電，發(fā)出PLC裝置報(bào)出超溫跳閘信號(hào)，此信號(hào)為誤報(bào)信號(hào)。經(jīng)判斷由于PLC裝置內(nèi)部程序故障，使2#整流器超溫跳閘誤報(bào)。故障查找：1. 將237，241開關(guān)拉至試驗(yàn)位，使237和241在空負(fù)荷下運(yùn)行。這時(shí)對(duì)241進(jìn)行分合，均無故障現(xiàn)象出現(xiàn)。2. 停交直流屏2#整流器交流操作電源負(fù)荷開關(guān)，斷開2#整流柜PLC裝置電源，這時(shí)故障現(xiàn)象出現(xiàn)。證實(shí)故障分析為正確。故障原因：2#整流柜PLC裝置內(nèi)部程序故障故障處理：更換2#整流柜PLC裝置2、 13#線報(bào)整流柜超溫，但上位機(jī)顯示正常故障現(xiàn)象：13#線報(bào)整流柜超溫，但上位機(jī)顯示正常。故障分析：整流柜內(nèi)有兩副探頭，一副給溫度