城市軌道交通車輛主型電器的研究與發(fā)展-畢業(yè)(完整版)資料

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城市軌道交通車輛主型電器的研究與發(fā)展--畢業(yè)（完整版）資料(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）城市軌道交通車輛主型電器的研究與發(fā)展學(xué)生姓名：程浩學(xué)號(hào)：1332310專業(yè)班級(jí)：城市軌道交通車輛P1602班指導(dǎo)老師：柴貴蘭摘要目錄1斷路器...........................................................1.1斷路器的概述.................................................1.2UR6型高速直流斷路器.........................................1.3直流開(kāi)關(guān)柜...................................................1.4斷路器維護(hù)...................................................2受電弓...........................................................2.1受電弓的概述.................................................2.2QGM-100型受電弓的結(jié)構(gòu).......................................2.3主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)及相關(guān)試驗(yàn)...................................2.4受電弓的特性.................................................2.5QGM-100型受電弓控制原理.....................................2.6受電弓試驗(yàn)...................................................3司機(jī)控制器3.1司機(jī)控制器的概述.............................................3.2司機(jī)控制器的主要電氣性能指標(biāo).................................3.3司機(jī)控制器的聯(lián)鎖方式.........................................3.4司機(jī)控制器的結(jié)構(gòu).............................................3.5司機(jī)控制器的發(fā)展趨勢(shì).........................................引言

1.1斷路器的概述斷路器是指能夠關(guān)合、承載和開(kāi)斷正?；芈窏l件下的電流，并能關(guān)合、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載和開(kāi)斷異?；芈窏l件（包括短路條件）下的電流的開(kāi)關(guān)裝置。[1]斷路器可用來(lái)分配電能，不頻繁地啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)電源線路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過(guò)載或者短路及欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，其功能相當(dāng)于熔斷器式開(kāi)關(guān)與過(guò)欠熱繼電器等的組合。而且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰兏悴考?。目前，已獲得了廣泛的應(yīng)用。斷路器按其使用范圍分為高壓斷路器，和低壓斷路器，高低壓界線劃分比較模糊，一般將3kV以上的稱為高壓電器。1.2UR6型高速直流斷路器

UR型高速直流斷路器型號(hào)名稱 UR36M110D8310E64TDS00高速斷路器 UR額定發(fā)熱電流 1000A6 1200A12 2600A26 3600A36 4000A40 6000A236電保持 E磁保持 M操作線圈的額定電壓（直流） 24V（直流）24 32V（直流）32 36V（直流）36 48V（直流）48 64V（直流）64 72V（直流）72 110V（直流）110 220V（直流）220直接瞬時(shí)過(guò)電流釋放 D直接過(guò)電流和間接電容器釋放 I整定范圍 600–1200A1 900–1800A2 1200–24003 1250–2700A4 2000–5000A5 2000–8000A6 4000–10000A7 4000–15000A8 4000–16000A9 8000–30000A10過(guò)電流釋放整定值×10（A） 310例如：310×10＝3100A電動(dòng) E氣動(dòng) P滅弧罩類型 2 3 6 7額定電壓 1000V1 2000V2 4000V4實(shí)施形式：-靜止 S-牽引（機(jī)車） T-垂直放置機(jī)車上 TDP-垂直懸置機(jī)車上 TDS-水平放置機(jī)車上 TCP-水平懸置機(jī)車上 TCS選裝件：符合特定的說(shuō)明 01 -99技術(shù)術(shù)語(yǔ)根據(jù)IEC

主要的技術(shù)數(shù)據(jù) 類型： UR4 UR6 UR12 UR26 UR36 UR40 HPB45 HPB60機(jī)型：-固定 S S S S S S S S -牽引垂直放置 TDP TDP TDP TDP TDP - - - -牽引垂直懸置 - TDS TDS - - - - - -牽引水平放置 - - TCP TCP - - - - -牽引水平懸置 - - TCS TCS - - - -額定發(fā)熱電流 （A） 500 1000 1200 2600 3600 4000 4500 6000額定電壓Ue （V） - 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 （V） 1500 - - - - - - - （V） - 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 （V） - - 4000 4000 4000 4000 - -滅弧罩型 3 3 2 6/7/8 6/7/8 6/7/8 8 8分?jǐn)嗄芰Γ篒cc/t滅弧罩1000VDC 31型 （kA/ms） - 30/15 - - - - - - 21型 （kA/ms） - - 30/10 - - - - - 61型 （kA/ms） - - - 100/10 100/10 100/10 - - 71型 （kA/ms） - - - 160/10 160/10 160/10 - - 81型 （kA/ms） - - - 100/10 100/10 100/10 100/10 100/10滅弧罩1500VDC 30型 （kA/ms） 20/15 - - - - - - -滅弧罩2000VDC 32型 （kA/ms） - 30/15 - - - - - - 22型 （kA/ms） - - 30/10 - - - - - 62型 （kA/ms） - - - 75/10 75/10 75/10 - - 72型 （kA/ms） - - - 110/10 110/10 110/10 - - 82型 （kA/ms） - - - 75/10 75/10 75/10 75/10 75/10滅弧罩4000VDC 24型 （kA/ms） - - 15/10 - - - - - 64S型 （kA/ms） - - - 55/15 55/15 55/15 - - 64T型 （kA/ms） - - - 35/15 35/15 - - -分?jǐn)噙^(guò)電壓×Ue 1.5-1.8 1.5-2.1 1.5-2 1.5-2 1.5-2 1.5-2 1.5-2 1.5-2額定范圍 IB （kA） 0.35/0.7 - - - - - - 0 （kA） 0.45/0.9 0.45/0.9 - - - - - - 1 （kA） 0.6/1.2 0.6/1.2 0.6/1.2 - - - - - 2 （kA） 0.9/1.8 0.9/1.8 - - - - - - 3 （kA） - 1.2/2.4 1.2/2.4 - - - - - 1A （kA） - 1.5/3.2 - - - - - - 4 （kA） - - - 1.25/2.7 1.25/2.7 1.25/2.7 - - 5 （kA） - - - 2/5 2/5 2/5 - - 6 （kA） - - - 2/8 2/8 2/8 - - 7 （kA） - - - 4/10 4/10 4/10 - - 8 （kA） - - - - 4/15 4/15 - - 1D （kA） - - - - - - 3/6 3/6 9 （kA） - - - - - - 6/12 6/12 10 （kA） - - - - - - 8/15 8/15 1C （kA） - - - - - - 12/18 12/18機(jī)械反應(yīng)時(shí)間：-直流過(guò)電流（di/dt≥5.106A/s） （ms） 2 2 5 3 4 4 4 4-間接電容器釋放 （ms） <4 <4 <4 <2 <2 <2 <3 <3-斷電保持線圈 E型 （ms） 5–10 5–10 25–50 40–90 40–90 40–90 8–15 8-15-斷磁保持線圈 M型 （ms） 30 30 25 20 20 20 20 20實(shí)驗(yàn)電壓（介電強(qiáng)度）：-主觸頭之間 （kV） 8 8 15 15 15 15 15 15-主電路至接地 （kV） 10 10 15 15 15 15 15 15機(jī)械壽命（動(dòng)作） 5×100000 5×100000 5×50000 4×50000 4×50000 4×50000 4×50000·4×50000雙觸頭開(kāi)關(guān) 6 6 5–8 5 5 5 6 6：電路時(shí)間常數(shù)有關(guān)更為詳細(xì)的信息，請(qǐng)參考具體的出版物允許改進(jìn)。

1.概述UR6型高速直流斷路器是單極、雙向裝置，具有電磁吹弧，直接瞬時(shí)過(guò)電釋放，自然空氣冷卻和電氣操作系統(tǒng)。UR6型高速直流斷路器的主要特性和保護(hù)如下：-發(fā)熱電流額定值1000A（直流）-絕緣水平2000V（直流）-額定電壓1000V和2000V（直流）-限制切斷弧電壓-直接瞬時(shí)過(guò)電流釋放-機(jī)械和電氣強(qiáng)度高-觸頭損耗小-高效消弧-抗振動(dòng)和機(jī)械沖擊-耐熱性能-結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕-簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)-維修少-符合IEC77標(biāo)準(zhǔn)。2.應(yīng)用UR6型高速直流斷路器是為機(jī)車、工業(yè)領(lǐng)域半導(dǎo)體流體裝置和鐵路小型饋電直流裝置的分級(jí)斷路器的保護(hù)而設(shè)計(jì)的。3.技術(shù)數(shù)據(jù)3.1定義圖1?cc ＝瞬態(tài)短路電流Icc ＝穩(wěn)態(tài)短路電流Ids ＝過(guò)電流釋放的電流整定值di/dt ＝電流初始率上升?d ＝分?jǐn)嚯娏鱑d ＝恢復(fù)電壓?d ＝最大弧電壓Tm ＝機(jī)械反應(yīng)時(shí)間Ttot ＝全分?jǐn)鄷r(shí)間 ＝短路電流的時(shí)間常數(shù)3.2額定發(fā)熱電流和瞬時(shí)過(guò)載特性額定發(fā)熱電流是最大持續(xù)電流。環(huán)境溫度為40℃時(shí)，該電流為1000A。UR6在20℃時(shí)啟動(dòng)時(shí)，可以承受下列電涌電流：5分鐘1400A2分鐘1500A1分鐘1600A20秒2000A

周期性和累積過(guò)載可以用熱阻抗方法計(jì)算，計(jì)算程序適用于復(fù)雜情況。。3.3直接瞬時(shí)過(guò)電流釋放周期性和累積過(guò)載可以用熱阻抗方法計(jì)算，計(jì)算程序適用于復(fù)雜情況。。3.3直接瞬時(shí)過(guò)電流釋放整定范圍：600A–1200A900A–1800A1200A–2400A3.4電壓額定值UR6型高速直流斷路器的額定電壓如下：-帶31型滅弧罩的額定電壓為1000V-帶32型滅弧罩的額定電壓為2000V3.5分?jǐn)噙^(guò)電壓分?jǐn)嗖僮髌陂g，過(guò)電壓達(dá)到下列峰值：UR6…31 ?d＝2100VUR6…32 ?d＝4000V3.6機(jī)械反應(yīng)時(shí)間3.6.1直接過(guò)電流釋放圖2顯示機(jī)械反應(yīng)時(shí)間與電流初速上升率之間的關(guān)系。當(dāng)電流上升率為2KA/ms時(shí)，機(jī)械反映時(shí)間是3ms。3.6.2切斷命令的操作機(jī)械反映時(shí)間取決于保持形式，輔助電源電壓和控制方式：E型電保持：5-10msM型磁保持：30-60ms3.7分?jǐn)嗫倳r(shí)間圖3顯示在電流初始上升率與分?jǐn)嗫倳r(shí)間的相互關(guān)系。電流上升速度為2kA/ms時(shí)，分?jǐn)嗫倳r(shí)間大約為15ms。3.8分?jǐn)嗄芰Ψ謹(jǐn)嗄芰κ亲罡咴试S短路電流，在額定電壓時(shí)快速斷路器可以斷開(kāi)。Ud（V）Icc（kA）（ms）UR6…31UR6…321000200030301515如果UR6安裝在保護(hù)罩（參閱第6節(jié)）或間隙符合第5節(jié)考慮的間隙，則上述值是有效的。3.9分?jǐn)嗵匦裕▓D4a和4b）短路電流?d取決于下列參數(shù)：-電流初始上升速度di/dt-過(guò)電流釋放的整定值-負(fù)載特性?cc、Icc、圖5：示波圖：UR6…32

3.10低電流分?jǐn)郩R6型高速直流斷路器的可以分?jǐn)嚯娏鞯椭?A。特殊的吹弧裝置能夠綜合改善完成在兩個(gè)方向切斷小安培電流（圖6）。3.11實(shí)驗(yàn)電壓（介電強(qiáng)度）UR6型高速直流斷路器的實(shí)驗(yàn)是電壓為：-主電路接地和控制電路：10kV，50Hz，1min-主觸頭之間：8kV，50Hz，1min-控制電路接地：2kV，50Hz，1min3.12機(jī)械壽命UR6型高速直流斷路器的機(jī)械壽命是5X105（沒(méi)有電流）與正常的清潔和潤(rùn)滑所不同的是不需維修。在105次以后，磨損零件可以更換。3.13機(jī)械強(qiáng)度UR6型高速直流斷路器可承受1g的振動(dòng)和±3g的沖擊，符合IEC77標(biāo)準(zhǔn)。3.14輔助觸頭，圖7UR6型高速直流斷路器裝有6對(duì)雙轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的觸頭。開(kāi)關(guān)容量：220V（交流）時(shí)為10A，110V（直流）時(shí)為1A。每次換向可通過(guò)帶3條導(dǎo)線的雙路開(kāi)關(guān)接線并橋接，或使用4條導(dǎo)線，提供獨(dú)立的斷開(kāi)/接通觸頭。接線：閉合線圈：2.5mm2導(dǎo)線。開(kāi)關(guān)：1.5mm2導(dǎo)線。3.15控制電路和閉合裝置閉合裝置線圈可適用于下列直流電壓：24-32-36-48-64-72-110V和220VDC，誤差為＋25％－30％?？商峁┙涣骰蛑绷鬏o助電源給線圈。根據(jù)不同的保持形式，控制電路不同： E型 M型－額定閉合功率 835W 835W－閉合脈沖持續(xù)時(shí)間 0.5至1秒 0.5至1秒－機(jī)械閉合時(shí)間 150ms 150ms－額定保持功率 2.5W 0W－額定斷開(kāi)功率 0W 35W－斷開(kāi)脈沖持續(xù)時(shí)間 - 0.5至1秒

Af：輔助觸頭Bs：吹弧線圈F：保險(xiǎn)絲R：電阻K：接觸器V：自由輪轉(zhuǎn)式二極管Ua：輔助電壓

A 閉合接觸器（M型具有延時(shí)斷開(kāi)）B 保持接觸器（具有延時(shí)閉合）C 轉(zhuǎn)換接觸器A 閉合接觸器（M型具有延時(shí)斷開(kāi)）B 保持接觸器（具有延時(shí)閉合）C 轉(zhuǎn)換接觸器D1 二極管（僅用于交流）D2 二極管E 斷路器閉合和保持線圈I 閉合（ON）按鈕O 斷開(kāi)（OFF）按鈕R1 節(jié)能電阻器（E型）R2 串聯(lián)切斷電阻（M型）R3 并聯(lián)切斷電阻（M型）S 自動(dòng)斷路器圖a：E型交流接線圖圖b：E型直流接線圖圖c：M型交流接線圖圖d：M型直流接線圖

1.3直流開(kāi)關(guān)柜⑴軌道交通的變電系統(tǒng)典型的牽引變電所的主變電所來(lái)的交流高電壓（典型值：）經(jīng)整流機(jī)組(包括變壓器及整流器)降壓丶整流為直流1500V，再經(jīng)直流開(kāi)關(guān)柜向接觸網(wǎng)供電。我國(guó)上海和廣州地鐵的直流牽引供電系統(tǒng)均是如此，上海和廣州地鐵則是架空接觸網(wǎng))750V。由于750V饋電電壓供電距離短、雜散電流大，現(xiàn)在多采用1500V。一個(gè)供電區(qū)由相鄰的2個(gè)牽引變電所同時(shí)供電，這種雙邊供電的方式提高了供電的可靠性，同時(shí)分區(qū)段的方式使故障被隔離在某個(gè)區(qū)段以內(nèi)，而不致影響其它供電區(qū)段，因而被廣泛采用。運(yùn)用廣泛的是基于1500V架空接觸網(wǎng)雙邊供電方式。通常軌道交通的供電系統(tǒng)是將5KV-38KV高壓交流電通過(guò)變壓器和高負(fù)荷牽引整流器轉(zhuǎn)換為1500V直流電壓，然后將1500V直流電壓引入直流開(kāi)關(guān)柜，通過(guò)開(kāi)關(guān)柜分配到各個(gè)輸電軌或者頂部接觸供電系統(tǒng)對(duì)機(jī)車進(jìn)行供電，示意圖如圖1：⑵直流開(kāi)關(guān)柜的組成直流開(kāi)關(guān)柜按照用途可以分為：進(jìn)線柜（又稱正極柜）、饋線柜、負(fù)極柜和軌電位保護(hù)柜四種基本類型。目前主流的直流開(kāi)關(guān)柜的額定工作電壓DC750V及DC1500V，額定工作電流為6000A及6000A以下。直流系列開(kāi)關(guān)設(shè)備按結(jié)構(gòu)分類，可分為兩大類：1.由斷路器手車組成的抽出式開(kāi)關(guān)柜；直流開(kāi)關(guān)柜主要由4大部件組成：1.斷路器（主要由意大利MicroelettricaScientifica提供）2.隔離開(kāi)關(guān)（主要由法國(guó)FerrzeShawmut提供）3.隔離器變送器（又稱隔離器放大器，主要由德國(guó)KNICK公司提供）4.終端保護(hù)（又稱繼保、主要由北京四方、南瑞等公司提供）除此之外開(kāi)關(guān)柜內(nèi)還需要框架電流繼電器（Techno-elec）、接地裝置（Horstman）、電源單元（FGElektronik）等等其他元件組成，關(guān)鍵的部件基本上全是國(guó)外進(jìn)口。直流開(kāi)關(guān)柜屬于快速開(kāi)斷設(shè)備它是空氣絕緣、戶內(nèi)安裝的封閉分隔式成套設(shè)備。開(kāi)關(guān)柜由一系列標(biāo)準(zhǔn)化單元組合，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)按用戶要求可隔成不同的功能小室，功能小室通常有低壓控制室、斷路器手車室、主母線室。一次電纜室、隔離開(kāi)關(guān)室等。⑶直流高壓隔離放大器的作用繼電保護(hù)裝置是直流開(kāi)關(guān)柜關(guān)鍵裝置之一，它集成了測(cè)控、保護(hù)、自診斷、故障錄波、事件順序記錄和總線通訊等功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)饋線柜、進(jìn)線柜、負(fù)極柜等設(shè)備的全面監(jiān)控和保護(hù)。軌道交通使用的直流電壓高達(dá)上千伏，這對(duì)二次儀表或其他檢測(cè)設(shè)備帶了危險(xiǎn)。所以必須將上千伏的電壓安全隔離轉(zhuǎn)換成可以接收和測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)，完成對(duì)低壓設(shè)備的保護(hù)。此時(shí)就非常需要能將高壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的隔離器放大器，同時(shí)還應(yīng)該具備強(qiáng)大的耐壓能力和截止頻率。隔離器的可靠性和穩(wěn)定性對(duì)軌道交通的供電系統(tǒng)故障的監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析及其的重要。1.4斷路器維護(hù)（1（2）檢查油色。（3（5）檢查斷路器各部接頭是否松動(dòng)和過(guò)熱。（6“吱吱”的放電聲。（7）檢查斷路器的“”（8）夜間檢查斷路器有無(wú)放電和電暈現(xiàn)象。9）檢查斷路器的氣體壓力是否正常。10）檢查真空斷路器的真空室是否正常，有無(wú)漏氣聲。二、高壓斷路器的維護(hù)結(jié)合變配電所預(yù)防性試驗(yàn)每年進(jìn)行一次。1、斷路器接點(diǎn)檢查及松動(dòng)處理。2、斷路器外觀清掃及滲油處理。3、斷路器換油及解體檢修或更換斷路器。451.（1）油斷路器聲音異常（2）油斷路器油位異常（3）油斷路器油質(zhì)發(fā)黑（4）斷路器過(guò)熱（5（62．真空斷路器常見(jiàn)異常運(yùn)行（1）電動(dòng)合不上閘（2）合閘合空（3）電動(dòng)不脫扣（4）分合閘不可靠（5）合閘線圈燒毀（6）分閘線圈燒毀（7）輔助開(kāi)關(guān)燒毀3（1）泄漏氣體（2

3.1司機(jī)控制器的概述1.司機(jī)控制器的作用司機(jī)控制器是用來(lái)操縱軌道車輛運(yùn)行的主令控制器，是利用控制電路的低壓電器間接控制主電路的電器設(shè)備，它倍廣泛應(yīng)用于各種軌道交通領(lǐng)域。根據(jù)應(yīng)用環(huán)境、牽引系統(tǒng)及操作模式等不同的要求，司機(jī)控制器的結(jié)構(gòu)、模式也各不相同。2.司機(jī)控制器的分類在司機(jī)操控器近年的發(fā)展中，其操作模式基本上沒(méi)有什么變化。按控制手柄的操作方式，可分為手輪式、扳把式、平推式等三種；按換向手柄的功能，可分為鑰匙式和非鑰匙式兩種；從司機(jī)控制器是否有機(jī)械鎖機(jī)構(gòu)，可分為有鎖機(jī)構(gòu)式和無(wú)鎖機(jī)構(gòu)式兩種；從是否具有警惕裝置，可分為有警惕裝置和無(wú)警惕裝置。當(dāng)然，上述幾種操作模式也可能同時(shí)出現(xiàn)在一臺(tái)司機(jī)控制器上。比如，一臺(tái)司機(jī)控制器既是扳把形式，又有警惕裝置，還有鎖機(jī)構(gòu)等等。3.2司機(jī)控制器的主要電氣性能指標(biāo)根據(jù)用途的不同，司機(jī)控制器的主要電氣性能指標(biāo)也不相同。1.開(kāi)關(guān)模式的電氣性能參數(shù)（1）直接控制方式（用于控制電磁閥或多個(gè)繼電器等負(fù)載）：其開(kāi)關(guān)模塊的額定電流Ie≥5A，額定電壓Ue≥110V，并具有滅弧功能。（2）邏輯控制方法（用于按系統(tǒng)的邏輯控制要求，控制單個(gè)繼電器等負(fù)載）：其開(kāi)關(guān)模式額定電流Ie≤1A，額定電壓Ue≤110V，且應(yīng)有較高的電氣壽命；當(dāng)負(fù)載電流小于0.1A時(shí)，開(kāi)關(guān)模塊應(yīng)有自凈功能。（3）計(jì)算機(jī)控制方式（用于按系統(tǒng)的邏輯控制要求，向計(jì)算機(jī)的輸入接口卡提供信號(hào)）：其開(kāi)關(guān)模塊應(yīng)在負(fù)載電流Ie≥10mA、額定電壓Ue≥12V時(shí)可靠工作，開(kāi)關(guān)模塊必須具備自凈功能。（4）開(kāi)關(guān)模塊的防護(hù)等級(jí)為IP22、IP40、IP60，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的使用環(huán)境選擇使用。2.給定信號(hào)的電氣性能參數(shù)根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，給定信號(hào)有如下分類。模擬量信號(hào)輸出模式：根據(jù)系統(tǒng)的要求，可輸出模擬量電壓或電流信號(hào)。方案1：采用電位器分壓的方式輸出模擬量電