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雷火电竞体彩app下载平台:地铁牵引供电PWM整流器智能维护技术

发布时间: 2022-03-07 09:17:45 来源:雷火电竞体彩app下载平台 作者:雷火电竞竞猜

  开展了研究。文中首先围绕影响可靠性最大的直流支撑电容器提出了基于参数拟合以及Miner累积损伤原则的电解电容器损伤预测方法;其次,文中基于直流中近端非金属性短路时短路电流受其交流电抗器抑制,从而无法可靠实现保护的特点,研究了PWM整流器的非金属性短路电流辨识方法;最后,结合PWM整流器对高性能故障诊断以及虚拟仪器设计了变电所内PWM整流器的综合监控系统,介绍了系统的组成原理并给出了现场故障录波结果。

  在城轨系统中应用PWM整流器后能够将列车制动能量回馈交流电网,且中压网络的功率因数可调,具有较高应用价值。作为复杂的全控型电力电子变换器,PWM整流器与既有的二极管整流器在系统架构、工作原理、损伤及老化规律、故障诊断和现场监测手段等方面有很大区别。由于PWM整流器目前并未在地铁牵引供电系统中得到大范围应用,因此对于其技术(损伤评估、短路保护、综合监控)方面尚无研究成果。

  在PWM整流器关键部件的损伤评估方面,通过分析PWM整流器的可靠性模型不难发现,在其组成器件中,直流侧起支撑作用的电容器(通常为大容量电解电容器)是影响整个装置可靠性的薄弱点。因此,对于PWM整流器内电解电容器的损伤和老化机理需要进行专门研究。目前,电解电容器的损伤评估方面已有了一些研究成果,文献中基于电解质的散失程度完成电解电容寿命预测;文献中经由电容等效串电阻(ESR)的变化规律和数值完成电容的损伤评估;文献中将机械领域的累积损伤原理应用于电解电容的损伤分析中,经由电解质散失的累积情况辨识ESR。上述文献中给出的ESR辨识方法应用于PWM整流器以评估其直流支撑电解电容的疲劳损伤时,由于PWM整流器装置容量大、负载波动剧烈从而ESR辨识效能并不理想。

  在PWM整流器的短路保护方面,文献给出了既有的牵引供电系统的保护配置架构。既有的牵引供电系统采用二极管整流器,其保护配置原则为“热累积不对装置造成损坏”。而PWM整流器由于内部采用IGBT器件,其短路电流特征和保护规则已经不能依据常规的“热累积”原则进行,而是应该基于“瞬时峰值”原则完成保护整定和配置。

  在PWM整流器的综合监控技术方面,文献中给出了既有的牵引供电变电所的监控配置架构。与既有系统相比,PWM整流器在数据高速采集、事故驱动型录波技术、实时工业以太网通讯传输等方面的应用也需要给予特别介绍。

  综合上述原因,为深入研究地铁牵引供电系统中PWM整流器的技术,文中将围绕电解电容器的损伤预测方法、PWM整流器的保护配置和保护整定方法以及基于PWM整流器的虚拟仪器监控技术与智能诊断方法等开展工作。

  当前电解电容器以其体积小、价格低廉等优势得到了普遍采用,但是由于其寿命受外部因素(温度、纹波电流)影响大,因此电解电容发生损坏的生产事故时有发生。在PWM整流器主回路中,直流侧的电解电容器是影响整个装置运行可靠性的重要因素。

  应用于地铁牵引供电系统中的PWM整流机组,在开机过程中需要经由交流侧或直流侧向其支撑电容器预充电,防止工作过程中电压环外环的饱和以及对电容造成的电流冲击。依据此预充电过程的充电电流,这里给出PWM整流器直流支撑电容器参数拟合方法。

  大功率PWM整流器采用超低感直流母排后,电解电容等效拓扑中的等效串联电感ESL可以忽略不计,从而RCL电容模型可以简化为RC串联模型。考虑交直流同时充电的情况,PWM整流器在预充电过程中的等效模型如图1所示。

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