用于牵引机车性能测试的24脉冲直流机组及试验方法技术

本发明专利技术属于牵引机车试验电源领域，具体公开了用于牵引机车性能测试的24脉冲直流机组，包括：自耦变压器，所述自耦变压器内包括轴向分裂并联设置的第一线圈组和第二线圈组；与所述自耦变压器电连的有载分接开关；以及两条并联的整流支路，所述整流支路与所述有载分接开关电连；所述整流支路包括与有载分接开关电连的断路器、与断路器电连的整流变压器以及与整流变压器电连的整流器；所述自耦变压器引出所述24脉冲直流机组的入线端，所述整流器引出所述24脉冲直流机组的出线端。本发明专利技术有容量大、调压范围广和线路可靠性高的特点；并摆脱了调压控制器电流受限的问题，克服了整流变压器移相线圈和主线圈抽头过多无法空间布置的问题，设计非常简洁。设计非常简洁。设计非常简洁。

【技术实现步骤摘要】
用于牵引机车性能测试的24脉冲直流机组及试验方法


[0001]本专利技术属于列车试验电源
，具体涉及用于牵引机车性能测试的24脉冲直流机组及试验方法。

技术介绍

[0002]通过试验线路对牵引机车各个性能指标的测试是检验机车性能指标优良的重要手段，其对试验电源有如下用于牵引机车性能测试的24脉冲直流机组要求：
[0003]1.牵引直流机组需求视在(额定)容量为6600kVA；
[0004]2.牵引整流机组需采用24脉整流方式以有效抑制谐波；
[0005]3.直流输出电压可由1500V调整至约1650V，以完成电压突变试验中的牵引工况试验；直流输出电压可由1500V调整至约1350V，以完成电压突变试验中的电制工况试验；
[0006]4.直流输出电压可从1000V至1900V进行往复调整，调整步长112.5V，以完成电压波动试验；
[0007]5.可由遥控、遥信、遥调、遥测等方式实现远程控制。
[0008]上述对牵引直流机组的要求，主要体现牵引直流机组功率大，电压调整跨度大，电压挡位较多，而且各挡位均要求实现24脉冲整流。以往使用的24脉波牵引整流机组，阀侧直流额定输出电压基本为一个固定值，如750V或1500V，无法实现试验机车对直流输出电压的调整要求。
[0009]现有技术中通常采用两台整流变压器及与其一一对应连接的整流器结合的方式来实现24脉冲整流。具体来说，整流变压器高压网侧包括并联的外延三角形联接的两组线圈，低压阀侧包括两个轴向分裂线圈，一个为三角形联结，另一个为星形联结，构成6相12脉冲整流变压器。整流器包括两个3相6脉冲全波整流桥，每组整流形成独立的6脉冲整流电路，其中一个整流桥接至整流变压器阀侧Y型绕组，另一个整流桥接至整流变压器阀侧型绕组，再将两个整流桥并联构成12脉冲整流。将两台整流变压器的网侧绕组分别移相+7.5
°
和
‑
7.5
°
，使两台整流变压器阀侧电压相角差15
°
，通过整流器构成等效24脉波整流。
[0010]该直流机组只适用于小范围调压，且此种调压为无励磁调压方式，即调节分接挡位时，必须切断网侧电源，这种方式与牵引机车试验的实际工况差别较大，无法获得更为真实的试验结果。

技术实现思路

[0011]本专利技术提供了一种用于牵引机车性能测试的24脉冲直流机组及试验方法，用以解决目前牵引机车试验电源无法准确模拟牵引机车试验工况的问题。
[0012]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种用于牵引机车性能测试的24脉冲直流机组，其中，包括：自耦变压器，所述自耦变压器内包括轴向分裂并联设置的第一线圈组和第二线圈组；与所述自耦变压器电连的有载分接开关；以及两条并联的整流支路，所述整流支路与所述有载分接开关电连；所述整流支路包括与有载分接开关电连的断路
器、与断路器电连的整流变压器以及与整流变压器电连的整流器；所述自耦变压器引出所述24脉冲直流机组的入线端，所述整流器引出所述24脉冲直流机组的出线端。
[0013]本专利技术一个较佳实施例中，所述第一线圈组与所述第二线圈组的结构相同；所述第一线圈组呈Y型连接，所述第一线圈组包括分接点一一对应的第一相线圈、第二相线圈以及第三相线圈；所述第一线圈组中的分接点与第二线圈组中对应的分接点相连；其中位于第一相线圈相连的分接点引出二次侧a接点，位于第二相线圈相连的分接点引出二次侧b接点，位于第三相线圈相连的分接点引出二次侧c接点。
[0014]本专利技术一个较佳实施例中，所述有载分接开关设置有九个分接级，相邻两分接级之间直流机组的输出电压差为112.5V。
[0015]本专利技术一个较佳实施例中，所述整流器包括第一整流器以及第二整流器，所述整流器包括第一输出端和第二输出端，第一整流器的第一输出端引出为24脉冲直流机组的正极输出端，所述第一整流器的第二输出端与所述第二整流器的第一输出端相连，所述第二整流器的第二输出端引出为24脉冲直流机组的负极输出端。
[0016]本专利技术还包括一种牵引机车性能测试方法，其采用权利要求1
‑
4任一项所述用于牵引机车性能测试的24脉冲直流机组。
[0017]本专利技术一个较佳实施例中，包括以下步骤：
[0018]S1：根据性能测试要求确定整流器的目标输出直流电压值，从目标输出直流电压值确定整流变压器的阀侧空载电压值；
[0019]S2：根据整流变压器的阀侧空载电压值确定整流变压器的网侧输入电压值；
[0020]S3：根据整流变压器的网侧输入电压值确定自耦变压器的副边各挡位对应的电压、电流值；
[0021]S4：以原边额定电压值为自耦变压器供电，整流器的实际输出直流电压值为目标输出直流电压值，为牵引机车供电进行性能测试试验。
[0022]本专利技术一个较佳实施例中，步骤S1中：
[0023]通过式(1)获取约定空载直流电压U
doo
：
[0024][0025]其中，6％为整流机组的电压调整率，U
dn
为整流机组额定电压；
[0026]通过式(2)获取24脉理想空载直流电压U
doi
'：
[0027][0028]其中，U
doo
为约定空载直流电压；
[0029]通过式(3)获取整流变压器阀侧额定空载电压U
2L
与24脉理想空载直流电压U
doi
'的物理关系：
[0030][0031]其中，为角频率；
[0032]根据式(4)获取整流变压器阀侧额定空载电压U
2L
：
[0033]U
2L
＝0.7143U
doi
'
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)。
[0034]本专利技术一个较佳实施例中，步骤S2中：
[0035]参照式(5)，根据实际工况需求，确定整流变压器网侧额定电压和阀侧额定电压，根据变压器的原副边电压与匝数变比关系、求出整流变压器网侧各挡位需要输入的电压，即自耦变压器副边各挡位需要输出的电压值；
[0036][0037]其中，k为整流变压器网侧与阀侧的电压变比，N1为整流变压器网侧额定挡位绕组匝数，N2为整流变压器阀侧绕组匝数，U
1L
为整流变压器网侧额定空载电压，U
2L
为整流变压器阀侧额定空载电压，U
2n
·
整
为整流变压器阀侧需输出的各级电压，U
1n
·
整
为整流变压器网侧需输入的各级电压，n为有载分接开关的分接级。
[0038]本专利技术一个较佳实施例中，步骤S3中，根据式(6)获取原边额定电流值I
1L
·
自
：
[0039][0040]其中，S
N
·
自<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于牵引机车性能测试的24脉冲直流机组，其特征在于，包括：自耦变压器，所述自耦变压器内包括轴向分裂并联设置的第一线圈组和第二线圈组；与所述自耦变压器电连的有载分接开关；以及两条并联的整流支路，所述整流支路与所述有载分接开关电连；所述整流支路包括与有载分接开关电连的断路器、与断路器电连的整流变压器以及与整流变压器电连的整流器；所述自耦变压器引出所述24脉冲直流机组的入线端，所述整流器引出所述24脉冲直流机组的出线端。2.根据权利要求1所述的一种用于牵引机车性能测试的24脉冲直流机组，其特征在于，所述第一线圈组与所述第二线圈组的结构相同；所述第一线圈组呈Y型连接，所述第一线圈组包括分接点一一对应的第一相线圈、第二相线圈以及第三相线圈；所述第一线圈组中的分接点与第二线圈组中对应的分接点相连；其中位于第一相线圈相连的分接点引出二次侧a接点，位于第二相线圈相连的分接点引出二次侧b接点，位于第三相线圈相连的分接点引出二次侧c接点。3.根据权利要求1所述的一种用于牵引机车性能测试的24脉冲直流机组，其特征在于，所述有载分接开关设置有九个分接级，相邻两分接级之间直流机组的输出电压差为112.5V。4.根据权利要求1所述的一种用于牵引机车性能测试的24脉冲直流机组，其特征在于，一条整流支路中的整流器为第一整流器，另一条整流支路中的整流器为第二整流器，所述整流器包括第一输出端和第二输出端，第一整流器的第一输出端引出为24脉冲直流机组的正极输出端，所述第一整流器的第二输出端与所述第二整流器的第一输出端相连，所述第二整流器的第二输出端引出为24脉冲直流机组的负极输出端。5.一种用于牵引机车性能测试的24脉冲直流机组的试验方法，其特征在于，采用权利要求1
‑
4任一项所述用于牵引机车性能测试的24脉冲直流机组。6.根据权利要求5所述的一种用于牵引机车性能测试的24脉冲直流机组的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据性能测试要求确定整流器的目标输出直流电压值，从目标输出直流电压值确定整流变压器的阀侧空载电压值；S2：根据整流变压器的阀侧空载电压值确定整流变压器的网侧输入电压值；S3：根据整流变压器的网侧输入电压值确定自耦变压器的副边各挡位的电压、电流值；S4：以原边额定电压值为自耦变压器供电，整流器的实际输出直流电压值为目标输出直流电压值，为牵引机车供电进行性能测试试验。7.根据权利要求6所述的一种用于牵引机车性能测试的24脉冲直流机组的试验方法，其特征在于，步骤S1中：通过式(1)获取约定空载直流电压U
doo
：其中，6％为整流机组的电压调整率，U
dn
为整流机组额定电压；
通过式(2)获取24脉理想空载直流电压U
doi
'：其中，U
doo
为约定空载直流电压；通过式(3)获取整流变压器阀侧额定空载电压U
2L
与24脉理想空载直流电压U
′
doi
的物理关系：其中，为角频率；根据式(4)获取整流变压器阀侧额定空载电压U
2L
：U
2L
＝0.7143U
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'
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(4)。8.根据权利要求7所述的一种用于牵引机车性能测试的24脉冲直流机组的试验方法，其特征在于，步骤S2中：参照式(5)，根据实际工况需求...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾冰冰，张新根，周亮，郭文佳，
申请(专利权)人：吴江变压器有限公司，
类型：发明
国别省市：