控制换流阀正向电流周期导通时刻的一种方法。为了改变控制角而设计的快速相位控制,按原理基本上可分为分相控制和等距离脉冲相位控制两种方式。1
简介个别相位控制又称为按相控制或分相控制。所谓相位控制就是根据控制系统所给定的触发角指令值产生控制晶闸管的触发脉冲相位。在直流输电工程发展的初期曾经使用过。控制电路依据每相电压过零点的时刻,通过移相,形成所需的触发脉冲。但是当交流电压不平衡或波形畸变时,各相脉冲间隔就有差异,容易产生非特征谐波。这些非特征谐波流入短路容量较小的交流系统中,容易导致谐波不稳定现象,所以最近的直流输电工程已不再使用这种方式。2
特点这是直流输电系统早期使用的触发相位控制方式。这种控制方式的特点是,每个阀整定的控制角取决于该阀的换相电压。最常用的方法是建立在检测换相电压零点的基础上,从该零点开始计时,经过一个预先确定延时,由相位控制单元发出控制脉冲。这种方法使每个换流阀控制脉冲相位的确定随各相而定,且延时是相等的,因此也称为等延迟角控制方式。由于所确定的控制角只与每个阀实际的换相电压零点有关,因此即使在交流系统发生扰动时(如失去一相交流电压),预置的控制角在健全相仍能维持。如整流器还需要保持最大可能的直流电压,则这种方式还是具有一定的优点。
在电源三相电压对称和等相位间隔触发等理想条件下,换流器交流侧三相电流中只含有特征谐波分量,否则将出现一系列非特征谐波分量。换流器触发间隔不相等是产生非特征谐波的主要因素,而且是很敏感的因素。即使换相电压三相不对称,只要保持等间隔触发,所引起的非特征谐波电流分量将很小,一般不会产生有害的影响。但是分相控制的重要缺点却在于,当电源三相电压不对称时会导致触发脉冲不等间隔,而产生非特征谐波。由于在换流站交流侧所装设的滤波器,一般不考虑用来滤除低次非特征谐波,所以换流器交流侧电流中的低次非特征谐波分量将流人交流系统。如果交流系统相应的谐波阻抗较大,低次非特征谐波电流在其上形成的压降将会使交流电压波形发生明显的畸变。在一定条件下,交流电压的畸变又会导致触发脉冲更加不等间隔,使交流电流中某些低次谐波进一步增大,这又助长了交流电压的畸变。这种正反馈的结果,将使某些谐波电流达到很大的数值,使直流输电系统无法正常运行。1
分类分相式控制脉冲产生的方法有以下两种。
(1)锯齿波移相原理利用与交流电压同步的矩形波,在两个正向换相电压零点之间积分,产生一个锯齿波电压V,并使该电压与控制电压V。进行比较,在两电压相等时产生一个控制脉冲。该脉冲输入触发系统,经过处理后触发换流阀。
各阀均由一个相同的相位控制单元,只是所加的同步电压不同、同步电压取自电压互感器,接线方式必须与换流变压器的相同,以保证各阀的同步电压与换相电压同相,即两者瞬时值之间存在正比例的关系。各阀的相位控制单元由锯齿波发生器和电平比较器构成。
(2)正弦波移相
利用与交流电压同步的换相电压经过移相90°后,与控制电压进行比较,当两电压相等时产生一个控制脉冲。以后的过程与锯齿波移相原理相同。这种移相方式的特点是控制电压和换流器输出电压玑呈线性关系。
不变的稳态情况下,顺序发出的触发信号也是等间隔的;如果交流电源三相不对称,即使在稳态情况下,各相触发信号之问也就不是等间隔的,如果换相电压波形畸形以致顺序的过零点不等间隔时也是如此,因此,分相控制虽是等控制,但不能保证换流器的等间隔触发。同时,虽然从理论上说,分相控制能都达到等口,而实际上由于这种相位控制方式由于控制脉冲是分相产生的(一般有独立的6条通道),因而控制脉冲的相位误差较大,一般可达±(3°~5°)。它的优点是在交流系统电压严重不平衡时,仍然可以各自产生控制脉冲,以维持直流系统的运行,所以这种控制方式现在仍广泛地被采用。近年来,随着直流输电容量的增大,分相式控制方式逐渐暴露出其固有的缺点,即相位控制受交流同步电源波形的影响,从而引起了谐波不稳定。因此,这种相位控制方式已逐渐被等距离脉冲相位控制方式所取代。1
过分相控制在电气化铁道牵引区段,牵引供电采用单相工频交流供电方式。为使电力系统三相负荷尽可能平衡,接触网采用分段换相供电。为防止相间短路,必须在各独立供电区之间建立分相区,各相间用空气或绝缘子分割,称为电分相。在分相区内,接触网不带电,列车主断路器打开,列车惰力运行通过分相区,可有效避免列车带电通过分相区,造成拉电弧、烧损分相绝缘器、烧损列车机车及供电设备等事故。
目前动车组的过分相控制有手动过分相、自动过分相和ATP过分相三种。手动过分相方式主要用于信号系统故障时的过分相区操作。ATP过分相是指CRH3动车组在300 km/h线路上(如新建的京沪高铁)运行时,采用ETCS(欧洲列车控制系统)信号控制通过分相区外,其他都采用GFX-3A信号控制。3
本词条内容贡献者为:
张静 - 副教授 - 西南大学分相控制
图文简介
控制换流阀正向电流周期导通时刻的一种方法。为了改变控制角而设计的快速相位控制,按原理基本上可分为分相控制和等距离脉冲相位控制两种方式。
- 来源: 科普中国科学百科
- 上传时间:2018-06-19
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