24脉波整流原理

3．24脉波整流机组整流机组是地铁直流牵引供电系统中的重要设备之一。

整流机组的设计、结构特点和保护方式关系到整个直流牵引供电系统的正常运行。

目前，为了提高直流电的供电质量，降低直流电源的脉动量，城市轨道交通多数采用等效24脉波整流机组，一般都由两台相同容量l2脉波的整流变压器[9]和与之匹配的整流器共同组成。

3.124脉波整流机组的作用及要求在地铁供电系统中，牵引变电所高压侧的电压多为35kV AC(或33kV AC)，而接触网的电压为1500V DC(或750V DC)，所以需要降压和整流。

整流机组包括整流变压器和整流器，其作用是将35kV AC(或33kV AC)降压、整流，输出1500V DC(或750V DC)电压供给地铁接触网，实现直流牵引。

地铁牵引变电所一般设于地下，所以整流机组也安装在地下室。

整流变压器宜采用干式、户、自冷、环氧树脂浇注变压器，其线圈绝缘等级为F 级，线圈温升限值为70K/90K(高压，低压)，其承受极限温度为155℃，铁心温升在任何情况下不应产生损坏铁心金属部件及其附近材料的温度。

在高湿期可能产生凝露，应采取措施防止凝露对设备的危害。

整流器采用自然风冷式，适用于户安装。

整流器柜宜采用独立式金属柜，二极管及其它元件的布置应考虑通风流畅、接线方便，同时便于维护、维修。

整流器与外部连接的跳闸信号采用接点方式，报警信号采用数字方式。

柜的上部及底部开口，采取措施防止小动物进入，正面和后面有门，各部件与柜应绝缘。

整流变压器应从结构上进行优化设计，以抑制谐波的产生，减少电磁波干扰。

整流机组产生的谐波电流应满足国家标准的规定，并满足我国电磁兼容相应的标准[10]。

根据IEC164规定，地铁作为重型牵引负荷，其负荷等级为VI级，整流机组设备的负荷特性满足如下要求：100%额定负荷时可连续运行；150%额定负荷时可持续运行2h；300%额定负荷时可持续运行1min。

整流器的设计应满足当任一臂并联的整流管有1个损坏时，能全负荷正常运行。

3．24脉波整流机组整流机组是地铁直流牵引供电系统中的重要设备之一。

整流机组的设计、结构特点和保护方式关系到整个直流牵引供电系统的正常运行。

目前，为了提高直流电的供电质量，降低直流电源的脉动量，城市轨道交通多数采用等效24脉波整流机组，一般都由两台相同容量l2脉波的整流变压器[9]和与之匹配的整流器共同组成。

3.124脉波整流机组的作用及要求在地铁供电系统中，牵引变电所高压侧的电压多为35kV AC(或33kV AC)，而接触网的电压为1500V DC(或750V DC)，所以需要降压和整流。

整流机组包括整流变压器和整流器，其作用是将35kV AC(或33kV AC)降压、整流，输出1500V DC(或750V DC)电压供给地铁接触网，实现直流牵引。

地铁牵引变电所一般设于地下，所以整流机组也安装在地下室内。

整流变压器宜采用干式、户内、自冷、环氧树脂浇注变压器，其线圈绝缘等级为F级，线圈温升限值为70K/90K(高压，低压)，其承受极限温度为155℃，铁心温升在任何情况下不应产生损坏铁心金属部件及其附近材料的温度。

在高湿期内可能产生凝露，应采取措施防止凝露对设备的危害。

整流器采用自然风冷式，适用于户内安装。

整流器柜宜采用独立式金属柜，二极管及其它元件的布置应考虑通风流畅、接线方便，同时便于维护、维修。

整流器与外部连接的跳闸信号采用接点方式，报警信号采用数字方式。

柜的上部及底部开口，采取措施防止小动物进入，正面和后面有门，各部件与柜应绝缘。

整流变压器应从结构上进行优化设计，以抑制谐波的产生，减少电磁波干扰。

整流机组产生的谐波电流应满足国家标准的规定，并满足我国电磁兼容相应的标准[10]。

根据IEC164规定，地铁作为重型牵引负荷，其负荷等级为VI级，整流机组设备的负荷特性满足如下要求：100%额定负荷时可连续运行；150%额定负荷时可持续运行2h；300%额定负荷时可持续运行1min。

整流器的设计应满足当任一臂并联的整流管有1个损坏时，能全负荷正常运行。

24v全波整流的电压
24V的全波整流电压是指在交流电输入的情况下，经过整流电路处理后输出的直流电压。

全波整流电路将交流电信号转换为单向的直流电信号，因此输出的电压稳定在24V左右。

全波整流电路通常采用桥式整流电路，通过四个二极管将交流电信号转换为直流电信号。

这样的电路设计能够更有效地利用交流电信号的能量，提供稳定的直流电压输出。

在实际应用中，全波整流电路常用于各种电子设备和电源系统中，提供稳定的直流电源。

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等效24脉波整流机组原理分析
整流机组是地铁直流牵引供电系统中的重要设备之一。

目前，城市轨道交通多数采用等效24脉波整流机组，一般都由两台12脉波的整流变压器和与之匹配的整流器共同组成。

理论上只要满足12相24脉波整流系统的要求，组成24脉波的2台变压器的联结组可以有很多种，如Dy5／Dd0一Dy7／Dd2、Dyll ／d0一Dyl ／d2等。

12组采用d 、Y 一个整流桥接至整流变压器二次侧“Y 单台12脉波整流机组输出波形如图17.5°，并联工作时，才能形成等效二十Dyll ／Dd0和Dyl 2台整流变压器原边绕组分别移相+7.5°和一7.5°的移相，在整流变压器原边采用延边三角形接法，其相量关系图如图2和图3所示。

一次侧三角绕组联结（延边三角形）二次侧y 结构向量关系图二次侧D 结构向量关系图
图2+7.5°变压器向量关系图
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15°。

结组
别：Dyll ／d0T2联结组别：Dyl ／d2
图424脉波整流机组原理。

xxxx大学毕业设计(论文)任务书课题名称24脉波整流电路的设计与分析学院电气学院专业班级电气工程及其自动化0x2班姓名欧耶学号44毕业设计（论文）的工作内容:1、整流电路的基础理论介绍;2、整流谐波的危害及治理;3、滤波电路的原理及作用介绍4、24脉波整流电路的原理、设计以及仿真分析;5、整流变压器保护起止时间：20 年 2 月14 日至20 年 6 月13 日共16 周指导教师签字系主任签字院长签字摘要AC/DC 变换器是电力电子装置中最为常用的一种变换器，为了减小其对电网的污染,提高功率因数，在中、高功率场合下通常采用多脉波二极管整流技术,可以降低设备成本，提高效率，并且不会产生额外的EMI。

整流电路是高压直流电源系统中的重要组成部分。

整流电路的设计、结构特点和保护方式关系到整个高压直流电源系统的正常运行。

本文介绍了整流电路中最新流行的24脉波整流电路的构成原理、特点、谐波危害治理及保护配置。

文中首先介绍了整流电路的基本理论知识并对几个基本整流电路进行分析，接着介绍了整流电路谐波的危害及治理和滤波电路，最后详细介绍了24脉波整流电路的原理，并对整流电路通过MATLAB对该电路进行了仿真。

经过理论分析、仿真研究,证实了该电路的合理性和可靠性,与传统的12脉波整流相比24脉波整流具有有效减小输入电流谐波含量、提高功率因数的优点。

关键词 :整流、谐波、仿真、保护AbstractAC / DC power converter is the most commonly used electronic devicesin a converter .In order to reduce the pollution of its power grid and improve power factor, in middle-and high-power situations multi-pulse diode rectifier technology is used, which can reduce cost of the equipmentand increases efficiency, besides it would not generate additional EMI.Rectifier circuit is an important component of the high voltage DC power supply system. Rectifier circuit design, structural features and conservation relates to the normal operation of high voltage DC power supply system. This text introduces the constitute principle，feature，governance of harmonics hazard and protection disposition of the rectifier circuit of the pulse wave rectifier circuit 24, which is latest widespread. Firstly, it is written about the basic theoretical knowledgeand some basic analysis of rectifier circuit. Second part relates to the harmonic rectifier hazards， governance and filter circuit. At last， 24 pulse rectifier circuit principle is expounded in detail, with simulationto rectifier circuit through the MATLAB. Going through the theoretical analysis and simulation study, the reasonableness of the circuit and reliability is confirmed. Comparing with the traditional 12-pulse rectifier，24 pulse rectifier could efficiently reduce harmonics contentin input current, and enhance power factors.Keywords: rectifier, harmonics, simulation, protection摘要............................................................................................................. 错误！未定义书签。

24脉波移相整流变压器设计摘要：为了减少整流装置对电网产生的谐波污染，设计一种新型共轭式24脉波移相整流变压器，从而达到消除低次谐波的目的，同时采用该结构可大大降低变压器的材料成本。

本文结合设计实例以供参考。

关键词：整流变压器；设计；24脉波；共轭式一、前言随着社会的发展，各种用电设备的不断增加，交流电网中谐波污染问题也日益突出。

为了建造绿色电网的目标，国家制定了专门的标准GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》，供电部门正按照这一标准对各用电客户的谐波限制措施提出了严格的要求。

特别是高能耗用电企业如氯碱化工、铝镁电解、电解铜等更是重中之重，其整流装置是主要的谐波污染源。

当前对谐波的抑制措施主要有两种方式，一种是增加整流所的等效相数；另一种是安装滤波装置。

本文只探讨与前者密切相关的单机组24脉波（两机组构成等效48脉波）移相整流变压器设计问题。

二、整流变压器设计实例我公司2012年初接得山东某化工公司的食盐电解整流变压器合同，有两个系列，每个系列有两台ZHSFPT-21500/110整流变压器，单台24脉波，两台构成等效48脉波。

整流方式为三相桥式整流，同相逆并联，冷却方式为强油风冷，变压器为主调合一免吊心结构。

(一)基本参数：网侧电压：U1=110kV±10%，50Hz±1%单机额定直流输出电压：Udn=550V单机额定直流输出电流：Idn=4×8.1kA调压范围：65~105%Udn27级等差调压，M型开关短路阻抗：10%，变压器效率：98.7%高压中性点绝缘水平按60kＶ级考虑补偿绕组容量:4000kV AR, 电压10kV额定直流空载电压:Udo=1.14×550=627V阀侧额定相电压(角接)U2=627÷1.35=464.4V阀侧额定相电压(星接)U2=627÷2.34=267.9V每支路额定相电流（角接）：I2φ=0.471×8100/2=1908A每支路额定相电流（星接）：I2φ=0.816×8100/2=3305A每支路额定臂电流：Ib=0.577×8100/2=2337A变压器额定容量: SN=1.047×627×4×8100/1000=21270kV A一次额定电流：I1N=21270/110/√3=111.6A整变高低电压比:k12=110000/√3/0.85/464.4=160.887整变高压额定相压：U1φ= k12×464.4=74715V调压线圈额定相电压：Ut=74715-110000/√3=14943V调压线圈额定相电流：It=0.85×21270/110/√3=94.9A调变高压绕组额定电流：IG=111.6-94.9=16.7A±3.75°移相时：整变基本线圈电压：Ujφ=74715×sin(60°-3.75°)/sin(120°)=71735V 整变移相线圈电压：Uyφ=74715×sin(3.75°)/sin(120°)=5643V±11.25°移相时：整变基本线圈电压：Ujφ=74715×sin(60°-11.25°)/sin(120°)=64865V 整变移相线圈电压：Uyφ=74715×sin(11.25°)/sin(120°)=16831V流过整流基本、移相绕组额定电流：Iy= Ij =94.9/4=23.7A三、设计方案的选择目前24脉波移相整流变压器有多种实现方式，其中比较流行有两种：1）.一台自耦变加两台共轭式铁心整流变压器，每台共轭式铁心整流变压器实现12脉波移相，两台实现24脉波。

3．24脉波整流机组整流机组是地铁直流牵引供电系统中的重要设备之一。

整流机组的设计、结构特点和保护方式关系到整个直流牵引供电系统的正常运行。

目前，为了提高直流电的供电质量，降低直流电源的脉动量，城市轨道交通多数采用等效24脉波整流机组，一般都由两台相同容量l2脉波的整流变压器[9]和与之匹配的整流器共同组成。

3.124脉波整流机组的作用及要求在地铁供电系统中，牵引变电所高压侧的电压多为35kV AC(或33kV AC)，而接触网的电压为1500V DC(或750V DC)，所以需要降压和整流。

整流机组包括整流变压器和整流器，其作用是将35kV AC(或33kV AC)降压、整流，输出1500V DC(或750V DC)电压供给地铁接触网，实现直流牵引。

地铁牵引变电所一般设于地下，所以整流机组也安装在地下室内。

整流变压器宜采用干式、户内、自冷、环氧树脂浇注变压器，其线圈绝缘等级为F级，线圈温升限值为70K/90K(高压，低压)，其承受极限温度为155℃，铁心温升在任何情况下不应产生损坏铁心金属部件及其附近材料的温度。

在高湿期内可能产生凝露，应采取措施防止凝露对设备的危害。

整流器采用自然风冷式，适用于户内安装。

整流器柜宜采用独立式金属柜，二极管及其它元件的布置应考虑通风流畅、接线方便，同时便于维护、维修。

整流器与外部连接的跳闸信号采用接点方式，报警信号采用数字方式。

柜的上部及底部开口，采取措施防止小动物进入，正面和后面有门，各部件与柜应绝缘。

整流变压器应从结构上进行优化设计，以抑制谐波的产生，减少电磁波干扰。

整流机组产生的谐波电流应满足国家标准的规定，并满足我国电磁兼容相应的标准[10]。

根据IEC164规定，地铁作为重型牵引负荷，其负荷等级为VI级，整流机组设备的负荷特性满足如下要求：100%额定负荷时可连续运行；150%额定负荷时可持续运行2h；300%额定负荷时可持续运行1min。

整流器的设计应满足当任一臂并联的整流管有1个损坏时，能全负荷正常运行。

3．24脉波整流机组整流机组是地铁直流牵引供电系统中的重要设备之一。

整流机组的设计、结构特点和保护方式关系到整个直流牵引供电系统的正常运行。

目前，为了提高直流电的供电质量，降低直流电源的脉动量，城市轨道交通多数采用等效24脉波整流机组，一般都由两台相同容量l2脉波的整流变压器[9]和与之匹配的整流器共同组成。

3.124脉波整流机组的作用及要求在地铁供电系统中，牵引变电所高压侧的电压多为35kV AC(或33kV AC)，而接触网的电压为1500V DC(或750V DC)，所以需要降压和整流。

整流机组包括整流变压器和整流器，其作用是将35kV AC(或33kV AC)降压、整流，输出1500V DC(或750V DC)电压供给地铁接触网，实现直流牵引。

地铁牵引变电所一般设于地下，所以整流机组也安装在地下室内。

整流变压器宜采用干式、户内、自冷、环氧树脂浇注变压器，其线圈绝缘等级为F级，线圈温升限值为70K/90K(高压，低压)，其承受极限温度为155℃，铁心温升在任何情况下不应产生损坏铁心金属部件及其附近材料的温度。

在高湿期内可能产生凝露，应采取措施防止凝露对设备的危害。

整流器采用自然风冷式，适用于户内安装。

整流器柜宜采用独立式金属柜，二极管及其它元件的布置应考虑通风流畅、接线方便，同时便于维护、维修。

整流器与外部连接的跳闸信号采用接点方式，报警信号采用数字方式。

柜的上部及底部开口，采取措施防止小动物进入，正面和后面有门，各部件与柜应绝缘。

整流变压器应从结构上进行优化设计，以抑制谐波的产生，减少电磁波干扰。

整流机组产生的谐波电流应满足国家标准的规定，并满足我国电磁兼容相应的标准[10]。

根据IEC164规定，地铁作为重型牵引负荷，其负荷等级为VI级，整流机组设备的负荷特性满足如下要求：100%额定负荷时可连续运行；150%额定负荷时可持续运行2h；300%额定负荷时可持续运行1min。

整流器的设计应满足当任一臂并联的整流管有1个损坏时，能全负荷正常运行。

基于Multism的二十四脉波整流原理的探究摘要：二十四脉波整流是城市轨道交通直流牵引供电采用的普遍方法，它是将三相交流电经过两组变压整流器并联给接触网供电，二十四脉波的整流原理是学生学习的难点，本文通过引入multism软件搭建仿真电路，从简单的单相全波整流电路出发，到三相全波整流电路，再到12脉波整流，及至二十四脉波的整流过程。

由波形让学生直观感受二十四脉波形成过程。

引导学生通过观察波形辐值与相位，分析整流脉波形成的源，深入理解二极管的特性的原理及应用，理解整流电路中的原理，从而加深对二十四脉波整流机组的理解。

关键词：二十四脉波整流 Multism 谐波失真引言在地铁牵引变电所中设有两套整流机组，它们接于35kV同一段母线上，整流变压器一般采用树脂浇筑式干式变压器，容量一般为2000-4000kVA，电压等级35/1.2kV/1.2kV，为三绕组变压器，二次侧两个绕组容量相同[1]。

两台变压器可通过改变外部连接件移相±7.5˚，一台（T1）联结组别为Dy11d0 ，另一台（T2）为Dy1d2 。

一方面由于24脉波整流技术要求两台12脉波整流机组一次侧输入电源具有严格的同期性，以保证其低压输出端电压相位角相差15°。

另一方面为保证接触网电压平均值，减小两套整流机组的压差，防止两套整流机组出力不均，严重时其中一套整流机组过载二极管受损[2]。

因此，对于二十四脉波的形成过程，是学习的一个重点，也是学生学习的一个难点，难点在于它既涉及到变压器结构，也有三相交流电的电压、幅值相位的理解，也有三相负载连接方式特点，同时还涉及整流的原理、二极管的特性。

大量波形的分析，如果直接从变压器连接方式出发，通过相量的角度分析，学生学习难度较大，学习会比较枯糙，也不便于学生理解二十四脉波形成过程，为了学生提高学习兴趣，通过Multism电路仿真，引入软件的仿真示波器，让学习变的更加直观，Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。