复式整流直流系统的分析介绍

复式整流直流系统一般在中小容量变电站中得到广泛地应用。正常运行时，站用变压器或电压互感器二次输出作为复式整流装置的输入电源，经整流后，复式整流装置输出的直流（此直流电源称为电压源）作为变电站控制、信号及保护等回路的操作电源。当一次系统发生短路故障时，复式整流装置由一次回路的电流互感器供电，复式整流装置整流输出的直流（此直流电源称为电流源），使保护回路及断路器跳闸回路正确动作，断路器可靠跳闸。

在任何状态下，复式整流装置都能不间断地向直流负荷供电，其必须满足如下要求：

（1）一次回路发生各种类型的短路故障时，短路电流必须使保护回路及断路器跳闸回路等用电设备可靠动作。

（2）在各种类型的短路故障时，向复式整流装置供电的电流互感器必须具有足够的输出功率，满足供电功率的要求。

（3）在各种类型的短路故障时，采取必要的技术措施，使复式整流装置输出的直流电压保持恒定。

复式整流直流系统的接线一般有单相式和三相式两种。

一、单相复式整流直流系统的接线

单相复式整流直流系统的接线如图2-14所示。单相复式整流电源系统由1号、2号电压源和1号、2号电流源及LC滤波器等组成。其中，1号电压源由隔离变压器T1和三相整流桥U1组成。2号电压源和1号、2号电流源由单相铁磁谐振稳压器和单相整流桥组成。由于系统接线采用单相铁磁谐振稳压器，所以图2-14称为单相整流直流系统。

图2-14　单相复式整流直流系统的接线

正常运行时，由两路站用电源Ⅰ和Ⅱ作为1号电压源的输入电源，经三相整流后，1号电压源输出DC220V电压，作为变电站各级断路器的合闸电源。同样，两路站用电源Ⅰ和Ⅱ作为2号电压源的输入电源，经稳压、单相整流后，2号电压源输出DC220V、DC24V两级电压，作为变电站220V控制、信号电源和24V保护、信号回路的弱电电源。两路线路电流互感器和主变压器电流互感器作为1号、2号电流源的输入电源，经稳压、单相整流后，1号、2号电流源输出DC220V、DC24V两级电压，作为变电站220V控制、信号电源和24V保护、信号回路的弱电电源。由于2号电压源与1号、2号电流源并联运行，所以图2-14称为复式整流直流系统。

当一次系统发生短路故障时，由线路电流互感器和主变压器电流互感器作为1号、2号电流源的输入电源，经稳压、单相整流后，1号、2号电流源输出DC220V、DC24V两级电压，作为变电站220V控制、信号电源和24V保护、信号回路的弱电电源。(www.xing528.com)

单相铁磁谐振稳压器使复式整流装置的输出电压保持恒定。其原理接线如图2-15所示。W1绕组与电流互感器的二次侧相连；二次绕组W2与补偿绕组WB反极性串联后，作为单相整流桥的输入端；另一组二次绕组WC与电容C并联，对基波产生谐振。当铁磁谐振稳压器的铁芯未饱和时，W1中的电流增加，W2、WB、WC中电势也随之增加。一次系统发生短路故障时，电流互感器的二次电流变化较大，二次绕组WC与电容C产生并联谐振，使铁芯饱和，又由于W2与补偿绕组WB反极性串联，所以加到单相整流桥输入端的电压基本维持不变，使复式整流装置的输出电压保持恒定。

图2-15　单相铁磁谐振稳压器原理接线

图2-14中，24V直流电源回路的LC滤波器用来降低单相整流输出电压的交流分量。而220V直流电源回路的LC滤波器用来降低输出峰值电压，防止直流系统发生暂态过电压。

二、三相复式整流直流系统的接线

三相复式整流直流系统的接线如图2-16所示。三相复式整流电源系统由1号和2号电压源、1号和2号电流源、二极管V及LC滤波器等组成。其中，1号电压源由隔离变压器T1和三相整流桥U1组成。2号电压源由隔离变压器T2和三相整流桥U2组成。1号、2号电流源由三相铁磁谐振稳压器和三相整流桥组成。由于系统接线采用三相铁磁谐振稳压器，所以图2-16称为三相复式整流直流系统。

正常运行时，由两路站用电源Ⅰ和Ⅱ作为1号电压源的输入电源，经三相整流后，1号电压源输出DC220V电压，作为变电站各级断路器的合闸电源；合闸电源母线电压略高于控制、信号电源母线电压，1号电压源还作为控制、信号回路的操作电源。同样，两路站用电源Ⅰ和Ⅱ作为2号电压源的输入电源，经稳压、三相整流后，2号电压源输出DC220V电压，作为变电站220V控制、信号和保护回路的操作电源。两路电流互感器二次输出交流作为1号、2号电流源的输入电源，经单相整流后，1号、2号电流源输出DC220V，作为变电站220V控制、信号和保护回路的操作电源。由于2号电压源与1号、2号电流源并联运行，所以图2-14称为复式整流直流系统。

图2-16　三相复式整流直流系统的接线

当一次系统发生短路故障时，由两路电流互感器二次输出交流作为1号、2号电流源的输入电源，经稳压、三相整流后，1号、2号电流源输出DC220V电压，作为变电站220V控制、信号和保护回路的操作电源。

三相铁磁谐振稳压器使复式整流装置的输出电压保持恒定。220V直流电源回路中的LC滤波器用来降低输出峰值电压，防止直流系统发生暂态过电压。二极管V用来防止断路器合闸时（或合闸电源母线故障），2号电压源与1号、2号电流源向合闸电源母线供电，而影响DC220V控制、信号和保护回路的操作电源电压质量，使控制、保护等回路工作不可靠；只允许1号电压源向控制、信号回路供电，所以二极管V是逆止元件。电阻R用来限制控制、信号电源母线侧短路时流过二极管V的电流值，保护二极管V。