分相控制

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。

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。 2100433B

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。

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。

分相封闭母线在大型发电厂中的使用范围为：从发电机出线端子开始，到主变压器低压侧引出端子的主回路母线，自主回路母线引出至厂用高压变压器和电压互感器、避雷器等设备柜的各分支线。

分相封闭母线主要用于大型发电机组，对200MW及以上发电机引出线回路中采用分相封闭母线的目的是：

（1）减少接地故障，避免相间短路。大容量发电机出口的短路电流很大，给断路器的制造带来极大困难，发电机也承受不了出口短路的冲击。封闭母线因有外壳保护，可基本消除外界潮气。灰尘以及外物引起的接地故障，提高发电机运行的连续性。母线需要分相封闭，也基本杜绝相间短路的发生。

（2）消除钢构发热。敝漏的大电流母线使得周围钢构和钢筋在电磁感应下产生涡流和环流，发热温度高、损耗大，降低构筑物强度。封闭母线采用外壳屏蔽可以根本上解决钢构感应发热问题。

（3）减少相间短路电动力。当发生短路很大的短路电流流过母线时，由于外壳的屏蔽作用，使相间导体所受的短路电动力大为降低。

（4）母线封闭后，便有可能采用微正压运行方式，防止绝缘子结露，提高运行安全可靠性，为母线采用通风冷却方式创造了条件。

（5）封闭母线由工厂成套生产，质量较有保证，运行维护工作量小，施工安装简便，而且不需设置网栏，简化了结构，也简化了对土建结构的要求。

在200MW及以上发电机引出线回路中，采用分相封闭母线的优点是：由于母线封闭在外壳内，不受环境和污秽影响，防止相间短路和消除外界潮气、灰尘引起的接地故障，同时由于外壳多点接地，保证人触及时的安全；由于外壳涡流和环流的屏蔽作用，使壳内的磁场大为减弱，外部短路时，母线间的电动力大大降低；当电流通过母线时，外壳感应出来的环流也屏蔽了壳外磁场，解决了附近钢构的发热问题；外壳可作为强制冷却的通道，提高了母线的载流量；安装维护工作量小。不过也有些缺点，主要是：由于环流和涡流的存在，外壳将产生损耗；有色金属消耗量大；母线散热条件差。

分相封闭母线按外壳电气连接方式的不同，可分为：分段绝缘式、全连式和带限流电抗器的全连式共三种。其中第三种在我国尚未采用。

标准分相电动机的定子包括两相绕组,即主绕组和辅助绕组，这两组绕组的电感抗之比不同.并接在单相交流电源上,因此，线路电流被分为两部分，一部分流过主绕组，另一部分流过辅助绕组,由于两组绕组的电阻感抗比不同，导致流过各绕组的电流相位相差30°角甚至更大。

在启动过程中,由于启动电流较大，继电器吸合，辅助绕组接入电路，当电动机达到正常转速时，电流降为正常值，电磁继电器释放,辅助绕组从电源断开。分相式电动机反转控制可以通过交换辅助绕组接线端子来实现，在进行反转控制之前，电动机必须先停止或离心开关闭合,采用双刀双掷开关和接触器的小型分相电动机反转基本控制电路。标准分相式电动机的转速控制实现难度较大，较为有效的方法是采用两组或多组绕组设计以产生不同数目的磁极，主绕组和辅助绕组必须跟随磁极变化，控制相对复杂，下面我们将讨论的电容型分相电动机，该电动机实现调速则相对容易。2100433B