過(guò)電壓抑制柜 可控硅換相過(guò)電壓的產(chǎn)生原因及抑制措施

1、過(guò)電壓抑制柜 可控硅換相過(guò)電壓的產(chǎn)生原因及抑制措施_圖文 導(dǎo)讀：就愛(ài)閱讀網(wǎng)友為您分享以下“可控硅換相過(guò)電壓的產(chǎn)生原因及抑制措施_圖文”的資訊，希望對(duì)您有所幫助，感謝您對(duì)92to 的支持!可控硅換相過(guò)電壓的產(chǎn)生原因及抑制措施 葛洲壩水力發(fā)電廠 邵顯鈞 湖北宜昌 443002 摘要 本文以三相橋式全控整流電路為例，分析可控硅換相過(guò)電壓產(chǎn)生的原因；結(jié)合同步發(fā)電機(jī)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)線，對(duì)換相過(guò)電壓的大小，進(jìn)行分析計(jì)算；最后，介紹抑制換相過(guò)電壓的措施及其實(shí)際效果。 關(guān)鍵詞 可控硅 陽(yáng)極電感 換相過(guò)電壓 抑制措施 目前，大、中型水輪發(fā)電機(jī)組普遍采用可控硅整流裝置，作為發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁功率單元。由于陽(yáng)極回路

2、存在有電感，因此，可控硅元件在換相時(shí)，即由一個(gè)元件導(dǎo)通向另一個(gè)元件導(dǎo)通的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，將在陽(yáng)極電源側(cè)產(chǎn)生很高的尖峰電壓換相過(guò)電壓。換相過(guò)電壓的產(chǎn)生，對(duì)陽(yáng)極側(cè)的有關(guān)設(shè)備如整流變壓器、串聯(lián)變壓器、陽(yáng)極電纜、可控硅元件及其保護(hù)回路等，都帶來(lái)不利影響，尤其是對(duì)可控硅本身影響最大，嚴(yán)重時(shí)將造成可控硅元件的擊穿損壞。在我廠就發(fā)生過(guò)多次因換相過(guò)電壓嚴(yán)重，而造成陽(yáng)極側(cè)壓敏電阻、阻容保護(hù)器件的爆炸損壞，并由此而引起其它設(shè)備的損壞，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，有必要對(duì)可控硅元件在導(dǎo)通換相時(shí)產(chǎn)生過(guò)電壓的原因，作進(jìn)一步的分析。本文就以三相橋式可控硅整流電路為例，分析幾種典型的換相過(guò)程，并結(jié)合我廠機(jī)組可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)

3、線，對(duì)換相過(guò)電壓的大小，進(jìn)行分析計(jì)算。 1換相等效電路與換相過(guò)程分析 11可控硅整流橋原理接線 為了便于分析，我們將三相橋式可控硅整流電路簡(jiǎn)化為圖（1）所示的等效電路，其中，Ea、Eb、Ec為陽(yáng)極相電勢(shì)，La、Lb、Lc分別為陽(yáng)極回路各相等效電感，Lf、Rf為整流橋直流側(cè)負(fù)載，對(duì)于同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，即為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路等效電感、電阻。 圖（1）可控硅整流橋原理接線 12換相等效電路與換相過(guò)程分析 由三相橋式可控硅整流電路工作原理分析可知，當(dāng)電路工作在整流狀態(tài)時(shí)，可控硅元件導(dǎo)通有6種換相過(guò)程，即共陰極組元件有+C+A、+A+B、+B+C三種；共陽(yáng)極組元件有-C-A、-A-B、-B-C三種。對(duì)

4、于可控硅換相時(shí)在陽(yáng)極線電勢(shì)上產(chǎn)生的過(guò)電壓而言，則 0因換相元件不同而不同。下面，就以線電勢(shì)Eca為例，來(lái)分析幾種換相過(guò)程（設(shè)控制角=70）。 1）+C+A 當(dāng)共陰極組元件由+C+A換相時(shí)，共陽(yáng)極組元件為-B 導(dǎo)通，其它元件都在截止?fàn)顟B(tài)， 這樣可將電路簡(jiǎn)化為如圖（2）(a)所示等效電路。 換相開(kāi)始前瞬間，ic=Id，ia=i=0，隨著換相過(guò)程的進(jìn)行，則ia=i逐步增加，ic= Id- i逐步減少，直到換相過(guò)程結(jié)束，ia=Id, ic=0。由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè)大的電感負(fù)載，在整個(gè)換相過(guò)程中，直流側(cè)負(fù)載電流Id是保持不變的，因此，可將換相等效電路簡(jiǎn)化為圖（2）(b)。 由圖（2）(b)可知，若忽略可

5、控硅導(dǎo)通管壓降，則回路滿(mǎn)足電壓方程式Eca=2Ladi/dt，也就是說(shuō)，在+C+A元件換相過(guò)程中，a、c相電勢(shì)通過(guò)陽(yáng)極a、c相電感形成瞬間短路，在陽(yáng)極線電勢(shì)Eca波形上留下一短路缺口，這也是造成陽(yáng)極電勢(shì)波形畸變的原因。此時(shí)，回路電感Lc、La上產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)之和正好等于電源電勢(shì)Eca，其感應(yīng)電勢(shì)極性如圖2（b）。 圖（2）+C+A換相等效電路 在換相結(jié)束前可控硅關(guān)斷瞬間，由于可控硅元件體內(nèi)載流子的積蓄效應(yīng)，被關(guān)斷可控硅元件的反向阻斷能力不能立刻恢復(fù)，因而有很大的反向電流流過(guò)，當(dāng)可控硅元件恢復(fù)阻斷能力時(shí)，反向電流迅速減小， di/dt絕對(duì)值很大，可達(dá)1000A/us，這樣大的電流突變，會(huì)在被關(guān)斷

6、回路電感Lc、La上產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓，即換相過(guò)電壓。其可控硅關(guān)斷瞬間的等效電路如圖（2）c所示 由圖（2）c電路分析我們可以看出，在+C相可控硅電流突然關(guān)斷的瞬間，在回路電感Lc、La上產(chǎn)生反電勢(shì)ELc 、ELa，其極性也發(fā)生變化，且反電勢(shì)極性正好與陽(yáng)極電勢(shì)ECA極性相同，即換相過(guò)電壓正向疊加在陽(yáng)極電勢(shì)Eca上。因此，對(duì)于陽(yáng)極電勢(shì)ECA而言，這種換相時(shí)所產(chǎn)生的過(guò)電壓最大，為（La +L b）di/dt=2Ladi/dt。疊加在Eca上形成很高的尖峰電壓。 2）+A+B 換相過(guò)程同1）。由于+A相元件關(guān)斷時(shí)只是在La 、L b上產(chǎn)生反電勢(shì)，因此，對(duì)陽(yáng)極電勢(shì)Eca而言，可控硅關(guān)斷瞬間，在電感La

7、上所產(chǎn)生反電勢(shì)ELa=Ladi/dt，其反電勢(shì)ELa極性與陽(yáng)極電勢(shì)ECA極性相同，即換相過(guò)電壓正向疊加在陽(yáng)極電勢(shì)Eca上，其換相過(guò)電壓幅值較第 1）種換相過(guò)電壓幅值小一半。 3）+B+C 換相過(guò)程同1），由于+B相元件關(guān)斷時(shí)只是在Lb 、L c上產(chǎn)生反電勢(shì)，因此，對(duì)陽(yáng)極電勢(shì)Eca而言，可控硅關(guān)斷瞬間，在電感L c上產(chǎn)生反電勢(shì)ELc=Lcdi/dt，其反電勢(shì)ELc極性與陽(yáng)極電勢(shì)ECA極性相同，即換相過(guò)電壓正向疊加在陽(yáng)極電勢(shì)Eca上，其換相過(guò)電壓幅值較第1）種換相過(guò)電壓幅值小一半。 4）-C-A 換相過(guò)程及換相過(guò)電壓大小同+C+A 5）-A-B 換相過(guò)程及換相過(guò)電壓大小同+A+B 6）-B-C 換相過(guò)程及換相過(guò)電壓大小同+B +C 2 典型勵(lì)磁系統(tǒng)原理接線與換相過(guò)電壓計(jì)算 21勵(lì)磁系統(tǒng)原理接線及設(shè)備參數(shù) 我廠7F機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)采用交流側(cè)串聯(lián)的自復(fù)勵(lì)方式，可控硅整流裝置為三相橋式全控整流電路，其原理接線如圖（2）所示。 圖（2） 勵(lì)磁系統(tǒng)原理接線 圖中ZB、CB 、SCR分別為整流變壓器、串聯(lián)變壓器和可控硅整流橋，其各設(shè)備參數(shù)分別見(jiàn)表1、表2； 22陽(yáng)極回路等效電感計(jì)算 陽(yáng)極回路等效電感由三部分組成，整流變壓器電感L