半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)

1、5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)5.3.1 過(guò)電壓及其抑制過(guò)電壓及其抑制5.3.2 過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流保護(hù)整流裝置中的硅元件（硅整流元件及可控硅元件）是半導(dǎo)體勵(lì)磁裝置中的重要器件。為了保證它們安全可靠地長(zhǎng)期運(yùn)行，除了提高硅元件的產(chǎn)品質(zhì)量，正確選擇硅元件的參數(shù)，留有一定的裕度外，還必須在裝置中適當(dāng)?shù)夭捎帽Ｗo(hù)措施。因?yàn)楣柙惺苓^(guò)電壓和過(guò)電流的能力較差，可控硅元件承受正向電壓上升率和電流上升率有一定的限度，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組的絕緣只有一定的耐壓水平。如不采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)和抑制措施，運(yùn)行中就有可能超過(guò)容許范圍，損壞半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)中的有關(guān)部件。為此必須熟悉硅元件本身的標(biāo)準(zhǔn)定額，了解裝置所在的電

2、路中引起過(guò)電壓、過(guò)電流以及電壓上升率、電流上升率過(guò)高的原因和危害，對(duì)可控硅元件本身在開(kāi)通和關(guān)斷過(guò)程中，在電路中引起的暫態(tài)過(guò)程，需要進(jìn)行分析和試驗(yàn)。而對(duì)于擔(dān)任抑制和保護(hù)功能的器件，必須熟悉其性能參數(shù)，并力求選用最簡(jiǎn)單有效的保護(hù)方式，協(xié)調(diào)工作。由于這方面的影響因素比較復(fù)雜，必須將理論分析與試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合，正確地設(shè)計(jì)保護(hù)方式和抑制電路，合理地配備和選用保護(hù)器件。5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)5.3.1 過(guò)電壓及其抑制過(guò)電壓及其抑制1過(guò)電壓的來(lái)源過(guò)電壓的來(lái)源 過(guò)電壓分為外因過(guò)電壓和內(nèi)因過(guò)電壓兩類(lèi)。 外因過(guò)電壓主要來(lái)自雷擊和系統(tǒng)中的操作過(guò)程等外部原因。 操作過(guò)電壓：由分閘、合閘等開(kāi)關(guān)操作引起的過(guò)電壓。 雷擊

3、過(guò)電壓：由雷擊引起的過(guò)電壓。 內(nèi)因過(guò)電壓主要來(lái)自電力電子裝置內(nèi)部器件的開(kāi)關(guān)過(guò)程。 換相過(guò)電壓：晶閘管或與全控型器件反并聯(lián)的二極管在換相結(jié)束后，反向電流急劇減小，會(huì)由線路電感在器件兩端感應(yīng)出過(guò)電壓。 關(guān)斷過(guò)電壓：全控型器件在較高頻率下工作，當(dāng)器件關(guān)斷時(shí)，因正向電流的迅速降低而由線路電感在器件兩端感應(yīng)出的過(guò)電壓。勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓產(chǎn)生原因主要是：雷擊、操作、換相、拉弧、失步、非全相合閘等，主要在勵(lì)磁變二次側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)，即整流裝置的交流側(cè)和直流側(cè)。5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)5.3.1 過(guò)電壓及其抑制過(guò)電壓及其抑制1勵(lì)磁系統(tǒng)勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓的來(lái)源過(guò)電壓的來(lái)源1）交流側(cè)過(guò)電壓）交流側(cè)過(guò)電壓 包括一下幾種情況：

4、 經(jīng)由主變壓器或發(fā)電機(jī)端傳輸?shù)絼?lì)磁系統(tǒng)的大氣過(guò)電壓或由操作引起的暫態(tài)過(guò)電壓。 勵(lì)磁變壓器分?jǐn)嘁鸬倪^(guò)電壓。 換相過(guò)電壓。由于勵(lì)磁變壓器存在漏抗，功率整流器元件換相使電流中斷引起的過(guò)電壓。2）直流側(cè)過(guò)電壓）直流側(cè)過(guò)電壓 在整流器勵(lì)磁系統(tǒng)中，由于整流元件在正向?qū)?，反向阻斷，因此，在某些運(yùn)行方式下會(huì)一起過(guò)電壓。例如：同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并列非全相合閘時(shí)、變壓器高壓側(cè)發(fā)生兩相或三相短路時(shí)、非同步狀態(tài)下運(yùn)行，在上述運(yùn)行方式條件下，均有可能在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路引起使功率整流器閉鎖的過(guò)電壓。3）操作過(guò)電壓）操作過(guò)電壓 由高壓電源供電的勵(lì)磁變壓器，其一次繞組和二次繞組間存在分布電容C12。當(dāng)變壓器高壓側(cè)開(kāi)關(guān)合閘時(shí)一

5、次繞組高壓u1將經(jīng)過(guò)C12耦合到二次繞組。若二次繞組對(duì)變壓器鐵芯間的分布電容為C20，則合閘瞬間二次繞組感受到的電壓u2可近似為：顯然，二次繞組感應(yīng)的過(guò)電壓數(shù)值將隨變壓器變比的增加而增大。5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)12012122ucccu5.3.1 過(guò)電壓及其抑制過(guò)電壓及其抑制1勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)過(guò)電壓的來(lái)源勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)過(guò)電壓的來(lái)源3）操作過(guò)電壓）操作過(guò)電壓 在電源變壓器空載情況下，如果在電源電壓過(guò)零時(shí)突然斷開(kāi)電源，則會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的瞬變過(guò)電壓。變壓器空載時(shí)，一次繞組中只有勵(lì)磁電流i（0）由最大值變到零，則相應(yīng)的 都很大，結(jié)果在二次繞組中感應(yīng)出很高的瞬時(shí)過(guò)電壓，如下圖所示。因此，必須采取有效措施吸收儲(chǔ)存

6、在變壓器磁場(chǎng)中的能量，以避免在斷開(kāi)空載變壓器時(shí)產(chǎn)生大能量的過(guò)電壓沖擊。 變壓器一次繞組的漏抗與二次繞組的分布電容（包括抑制電容）所形成的震蕩電路在變壓器合閘（相當(dāng)于突然加上一個(gè)階躍電壓）時(shí)，將引起瞬變過(guò)程而產(chǎn)生過(guò)電壓。在嚴(yán)重情況下，這個(gè)瞬變電壓的峰值可達(dá)正常反向峰值電壓的2倍，通常情況下亦可達(dá)1.6倍左右。 晶閘管整流電路直流側(cè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，由于電流突變，將在交流回路的電感上產(chǎn)生過(guò)電壓。5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)diddidi和)0( （a）線路圖）線路圖 （b）一次電壓曲線圖；）一次電壓曲線圖； （c）一次電流曲線圖）一次電流曲線圖 （d）二次電壓曲線圖）二次電壓曲線圖 5.3.1 過(guò)電壓及

7、其抑制過(guò)電壓及其抑制1勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)過(guò)電壓的來(lái)源勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)過(guò)電壓的來(lái)源.4）運(yùn)行過(guò)電壓運(yùn)行過(guò)電壓 晶閘管整流橋換相過(guò)電壓。對(duì)于三相全控橋式整流橋線路，陽(yáng)極及陰極組晶閘管存在著周期性換相，對(duì)于第種換相狀態(tài)，晶閘管元件將分為非換相及換相兩種工作狀態(tài)，對(duì)于下圖 （a）所示的三相橋式全控整流線路，假定在t1時(shí)刻前，V1 及V2元件導(dǎo)通，t1時(shí)刻后，V3元件被觸發(fā)，因此ubua，故V3承受正電壓，V1和V3元件開(kāi)始換相，最終V1截止、V3導(dǎo)通。整流電壓波形如下圖（b）所示。但是，由于V1元件在導(dǎo)通期間在晶體內(nèi)積蓄了少數(shù)載流子（電子和空穴電荷） ，使元件不能瞬時(shí)截止，形成V1和V3元件同時(shí)導(dǎo)通的換流狀態(tài)。5.

8、3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù) （a）整流線路；）整流線路； （b）整流電壓波形）整流電壓波形 5.3.1 過(guò)電壓及其抑制過(guò)電壓及其抑制1勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)過(guò)電壓的來(lái)源勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)過(guò)電壓的來(lái)源.4）運(yùn)行過(guò)電壓運(yùn)行過(guò)電壓 在換流過(guò)程中，iV1+iV3=If，iV1和iV3電流的變化率決定于ub - ua的電壓差和勵(lì)磁變壓器換流電感Lr的數(shù)值。在t=t2時(shí)刻，iV1=0，iV3=If ，此時(shí)換流結(jié)束。但由于V1元件晶體內(nèi)還積蓄少數(shù)載流子，不能恢復(fù)截止，故換流電流ir 繼續(xù)增長(zhǎng)使iV3If ，直到t3時(shí)刻反向電流達(dá)到最大值，積蓄的載流子迅速?gòu)?fù)合完畢，在t4時(shí)刻完全恢復(fù)截止，iV3電流立即下降到If 值。由于t3t4

9、時(shí)間間隔只有幾個(gè)微秒，故在此期間引起的電流變化率極大，引起的相應(yīng)換流過(guò)電壓 可達(dá)到極高的數(shù)值。 5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)dtdiLurr （a）整流線路；）整流線路； （b）整流電壓波形）整流電壓波形 5.3.1 過(guò)電壓及其抑制過(guò)電壓及其抑制1勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)過(guò)電壓的來(lái)源勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)過(guò)電壓的來(lái)源.4）運(yùn)行過(guò)電壓運(yùn)行過(guò)電壓 在發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的滑差過(guò)電壓。當(dāng)同步發(fā)電機(jī)的有功負(fù)載、功角突然發(fā)生變化以及運(yùn)行在失步振蕩過(guò)程中時(shí)，將在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組中引起滑差頻率的正弦波感應(yīng)過(guò)電壓，其幅值為：Esm=24.44f2W?Kw上式中Esm為在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組中引起的滑差過(guò)電壓；f2為相對(duì)于定子側(cè)的轉(zhuǎn)子滑差頻率；

10、?為定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)主磁通；Kw為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組系數(shù)。 發(fā)電機(jī)定子三相負(fù)載不對(duì)稱(chēng)或缺相運(yùn)行形成定子三相電流不平衡。依對(duì)稱(chēng)分量法可將其分解為正序、負(fù)序及零序電流，流過(guò)定子繞組的三相電流在空間上形成相隔120點(diǎn)角度的對(duì)稱(chēng)電流。正序及負(fù)序電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)分別在空間作正向及反向的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，稱(chēng)作正序及負(fù)序刺痛。而轉(zhuǎn)子繞組是以正向同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的，其對(duì)正序磁通相對(duì)靜止，對(duì)負(fù)序磁通以?xún)杀锻睫D(zhuǎn)速相對(duì)運(yùn)動(dòng)。該過(guò)電壓的幅值可用Esm=24.44f2W?Kw計(jì)算，不過(guò)，式中的f2的值為兩倍的正序電壓頻率值，?為定子不對(duì)稱(chēng)電流產(chǎn)生的負(fù)序磁通。 發(fā)電機(jī)運(yùn)行中如發(fā)生突然短路、失步、非全相或非同期合閘等故障，則

11、在轉(zhuǎn)子繞組中會(huì)產(chǎn)生很高的感應(yīng)過(guò)電壓，危及晶閘管勵(lì)磁系統(tǒng)整流電路的安全運(yùn)行。5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)5.3.1 過(guò)電壓及其抑制過(guò)電壓及其抑制2勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓的勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓的抑制抑制過(guò)電壓的抑制措施及其配置綜合示意圖，見(jiàn)下圖。注：14RC為阻容保護(hù)器。利用電容器兩端電壓不能突變而能儲(chǔ)存電能的基本特性，可以吸收瞬間的浪涌能量，限制過(guò)電壓。為了限制電容器的放電電流，降低可控硅開(kāi)通瞬間電容放電電流引起的正向電流上升率di/dt，以及避免電容與回路電感產(chǎn)生振蕩，通常在電容回路上串入適當(dāng)電阻，從而構(gòu)成阻容吸收保護(hù)。一般可抑制瞬變電壓不超過(guò)某一容許值，作為交流側(cè)、直流側(cè)及硅元件本身的過(guò)電壓保護(hù)。為抑制大

12、氣過(guò)電壓對(duì)變壓器的影響，通常在變壓器一次繞組上裝設(shè)避雷器。5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)KB電源靜電屏蔽層C1接地電容C2抑制電容1RC避雷器2RC硒堆壓敏電阻交流側(cè)3RCSCRARC硒堆非線性電阻可控硅開(kāi)關(guān)投入電阻直流側(cè)5.3.1 過(guò)電壓及其抑制過(guò)電壓及其抑制2勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)過(guò)電壓的勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)過(guò)電壓的抑制抑制過(guò)電壓的抑制措施及其配置綜合示意圖，見(jiàn)下圖。注：14RC為阻容保護(hù)對(duì)投入變壓器時(shí)，因繞組間存在寄生電容而引起的過(guò)電壓，可采用接地屏蔽或在變壓器二次繞組側(cè)直接接入對(duì)地電容加以抑制。為了抑制切除空載變壓器勵(lì)磁電流i（0）而引起的過(guò)電壓，可采用電容器、硒堆或壓敏電阻等儲(chǔ)能或耗能元件，以吸收變壓器中存

13、儲(chǔ)的能量。同樣，可以采用上述的阻容、硒堆、壓敏電阻等保護(hù)器件，抑制直流側(cè)過(guò)電壓。此外，工程上還采用晶閘管跨接器自動(dòng)投入電阻的方法抑制轉(zhuǎn)子側(cè)過(guò)電壓。5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)KB電源靜電屏蔽層C1接地電容C2抑制電容1RC避雷器2RC硒堆壓敏電阻交流側(cè)3RCSCRARC硒堆非線性電阻可控硅開(kāi)關(guān)投入電阻直流側(cè)5.3.1 過(guò)電壓及其抑制過(guò)電壓及其抑制2勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓的勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓的抑制抑制1）阻容保護(hù)器）阻容保護(hù)器眾所周知，電容器可以貯藏能量，在電磁暫態(tài)過(guò)程中由于電容器兩端的電壓不能突變，利用這一特性與電阻元件組合，可以構(gòu)成晶閘管勵(lì)磁系統(tǒng)中交、直流側(cè)和功率元件本身的阻容吸收保護(hù)裝置。三相交流側(cè)阻

14、容保護(hù)有星型和三角形兩種接法，由于三角形接法能減小電容量，故采用較廣泛。電容用于吸收瞬時(shí)浪涌能量，以抑制過(guò)電壓；電阻為耗能元件，用于限制晶閘管元件導(dǎo)通時(shí)電容器放電電流所引起的電流上升率，同時(shí)可防止回路中的 L、C 元件形成諧振。見(jiàn)下圖：為了防止晶閘管元件關(guān)斷過(guò)程引起的過(guò)電壓，通常在每只元件的兩端分別并聯(lián)阻容保護(hù)， 如上圖（d） 所示。 但是這種接線同樣存在并聯(lián)電容放電時(shí)增加導(dǎo)通晶閘管元件dt/di的弊端。此時(shí)，亦可在直流側(cè)接入單相整流橋阻斷式阻容保護(hù)。對(duì)于多個(gè)晶閘管元件串聯(lián)、并聯(lián)的晶閘管電路，同樣起到動(dòng)態(tài)均壓和限制正向電壓上升率的作用。 5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)（a）單相接法； （b）三相

15、組容保護(hù)星型接法； （c）三相組容保護(hù)三角形接法； （d）硅元件保護(hù)接法RC過(guò)電壓抑制電路聯(lián)結(jié)方式a）單相 b）三相反向阻斷式過(guò)電壓抑制用RC電路5.3.1 過(guò)電壓及其抑制過(guò)電壓及其抑制2勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓的勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓的抑制抑制1）阻容保護(hù)器）阻容保護(hù)器抑制外因過(guò)電壓采用RC過(guò)電壓抑制電路最為常見(jiàn)。 對(duì)大容量的電力電子裝置，可采用下圖所示的反向阻斷式RC電路。 阻容保護(hù)裝置簡(jiǎn)單可靠，應(yīng)用廣泛。其缺點(diǎn)是正常運(yùn)行時(shí)電阻消耗功率，發(fā)熱嚴(yán)重。對(duì)于非整流阻斷式保護(hù)的缺點(diǎn)容易造成波形畸變，作為大容量整流器的保護(hù)裝置體積顯得過(guò)大，同時(shí)元件散熱問(wèn)題比較突出。5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)5.3.1 過(guò)電壓及其抑

16、制過(guò)電壓及其抑制2勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓的勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓的抑制抑制2）壓敏電阻浪涌吸收器）壓敏電阻浪涌吸收器 壓敏電阻是由氧化鋅燒結(jié)成的金屬氧化物，或者碳和硅的人工合成晶體碳化硅構(gòu)成，是一種多晶體的陶瓷器件，具有抑制過(guò)電壓能力強(qiáng)、漏電流及損耗小、對(duì)浪涌電壓反應(yīng)快、壽命長(zhǎng)、運(yùn)行可靠及價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，是一種較好的過(guò)電壓保護(hù)元件。壓敏電阻用作過(guò)電壓保護(hù)時(shí)的接線下圖所示。三角形接法主要用于防止操作過(guò)電壓，星形接線則可防止雷電侵入波引起的過(guò)電壓。對(duì)于要求殘壓更低的小容量裝置， 可串接穩(wěn)壓阻抗 Z（電抗或電阻） ，如下圖（e）所示。 壓敏電阻的殘壓比較大，當(dāng)晶閘管元件的電壓儲(chǔ)備系數(shù)（安全系數(shù)）較小時(shí)，不宜采用壓敏電阻

17、作過(guò)電壓保護(hù)。此外，壓敏電阻雖能抑制過(guò)電壓數(shù)值，卻不能抑制du/dt。因此，在du/dt較大的場(chǎng)合仍須裝設(shè)RC保護(hù)。 5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)（a）單相接線； （b）三相星形接線； （c）三相三角形接線； （d）晶閘管元件保護(hù)； （e）串接穩(wěn)壓阻抗 Z 5.3.1 過(guò)電壓及其抑制過(guò)電壓及其抑制3勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓阻容保護(hù)器的選擇阻容保護(hù)器的選擇3）交流側(cè)阻容保護(hù)器的選擇交流側(cè)阻容保護(hù)器的選擇一般按斷開(kāi)空載變壓器時(shí)產(chǎn)生的能量沖擊來(lái)選擇阻容吸收保護(hù)的電容量。變壓器折合到副邊的空載等效激磁電感為：變壓器的最大磁場(chǎng)能量為：若磁場(chǎng)能量全部轉(zhuǎn)換成電容器內(nèi)的電場(chǎng)能量，使電容器上的電壓最高可達(dá)變

18、壓器副邊額定電壓幅值的k倍，則電容器應(yīng)儲(chǔ)存的最大電場(chǎng)能量為：式中C 電容量，單位F。取Wc=WL，可得電容量為：5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù))(22)0(2)0(HfIUL式中U（0）2 變壓器副邊空載額定電壓，單位V；I（0）2 折合到副邊的激磁電流，單位A；f 電源頻率，單位Hz。）（JfIUILWL2)2(212)0(2)0(22)0(0）（JUCKUKCWC22)0(222)0()2(21FfUIKC2)0(2)0(2612105.3.1 過(guò)電壓及其抑制過(guò)電壓及其抑制3勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓阻容保護(hù)器的選擇勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓阻容保護(hù)器的選擇3）交流側(cè)阻容保護(hù)器的選擇交流側(cè)阻容保護(hù)器的選擇上式是理論

19、上將變壓器的全部磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)換成電容器貯存的電場(chǎng)能量，而使電壓不超過(guò)k倍時(shí)所需的電容值。實(shí)際上斷開(kāi)變壓器空載激磁電流時(shí)，電弧要消耗大部分能量（例如斷路器觸頭斷開(kāi)電流，出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí)，電流已降低到激磁電流I0的20%40%）。變壓器鐵芯及導(dǎo)線電阻上也有損耗，變壓器和進(jìn)線電纜的對(duì)地電容以及各種寄生電容均有吸收作用，故實(shí)際選擇阻容保護(hù)用電容器的電容量上式的計(jì)算值要小，通常約乘上0.2 0.4或更小一些的修正系數(shù)。至于容許電壓升高的倍數(shù)，一般選取k值在1.3 1.5較為經(jīng)濟(jì)?；谏鲜隹紤]，由于可取不同的k值及修正系數(shù)，因此有不同系數(shù)的選擇。則公式如下：式中U（0）2 變壓器副邊空載額定電壓，單位V；I（0

20、）2 折合到副邊的激磁電流，單位A；f 電源頻率，單位Hz。所選電容器的額定電壓，應(yīng)不小于交流側(cè)最高工作電壓峰值的所選電容器的額定電壓，應(yīng)不小于交流側(cè)最高工作電壓峰值的1.1 1.5倍。倍。5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)）（ FfUIC2)0(2)0(29000單相橋式）（ FfUIC2)0(2)0(10000三相橋式）（ FfUIC2)0(2)0(8000三相半波5.3.1 過(guò)電壓及其抑制過(guò)電壓及其抑制3勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓阻容保護(hù)器的選擇勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓阻容保護(hù)器的選擇3）交流側(cè)阻容保護(hù)器的選擇交流側(cè)阻容保護(hù)器的選擇在選定電容器作為儲(chǔ)能元件后，一般應(yīng)串入耗能電阻，避免電容與回路電感產(chǎn)生串聯(lián)諧振，應(yīng)選

21、擇電阻值如下：但是電阻的阻值不能選擇過(guò)大，考慮變壓器原邊切斷電流的瞬間，激磁電流I（0）2通過(guò)在副邊產(chǎn)生的電壓，應(yīng)低于容許的過(guò)電壓值，即：通常K為0.30.36，電阻的功率可取：上式中U（0）2 變壓器副邊空載額定電壓，單位V；I（0）2 折合到副邊的激磁電流，單位A。5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)CLR2）（2)0(2)0(IKUR）（WRIPR22)0()25. 0)(32(）（2)0(2)0()36. 03 . 0(IUR5.3.1 過(guò)電壓及其抑制過(guò)電壓及其抑制3勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓阻容保護(hù)器的選擇勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓阻容保護(hù)器的選擇3）交流側(cè)阻容保護(hù)器的選擇交流側(cè)阻容保護(hù)器的選擇為了避免可控硅管在開(kāi)

22、通過(guò)程中，因交流側(cè)阻容保護(hù)的放電電流流過(guò)可控硅管，而造成過(guò)大的電流上升率可能損壞可控硅元件，整流橋交流側(cè)的阻容保護(hù)也可采用反向阻斷式接線。當(dāng)整流橋的交流側(cè)發(fā)生過(guò)電壓時(shí)，其直流側(cè)的阻容保護(hù)可以吸收交流電源發(fā)生的浪涌電壓，以避免可控硅橋承受過(guò)電壓。而交流側(cè)電壓下降或短接時(shí)，由于整流橋Z的反向阻斷作用，可以阻止電容器向交流側(cè)的可控硅元件放電。其參數(shù)選擇可參考下列算式。計(jì)算電容：式中U（0）2 變壓器副邊空載額定電壓，單位V；I（0）2 折合到副邊的激磁電流，單位A；f 電源頻率，單位Hz。一般?。菏街蠰1 變壓器每相漏感，單位H； 放電時(shí)間常數(shù)，一般取2s。5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)）（ FfUI

23、C2)0(2)0()7000025000(）（）、（）、（）、（MCRCLRFCCCFCC/2)8 . 04 . 0(1 . 02112125.3.1 過(guò)電壓及其抑制過(guò)電壓及其抑制3勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓阻容保護(hù)器的選擇勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓阻容保護(hù)器的選擇4）直流側(cè)阻容保護(hù)器的選擇直流側(cè)阻容保護(hù)器的選擇若在直流側(cè)裝設(shè)阻容保護(hù)Cd、Rd來(lái)抑制交流側(cè)的浪涌過(guò)電壓，可參考下式選擇阻容參數(shù)。式中U（0）2 變壓器邊空載額定電壓，單位V；I（0）2 折合到副邊的激磁電流，單位A；f 電源頻率，單位Hz。電容器的額定電壓一般取直流側(cè)最高工作電壓的1.1 1.5倍；當(dāng)采用直流電容器時(shí)，電容器的額定電壓一般取直流側(cè)最高工作

24、電壓的3.5倍。電阻功率取：式中U為紋波電壓，一般取頻率最低、幅值最高的諧波電壓Un，單位V；fn為與Un對(duì)應(yīng)的諧波頻率，單位Hz。5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)）（）（2)0(2)0(2)0(2)0(25. 0120000IURFfUICdd單相橋式單相橋式三相橋式三相橋式）（）（2)0(2)0(2)0(2)0(1 . 070000IURFfUICdd）（WRCfdRUPddnR26)210(22) 32(5.3.1 過(guò)電壓及其抑制過(guò)電壓及其抑制3勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓阻容保護(hù)器的選擇勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)電壓阻容保護(hù)器的選擇5）關(guān)斷過(guò)電壓保護(hù)器的選擇關(guān)斷過(guò)電壓保護(hù)器的選擇為了防止硅元件關(guān)斷過(guò)程引起的過(guò)電壓，可以

25、在每個(gè)硅元件的兩端分別并接阻容保護(hù)Cb、Rb，或者通過(guò)單相橋接入反向阻斷式阻容保護(hù)，并盡量靠近被保護(hù)元件，引線宜短。電容Cb的參數(shù)選擇與反向恢復(fù)電荷Qr有關(guān)，而Qr又與硅元件的額定正向平均電流IT（A V）有一定的關(guān)系，可按下式選擇：5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)）（ FICAVTb3)(10)52(）（babCLLR1)31 (）（WRfCUPbbRWMR12210)2)(25 . 1 (一般對(duì)500A的整流元件可取1F，200A的取0.5F，100A的取0.25F，20A的取0.1F。在此電容回路內(nèi)串入電阻Rb，是為了避免可控硅元件開(kāi)通時(shí)，電容器Cb放電電流的上升率太高，也為了避免放電電流過(guò)

26、大及在電感回路中產(chǎn)生振蕩。電阻可按下式選擇：式中L1變壓器漏感，單位H；La連線及橋臂電感，單位H。通常電阻Rb在5 50間選用。電阻功率為：式中URWM硅元件反向工作峰值電壓，單位V。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)波形系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)波形過(guò)電流保護(hù)措施及配置位置 過(guò)電流分過(guò)載和短路兩種情況。 快速熔斷器、直流快速斷路器和過(guò)電流繼電器是較為常用的措施，一般電力電子裝置均同時(shí)采用幾種過(guò)電流保護(hù)措施，以提高保護(hù)的可靠性和合理性。 通常，電子電路作為第一保護(hù)措施，快熔僅作為短路時(shí)的部分區(qū)段的保護(hù)，直流快速斷路器整定在電子電路動(dòng)作之后實(shí)現(xiàn)保護(hù)，過(guò)電流繼電器整定在過(guò)載時(shí)動(dòng)作。5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)5.3.2 過(guò)過(guò)電流保護(hù)電流保護(hù)5.3 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)5.3.2 過(guò)過(guò)電流保護(hù)電流保護(hù)1. 過(guò)電流產(chǎn)生的原因過(guò)電流產(chǎn)生的原因?qū)τ诎雽?dǎo)體勵(lì)磁裝置，可能有下列幾方面的原因，使流過(guò)整流橋臂元件及勵(lì)磁變壓器繞組的電流超過(guò)其正常定額。 整流橋內(nèi)部某一橋臂元件擊穿短路，喪失阻斷能力，則交流電源可通過(guò)已損壞短路的橋臂和