1、過電壓抑制柜 可控硅換相過電壓的產生原因及抑制措施_圖文 導讀：就愛閱讀網友為您分享以下“可控硅換相過電壓的產生原因及抑制措施_圖文”的資訊，希望對您有所幫助，感謝您對92to 的支持!可控硅換相過電壓的產生原因及抑制措施 葛洲壩水力發電廠 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，分析可控硅換相過電壓產生的原因；結合同步發電機可控硅勵磁系統的實際結線，對換相過電壓的大小，進行分析計算；最后，介紹抑制換相過電壓的措施及其實際效果。 關鍵詞 可控硅 陽極電感 換相過電壓 抑制措施 目前，大、中型水輪發電機組普遍采用可控硅整流裝置，作為發電機的勵磁功率單元。由于陽極回路

2、存在有電感，因此，可控硅元件在換相時，即由一個元件導通向另一個元件導通的轉換過程中，將在陽極電源側產生很高的尖峰電壓換相過電壓。換相過電壓的產生，對陽極側的有關設備如整流變壓器、串聯變壓器、陽極電纜、可控硅元件及其保護回路等，都帶來不利影響，尤其是對可控硅本身影響最大，嚴重時將造成可控硅元件的擊穿損壞。在我廠就發生過多次因換相過電壓嚴重，而造成陽極側壓敏電阻、阻容保護器件的爆炸損壞，并由此而引起其它設備的損壞，造成嚴重的經濟損失。因此，有必要對可控硅元件在導通換相時產生過電壓的原因，作進一步的分析。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程，并結合我廠機組可控硅勵磁系統的實際結

3、線，對換相過電壓的大小，進行分析計算。 1換相等效電路與換相過程分析 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化為圖（1）所示的等效電路，其中，Ea、Eb、Ec為陽極相電勢，La、Lb、Lc分別為陽極回路各相等效電感，Lf、Rf為整流橋直流側負載，對于同步發電機勵磁系統來說，即為發電機轉子回路等效電感、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程分析 由三相橋式可控硅整流電路工作原理分析可知，當電路工作在整流狀態時，可控硅元件導通有6種換相過程，即共陰極組元件有+C+A、+A+B、+B+C三種；共陽極組元件有-C-A、-A-B、-B-C三種。對

4、于可控硅換相時在陽極線電勢上產生的過電壓而言，則 0因換相元件不同而不同。下面，就以線電勢Eca為例，來分析幾種換相過程（設控制角=70）。 1）+C+A 當共陰極組元件由+C+A換相時，共陽極組元件為-B 導通，其它元件都在截止狀態， 這樣可將電路簡化為如圖（2）(a)所示等效電路。 換相開始前瞬間，ic=Id，ia=i=0，隨著換相過程的進行，則ia=i逐步增加，ic= Id- i逐步減少，直到換相過程結束，ia=Id, ic=0。由于發電機轉子是一個大的電感負載，在整個換相過程中，直流側負載電流Id是保持不變的，因此，可將換相等效電路簡化為圖（2）(b)。 由圖（2）(b)可知，若忽略可

5、控硅導通管壓降，則回路滿足電壓方程式Eca=2Ladi/dt，也就是說，在+C+A元件換相過程中，a、c相電勢通過陽極a、c相電感形成瞬間短路，在陽極線電勢Eca波形上留下一短路缺口，這也是造成陽極電勢波形畸變的原因。此時，回路電感Lc、La上產生的感應電勢之和正好等于電源電勢Eca，其感應電勢極性如圖2（b）。 圖（2）+C+A換相等效電路 在換相結束前可控硅關斷瞬間，由于可控硅元件體內載流子的積蓄效應，被關斷可控硅元件的反向阻斷能力不能立刻恢復，因而有很大的反向電流流過，當可控硅元件恢復阻斷能力時，反向電流迅速減小， di/dt絕對值很大，可達1000A/us，這樣大的電流突變，會在被關斷

6、回路電感Lc、La上產生很高的感應電壓，即換相過電壓。其可控硅關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斷的瞬間，在回路電感Lc、La上產生反電勢ELc 、ELa，其極性也發生變化，且反電勢極性正好與陽極電勢ECA極性相同，即換相過電壓正向疊加在陽極電勢Eca上。因此，對于陽極電勢ECA而言，這種換相時所產生的過電壓最大，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 換相過程同1）。由于+A相元件關斷時只是在La 、L b上產生反電勢，因此，對陽極電勢Eca而言，可控硅關斷瞬間，在電感La

7、上所產生反電勢ELa=Ladi/dt，其反電勢ELa極性與陽極電勢ECA極性相同，即換相過電壓正向疊加在陽極電勢Eca上，其換相過電壓幅值較第 1）種換相過電壓幅值小一半。 3）+B+C 換相過程同1），由于+B相元件關斷時只是在Lb 、L c上產生反電勢，因此，對陽極電勢Eca而言，可控硅關斷瞬間，在電感L c上產生反電勢ELc=Lcdi/dt，其反電勢ELc極性與陽極電勢ECA極性相同，即換相過電壓正向疊加在陽極電勢Eca上，其換相過電壓幅值較第1）種換相過電壓幅值小一半。 4）-C-A 換相過程及換相過電壓大小同+C+A 5）-A-B 換相過程及換相過電壓大小同+A+B 6）-B-C 換相過程及換相過電壓大小同+B +C 2 典型勵磁系統原理接線與換相過電壓計算 21勵磁系統原理接線及設備參數 我廠7F機組勵磁系統采用交流側串聯的自復勵方式，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） 勵磁系統原理接線 圖中ZB、CB 、SCR分別為整流變壓器、串聯變壓器和可控硅整流橋，其各設備參數分別見表1、表2； 22陽極回路等效電感計算 陽極回路等效電感由三部分組成，整流變壓器電感L