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过电压抑制柜 可控硅换相过电压的产生原因及抑制措施_图文
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可控硅换相过电压的产生原因及抑制措施
葛洲坝水力发电厂 邵显钧
湖北宜昌 443002
摘要 本文以三相桥式全控整流电路为例,分析可控硅换相过电压产生的原因;结合同步发电机可控硅励磁系统的实际结线,对换相过电压的大小,进行分析计算;最后,介绍抑制换相过电压的措施及其实际效果。
关键词 可控硅 阳极电感 换相过电压 抑制措施
目前,大、中型水轮发电机组普遍采用可控硅整流装置,作为发电机的励磁功率单元。由于阳极回路存在有电感,因此,可控硅元件在换相时,即由一个元件导通向另一个元件导通的转换过程中,将在阳极电源侧产生很高的尖峰电压——换相过电压。换相过电压的产生,对阳极侧的有关设备如整流变压器、串联变压器、阳极电缆、可控硅元件及其保护回路等,都带来不利影响,尤其是对可控硅本身影响最大,严重时将造成可控硅元件的击穿损坏。在我厂就发生过多次因换相过电压严重,而造成阳极侧压敏电阻、阻容保护器件的爆炸损坏,并由此而引起其它设备的损坏,造成严重的经济损失。因此,有必要对可控硅元件在导通换相时产生过电压的原因,作进一步的分析。本文就以三相桥式可控硅整流电路为例,分析几种典型的换相过程,并结合我厂机组可控硅励磁系统的实际结线,对换相过电压的大小,进行分析计算。
1.换相等效电路与换相过程分析
1.1可控硅整流桥原理接线
为了便于分析,我们将三相桥式可控硅整流电路简化为图(1)所示的等效电路,其中,Ea、Eb、Ec为阳极相电势,La、Lb、Lc分别为阳极回路各相等效电感,Lf、Rf为整流桥直流侧负载,对于同步发电机励磁系统来说,即为发电机转子回路等效电感、电阻。 图(1)可控硅整流桥原理接线
1.2换相等效电路与换相过程分析
由三相桥式可控硅整流电路工作原理分析可知,当电路工作在整流状态时,可控硅元件导通有6种换相过程,即共阴极组元件有+C→+A、+A→+B、+B→+C三种;共阳极组元件有-C→-A、-A→-B、-B→-C三种。对于可控硅换相时在阳极线电势上产生的过电压而言,则
0因换相元件不同而不同。下面,就以线电势Eca为例,来分析几种换相过程(设控制角α=70)。
1).+C→+A
当共阴极组元件由+C→+A换相时,共阳极组元件为-B
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