变流器主电路参数计算和保护环节设计

2026/1/26 19:43:41

1)硒堆保护的具体接法见图3-4。硒堆由硒整流片串联而成,单相时用两组对接后再与电源并联,三相时用三相对接成Y形,或用六组接成D形。

图3-4 硒堆保护的接线

a)单相 b)三相Y联结 c)三相D联结

每组串联的硒片数为

n?(1.3~1.5)U2l Ubr式中,U2l为正常工作时线电压有效值(V);Ubr为每片硒片的击穿电压,与硒片的型号有关,一般为30~50V。

选择硒片面积A的经验公式为:A?3.9if%I2l(mm)

式中,if%为变压器励磁电流百分比;I2l为变压器二次线电流有效值(A)。

硒片的面积有40×40mm、60×60mm、100×100mm等规格。

2)压敏电阻保护。压敏电阻是一种新型的保护元件,它常用于交、直流侧的过电压保护。其保护线路如图3-5所示。

2

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2 27

图3-5 压敏电阻保护的接法

a)单相 b)三相Y联结 c)三相D联结

压敏电阻选用主要考虑额定电压和通流容量,压敏电阻额定电压的选取通常可按下式计算

U1mA??(0.8~0.9)?(压敏电阻承受的额定电压峰值)

(0.8~0.9)为考虑参数U1mA式中,一般取??1.05~1.10;?为电网电压升高系数,

下降10%而通过压敏电阻的漏电流仍保持在1mA以下,以及考虑整流装置允许过电压的系数。

压敏电阻通流容量可根据整流变压器的空载励磁能量,来选择吸收冲击能量相

图3-6 直流侧过电压保护线路 图3-7 晶闸管换相过电压保护

当的压敏电阻。VYJ型浪涌吸收器(压敏电阻)的额定电压有:100,220,440,760,1000V等。通流容量有:0.5,1,1.5,2,3,4,5KA等。

2.直流侧过电压保护

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直流侧过电压保护接线方式见图3-6。直流侧与交流侧过电压保护方法相同,元件选择原则也相同。实际中采用压敏电阻保护较为合理。

3.元件换相保护

为防止在换相过程中,被关断的晶闸管出现反向过压,而导致反向击穿。通常在晶闸管元件两端并联RC阻容吸收电路,见图3-7。阻容电路参数可按表3-4选取,电容的耐压一般选取晶闸管实际承受最大电压的1.1~1.5倍。

2电阻功率选择:PR?1.75fCUTm?10?6(W)

表3-4 晶闸管阻容电路经验数据

晶闸管额定电流(A) 电容(?F) 电阻(?) 1000 2 2 500 1 5 200 0.5 10 100 0.25 20 50 0.2 40 20 0.15 80 10 0.1 式中,f为50Hz;UTm为晶闸管工作峰值电压(V);C为与电阻串联的电容量(?F)。

二、过电流保护

对于晶闸管整流装置,过电流保护设计是很重要的。如果短路或过电流数值过大,而切断的时间稍慢,就会造成晶闸管的损坏。所以过电流保护措施在系统中是必不可少的。过电流保护措施有如图2-18所示数种。下面就几种主要保护措施的适用范围和元件的选择加以说明。

1)流进线中串联电抗器(图3-8中的A)或采用漏抗较大的变压器以限制短路电流,但此种方法在有负载时有较大的压降。

2)利用交流侧电流检测环节(图3-8中B)所得过电流信号送入电流调节器,控制触发脉冲快速后移,从而使晶闸管迅速阻断,达到抑制过电流的目的。

3)交流侧经电流互感器接入过电流继电器或直流侧接入过电流继电器(图3-8

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中是B和F),过电流时继电器动作,跳开交流接触器或输入端的自动开关。这种方法只有在短路电流不大时才能起到保护作用。

交流侧 整流主回路 直流侧

图3-8 晶闸管装置可能采用的几种过电流保护措施

A-进线电抗器限流 B-电流检测和过流继电器 C-交流侧快速熔断器 D-元件串联快速熔断器

E-直流侧快速熔断器 F-过流继电器 G-直流快速开关

4)对大、中容量设备,以及经常逆变的场合,采用直流快速开关作直流侧过载和适中保护。快速开关的开关机构动作时间只有2ms,完全分断电弧的时间也不过25~30ms,它是目前较好的过流保护装置。在晶闸管直流调速中,可按电动机额定电流选用。

5)快速熔断器是最简单有效的短路保护元件,是防止晶闸管损坏的最后一道防线。快速熔断器的接法有安装在交流侧、与元件串联、安装在直流侧三种,见图3-9。

a)

b)

图3-9 快速熔断器的接法

c)

a)交流侧快速熔断器 b)与器件串联快速熔断器 c)直流侧快速熔断器

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