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优化电路的过电流保护机制

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于晶闸管的电流过载能力低,必须采取必要的过电流保护措施,保证晶闸管装置可靠、安全地运行,如图1-46所示。直流快速开关是目前较好的直流侧过流保护装置。快速熔断器,是最简单有效的过电流保护元件。在产生短路过电流时,快速熔断器熔断时间小于20 ms,能保证在晶闸管损坏之前切断短路故障。用快速熔断器做过电流保护有3 种接法,现以三相桥为例介绍如下。

优化电路的过电流保护机制

发生过电流的原因有多种。在整流装置内部的原因有晶闸管损坏、触发电路和控制系统故障等。外部原因主要有负载过载,晶闸管装置直流侧短路。交流电源电压过高或过低、电源缺相、可逆系统中产生环流和逆变失败等。由于晶闸管的电流过载能力低,必须采取必要的过电流保护措施,保证晶闸管装置可靠、安全地运行,如图1-46所示。

图1-46 晶闸管装置可能采用的过电流保护措施

A—交流进线电抗器;B—电流检测和过流继电器;C,D,E—快速熔断器;F—过流继电器;G—直流快速开关

(1)在交流进线中串联电抗器(图中A)或采用漏抗较大的变压器,这是限制短路电流、保护晶闸管的有效办法;但在正常运行时产生压降。

(2)在交流侧设置电流检测装置(图中B),把过电流信号送至触发器,使触发脉冲瞬时停止输出或使触发脉冲后移,从而使晶闸管阻断。整流装置输出电压为零,就抑制了过电流。

(3)过电流继电器(瞬时)常和控制极断开装置装在同一组件,其信号取自交流互感器。其特点是动作快,经1~2 ms 就可以使断路器跳闸。因此,在换流失败时,有可能使断路器先动作,而快速熔断器不熔断。

(4)直流断路器,又称直流快速开关(图中G)。多个晶闸管并联使用的大容量整流装置,在故障过电流时,要求快速开关先于快熔动作,尽量避免快速熔断器熔断,目的是减少设备的运行费用。直流快速开关是目前较好的直流侧过流保护装置。

(5)快速熔断器(简称快熔),是最简单有效的过电流保护元件。在产生短路过电流时,快速熔断器熔断时间小于20 ms,能保证在晶闸管损坏之前切断短路故障。用快速熔断器做过电流保护有3 种接法,现以三相桥为例介绍如下。(www.xing528.com)

①桥臂晶闸管串接快熔,如图中D 所示,流过快速熔断器和晶闸管的电流相同,对晶闸管保护最好,是应用最广泛的一种接法。

②接在交流侧输入端,如图中C 所示,这种接法对元件短路和直流侧短路均能起到保护作用,但由于在正常工作时流过快熔的电流有效值大于流过晶闸管的电流有效值,故应选用额定电流较大的快熔,这样有故障过电流时对晶闸管的保护就差了。

③接在直流侧的快熔,如图中E 所示,仅对负载短路和过载起保护作用。

在一般的系统中,常采用过流信号控制触发脉冲以抑制过电流,再配合采用快熔保护。由于快熔价格较高,更换也不方便,通常把它作为过流保护的最后一道保护。在正常情况下,总是先让其他过电流保护措施动作,尽量避免直接烧断快熔。

选择与晶闸管串联的快速熔断器的方式如下:

①快速熔断器的额定电压应大于线路中正常工作电压有效值。

②快速熔断器熔体的额定电流(有效值)IKR应小于被保护的晶闸管热击穿所允许的有效值,即应小于所选用的晶闸管通态平均电流IF的1.57 倍。同时又应大于正常运行时在晶闸管中通过的有效电流IT(RMS)。根据以上原则可列出关系式:

1.57 IF≥IKR≥IT(RMS)

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