晶闸管原理

仿真参数:U1=200V,R1=5 , U2=-800V,R2=0.001 , L=101uH,Rs=10 ,Cs=1uF.
仿真波形与测量波形非常接近,误差基本上在10%以内. 仿真波形与测量波形非常接近,误差基本上在10%以内. 10%以内 模型能够动态计算恢复电流参数, 模型能够动态计算恢复电流参数,可以直接组建交流电路 的仿真平台. 的仿真平台.
吸收电阻R与电阻损耗Wr的关系曲线
NARI
晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
晶闸管RC吸收回路的仿真研究
单个晶闸管吸收回路的仿真
吸收电容的设计原则
随着C的增大, 相应降低, 随着 C的增大 , K相应降低 , 增大到一定程度时, 当 C 增大到一定程度时 , K 的变化趋于平缓. 的变化趋于平缓. 随着C 的增大 , 电阻损耗 随着 C 的增大, Wr线性增大 线性增大. Wr线性增大. 设计原则: 设计原则 : 在过电压倍数 符合设计要求的前提下, 符合设计要求的前提下 , 使得电阻损耗尽量小 .
吸收电阻R1与过电压倍数K的关系曲线
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
晶闸管RC吸收回路的仿真研究
集中阻断吸收回路的仿真
吸收电容的设计原则
随着Cs 的增大 随着 Cs的增大 , K 降低 , Cs 的增大, 降低, 当 Cs 增 大 到 一 定 程 度 后 , K 的变化趋于平缓. 的变化趋于平缓 . 随 着 Cs 的 增 大 , 电 阻 功 耗 也 变 大 , 当 Cs 增 大到一定程度后,电 阻功耗的变化也趋于 平缓. 平缓. 设计原则:重点考虑 的大小 过电压 倍数 K 的 大小 , 通过电阻参数的设计 来达到合理电阻功耗 的目的. 的目的.
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
主要内容
晶闸管反向恢复特性的建模 晶闸管RC吸收回路的仿真研究 影响换相过电压的其他因素 仿真模型的实验验证
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
晶闸管RC吸收回路的仿真研究
一,单个晶闸管吸收回路的仿真
吸收电阻的设计原则
在相同的C 在相同的C参数条件 下,存在一个最佳 的R值与关系曲线的 最低点相对应, 最低点相对应,并 且是唯一的. 且是唯一的. 例如: C=10μF时 例如:当C=10μF时, R=6.5Ω处 在R=6.5Ω处 K=1.572取最小值 K=1.572取最小值 .
晶闸管整流装置的换相 过电压保护技术研究
2008年 2008年5月
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
主要内容
晶闸管反向恢复特性的建模 晶闸管RC吸收回路的仿真研究 影响换相过电压的其他因素 仿真模型的实验验证
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
晶闸管反向恢复特性的建模
理论基础
吸收电阻R2与电阻功耗的关系曲线
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
主要内容
晶闸管反向恢复特性的建模 晶闸管RC吸收回路的仿真研究 影响换相过电压的其他因素 仿真模型的实验验证
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
影响换相过电压的其他因素
一,控制角的影响
控制角为60°时 ,K=1.519 控制角为75°时,K=1.612
吸收电阻R2与过电压倍数K的关系曲线
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
晶闸管RC吸收回路的仿真研究
集中阻断吸收回路的仿真
吸收电阻R2的设计原则
总体来说,在相同的 Cs 条 件 下 , 较 小 的 R2 有着更好的吸收效果.
吸收电阻R2与过电压倍数K的关系曲线
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
谢谢各位专家
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
晶闸管反向恢复特性的建模
典型的换相过电压保护方案
分别并联保护方案
集中阻断保护方案
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
晶闸管反向恢复特性的建模
模型的测试
测量条件为: di/dt=7.9A/us, Ur=800v,Rs=10 ,Cs=1uf ;
晶闸管反向恢复特性的建模
理论基础
反向恢复电流的数学模型 突然截止模型 指数函数模型 双曲函数模型
突然截止模型虽然常用,但存在着较大的误差; 突然截止模型虽然常用,但存在着较大的误差; 指数函数模型可以获得比较精确的计算结果,但不便于常规计算; 指数函数模型可以获得比较精确的计算结果,但不便于常规计算; 双曲函数模型虽然能够得到与实验更加相符的电流电压波形, 双曲函数模型虽然能够得到与实验更加相符的电流电压波形,但是其 参数确定比较困难,实际中较少采用. 参数确定比较困难,实际中较少采用.
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
晶闸管反向恢复特性的建模
晶闸管反向恢复电流的数学模型
根据晶闸管的基本结构和内部物理过程,采用集中电荷的分析观点, 根据晶闸管的基本结构和内部物理过程,采用集中电荷的分析观点, 可以证明反向恢复电流是按指数函数规律衰减的. 可以证明反向恢复电流是按指数函数规律衰减的. 优点:克服了突然完全截止分析方法的缺点. 优点:克服了突然完全截止分析方法的缺点. 求解电路的微分方程组比较繁琐,需要计算机数值求解. 求解电路的微分方程组比较繁琐,需要计算机数值求解.
K1=1.728(并联运行) K3=1.652(单独运行) 在总的等值阻容参数相等的前提下,并联运行条件会导致换 在总的等值阻容参数相等的前提下, 相过电压的升高,并联支路数越多过电压就会越高, 相过电压的升高,并联支路数越多过电压就会越高,这对抑 制换相过电压是非常不利的. 制换相过电压是非常不利的.其主要原因是由于晶闸管反向 恢复特性的非线性导致的. 恢复特性的非线性导致的.
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
主要内容
晶闸管反向恢复特性的建模 晶闸管RC吸收回路的仿真研究 影响换相过电压的其他因素 仿真模型的实验验证
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
仿真模型的实验验证
三峡7F机组的励磁系统仿真电路
整流部分采用2支路并联来模拟现场的5支路并联. 整流部分采用2支路并联来模拟现场的5支路并联. 仿真条件:U2=1024V,控制角76.8° 仿真条件:U2=1024V,控制角76.8°,If=2878A,Rs=20Ω,Cs=2.5uF, 76.8 f=2878A,Rs=20Ω,Cs=2.5uF, 基本与现场测试条件相同. 基本与现场测试条件相同.
吸收电容C与过电压倍数K,电阻损耗Wr的关系曲线
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
晶闸管RC吸收回路的仿真研究
二,集中阻断吸收回路的仿真
电路原理图
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
晶闸管RC吸收回路的仿真研究
集中阻断吸收回路的仿真
吸收电阻R1的设计原则
在 相 同 的 Cs 参 数 条 件 下,存在一个最佳的 R1 值 与 关 系 曲 线 的 最 低点相对应,并且是 唯一的. 唯一的. Cs=10 10μF 例 如 : 当 Cs=10μF 时 , K=1 在 R1=3Ω 处 K=1.572 取 得最小值. 得最小值.
过电压尖峰是直接叠加在关断时刻 交流电压之上的, 交流电压之上的,因此当控制角接 90°附近时, 近90°附近时,对应着最大的换相 过电压峰值. 过电压峰值.
控制角为85°时,K=1.633
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
影响换相过电压的其他因素
二,并联运行条件的影响
并联支路对过电压大小的影响
晶闸管的关断特性
三相全控桥换相过电压产生原因 当VT1即将关断时,VT3导 通,VT1与VT3并联导通换流, iVT1逐渐下降,iVT3则逐渐上升. 当电流iVT1降到零时,由于晶 闸管的反向恢复特性,交流回 路电感La,Lb上就会产生幅值 很高的换相过电压.
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
仿真模型பைடு நூலகம்实验验证
波形对比
现场的测试波形
P=560MW,Q=110MVAR,If=2877A 横向每格5ms,纵向每格1250V 过电压尖峰ΔU≈1000 V
模型的仿真波形: 模型的仿真波形:
If=2878A, 过电压尖峰ΔU≈964 V 相对误差为:3.6%;
晶闸管RC吸收回路的仿真研究
集中阻断吸收回路的仿真
吸收电阻的损耗
Cs对电阻功耗 Wr1+Wr2 Cs 对电阻功耗 Wr1+Wr2 的影响 是有限的(曲线几乎重合) 是有限的(曲线几乎重合). R2对电阻功耗的影响很大, 所 对电阻功耗的影响很大, 的值不能取得太小. 以R2的值不能取得太小. 设计原则:适当放大, 设计原则: 适当放大 ,控制电 阻损耗. 阻损耗.
吸收电阻R与过电压倍数K的关系曲线
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晶闸管整流装置的换相过电压保护技术研究
晶闸管RC吸收回路的仿真研究
单个晶闸管吸收回路的仿真
吸收电阻的损耗
电阻损耗Wr与 电阻损耗Wr与C的关 Wr 系很大. 系很大. R的大小对Wr的影响 的大小对Wr Wr的影响 非常有限, 非常有限,当R增大 到一 定程度时 到一定 程度时 , 电 阻功 耗 的变化 率 阻功耗 Wr 的变化率 趋于平缓. 趋于平缓.