[實(shí)用新型]一種高壓斷路器合閘靜電耦合過(guò)電壓保護(hù)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201922176032.8
• 申請(qǐng)日: 2019-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN211981490U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡德霖;胡醇;周游;姜琴;曹堅(jiān);楊燕萍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州電器科學(xué)研究院股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02H7/125
• 分類(lèi)號(hào): H02H7/125
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本實(shí)用新型提供一種高壓斷路器合閘靜電耦合過(guò)電壓保護(hù)裝置，由三相交流接觸器KM常閉觸點(diǎn)、三相電容器組C、電阻R及電氣控制線(xiàn)路組成。三相交流接觸器KM常閉觸點(diǎn)一端接在整流變壓器T₁低壓側(cè)，另一端接三相電容器組C；三相電容器組與三相交流接觸器KM常閉觸點(diǎn)串聯(lián)后接地；電阻R并聯(lián)在電容器兩端；隔離變壓器T₂用于給電氣控制線(xiàn)路供電；時(shí)間繼電器KT常開(kāi)觸點(diǎn)與三相交流接觸器KM線(xiàn)圈串聯(lián)后，再與時(shí)間繼電器KT線(xiàn)圈并聯(lián)。本實(shí)用新型的有益效果是：既能抑制高壓斷路器合閘靜電耦合過(guò)電壓，又不會(huì)增加晶閘管導(dǎo)通時(shí)的電流上升率，有利于延長(zhǎng)晶閘管使用壽命，減少故障率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及過(guò)電壓保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種高壓斷路器合閘靜電耦合過(guò)電壓保護(hù)裝置。

背景技術(shù)

大功率整流器可將整流變壓器輸出的交流電流轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)十乃至數(shù)百千安的直流電流，主要應(yīng)用于軌道機(jī)車(chē)牽引驅(qū)動(dòng)、磁約束核聚變、電解、冶煉、電機(jī)勵(lì)磁等領(lǐng)域，一般采用多個(gè)晶閘管并聯(lián)來(lái)承擔(dān)如此巨大的電流。晶閘管作為整流器的核心部件，對(duì)過(guò)電壓非常敏感，在幾個(gè)微秒內(nèi)就會(huì)被擊穿進(jìn)而引起更嚴(yán)重的系統(tǒng)故障。為保障整流器的安全運(yùn)行，必須對(duì)可能出現(xiàn)的過(guò)電壓予以抑制。

造成大功率整流器過(guò)電壓事故的原因多種多樣，高壓斷路器合閘產(chǎn)生的靜電耦合過(guò)電壓被認(rèn)為是引起事故的重要原因。整流變壓器高壓側(cè)繞組與低壓側(cè)繞組之間存在雜散電容C₁₂，低壓側(cè)繞組與鐵芯(地) 之間也存在電容C₂₂，如附圖1所示。

U₁為高壓側(cè)繞組對(duì)地電壓，U₂為低壓側(cè)繞組對(duì)地電壓，在高壓斷路器合閘的瞬間，由雜散電容構(gòu)成一個(gè)電容分壓電路，低壓側(cè)繞組的對(duì)地電壓為U₂：

由于整流變壓器高壓側(cè)電壓較高，通過(guò)電容分壓后耦合到低壓側(cè)繞組的對(duì)地電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了晶閘管的絕緣強(qiáng)度，擊穿晶閘管進(jìn)而造成整流器故障。

在電力系統(tǒng)中，抑制高壓斷路器合閘靜電耦合過(guò)電壓的常用措施是在低壓側(cè)繞組對(duì)地并接電容C₂，如附圖2所示，此時(shí)低壓側(cè)繞組靜電耦合過(guò)電壓為：

可以看出，由于電容C₂的加入，低壓側(cè)繞組靜電耦合過(guò)電壓得到抑制。

晶閘管開(kāi)通過(guò)程中，導(dǎo)通面積擴(kuò)展并不是瞬間完成的，最初只有緊靠門(mén)極很小一部分的陰極區(qū)域開(kāi)通，隨后初始導(dǎo)通面積以一定速度擴(kuò)展到整個(gè)陰極面。若初始導(dǎo)通面積過(guò)小，電流上升率過(guò)大，則電流密度會(huì)很高，致使該區(qū)域的結(jié)溫急劇上升，造成器件燒毀。因此，對(duì)于晶閘管而言，能承受的di/dt有一個(gè)極限，為通態(tài)電流臨界上升率。雖然在低壓側(cè)繞組對(duì)地并接電容C₂可抑制整流變壓器合閘過(guò)電壓，但是在整流器晶閘管導(dǎo)通時(shí)，電容C₂會(huì)通過(guò)晶閘管形成放電回路，由于放電回路沒(méi)有外接電阻，而晶閘管的導(dǎo)通電阻阻值很小，因此電容C₂的存在大大增加了晶閘管開(kāi)通時(shí)的電流上升率，縮短晶閘管使用壽命甚至引發(fā)故障。

如何既發(fā)揮變壓器低壓側(cè)繞組對(duì)地電容抑制過(guò)電壓的優(yōu)勢(shì)，又避免給整流器運(yùn)行產(chǎn)生不利影響，這是高壓斷路器合閘靜電耦合過(guò)電壓保護(hù)裝置設(shè)計(jì)需要解決的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種高壓斷路器合閘靜電耦合過(guò)電壓的保護(hù)裝置，以提高對(duì)整流器晶閘管的保護(hù)。