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技術頻道

用低電壓測試數據合理推測高電壓下晶閘管關斷過電壓的試驗研究

作者:王瑞艦 來源:九洲電氣

摘要:本文針對晶閘管閥組阻容吸收回路參數過于粗糙,工程中晶閘管兩端關斷過電壓觀察困難得實際情況,提出一種用低壓測試數據合理推測高壓下晶閘管關斷過電壓的方法.通過實驗證明可行.
關鍵詞:晶閘管,關斷過電壓,測試
0引言
靜態無功補償裝置(Static Var Compensator,簡稱SVC)在電力輸電配電系統中起著重要作用,可以提高穩態輸送容量,提高暫態穩定性,增強電力系統的阻尼,緩解次同步諧振,預防電壓不穩定,改善高壓直流輸電系統性能。[1]晶閘管閥組是SVC的核心控制部件,在SVC中,直接承受系統電壓、電流的沖擊。晶閘管閥組采用多種均壓、保護電路來確保晶閘管閥組安全運行,其中晶閘管關斷過電壓保護采用阻容吸收回路來實現,合理選擇阻容吸收回路參數,盡可能降低晶閘管的關斷過電壓對SVC安全運行尤為重要。通常的技術手冊資料中只是給出一般的工程經驗參數,并不是最優的,加之高壓下晶閘管兩端波形的觀察需要特殊的示波器,條件往往不具備,參數是否合理難以判斷。本文試圖通過在低電壓下測試晶閘管關斷過電壓峰峰值,進行數據分析,進而推測高壓下晶閘管關斷過電壓,試驗證明可行,為驗證參數是否合理提供了簡易方法。
1 SVC晶閘管閥組的結構及參數的經驗選取
  高壓靜止無功補償裝置中晶閘管閥組一般采用如圖1所示的網狀結構。其中,Rp為穩態均壓電阻,Rs、Cs為阻容吸收電阻電容。
圖1 SVC晶閘管閥組結構
對于單只晶閘管的阻容吸收回路參數選擇的一種經驗性方法,Cs、Rs的參數估算如下[2]
(1)
     (2)
    (3)
式中 Cs——阻容吸收電路電容(uF);
——晶閘管額定正向平均電流(A);
——阻容吸收電路電阻(Ω);
——阻容吸收電路功率損耗(W);
——電源頻率(Hz);
——晶閘管反向工作峰值電壓(V);
電阻 的作用是抑制吸收電容Cs和回路電感Lc電路的振蕩。
然而根據上述方法選擇的參數是比較粗糙的。一般不能達到理想的效果,還需要根據具體的負載進行參數調整。在調整中我們特別希望觀察到晶閘管在實際工作電壓下的關斷過電壓波形,進而檢驗參數是否選擇得當。就一般情況而言,我們手邊通常沒有高絕緣探頭或高絕緣變壓器,無法觀察。鑒于晶閘管開通或關斷后系統電路是近似線性的,于是設想可以用低壓下測得的晶閘管關斷過電壓值推測出晶閘管高電壓下的關斷過電壓值.
2哈爾濱九洲電氣變頻試驗站SVC閥組的低工作電壓下的晶閘管關斷過電壓數據測試
哈爾濱九洲變頻試驗站SVC閥組的阻容吸收的初選參數為Cs=1uF,Rs=30Ω,其中30Ω由六根180Ω電阻并聯得到。我們的試驗方法是依次取下一根電阻,使Rs值分別為30Ω、45Ω、60Ω、90Ω、180Ω時,使SVC的晶閘管控制電抗器TCR工作電壓由200V間隔100V左右依次上升到1200V左右,利用貸差分探頭的示波器觀察記錄工作電壓和單只晶閘管的關斷過電壓。試驗的電路原理接線圖如圖2。實驗測試數據見表1。

3測試數據分析
3.1數據點圖觀察,選擇合適的數據擬合公式
用Excel 軟件繪制測試數據點圖,如圖3。從圖中可以看出晶閘管的Vpp 與閥組、TCR的工作電壓有效值曾現很好的線性關系,可以運用最小二乘法進行線性擬合。最小二乘法線性擬合實際意義是基于各測試點數據至所擬合成的線性方程距離的平方和最小(即方差最小)的基礎上的。最終擬合的線性方程接近于實際。因而在試驗測試數據整理分析中獲得廣泛應用。

3 測試數據點圖

3.2.<

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