電力電子 新 參賽課件.ppt

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1、第1章第1頁(yè)電力電子器件器件的保護(hù)1.7電力電子器件器件的保護(hù)1.7.1過(guò)電壓的產(chǎn)生及過(guò)電壓保護(hù)1.7.2過(guò)電流保護(hù)1.7.3緩沖電路（SnubberCircuit）主講：****第1章第2頁(yè)1.7電力電子器件器件的保護(hù)1.7.1過(guò)電壓的產(chǎn)生及過(guò)電壓保護(hù)電力電子裝置可能的過(guò)電壓—外因過(guò)電壓和內(nèi)因過(guò)電壓外因過(guò)電壓主要來(lái)自雷擊和系統(tǒng)中的操作過(guò)程等外因(1)操作過(guò)電壓：由分閘、合閘等開(kāi)關(guān)操作引起(2)雷擊過(guò)電壓：由雷擊引起內(nèi)因過(guò)電壓主要來(lái)自電力電子裝置內(nèi)部器件的開(kāi)關(guān)過(guò)程(1)換相過(guò)電壓：晶閘管或與全控

2、型器件反并聯(lián)的二極管在換相結(jié)束后不能立刻恢復(fù)阻斷，因而有較大的反向電流流過(guò)，當(dāng)恢復(fù)了阻斷能力時(shí)，該反向電流急劇減小，會(huì)由線路電感在器件兩端感應(yīng)出過(guò)電壓(2)關(guān)斷過(guò)電壓：全控型器件關(guān)斷時(shí)，正向電流迅速降低而由線路電感在器件兩端感應(yīng)出的過(guò)電壓■第1章第3頁(yè)1.7.1過(guò)電壓的產(chǎn)生及過(guò)電壓保護(hù)過(guò)電壓保護(hù)措施圖1-34過(guò)電壓抑制措施及配置位置F?避雷器D?變壓器靜電屏蔽層C?靜電感應(yīng)過(guò)電壓抑制電容RC1?閥側(cè)浪涌過(guò)電壓抑制用RC電路RC2?閥側(cè)浪涌過(guò)電壓抑制用反向阻斷式RC電路RV?壓敏電阻過(guò)電壓抑制器R

3、C3?閥器件換相過(guò)電壓抑制用RC電路RC4?直流側(cè)RC抑制電路RCD?閥器件關(guān)斷過(guò)電壓抑制用RCD電路電力電子裝置可視具體情況只采用其中的幾種其中RC3和RCD為抑制內(nèi)因過(guò)電壓的措施，屬于緩沖電路范疇■第1章第4頁(yè)1.7.1過(guò)電壓的產(chǎn)生及過(guò)電壓保護(hù)外因過(guò)電壓抑制措施中，RC過(guò)電壓抑制電路最為常見(jiàn)，典型聯(lián)結(jié)方式見(jiàn)圖1-35RC過(guò)電壓抑制電路可接于供電變壓器的兩側(cè)（供電網(wǎng)一側(cè)稱網(wǎng)側(cè)，電力電子電路一側(cè)稱閥側(cè)），或電力電子電路的直流側(cè)圖1-35RC過(guò)電壓抑制電路聯(lián)結(jié)方式a)單相b)三相■第1章第5頁(yè)1.

4、7.1過(guò)電壓的產(chǎn)生及過(guò)電壓保護(hù)大容量電力電子裝置可采用圖1-36所示的反向阻斷式RC電路圖1-36反向阻斷式過(guò)電壓抑制用RC電路保護(hù)電路參數(shù)計(jì)算可參考相關(guān)工程手冊(cè)其他措施：用雪崩二極管、金屬氧化物壓敏電阻、硒堆和轉(zhuǎn)折二極管（BOD）等非線性元器件限制或吸收過(guò)電壓■第1章第6頁(yè)1.7.2過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流——過(guò)載和短路兩種情況常用措施（圖1-37）快速熔斷器、直流快速斷路器和過(guò)電流繼電器同時(shí)采用幾種過(guò)電流保護(hù)措施，提高可靠性和合理性電子電路作為第一保護(hù)措施，快熔僅作為短路時(shí)的部分區(qū)段的保護(hù)，直流快速

5、斷路器整定在電子電路動(dòng)作之后實(shí)現(xiàn)保護(hù)，過(guò)電流繼電器整定在過(guò)載時(shí)動(dòng)作圖1-37過(guò)電流保護(hù)措施及配置位置■第1章第7頁(yè)1.7.2過(guò)電流保護(hù)快速熔斷器電力電子裝置中最有效、應(yīng)用最廣的一種過(guò)電流保護(hù)措施選擇快熔時(shí)應(yīng)考慮：(1)電壓等級(jí)根據(jù)熔斷后快熔實(shí)際承受的電壓確定(2)電流容量按其在主電路中的接入方式和主電路聯(lián)結(jié)形式確定(3)快熔的I2t值應(yīng)小于被保護(hù)器件的允許I2t值■第1章第8頁(yè)1.7.2過(guò)電流保護(hù)(4)為保證熔體在正常過(guò)載情況下不熔化，應(yīng)考慮其時(shí)間?電流特性快熔對(duì)器件的保護(hù)方式：全保護(hù)和短路保護(hù)

6、兩種全保護(hù)：過(guò)載、短路均由快熔進(jìn)行保護(hù)，適用于小功率裝置或器件裕度較大的場(chǎng)合短路保護(hù)方式：快熔只在短路電流較大的區(qū)域起保護(hù)作用對(duì)重要的且易發(fā)生短路的晶閘管設(shè)備，或全控型器件（很難用快熔保護(hù)），需采用電子電路進(jìn)行過(guò)電流保護(hù)常在全控型器件的驅(qū)動(dòng)電路中設(shè)置過(guò)電流保護(hù)環(huán)節(jié)，響應(yīng)最快■第1章第9頁(yè)1.7.3緩沖電路（SnubberCircuit）緩沖電路（吸收電路）：抑制器件的內(nèi)因過(guò)電壓、du/dt、過(guò)電流和di/dt，減小器件的開(kāi)關(guān)損耗關(guān)斷緩沖電路（du/dt抑制電路）——吸收器件的關(guān)斷過(guò)電壓和換相過(guò)電

7、壓，抑制du/dt，減小關(guān)斷損耗開(kāi)通緩沖電路（di/dt抑制電路）——抑制器件開(kāi)通時(shí)的電流過(guò)沖和di/dt，減小器件的開(kāi)通損耗將關(guān)斷緩沖電路和開(kāi)通緩沖電路結(jié)合在一起——復(fù)合緩沖電路其他分類法：耗能式緩沖電路和饋能式緩沖電路（無(wú)損吸收電路）通常將緩沖電路專指關(guān)斷緩沖電路，將開(kāi)通緩沖電路叫做di/dt抑制電路■第1章第10頁(yè)1.7.3緩沖電路（SnubberCircuit）緩沖電路作用分析無(wú)緩沖電路：V開(kāi)通時(shí)電流迅速上升，di/dt很大關(guān)斷時(shí)du/dt很大，并出現(xiàn)很高的過(guò)電壓有緩沖電路V開(kāi)通時(shí)：Cs

8、通過(guò)Rs向V放電，使iC先上一個(gè)臺(tái)階，以后因有Li，iC上升速度減慢V關(guān)斷時(shí)：負(fù)載電流通過(guò)VDs向Cs分流，減輕了V的負(fù)擔(dān)，抑制了du/dt和過(guò)電壓圖1-38di/dt抑制電路和充放電型RCD緩沖電路及波形a)電路b)波形■第1章第11頁(yè)1.7.3緩沖電路（SnubberCircuit）關(guān)斷時(shí)的負(fù)載曲線無(wú)緩沖電路時(shí)：uCE迅速升，L感應(yīng)電壓使VD通，負(fù)載線從A移到B，之后iC才下降到漏電流的大小，負(fù)載線隨之移到C有緩沖電路時(shí)：Cs分流使iC在uCE開(kāi)始上升時(shí)就下降，負(fù)載線經(jīng)過(guò)D到達(dá)C負(fù)載線ADC