电工技术论文 机械电工论文.doc

电工技术论文机械电工论文浅谈晶闸管变流技术的应用摘要：简单的介绍晶闸管变流技术在我国的应用的现状及对其故障用波形分析方法进行分析，并且在介绍了晶闸管变流技术在无功补偿中的应用，并且对不稳定的高次谐波进行了分析，提出一些建议。关键词：晶闸管 无功补偿 高次谐波 常见问题1.晶闸管变流技术的现状及故障分析晶闸管也叫可控硅，是硅晶体闸流管的简称，属于一种功率半导体器件，由于具有体积小、重量轻、耐高压、容量大、效率高、控制特性好、寿命长以及简单维护等优点，所以它自六十年代以来，就获得了迅速的发展，现在已经形成了独立的学科。晶闸管的出现，是电子进入强电领域，它是强电与弱电的桥梁，从节能的观点出发，电力电子技术被称为八十年代的新电气技术，它能在节能方面起着重要的作用。现在，晶闸管应用技术主要是进行电力变换与控制，按其变换功能来说，它主要应用于可控整流、交流调压与调功、逆变与变频、斩波调压还有无触点功率静态开关等方面。近年来，晶闸管技术发展很快，出现了许多派生型晶闸管，如快速型、双向型、关断型和逆导型等晶闸管。2.介绍晶闸管技术在无功补偿中的应用目前，晶闸管技术在无功补偿电力系统中得到了广泛的应用，对该技术的研究一直都是科技人员尽心去做的事。我们知道，为提高电力系统中功率因数，现在普遍采用并联电容器方式对它进行无功补偿。目前电容器投切控制装置多采用接触器等机械装置, 投切时产生合闸涌流和过电压, 冲击和干扰电网, 缩短电容器的使用寿命。随着电力电子技术的迅速发展,TSC 技术在无功补偿中得到了广泛应用。而TSC 无功补偿原理就是采用晶闸管作为投切电容器的控制部件,它具有响应快、冲击小等优势，可实现补偿容量进行动态调整。首先，我们先认识动态无功补偿装置的原理，因为无功补偿是相对电源而言的， 负荷的无功电流和功率因数不会因为并联电容而改变。只要将负荷视为等效星形， 则线电流就是等值负荷星形的相电流，至于有关星形相电流的具体的分析这里就不再作介绍。所以，当检测出电源变压器出线端的星形相电压和出端的线电流后， 再进行相应的计算就是投切电容最有效直接的手段。相电压的获得很简单， 因为相电压和线电压在大小、相位上都有简单明确的关系， 而无功电流分量也可通过计算得到。所以，在三相平衡的电力系统中，我们仅需检测一相的相电压和相电流，检测电源端的线电压和线电流就可获得必要的数据，对电容进行投切。下面我们对TSC无功补偿装置的主电路进行简单的结构分析。如图所示，该无功补偿装置主电路由8 组 型接入三相电力电容器构成。其电容器投切控制部件采用晶闸管和二极管反向并联模块构成, 单片机系统实时检测电网无功功率Q 并计算投切逻辑和组态, 控制晶闸管触发板输出触发脉冲, 触发相应的晶闸管导通, 电容器被接入电网; 若取消加在晶闸管门极上的触发脉冲, 电流过零时晶闸管自然关断, 完成切除电容器动作。投入过渡过程研究表明: 实际条件下触发点选在电容器电压与网端电压相等时刻暂态电流较小。另外，对控制器进行设计时应该考虑检测方法简单、快速，以满足跟踪补偿的要求，同时还应考虑晶闸管的可靠触发、抗干扰和装置闭锁等问题，以提高装置的可靠性。又因为动态无功补偿装置的控制器是以数字信号处理器为基础， 在电网每一个周期对所有数据进行分析，能在1 ms 内计算出所需的无功补偿， 所有相的谐波分量同时被计算出来， 在有谐波的情况下也能进行理想的动态补偿，说到谐波，下面我们将会介绍它的危害。3.晶闸管高次谐波的潜在危险及治理方法晶闸管整流装置的大量应用，以及装置的日益增大，对各种生产部门的装备现代化，提高设备的技术性能、经济指标和生产效率等，有着重大作用。但晶闸管装置的电流中往往含有高次谐波电流，概括起来，谐波造成的影响基本分为三方面： 热应力、绝缘应力以及负荷设备损坏。具体来说是谐波会增加设备的损耗而热应力加大；谐波使电压峰值增大，而这种电压升高会导致绝缘应力升高， 最终有可能使电缆绝缘击穿；由于它流经电网时会造成电网电压波形畸变，影响电流及与之连接的其他负载的稳定，还有电压畸变还能引起设备故障或损坏。主要表现在以下几个方面：电力电容器引起的谐波放大， 导致电容器因过流而损坏；增加旋转电机的损耗；增加输电线路的损耗， 缩短输电线路寿命；增加变压器损耗；造成继电保护、自动装置工作紊乱；引起电力测量的误差；干扰通讯。既然高次谐波具有那么大的危害，因此我们必须要对这类电力公害采取措施，把它抑制在容许范围内，一般来说，我们有下列几种治理方法。（1）在晶闸管变流设备加设高次谐波吸收装置，谐振滤波器接在输电线上或电子设备的输入或输出端，利用LC 电路谐振特性能抑制晶闸管整流装置产生的谐波干扰，减小谐波电流。（2）一个改进变流装置电流波形的方法是增加变流装置的脉动数，谐波次数越高， 其幅值就越小，增加供电的相数便能显著减少谐波的影响。因此， 对于功率大的整流装置， 每周期的电压波头数还能通过并联多相整流桥进一步提高。（3） 可减小相位控制角A，例如电解等大功率设备在比较长时期内以一定的低电压工作，可将变压器接到低压抽头， 根据输出直流电压U d 2.34U2cosA可知， 变