SiC灭磁组件在励磁系统中的应用.doc

METROSIL?SIC 非线性电阻在灭磁系统中的应用 目录 前言 3 1 MI METROSIL SiC非线性电阻性能特征 4 1.1 SiC非线性电阻V－I特性 4 1.2 SiC非线性电阻组合特性表达式 5 1.3 系数β及C对SiC非线性特性曲线的影响 6 1.4 SiC非线性电阻的温度系数 8 1.5 温升计算 9 1.6 Metrosil SiC非线性电阻的特性“匹配” 10 1.7 ZnO非线性电阻的特性“匹配” 11 1.8 Metrosil SiC非线性电阻时效性 12 1.9 Metrosil SiC非线性电阻的故障损坏形式 12 1.10 SiC非线性电阻的灭磁时间 13 1.11 技术规范 14 1.12 Metrosil SiC非线性电阻的器件代码 15 1.13 Metrosil SiC非线性电阻的参数确定 15 1.14 应用实例 15 结语： 16  METROSIL?SIC非线性电阻在灭磁系统中的应用 Dr. Jeff Robertson1 （1、MI科技材料公司，英国曼特斯顿 ） 摘要：本文从工程应用角度出发，系统和完整地介绍了英国MI公司制造的METROSIL?（注册商标）系列SiC碳化硅非线性电阻的性能特征和技术参数等关键技术问题，本文对灭磁技术的发展提供了有益的借鉴。 关键词：SiC非线性电阻；灭磁系统；温升；温度系数 前言 MI Materials 公司位于英国曼彻斯特市Trafford 工业园，从事于工业和科研特殊材料的研制，作为全球供应商，为世界许多知名大中型企业提供多种高科技材料及高性能工业用品。其中，对碳化硅产品已有70年的生产经验。 MI公司成立于1997年，其前身源于英国GEC公司的研究部门。在产品开发方面，特别是对于其主流产品之一Metrosil SiC 碳化硅非线性电阻，产品应用遍及世界各地，客户有：ABB、Alstom、Siemens、Areva以及VA TECH SAT等国际制造商。 在我国和世界著名的三峡水电厂左岸及右岸26台700MW水轮发电机组励磁系统中均采用了MI Materials 公司生产的Metrosil SiC非线性灭磁电阻。 1 MI METROSIL SiC非线性电阻性能特征 1.1 SiC非线性电阻V－I特性 在评价非线性电阻电气特性时，通常以非线性电阻系数予以表述，相应表达式为： V = CIβ (1) I = HVα (2) 式中：V为非线性电阻两端的电压；I为流过非线性电阻的电流；C，Hβ，αβ=1/α）。 对于SiC非线性电阻，由于在较大的电流变化范围内，其电压变化范围相对较小，不便于查对，为此在实用中多将式(1)及式(2)以对数坐标形式来表示。 对于式(1)其对数表达式为： logV=logC+βlogI (3) 在以V—I表示的双对数坐标系中，此时非线性电阻的伏安特性近似为一条直线，如图1所示。 图1 Metrosil spec.6298 600A/us16/p SiC 非线性电阻V—I特性曲线 式(3)说明，在V—I双对数坐标系中，系数C等于I=1A时，V—I特性曲线与V轴相交的电压值。 同理由式(2)可得： logI=logH+αlogV (4) 当V=1v时，在V—I特性曲线中，与其相对的电流值I=H。 下面讨论一下式(1)、式(2)中各系数C,H, α及β之间的关系式，由式(2)可求得： V= =H×I (5) 令式（1）等于式（6），可求得： C= H β= 整理得： α= C=H (6) 对于应用于发电机灭磁回路中的Metrosil SiC非线性电阻，当其V—I特性以方程式V=CI表示时，其典型C及β值如表1所示。选择不同厚度阀片，按不同接线方式构成的组件可满足各种灭磁工况的需求。 表1 Metrosil SiC非线性电阻典型C及β值 单片厚度（mm） C（单片） β（单片） 20 40 to 250 0.5 to 0.3 15 106 0.4 12.5 75 0.4 7.5 53 0.4 1.2 SiC非线性电阻组合特性表达式 作为灭磁电阻用途的SiC非线性电阻，在实际应用中为了满足灭磁总容量的要求，通常须将电阻片连接为多路串联、并联接线。其V—I 特性表达式将不同于单片的V—I 特性表达式。 (1) 串联表达式 假定单片