电力电子器件保护辩析.ppt

电力电子器件器件的保护 1.7.1 过电压的产生及过电压保护 1.7.2 过电流保护 1.7.3 缓冲电路（Snubber Circuit） 过电压的产生及过电压保护 1.电力电子装置过电压 过电压的产生及过电压保护 2. 过电压保护措施 过电压的产生及过电压保护 过电压的产生及过电压保护 大容量电力电子装置可采用下图所示的反向阻断式RC电路 过电流保护 1. 过电流形式—过载和短路 过电流保护 过电流保护 2) 过电流保护电子电路 缓冲电路（Snubber Circuit） 1. 缓冲电路(吸收电路)作用 缓冲电路（Snubber Circuit） ? 缓冲电路作用 缓冲电路（Snubber Circuit） 4. 缓冲电路中的元件选择要求 Cs和Rs的取值可实验确定或参考工程手册。 VDs快恢复二极管，额定电流≮主电路器件的1/10。 尽量减小线路电感，用内部电感小的吸收电容。 中小容量场合，若线路电感较小，可只在直流侧du/dt抑制电路。 ?对IGBT可以仅并联一个吸收电容。 晶闸管在实用中一般只承受换相过电压，没有关断过电压，关断时也没有较大的du/dt，一般采用RC吸收电路。 电力电子器件器件的串联和并联使用 1.8.1 晶闸管的串联 1.8.2 晶闸管的并联 1.8.3 电力MOSFET和IGBT并联运行的特点 晶闸管的串联 目的:当晶闸管额定电压小于要求时→串联解决 晶闸管的串联 3. 静态均压措施 晶闸管的并联 1) 目的：多个器件并联来承担较大的电流 电力MOSFET和IGBT并联运行的特点 3. 电力MOSFET并联运行的特点 本章小结 1. 主要内容 本章小结 ? 电压驱动型 本章小结 当前技术状况 IGBT为主体，第四代产品，制造水平2.4kA / 6.5kV 150KHZ，兆瓦以下首选。仍在不断发展，与IGCT等新器件激烈竞争，试图在兆瓦以上取代GTO. GTO：兆瓦以上首选，制造水平6kA / 6kV。 光控晶闸管：功率更大场合， 3.5kA / 8kV ，装置最高达300MVA，容量最大(8KA/12KV). 电力MOSFET：长足进步，中小功率领域特别是低压，地位牢固. * 1.7 1.7.1 1) 过电压原因 ? 外因过电压 (1) ? 操作过电压：由分闸、合闸等开关操作引起 (2) ? 雷击过电压：由雷击引起 一、二次绕组间存在分布电容，一次侧合闸瞬间，高压通过分布电容耦合到二次侧，使二次侧出现过电压。 突然断开一次侧开关，产生很大的感应电动势，二次侧感应出市电压。 其它设备分断时，变压器漏抗和线路分布电感形成过电压，施加于晶闸管。 (1) 换相过电压 (2) 关断过电压 原因: 线路电感→晶闸管(或与全控型器件反并联的二极管)在换相结束后不能立刻恢复阻断，因而有较大的反向电流流过，当恢复了阻断能力时，该反向电流急剧减小→两端感应出高电压。 原因: 全控型器件关断时，正向电流迅速降低→线路电感→器件两端感应出的过电压。 电力电子装置内部器件的开关过程引起 内因过电压 过电压抑制措施及配置位置 F?避雷器　D?变压器静电屏蔽层　C?静电感应过电压 抑制电容 1.7.1 RC1?阀侧浪涌过电压抑制用RC电路　 RC2?阀侧浪涌过电压抑制用反向阻断式RC电路 RC3和RCD→抑制内因过电压的措施，属于缓冲电路范畴 RV?压敏电阻过电压抑制器　 RC3?阀器件换相过电压抑制用RC电路 RC4?直流侧RC抑制电路　 RCD?阀器件关断过电压抑制用RCD电路 1) 常用保护电路 2) RC过电压抑制电路联结方式 　RC过电压抑制电路联结方式 1.7.1 说明: RC过电压抑制电路可接于供电变压器的两侧（供电网一侧称网侧，电力电子电路一侧称阀侧），或电力电子电路的直流侧。 其他措施： 用雪崩二极管、金属氧化物压敏电阻、硒堆和转折二极管（BOD）等非线性元器件限制或吸收过电压 反向阻断式过电压抑制用RC电路 保护电路参数计算可参考相关工程手册 1.7.1 1.7.2 　电网电压波动过大； 　内部管子损坏或触发电路故障，引起两相短路； 　整流电路直流侧出现短路、逆变失败引起短路； 　环流过大、控制系统故障。 过电流原因举例 　过电流保护措施及配置位置 1.7.2 2. 常用保护措施 1) 快速熔断器、直流快速断路器和过电流继电器。