五、晶闸管阀组
高压晶闸管阀组是TCR中十分重要的部件。根据SVC的电压要求,采用若干个晶闸管串联而成,使其耐压水平达到SVC要求。晶闸管阀组中还有散热器、均压/阻尼电容器和电阻器、高电位触发板和支撑架等。要求散热器和晶闸管一隔一的排列,以便每个晶闸管都能均匀地得到散热。晶闸管阀组散热采用水冷散热器或热管散热器。
串联后的晶闸管耐压要留有足够大的裕量。例如单相10kV晶闸管阀组单臂半波共串联10个6500V晶闸管元件。单相6kV晶闸管阀组单臂半波共串联6个6500V晶闸管元件。要求晶闸管,开通、触发特性一致性好,高温特性优良,适合多只串联使用。串联后的晶闸管要有均压措施、过压保护,和丢脉冲保护等功能。晶闸管阀层采用击穿二极管(BOD)进行快速保护。由于每个晶闸管处于不同的电位,为实现高低电位完全隔离,要求触发板自取能,可控硅触发电路采用光电转换装置,光信号触发。触发器的同步信号取自电网电压,经同步变压器降压,光耦后作为同步信号。触发器接到触发命令后,产生宽脉冲的触发命令,再通过光纤传递给脉冲功放产生脉冲列信号,经过磁隔离变压器隔离,触发晶闸管。磁隔离脉冲变压器提供同一组晶闸管阀串相同的触发脉冲信号,即触发脉冲信号同时开始、同时停止,以保证阀串同时导通。并且磁隔离变压器起到低压控制回路与中压主回路绝缘、隔离的作用。专门用于多个晶闸管串联系统的特种脉冲变压器,可满足3-12个晶闸管串联同时触发的需要。其结构和工艺上保证了多绕组输出脉冲的上升沿时间误差小于0.2μs,脉冲上升沿陡度可达2A/μs,适合触发电流容量在50~4000A范围内的晶闸管。良好的性能,保证了触发系统的安全性,可靠性和稳定性。
晶闸管阀组就是晶闸管的串联运行的组件。除了它在TCR中应用外,在高压领域应用十分广泛,例如:高压直流输电、高压电机软起动、各种高压直流电源等。
编后语
本文未就对“高压直流电源及高压变频”进行讨论。因高压直流电源范围很宽、原理各异,拟另文讨论。高压变频器就目前来看属低压变频器输出串联,为另一设计思路。
应该说明本文是汇集了若干相关报道文章精华,重新编写的摘要汇编,以便需要者能“一目了然”,了解概貌。在此顺向原报道者致谢!
编者简介:朱英文:(1939- ),高级工程师,现任北京京仪椿树整流器有限责任公司技术顾问,中国电力电子产业网特约顾问,主要研究电力半导体器件的设计、制造、应用中的热设计和电力半导体器件主回路结构设计。曾参与专业词典、书籍的编写、翻译等工作。主要成果有:“无刷励磁发电机用旋转整流管设计和制造”,“晶闸管芯片球面磨角工艺”“大功率半导体器件用散热器风冷热阻计算方法”等