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用低电压测试数据合理推测高电压下晶闸管关断过电压的试验研究

作者:王瑞舰 来源:九洲电气

摘要:本文针对晶闸管阀组阻容吸收回路参数过于粗糙,工程中晶闸管两端关断过电压观察困难得实际情况,提出一种用低压测试数据合理推测高压下晶闸管关断过电压的方法.通过实验证明可行.
关键词:晶闸管,关断过电压,测试
0引言
静态无功补偿装置(Static Var Compensator,简称SVC)在电力输电配电系统中起着重要作用,可以提高稳态输送容量,提高暂态稳定性,增强电力系统的阻尼,缓解次同步谐振,预防电压不稳定,改善高压直流输电系统性能。[1]晶闸管阀组是SVC的核心控制部件,在SVC中,直接承受系统电压、电流的冲击。晶闸管阀组采用多种均压、保护电路来确保晶闸管阀组安全运行,其中晶闸管关断过电压保护采用阻容吸收回路来实现,合理选择阻容吸收回路参数,尽可能降低晶闸管的关断过电压对SVC安全运行尤为重要。通常的技术手册资料中只是给出一般的工程经验参数,并不是最优的,加之高压下晶闸管两端波形的观察需要特殊的示波器,条件往往不具备,参数是否合理难以判断。本文试图通过在低电压下测试晶闸管关断过电压峰峰值,进行数据分析,进而推测高压下晶闸管关断过电压,试验证明可行,为验证参数是否合理提供了简易方法。
1 SVC晶闸管阀组的结构及参数的经验选取
  高压静止无功补偿装置中晶闸管阀组一般采用如图1所示的网状结构。其中,Rp为稳态均压电阻,Rs、Cs为阻容吸收电阻电容。
图1 SVC晶闸管阀组结构
对于单只晶闸管的阻容吸收回路参数选择的一种经验性方法,Cs、Rs的参数估算如下[2]
(1)
     (2)
    (3)
式中 Cs——阻容吸收电路电容(uF);
——晶闸管额定正向平均电流(A);
——阻容吸收电路电阻(Ω);
——阻容吸收电路功率损耗(W);
——电源频率(Hz);
——晶闸管反向工作峰值电压(V);
电阻 的作用是抑制吸收电容Cs和回路电感Lc电路的振荡。
然而根据上述方法选择的参数是比较粗糙的。一般不能达到理想的效果,还需要根据具体的负载进行参数调整。在调整中我们特别希望观察到晶闸管在实际工作电压下的关断过电压波形,进而检验参数是否选择得当。就一般情况而言,我们手边通常没有高绝缘探头或高绝缘变压器,无法观察。鉴于晶闸管开通或关断后系统电路是近似线性的,于是设想可以用低压下测得的晶闸管关断过电压值推测出晶闸管高电压下的关断过电压值.
2哈尔滨九洲电气变频试验站SVC阀组的低工作电压下的晶闸管关断过电压数据测试
哈尔滨九洲变频试验站SVC阀组的阻容吸收的初选参数为Cs=1uF,Rs=30Ω,其中30Ω由六根180Ω电阻并联得到。我们的试验方法是依次取下一根电阻,使Rs值分别为30Ω、45Ω、60Ω、90Ω、180Ω时,使SVC的晶闸管控制电抗器TCR工作电压由200V间隔100V左右依次上升到1200V左右,利用贷差分探头的示波器观察记录工作电压和单只晶闸管的关断过电压。试验的电路原理接线图如图2。实验测试数据见表1。

3测试数据分析
3.1数据点图观察,选择合适的数据拟合公式
用Excel 软件绘制测试数据点图,如图3。从图中可以看出晶闸管的Vpp 与阀组、TCR的工作电压有效值曾现很好的线性关系,可以运用最小二乘法进行线性拟合。最小二乘法线性拟合实际意义是基于各测试点数据至所拟合成的线性方程距离的平方和最小(即方差最小)的基础上的。最终拟合的线性方程接近于实际。因而在试验测试数据整理分析中获得广泛应用。

3 测试数据点图

3.2.<

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