閥側(cè)移相12脈波同相逆并聯(lián)整流電源

西安中電變壓整流器廠吳春學(xué)高銀俠（西安710075）

摘要：介紹單鐵心閥側(cè)移相12脈波同相逆并聯(lián)晶閘管整流器主電路原理、控制電路原理、結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，以及此裝置在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況。

關(guān)鍵詞：晶閘管整流器12脈波閥側(cè)移相同相逆并聯(lián)

12? pulse Rectifier Shifted by the Valve Side Coil with

Equal Phase Reverse Parallel Construction

Abstract: The article introduces the major circuit and control circuit principle,construction feature of single core 12? pulse rectifier shifted by the valve side coil,as well as its operating condition on the spot.

Keywords:Thyristor rectifier, 12? pulse, Shift by the valve side coil, Egual phase reverse parallel.

中圖法分類號(hào)：TM461文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：0219?2713(2000)11?598?02

1引言

在大功率、高電壓、強(qiáng)電流的電化學(xué)用整流電源中，整流電路多采用同相逆并聯(lián)結(jié)構(gòu)，由于逆并臂電流方向相反，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，從而減少了磁場(chǎng)對(duì)電路工作的影響，同時(shí)可提高每臂的電流均衡度。而這種整流變壓器多采用網(wǎng)側(cè)移相。為此，對(duì)于同相逆并聯(lián)12相整流電路的整流變壓器需要兩個(gè)鐵心方可組成。這種變壓器體積較大、噸位較高、接線較復(fù)雜，相應(yīng)成本也較高，但對(duì)整流器結(jié)構(gòu)布局要求較低。

為保證江蘇索普集團(tuán)電解改造項(xiàng)目的順利實(shí)施，西安中電變壓整流器廠研制了KHS－20000A/800V晶閘管整流器，與現(xiàn)場(chǎng)原有的兩臺(tái)KHS－8000A/600V并列進(jìn)行，輸出直流540V、32kA。本電源整流變壓器采用閥側(cè)移相，由一個(gè)鐵心組成同相逆并聯(lián)12相整流電路為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，體積小、重量輕、成本低。

2原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2．1主電路

主電路采用四組三相橋同相逆并聯(lián)電路，單柜輸出12脈波直流電。整流變壓器通過(guò)二次延邊△移相±15°，系統(tǒng)原理如圖1所示。

整流器件和保護(hù)元件分別采用KP2500－26的晶閘管和RSM－3200A/800V快熔，四組全控三相橋，每臂并聯(lián)數(shù)為3，共72只晶閘管和72只快熔。器件電流裕度為3.6倍。

2．2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）四組橋全部安裝在一個(gè)整流柜內(nèi)，交直流母線采用同相逆并聯(lián)和軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)形式。同一橋臂的并聯(lián)晶閘管均經(jīng)過(guò)精心篩選，并采用獨(dú)特的預(yù)壓緊技術(shù)和完善的檢測(cè)方法，以保證均流系數(shù)的技術(shù)指標(biāo)和柜體的穩(wěn)定運(yùn)行。

圖1整流電源系統(tǒng)原理圖

（2）同一進(jìn)線水冷交流母線上部和下部各安裝了3只正、負(fù)半波導(dǎo)通的晶閘管，整個(gè)整流柜只用了12根閥側(cè)進(jìn)線水冷交流母線，大大縮短了母線長(zhǎng)度，減小了損耗。

（3）直流母線分兩組由柜兩側(cè)分別引出，在遠(yuǎn)離柜體處匯流后連接至總母線。

（4）晶閘管水冷散熱體進(jìn)出口管徑增大至?14，冷卻水流量可達(dá)17L/min，既增大了散熱量，也便于更換。

（5）安裝快熔的水冷母線采用一次擠壓成型的異型單孔母線，冷卻可靠并且效果有所提高。直流正負(fù)極冷卻水路分別匯流，以減少電腐蝕。

3控制保護(hù)系統(tǒng)

3．1觸發(fā)系統(tǒng)

觸發(fā)控制系統(tǒng)框圖見圖2。

整個(gè)觸發(fā)系統(tǒng)是針對(duì)電網(wǎng)及直流輸出均為模擬量的實(shí)際情況，在吸收了國(guó)內(nèi)外技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的，具有線路簡(jiǎn)單、性能可靠、外接線少等特點(diǎn)。

系統(tǒng)主要采用了TC－13型晶閘管控制觸發(fā)板，很好地滿足了晶閘管觸發(fā)控制的要求，主要由電源、調(diào)節(jié)器、移相控制、脈沖形成、脈沖放大等環(huán)節(jié)組成，其核心部件為輸出六路調(diào)制脈沖的787集成觸發(fā)芯片。具有功耗小、輸出功率大、輸入阻抗高、抗干擾能力強(qiáng)、移相范圍寬、外接元件少、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)壓、穩(wěn)流、正負(fù)反饋控制，以及電流過(guò)載封脈沖等控制功能?？刂茦O端子外接方式避免了過(guò)去插件式造成的種種弊端。

針對(duì)本裝置特點(diǎn)，控制系統(tǒng)采用了雙觸發(fā)電路，即兩塊TC－13觸發(fā)控制板分別控制兩套整流電路，各自獨(dú)立閉環(huán)的自動(dòng)穩(wěn)流方式，解決了直流側(cè)電流的不平衡和振動(dòng)問題，保證了兩套系統(tǒng)的電流平衡，避免了相互牽制。

3．2保護(hù)系統(tǒng)

在換相保護(hù)電路參數(shù)的設(shè)計(jì)上充分考慮到單鐵心單柜12脈波因素帶來(lái)的不利影響。

本裝置有一套完整的保護(hù)系統(tǒng)，設(shè)置了7種保護(hù)：電源缺相、水壓下降、水溫過(guò)高、母線溫度高、過(guò)電壓、電流過(guò)載、元器件損壞。裝置的過(guò)電壓保護(hù)采用壓敏電阻、阻容以及電容保護(hù)。

4結(jié)語(yǔ)

在電解氯堿化工生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)的連續(xù)性，要求電源常年不間斷運(yùn)行。整流電源的高可靠性、高穩(wěn)定度、高效率是衡量其技術(shù)性能的重要指標(biāo)。

圖2觸發(fā)控制系統(tǒng)原理圖

本設(shè)備經(jīng)安裝、調(diào)試后，于1999年11月順利投入運(yùn)行至今，總體情況良好。

此套整流裝置具有自身?yè)p耗較低、運(yùn)行狀態(tài)良好、體積與占地面積較小等優(yōu)點(diǎn)。為化工廠改造節(jié)省了資金與空間，經(jīng)濟(jì)效益顯著。