事实上,在非过零触发时,其电流冲击往往能达到稳定值的3倍以上,而当过零触发时,其电流冲击一般仅为稳定值的1.5倍,而其电容电压冲击仅为稳定值的1.15倍。
2.2 抑制过电压阻容吸收装置
模块过压保护一般也可采用阻容吸收法。对于持续时间较短,能量不大的过电压,一般可在模块两端并联阻容吸收电路,用吸收电容把过电压的电磁能量变成静电能量存贮起来。而用吸收电阻不但可以防止电路振荡,还可限制晶闸管导通时电容放电所产生的开通损耗和di/dt值。并联在晶闸管开关模块的RC值可参考表2。
需要说明的是,阻容吸收电路中的电容应采用交流
电容器,其输入电压为380 V时,应采用630 V,输入电压为220 V时,则可采用500 V的电容耐压。
2.3 散热装置
晶闸管开关模块在运行过程中,其晶闸管芯片的结温将升高。为了使结温维持在125℃最高额定值以下,必须使用散热器。而且,散热条件的好坏,也直接影响模块的安全、稳定和可靠运行。目前,散热方法有水冷、风冷(强迫和自然风冷)和热管冷却等方法。这里简要介绍风冷散热器的选择方法。
晶闸管开关模块的主电路由二个反并联晶闸管组成。根据模块内单个晶闸管的通态平均电流I
T(AV)、通态峰值电压V
RM、模块接触热R
THCH、以及平均功率(P
T(AV)=0.85V
RMI
T(AV),即可计算出散热装置的热阻R
THCA:
式中:T
C为壳温(即散热板的温度),T
A为环境温度。
散热板的最高温度T
CMAX,可由下式求得:
式中:T
VJ为晶闸管的最高结温(125℃),R
THJC为结到散热板的热阻。
求出散热器热阻R
THCA后,再选定相应的散热器的型号规格(DXC-450 DXC-616 DXC-573),事实上,散热器的热阻应比计算的热阻小,即:
若一个散热器上装有几个模块,则可将∑P
T(AV)=nP
T(AV)代人式(3),并求出∑P
T(AV),然后再选定散热器。根据可选散热器的热阻值(或散热器的热阻曲线)即可选定合适的散热器长度。
在无功补偿实际应用中,可将晶闸管电子开关模块用在TSC低压无功补偿以替代接触器,这样,就可以在开关电压过零时投入补偿电容量,从而避免了冲击电流的产生和瞬间电网电压的波动。图2所示是其工作波形图。
3 结束语
通过对低压无功补偿装置两种投切开关的分析与比较,可以看出,晶闸管电子无触点开关不但具有过零投切涌流小、无过电压等优点,而且可以解决工作时的散热问题。在实际工作中,其操作寿命几乎是无限的,可以频繁投切,而且投切时刻可以精确控制,因此,能实现无过渡过程的平稳投入和切除,其动态响应时间仅为0.01~0.02 s,因而是电容投切比较理想的开关。