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，以及此裝置在工業(yè)現(xiàn)場的運行情況。

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

1 引言

    在大功率、高電壓、強電流的電化學(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)生的磁場相互抵消，從而減少了磁場對電路工作的影響，同時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，對于同相逆并聯(lián)12相整流電路的整流變壓器需要兩個鐵心方可組成。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，但對整流器結(jié)構(gòu)布局要求較低。

    為保證江蘇索普集團電解改造項目的順利實施，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)場原有的兩臺KHS－8000A/600V并列進行，輸出直流540V、32kA。本電源整流變壓器采用閥側(cè)移相，由一個鐵心組成同相逆并聯(lián)12相整流電路為國內(nèi)首創(chuàng)，體積小、重量輕、成本低。

2 原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計

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。整流變壓器通過二次延邊△移相±15°，系統(tǒng)原理如圖1所示。

    整流器件和保護元件分別采用KP2500－26的晶閘管和RSM－3200A/800V快熔，四組全控三橋，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

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

    （2）同一進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，整個整流柜只用了12根閥側(cè)進線水冷交流母線，大大縮短了母線長度，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出口管徑增大至φ14，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。

    整個觸發(fā)系統(tǒng)是針對電網(wǎng)及直流輸出均為模擬量的實際情況，在吸收了國內(nèi)外技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，具有線路簡單、性能可靠、外接線少等特點。

    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、移相范圍寬、外接元件少、穩(wěn)定性高等特點。可對系統(tǒng)進行穩(wěn)壓、穩(wěn)流、正負(fù)反饋控制，以及電流過載封脈沖等控制功能�？刂茦O端子外接方式避免了過去插件式造成的種種弊端。

    針對本裝置特點，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，各自獨立閉環(huán)的自動穩(wěn)流方式，解決了直流側(cè)電流的不平衡和振動問題，保證了兩套系統(tǒng)的電流平衡，避免了相互牽制。

3．2 保護系統(tǒng)

    在換相保護電路參數(shù)的設(shè)計上充分考慮到單