大功率變流器中快速熔斷器的設(shè)計分析與選型.pdf

1、國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃是實現(xiàn)可控核聚變、解決人類社會的能源問題的重大國際合作項目,由中國、美國、歐盟、俄羅斯、日本、韓國和印度共同承擔(dān)。ITER極向場變流器電源系統(tǒng)采購包主要由中國承擔(dān),極向場變流器系統(tǒng)給ITER極向場磁體供電,輸出合適的電流對等離子體位形進(jìn)行控制。變流器的安全性和可靠性對ITER的可靠運行至關(guān)重要。極向場變流器的典型電路結(jié)構(gòu)為十二脈波晶閘管整流,為了確保其安全性及可靠性,必須對其主功率部件晶閘管進(jìn)行有效的保

2、護(hù)。在半導(dǎo)體整流器保護(hù)中,一般采用電子保護(hù)、熔斷器保護(hù)和線路斷路器保護(hù)結(jié)合的方法,其中熔斷器是半導(dǎo)體開關(guān)的主保護(hù)。由于ITER極向場變流器電源額定功率大,運行模式隨時變化,電路中并聯(lián)的晶閘管數(shù)目多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對熔斷器保護(hù)的可靠性要求較高。
　　本文針對ITER極向場變流器的運行特點及晶閘管的保護(hù)需求,對大功率變流器中快速熔斷器的設(shè)計分析與選型進(jìn)行了研究。
　　本文根據(jù)熔斷器保護(hù)基礎(chǔ)、IEC標(biāo)準(zhǔn)和工程經(jīng)驗提出一套熔斷器保護(hù)設(shè)計

3、方法,主要包括快速熔斷器預(yù)選和性能校驗兩方面內(nèi)容。首先對快速熔斷器額定參數(shù)進(jìn)行了初步選擇,重點選擇熔斷器額定電流。然后對熔斷器性能進(jìn)行校驗,主要校驗其保護(hù)晶閘管的性能和與線路斷路器的配合性能。在校驗過程中,對變流器的各種可能的故障進(jìn)行了分析,同時在MATLAB中建立故障模型進(jìn)行仿真分析,將仿真結(jié)果作為校驗的參考依據(jù)。
　　本文還提出另一種校驗方法,利用熔斷器的性能和壽命是與溫升相關(guān)的特點,借助于有限元分析軟件對熔斷器的溫升進(jìn)行分析