雙反星形保護電路的研究

張偉亮　黎良　周聰

摘 要：普通的帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路在電路發生故障后，不能迅速作出反應，導致設備出現不穩定電流或危險的過電流，對設備造成損壞并危及人身安全。針對普通的雙反星形電路的缺點，文章設計了一種能對普通的雙反星形電路進行保護的電路。該電路能對普通的雙反星形電路進行檢測，并在普通的雙反星形電路發生故障后，切除電源并自動報警，提高了普通雙反星形電路的安全性。

關鍵詞：雙反星形電路；可控；整流

1 概述

在電解、電鍍等工業生產中，需要低電壓大電流的可調直流電源，在這種需求下，生產中往往采用帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路。但在生產過程中，會出現晶閘管故障或無觸發脈沖，輕者導致無法正常生產，重者對設備造成損壞并危及人身安全。文章對雙反星形電路進行相關研究，提出一種安全可靠的保護方式，并進行分析比較。

2 雙反星形保護電路的設計

雙反星形電路波形圖如圖1，當雙反星形電路正常工作時，U、V、W組與U、V、W組各只有一相導通（也僅有一相導通），導通角各為120°。且U、V、W組與U、V、W組任意時刻只有一個晶閘管導通。現利用該特點設計了雙反星形電路的保護電路。

3 雙反星形電路保護電路分析

由于左右兩邊的U、V、W組與U、V、W組對稱相等（除了繞組極性相反），故只需分析其中一組，便可得知另外一組，現分析U、V、W組。

3.1 電路正常工作

雙反星形電路正常工作時，U、V、W組任意時刻只有一相導通。若此時U相導通，U相電流經電流互感器產生安全電流，電流經電阻R1和R2的作用，流經R1的電流流入回路中，經R2出來的電流進入與門，但另外兩相無電流，故經與門后輸出低電平，低電平不能使VT7導通，報警1不工作；但低電平經非門輸出高電平，使VT11保持導通，U、V、W組的U相電流經VT11流入負載R，負載R正常工作。U相有電流經電流互感器產生安全電流，電流經R3、R4的作用，流經R4的電流流入回路，流經R3的電流和U、V、W組流經R3的電流經與門輸出安全的高電平，使VTR導通，負載R正常工作；流經R3的電流經非門使VT10關斷，報警3不工作。

3.2 電路故障分析

3.2.1 晶閘管導通時的故障分析

假設VT1在導通時出現故障，致使U相持續導通，若此時輪到V相導通，因U相電流和V相電流經與門后輸出高電平，致使VT11關斷，電源自動切除，負載停止工作；與門輸出的高電平使VT7導通，電流經VT7-R5-V相，形成回路，使報警1報警，電源自動切除。

3.2.2 晶閘管關斷時的故障分析

假設VT1在關斷時發生故障，致使U相不再導通。輪到VT1導通時，VT1沒有導通，因此出現U相電路為零情況，此時U、V、W組流經VT11的電流也為零，電流互感器電流也為零，經與門，使VTR關斷，負載R不再工作；因R3沒有電流經非門后輸出高電平是VT10導通，電流經VT11-VT10-R8-V相，形成回路，使報警1報警，并切斷變壓器。

為了進一步提高高壓電源運行可靠性，控制系統還設有高壓過電壓保護，三相交流過電流保護和束流過電流保護等多重保護措施，這些保護電路動作時能夠在電路發生故障時將高壓供電電源斷開，由人工才能重加高壓，由于篇幅限制，這部分電路在文中未畫出。

4 結束語

在普通的帶平衡電抗器的雙反星形電路加裝其保護電路是行之有效的，不僅適于生產，而且也便于在電路出現故障后，迅速做出反應，保護了設備及人員安全。

參考文獻

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作者簡介：張偉亮（1982-），男，碩士，講師，從事電氣工程及其自動化的教學及高壓設備的生產研發。

黎良，男，賀州學院電氣工程及其自動化專業在讀學生。

周聰，男，賀州學院電氣工程及其自動化專業在讀學生。