大功率變流器中快速熔斷器的設計分析與選型.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。ITER極向場變流器電源系統(tǒng)采購包主要由中國承擔,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行控制。變流器的安全性和可靠性對ITER的可靠運行至關重要。極向場變流器的典型電路結構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行有效的保

2、護。在半導體整流器保護中,一般采用電子保護、熔斷器保護和線路斷路器保護結合的方法,其中熔斷器是半導體開關的主保護。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,結構復雜,對熔斷器保護的可靠性要求較高。
　　本文針對ITER極向場變流器的運行特點及晶閘管的保護需求,對大功率變流器中快速熔斷器的設計分析與選型進行了研究。
　　本文根據(jù)熔斷器保護基礎、IEC標準和工程經(jīng)驗提出一套熔斷器保護設計

3、方法,主要包括快速熔斷器預選和性能校驗兩方面內容。首先對快速熔斷器額定參數(shù)進行了初步選擇,重點選擇熔斷器額定電流。然后對熔斷器性能進行校驗,主要校驗其保護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行了分析,同時在MATLAB中建立故障模型進行仿真分析,將仿真結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的特點,借助于有限元分析軟件對熔斷器的溫升進行分析