SVP1吸能型晶闸管过压保护器
长园深瑞 ISA-391G 系列低压综合保护测控装置 技术使用说明书
5.1 基本配置 .................................................................................................................... 35
6. ISA-391HMI1 电动机人机接口模块 .......................................................... 43
6.1 基本配置 .................................................................................................................... 43 6.2 装置面板及尺寸 ........................................................................................................ 43
长园深瑞继保自动化有限公司
-I-
目录
5.2 保护原理 .................................................................................................................... 35 5.3 装置测控功能 ............................................................................................................ 37 5.4 保护配置及整定说明 ................................................................................................ 37 5.5 保护动作事件类型定义 ............................................................................................ 38 5.6 装置录波功能 ............................................................................................................ 39 5.7 装置通信功能 ............................................................................................................ 39 5.8 装置端子及尺寸 ........................................................................................................ 40
可控硅过压保护原理_理论说明以及概述
可控硅过压保护原理理论说明以及概述1. 引言1.1 概述本文旨在介绍和探讨可控硅过压保护原理，以及对该原理进行的理论说明和实际应用的概述。
随着电力系统中越来越高压的需求，过压保护成为了保护电气设备免受损坏的关键技术之一。
可控硅作为一种常用的电器元件，在过压保护中具有广泛应用。
1.2 文章结构本文共分为五个部分，如下所示：第一部分为引言，主要概述文章的目的和结构。
第二部分详细介绍了可控硅过压保护原理相关知识，包括可控硅的基本原理、过压保护概念与重要性以及可控硅在过压保护中的应用。
第三部分对可控硅过压保护原理进行了理论说明，包括过压保护原理的基本理论、可控硅过压保护电路设计与计算方法以及模拟实验和验证结果分析。
第四部分概述了可控硅过压保护原理在实际应用场景中的情况，包括工业领域和家庭电器领域的应用案例介绍，以及对其他领域中的应用前景展望。
最后一部分为结论与展望，总结了主要研究成果、提出存在问题及改进建议，并展望了可控硅过压保护原理的未来发展趋势。
1.3 目的本文的目标是深入介绍可控硅过压保护原理，对其进行理论说明并概述其在实际应用场景中的情况。
通过本文的阐述，读者可以全面了解可控硅过压保护原理相关知识和技术，并在实践中灵活运用，提高电气设备的安全性和稳定性。
同时，本文也希望能够为后续研究提供参考和指导，促进可控硅过压保护原理在更广泛领域中的应用。
2. 可控硅过压保护原理2.1 可控硅的基本原理可控硅，也被称为二极管可控整流器（SCR），是一种半导体器件，常用于实现电源控制。
它由四个层构成的PNPN结构组成，在无外加电压情况下处于堵塞状态。
当施加一个合适的触发信号到门极时，可控硅将变得导通，形成一个低电阻路径。
2.2 过压保护的概念与重要性过压保护是一种保护电路和设备免受过高电压损害的重要功能。
在工程领域中，由于突发事件或不稳定因素可能引起过高电压出现，这可能对设备、线路及相关元件造成严重损坏。
因此，通过应用可控硅作为过压保护装置，可以有效地限制电压到达安全范围内。
晶闸管整流供电回路保护电路设计
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图 !" 快速熔断器的几种接入方式
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相接熔断器的电流有效值比桥臂晶闸管的电流有 效值大， 因此在通过故障电流时， 熔断器对晶闸管 的保护效果就差些， 故多用于中小容量装置。快 速熔断器接于直流侧即 ! 型接法时， 可实现负载 侧的短路或过流保护， 但对晶闸管本身造成的短 路不起保护作用， 故多用于小功率装置。通常采 用臂接即 " 型接法， 其额定电压 ! #$ ， 额定电流 " #$ 按下面公式选取。 快速熔断器的额定电压 ! #$ 应大于线路正常 工作时的电压有效值， 但考虑电源电压的上下波
［ "］ 电阻的选用步骤如下 ：
!# $" 过电压保护设计 #* "* #! 避雷器保护 可以在变压器网侧设置避雷器来抑制由雷击 引起的过电压。
收稿日期： "$$,-$.-$.
作者简介： 王! 维 （ #&,"-） ， 男， 河南信阳人， 助理工程师， 主要从事电气维修工作。
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高压5×600kvar无功补偿柜一、二次原理图
起重机调压调速原理及操作简介
Vg
V
V
0
速度给定
PID 调节 移相触发 晶闸管
Vf
M
电动机
F/V 转换
转子频率反馈
制动单元
图 1-3 控制系统原理框图
闭环控制的原理见图1-3。 ∆V = Vg −V f ，当△V＞0 时，PID 控制输出V 增加，
晶闸管导通角增加，定子电压升高，电机加速；当△V＜0 时，PID 控制输出V 减小， 晶闸管导通角减小，定子电压降低，电机减速；当△V＝0 时，PID 控制输出V 不变，
在控制器工作前，控制器的安全电路对三相电源进行检测，如错相、缺相，严重 相不平衡，严重欠电压、速度反馈线开路等控制器不工作。
电源频率的变化将引起电机速度的变化，控制器系统设计时规定频率最大变化是 2%。这就是说，在正常情况下，当电源频率高于51Hz 或低于49Hz时控制器不启动。
通电延时电路可以防止操作人员快速点动，促使有效地使用慢速。加到电机的所 有电压改变时是等变率变化的，保证恒定平稳地加速和减速，防止对电机和齿轮箱 的机械冲击。在两个运行方向上，从三档到全速档，电机也是等变率加速。两个转
转子频率反馈
采用转子频率反馈作为速度反馈，是最简单、最可靠、 最经济的反馈方法。
无需测速发电机和编码器测速 1、无需对电机轴进行机械改动。 2、无需额外的安装工作和费用。 3、不需要测速环节的经常性维修。 4、不需额外连接，使得系统简化可靠。
晶闸管换向
、晶闸管换向，无需外部换向接触器，不再受机械联锁 故障的困扰
、简化系统设计，降低系统成本
TBP-A-12.7 过电压保护器
2
TBP-O-7.6
7.6
10.5
19.0
11.3
2
表二
3 .电缆保护器(主要用于高压单芯电缆屏蔽层的过电压保护)
表三
型号
系统额定电压
有效值（KV）
工频耐受电压
有效值（KV/S）
10KA雷电冲击
电流残压
不大于（KV）
直流1mA
参考电压
不小于（KV）
图号
TBP-D-35
35
5/4
13
6.5
2
TBP-D-110
2.采用四星形接法，可将相间过电压大大降低，保护的可靠性大为提高。
3.用氧化锌非线性电阻和放电间隙的结构，使两者互为保护。放电间隙使氧化锌电阻的荷电率为零，氧化锌电阻的非线性特性又使放电间隙动作后无续流，放电间隙不再承担灭弧任务，提高了产品的使用寿命。
4.电压冲击系数为1，在各种电压波形下放电电压值相等，不受各种操作过电压波形影响。过电压保护值准确，保护性能优良。
7.6
6
15
13.5～18
20.4
19
19
197
TBP-Z-6/W
250
406
5
TBP-Z-12.7/31
12.7
10
25
22.5～30
33.8
31
31
131
197
3
TBP-Z-12.7/W
250
406
5
TBP-Z-42/110
42
35
75
67～90
105
119
119
310
550
4
TBP-B-42/W
工频试验电压分别加在被测试品的A和D、B和D、C和D、A和C、B和C、以及A和B上，缓慢调高试验变压器的输出电压，同时观察电压表及数字电流表A1，TBP间隙未击穿放电时，数字电流表A1的读数会随着电压升高而逐渐增大。当试验变压器的输出电压达到TBP的动作值时，TBP间隙被击穿放电，数字电流表A1的数值将突增，此时试验变压器的高压输出电压值即为该TBP的工放值。
低压TSF装置使用说明书
⑥ 调试
a. 设定
本机在出厂时已设定各控制参数，为防止 误调整，需将控制器后部的修改设置开关断 开，才能重新设置数据。按 键，选择需 重设的参数（对应小灯亮），按 或 键 设置新参数。
【投入】投入点 【切除】切除点 【延时】投、切延时时间 【过压】按取样电压设置过压保护值，欠压保护值自动设置在过压保护值的 70%。 【变比】准确的电流互感器变比，例如：互感器 200 / 5 时设为 40。【容量】 设置单组电容的最小电容量，单位为 Kvar 。设置为 0 时， 按自动检测模式 运行。 【路数】如本机为 12 路输出，可在 1～12 范围内任选路数，选设 8，则为 8 路 输出，余类推。
d. 应定期检查电容器的每项负荷，使其不超过过负荷的规定。
e. 如发现电容器表面（特别是绝缘子处）积灰严重，应停电进行清除，清除应
采用干揩的方法。
f. 电容器的电容器必须进行定期测量（建议每月不少于一次），如发现电容器（或
电容器组）的总容量降至允许偏差范围以外，或三相不平衡率超过 107%，则
应更换适当的电容器。
b. 手动 按 键，使手动灯亮，按 、 键，手动投、切电容。在手动状态时， 面板投入、切除灯同时闪亮给予提示，不能自动返回自动状态。
c. 低压无功补偿
“低无功”灯亮时，表示负载无功功率小于一组电容的补偿量，为防止投切 振荡，功率因数较低也不会投入补偿电容。
d. 查询 在自动运行状态，按 键，先显示电容投切循环次数，后显示电压。再按 键显示有功功率的代号 P 及 KW 数。按 键，先显示变比，后显示电流。 再按 键显示无功功率的代号 q 及 Kvar 数，停止按键 15 秒后返回自动运 行。
介电强度
交流
4000 V
组合式过电压保护器
☞组合式过电压保护器1．概述本公司生产的SKK型电力系统过电压组合式保护器有2种，一种为无间隙的过电压保护器，一种有间隙的组合式过电压保护器。
该系列产品所用的电气元件技术性能优越，选用的氧化锌电阻片是通流容量大，性能稳定与残压比小的压敏电阻；保护器使用的放电间隙为军工产品。
本公司的系列产品的工作元件采用组合式结构，内部各个元件均为单独密封单元，外部采用合成硅橡胶绝缘与高压绝缘材料再次密封，整体对外绝缘。
2．用途与特点本产品主要为保护35kV及以下高压电机、变压器、并联补偿电容器、开关、电缆、电炉、电站配电设备、整流设备、发电机、电解槽等其他电气设备的相间与相对地绝缘免受操作过电压与大气过电压的损坏之用，能够有效的将过电压的幅值限制在电气设备绝缘耐受水平之下，保护电气设备的绝缘，维护电气设备的安全运行。
传统的避雷器虽然能够限制过电压，但是只能接在电气设备的相与地之间，不能实现相间的保护，两相间的过电压保护要经过两只避雷器的串联，残压要比相对地高出1倍，不利于电气设备的相间绝缘保护；而本公司生产系列产品是组合式的，能够有效地实现电气设备的相对地绝缘保护与相间绝缘保护，能够有效限制操作过电压与大气过电压。
本公司生产的带串联间隙的组合式过电压保护器的优点：（1）该产品的放电间隙体为军工产品，具有热容量大、功率大、放电电压稳定性好的特点；同时放电间隙组合体采用单独封装的生产工艺，避免了因放电间隙在动作时产生的电化学气体对氧化锌压敏电阻产生影响。
（2）该产品的每个保护单元的动作电压不是简单的雷同，而是采取了不同的保护单元不同的设计参数，也就是“不同的情况，不同对待”，这种产品的相对地保护与相间保护单元皆独为一体，采用积木组合结构，各司其职，互不影响，不会产生误动作的现象。
这种产品的氧化锌压敏电阻所承受的荷电率很低，无须考虑压敏电阻的老化寿命问题，能够安全可靠地动作数万次。
（3）这种产品的残压比普通的避雷器残压值低45%左右，保护范围较宽，可以减少对保护设备的投资；保护比大，特别适用于绝缘比较薄弱的电气设备的保护。
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SPD®系列● 用途
SPD®系列过压保护器分SVP
1吸能型、SVP
2
防雷吸能型、SVP
3
预警吸能型晶闸管过压保护器及MY型过压
保护器四种。
主要用于抑制整流管、晶闸管、GTO、IGBT等各种大中功率半导体器件的操作过电压，吸
收其浪涌能量，是传统的过压保护设备——阻容吸收装置、硒堆、MYS型压
● 型号说明
一.SVP1吸能型晶闸管过压保护器
● 性能和特点
在变流装置中经常出现的是电感电路电流变化过快产生的操作过电压，如变压器空载拉闸、励磁绕组拉闸或熔断器熔断，这类过电压在通过保护器放电时，通常伴随着电感储能的释放。
在传统的抑制操作过电压方法中最常用的是阻容吸收装置和普通压敏电阻，但阻容体积、能耗大，且电容器易漏油，接线也较复杂；而普通压敏电阻则能量容量小，时常造成过热炸裂事故。
SVP
1
吸能型晶闸管过压保护器能量大、脉宽承受能力强，最大可做到250KJ，能承受500ms三角波的冲
击，标称电压最高可达6000V，具有非线性电阻的伏安特性，当外加电压超过其标称电压U
10mA
时，电阻显著减小，从而将变压器的磁能吸收，并经电阻自身以热状态散耗于周围空气。
当外加电压低于标称电压时，保护器呈高阻，只有很小的泄漏电流通过，几乎无功耗。
接线简单，集限压、吸能、节能于一体。
在结构设计中还特别考虑了安全问题，各种破坏性实验表明，在其损坏时只会发生短路或变成1~100Ω线性电阻。
SVP
1
吸能型晶闸管过压保护器有五种安装方式：
SVP1吸能型晶闸管过
压保护器有五种安装方
式：
（1）支架式SVPⅠ型（2）直插式SVPⅡ型
（3）导轨式（35mm标
准导轨）SVPⅢ型
（4）螺钉式SVPⅣ型
（5）三相组合式
SVPⅤ型（此安装方式适
用于10KJ以下产品）
● 产品选型（附图1、图2）
SVP
1吸能型晶闸管过压保护器的选型，一般情况下只需选择2个参数，即保护器的标称电压U
10mA
和能量
容量E
N
1、标称电压的选择
U 10mA =2U
2L
即保护器标称电压等于变压器二次侧线电压有效值的两倍，其中已考虑电网电压波动和拐点
电压波动。
标称电压选择原则是：（1）正常运行时，U
10mA
应大于保护器所承受的峰值电压；（2）保护器导通后的残压应小于被保护半导体器件的反向重复峰值电压。
2、能量容量的确定
（1）接于变压器二次侧的保护器能量容量的确定
保护器需吸收的浪涌能量由两部分组成，即①变压器空载一次侧断开时的浪涌能量。
（2）接于变频装置变频侧保护器能量容量的确定
当变频装置的快熔熔断或开断时，交流电动机（激磁能量和漏抗储能）储能和变压器漏抗储能经保护器释放，一般与接于变压器二次侧的保护器一致，按表1选择。
（3）接于变流装置直流侧保护器能量容量的确定可按接于变压器二次侧保护器的能量容量选择，即按表1选择。
（4）接于直流电动机励磁回路（或交流同步电动机励磁回路）保护器能量容量的确定可按表1能量容量的50%考虑。
用户遇特殊情况难以选型，尤其是能量容量难以确定时，请向本公司提供下列参数，由本公司代为选型：①接于变压器二次侧或变频装置变频侧——变压器额定容量、压器短路阻抗、电流最大过载倍数；
②接于变流装置直流侧——电枢回路电感值或励磁回路电感值、电枢回路最大电流或励磁电流。
③系统情况、主回路图
● 短路保护
当SVP
1
吸能型晶闸管过压保护器长期运行发生老化蜕变达到寿命终点时，就会发生自身短路，所以应设熔断器作短路保护；在保护器过压导通吸能时，熔断器不应熔断，而发生短路故障时，熔断器熔断并发出报警信号。
熔断器电压登记选择，应与所接系统电压等级匹配。
熔断器熔片容量选择表表2
● 接线方式
在使用本保护器时建议采用“△”接法；如欲“Y”接，则中心点必须接地。
二、SVP
2
防雷吸能型晶闸管过压保护器
SVP
2防雷吸能型晶闸管过压保护器是在保持SVP
1
吸能型晶闸管过压保护器所有功能、性能不变的前提
下，增加了防雷功能改进而成的，适用于山区等雷击较频繁地区变流系统的半导体操作过电压保护。
该保护器的性能特点、选型及接线方式、按装方式与SVP
1
吸能型晶闸管过压保护器相同。
防雷性能参照下表：
三、SVP
3
预警式吸能型晶闸管过压保护器
SVP
1吸能型晶闸管过压保护器在使用过程中，用户很难直观判断其性能的蜕变，为此我们在对SVP
1
吸
能型晶闸管过压保护器原理和其自身的特点作了充分分析的基础上，研制开发了SVP
3
预警吸能型晶闸管过压保护器，当保护器电性能下降、超出最大允许偏差范围持续一定时间并无法恢复时，设在保护器上的预警装置发出预警信号——红灯亮，以便用户在保护器损坏之前或性能下降不安全时及时更换，使半导体器件能够得到更有效更完善的保护。
该保护器的性能特点、选型及接线方式与SVP
1
吸能型晶闸管过压保护器相同，有四种安装方式：（1）支架式；（2）直插式；（3）导轨式；（4）三相组合式。
其预警装置可根据用户需要，加装在SPD系列任何一种过压保护器上。
四、MY型过压保护器
MY型过压保护器是为抑制小功率、小容量且工作状态较为平稳的变流系统操作过电压而设计的。
一般
吸能型晶闸管过压保护器相同，安装方式能量容量在1KJ以下，其余电性能、选型、接线方式与SVP
1
有二种（1）螺钉式；（2）焊接式。
五.SPD系列过电压吸收箱
●用途
SPD系列过电压吸收箱专为抑制和吸收变流系统操作过电压而设计。
● 工作原理
参见电路原理图
本箱的功能是以其开关式变阻特性抑制过电压并吸收7.5KJ～100KJ的大浪涌能量。
当线路电压正常时，SPD呈阻断态，对变流系统工作无任何影响，也不消耗系统功率；当线路上出现过电压
并有可能击穿晶闸管时，SPD立即于50ns内导通，将电压稳定在安全范围内并同时吸收过压浪涌能量直至过压消
失，过压消失后SPD自动恢复阻断。
当线路中出现很高的电压上升率时，本箱可在SPD的标称电压以下动作，在SPD阻断情况下仍可抑制dv/dt上
升率。
● 安装方法
注意：本箱应垂直安装固定在无机械振动的墙面或地面上。
本箱的安装方法有两种：（1）直接放置与地面上，为防潮和方便接线，可在箱底垫上高于50cm的绝缘物；
（2）可挂在墙上（有4片可活动挂耳），用4只M10膨胀螺栓固定于墙面上。
● 接线方法
本箱应连接于整流变压器和变流器之间，并应尽量靠近变压器。
本箱内设有三个黄铜接线螺杆X1～X3，和一个低压五联端子排X4～X8，请按接线图所示妥为连接紧固，X1～X3
端子上的接线截面应不小于4mm2(铜），其余应不小于0.75mm2(铜），接地线应符合国际要求。
● 使用环境
1.一般产品使用环境
(1)温度：-40℃～+40℃
(2)大气压力：86～106Kpa
(3)相对温度：≤95%（40℃）
(4)海拔高度：≤2000m
(5)机械振动：50±5Hz，加速度5g
(6)碰撞：1000±10次，加速度10g
(7)户内使用2.热带产品使用环境（TH型）
(1)温度：-5℃～+40℃
(2)最湿月平均最大相对温度：≤95%（25℃）
(3)海拔高度：≤1000m
(4)允许在有盐雾,凝露和霉菌环境下使用
(5)其它条件同
1。