TCR型SVC中BOD在晶闸管过电压保护的应用
BOD保护的TCR阀组的均压阻尼电路的仿真分析及参数选取
BOD 保护下的TCR 阀组均压/阻尼电路的仿真分析及参数选取摘要：0引言随着电力电子技术的发展，尤其是电力电子器件制造技术的发展，在低压小电流应用领域中，全控型器件如GTO 、IGBT 、MOSFET 等取代了半控型器件晶闸管。
然而在高电压大电流领域，如HVDC 、SVC ，晶闸管还占有重要的地位。
由于电力电子器件过电压过电流的能力很弱，在应用中采用增加器件的设计裕度及各种保护措施来增加器件使用的安全性。
其中，采用BOD （Break OverDiode ）作为晶闸管过电压保护核心器件的方式，由于其快速性、无需工作电源、可靠性高，在SVC 的晶闸管阀组保护中得到应用。
但随之而来又出现了这样问题：按经验公式[1]选取的均压/阻尼电路参数趋于保守，虽然能够抑制晶闸管关断过电压，使其在晶闸管参数的允许值以下，但BOD 保护电压值通常为晶闸管正反向可重复电压值的70-80％，如果均压/阻尼电路参数过于保守，晶闸管关断过电压将有可能大于BOD 动作电压值，而是BOD 过电压保护动作，造成晶闸管的触发角前移，并有可能失控。
1晶闸管控制电抗器TCR 的电路原理及仿真模型建立静止无功补偿SVC 中的TCR 通常按图1形式连接。
其中每相电抗器分成相等的两组，并将晶闸管阀组置于中间，目的是在电抗器出现短路故障时，防止整个交流电压加到晶闸管发上导致其损坏，保护晶闸管阀组。
控制晶闸管的触发角在90°-180°间变化，就可改变等效基波电抗，进而调节无功功率。
[2，3]晶闸管阀组形式如图2。
图中Rp 为稳态均压电阻，将施加于阀组的电压均分，Rb 、Cb 为均压/阻尼电阻电容，抑制晶闸管的关断过电压，抑制电路震荡。
A B CRb Rb RbRp Rp Rp CbCb Cb图1 TCR 电路原理图 图2晶闸管阀组根据上述TCR 的工作原理，在MATLAB 环境下建立仿真模型，可以方便地研究Rb 、Cb 参数高边下晶闸管电流电压情况，从而为参数选择提供直观参考。
TCR+FC型SVC原理及应用讲解学习
TCR+FC型SVC原理及应用1 引言随着国民经济的发展和现代化技术的进步，电力网负荷急剧增大，对电网感性无功要求也与日惧增。
特别是如可逆式大型轧钢机、炼钢电弧炉等冲击负荷、非线性负荷容量的不断增加，加上普遍应用的电力电子和微电技术，使得电力网发生电压波形畸变，电压波动闪变和三相不平衡等，产生电能质量降低，电网功率因数降低，网络损耗增加等不良影响。
近年发展起来的静止型无功补偿装置(static var compensator，下简称svc)是一种快速调节无功功率的装置，已成功的应于冶金、采矿和电气化铁路等冲击性负荷的补偿上。
而晶闸管控制电抗器型(称tcr 型)svc用晶闸管控制线性电抗器实现较快、连续的无功功率调节，由于它具有反应时间快(5~20ms)，运行可靠，无级补偿、分相调节，能平衡有功，适用范围广和价格便宜等优点。
tcr装置还能实现分相控制，有较好的抑制不对称负荷的能力，因而其应用最广。
尤其是在冶金行业中，使用例子也最多。
2 tcr+fc型svc系统的组成及控制原理2.1 系统组成tcr+fc型svc系统的组成如图1所示，一般由tcr、滤波器(fc)及控制系统组成。
通过控制与电抗器串联的两个反并联晶闸的导通角，既可以向系统输送感性无功电流，又可以向系统输送容性无功电流。
该补偿器响应时间快(小于半周波)，灵活性大，而且可以连续调节无功输出，缺点是产生谐波，但加上滤波装置则可以克服。
图1 tcr+fc型svc系统的组成2.2 可调控电抗器相(tcr)产生连续变化感性无功的基本原理如图2(a)所示，u为交流电压。
th1、th2为两个反并联晶闸管，控制这两个晶闸管在一定范围内导通，则可控制电抗器流过的电流i，i和u的基本波形如图2(b)所示。
图2 可调控电抗器相(tcr)产生连续变化感性无功的基本原理α为th1和th2的触发角，则有i=(cosα-cosωt)i的基波电流有效值为:i=(2π-2α+sin2α)式中:v为相电压有效值;ωl为电抗器的基波电抗(ω)。
TCR型SVC简介(较全面)
TCR型SVC简介（较全面）随着国民经济的发展和现代化技术的进步，电力网负荷急剧增大，对电网无功功率的要求与日俱增。
特别是如轧机、电弧炉等冲击、非线性负荷的不断增加，加上电力电子技术的普遍应用，使得电力网发生了电压波形畸变、电压波动闪变和三相不平衡等，产生了电能质量降低、网络损耗增加等不良影响。
因此解决好电网的无功功率因数补偿和谐波滤波问题，对于提高电能质量、安全运行、降低损耗、节能、充分利用电气设备的出力等具有重要的意义。
1、谐波的危害：1.电能的生产，传输和利用效率降低，电器设备过热，产生附加的振动和噪声2.集肤效应，绝缘老化，寿命缩短3.设备故障，引起电力系统局部发生串联谐振或者并联谐振4.谐波发生放大，造成电容器过热，膨胀甚至产生破裂5.继电保护和自动化控制装置误动作，使电能计量失准，造成混乱6、测量计量不准确7.对通信和电子设备产生干扰。
2、简介90年代以来，随着高压晶闸阀的制造技术日趋成熟，绝大部分用户采用TCR+FC型SVC这种动态无功补偿及滤波装置来改善电网电能的质量。
晶闸管控制电抗器型静止动态无功补偿装置是一种可以自动调节的无功功率补偿装置。
它具有3个主要功能：抑制电压波动，改善功率因数，吸收电网谐波。
TCR+FC型SVC全称如下：图1：TCR+FC型SVC主回路接线图无源单调谐滤器FC以其结构简单、成本低、运行维护方便等特点被广泛应用于负荷冲击不大的有污染的供电系统中，具有吸收电网谐波和补偿无功功率两个功能。
安装于母线或者设备侧，设备组合方便，性能稳定。
TCR（Thyristor Controlled Reactor）是晶闸管投切电抗器型静止无功补偿装置。
由于单独的TCR只能吸收感性的无功功率，因此往往与并联电容器配合使用。
并联电容器后，使得总的无功功率为TCR与并联电容器无功功率抵消后的净无功功率。
3、TCR型补偿装置工作原理TCR型动补装置的补偿原理见图2所示。
图中Q C为电容器功率，Q L为负载感性无功功率，Q LS为补偿器所提供的感性无功功率。
29kV高压晶闸管阀触发系统隔离技术和晶闸管过电压保护方法
作者简介:杨 杰(1968—),男,1989年毕业于西南交通大学电力牵引与传动控制专业,高级工程师,从事高压晶闸管阀的研制工作。
研究开发 29kV 高压晶闸管阀触发系统隔离技术和晶闸管过电压保护方法杨 杰(株洲电力机车研究所,湖南株洲 412001)摘 要:着重介绍29kV 高压晶闸管阀触发系统隔离技术和晶闸管过电压保护方法。
重点阐述利用光纤通信的技术将低电位的触发信号传送到高电位的晶闸管门极来实现隔离的阀触发系统。
另外,介绍了一种利用BOD (转折二极管)器件实现晶闸管过电压保护的方法。
关键词:高压晶闸管阀;光纤通信;高位电子单元;过电压保护中图分类号:U 223;TN 34 文献标识码:A 文章编号:10002128X (2000)022*******I n sula tion technology of tr igger system of 29kV h igh voltage thyr istor va lve and over -voltage protection m ethod of thyr istorYANG J ie(Zhuzhou E lectric L ocomo tive R esearch Institute ,Zhuzhou ,H unan 412001,Ch ina )Abstract :E labo rati on focuses on the valve trigger system ,w ho se insulati on is realised th rough the trans m issi on of trigger sig 2nals from low po tential to the thyristo r gate in h igh po tential by fiber 2op tic comm unicati on techno logy .Besides ,an over 2vo ltage p ro tecti on m ethod fo r thyristo r by BOD is introduced .Key words :h igh vo ltage thyristo r valve ;op tic fiber comm unicati on ;h igh po tential electronic unit ;over 2vo ltage p ro tecti on收稿日期:19992102160 引言铁路电气化牵引供电系统的接触网采用分段换相供电,各相间用空气或绝缘物分割,防止相间短路。
SVC原理及应用介绍
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SVC的基本原理-晶闸管控制电抗器（TCR）
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• 理论上TCR触发角的可 控范围是90°-180°， 实际上触发角一般选择 在105°-165°。
• 晶闸管一旦导通，电流 的关断发生在电流自然 过零点时刻。
• TCR电流是断续的，因 此电流中含有谐波，特 征谐波为2K+1次
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SVC的基本原理-晶闸管控制电抗器（TCR）
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• TCR(thyristor controlled reactor)是SVC的最重要组 成部件之一，经常与固 定电容器或晶闸管投切 电容器结合，在选定的 超前-滞后补偿范围内对 无功功率实施快速连续 的控制。
• 单相TCR由反并联的一对 晶闸管与一个线性的空 心电抗器相串联而成。
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SVC的主要构成-阀组冷却水处理系统
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• 阀组冷却水处理系统
水处理系统自带去离子树脂 ，保证送入可控硅阀组的纯 水水质。
水泵采用德国格兰富水泵， 30年免维护。
水处理系统的可以用普通循 环工业水或风冷却装置来做 外冷却。
– TCU采用特殊功能电子电路 ，实现了晶闸管过电压保 护，体积小，定值稳定， 转折电压值偏差小
– 屏蔽盒的尺寸为140毫米长 X 70毫米宽 X 26毫米高
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SVC的主要构成-SVC阀组
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• 晶闸管过电压保护的原理
– TCR运行时，由于晶闸管触发光纤的故障或者TCU光接口器件 的故障，导致晶闸管收不到触发脉冲，而其他晶闸管已经接 到了触发脉冲并正常导通，此时该故障晶闸管的电压迅速升 高。
SVC无功补偿装置在电网中的应用
SVC无功补偿装置在电网中的应用摘要：在经济以及科学技术的不断发展下，电力在各个领域的应用更加广泛，在取得一系列成绩的同时，也出现了一些非常明显的问题，尤其表现在电网功率的输出方面。
本文通过阐释SVC无功补偿装置的概念及基本原理，分析其构成技术特征和具体应用，不断提高电压的质量。
关键词：SVC；无功补偿装置；电网；应用一、SVC无功补偿装置的概念及基本原理1、SVC无功补偿装置的概念SVC无功补偿装置就是静止无功补偿装置，简称为静补。
这种装置由电容器及各种电抗元件组成，在与系统并联的过程中，供应或吸收无功功率。
装置不是由机械活动部件作为其主要组成部分，它可以通过输出无功功率，在不断改变的同时，使电力系统的某些参数维持或者控制在一定的数值范围内。
2、SVC无功补偿装置的工作原理电网输出的功率决定了无功补偿的原理。
对支路中串联的功率进行控制，使可控硅的触角维持在一定数值，使流经电抗器支路的电流发生改变，最终不同大小的无功功率在补偿作用下形成。
构成装置的主要原件有光电触发控制系统、主电抗器系统、阀控系统和保护原件等，需要注意对触角的控制和管理。
当晶体阀管的触角在90°―180°之间时，可以对触角进行直接控制，这时候，导通角在180°以下；当晶体阀管的触角等于90°时，补偿装置吸收的无功功率达到最大值，称为短路功率；当晶体阀管的触角等于180°时，在可以调节的范围内，处于最大值，此时，吸收的无功功率最小，称为空载功率。
对晶体阀管的触角进行调节，使主电抗器的电路量不断发生改变，在动态连续的过程中，主动对无功功率进行有效调节。
对TCR型SVC动态无功功率补偿装置来讲，通过加固定滤波电容器组，对晶体阀管进行有效控制，输出可控范围内的功率进行必要的补偿。
这种型式装置输出的无功功率比?^特殊，属于净无功功率，将TCR与FC各自输出的无功功率进行抵消，在补偿装置可以吸收容性无功的范围内，对装置总体的无功功率进行调节。
晶闸管控制电抗器(TCR)型SVC
变 TCR 输出的无功功率。
如图 1 所示，设电源电压的表达式为： Vs=Vsinω·t （1）
其中 V是所加电压的峰值；ω 是角频率。则 TCR 的电流可用如下微分方程描述：
由边界条件 （iω·t=α）=0，解式（2）可得：
制。
三相TCR及其谐波
如图 5 所示，三相 TCR 一般由三个单相 TCR 按三角形连接而成，组成 6 脉波三相 TCR。 在实际 6 脉波三相 TCR 电路中，电抗器往往 被拆成两半，分别放置在反并联的晶闸管两 端，以防止当电抗器的两端发生短路时，整 个交流电压加到晶闸管两端，而导致其损坏 。
消除谐波，减少谐波电流对电网及设备的损害
响应速度快,可抑制电压波动及闪变，稳定电压
消除电压三相不平衡度
治理负序电流
如图 1 所示，基本的单相 TCR 由反并联的一 对晶闸管
T1、T2 与一个线性的空心电抗器串联组成。 反并联的一对晶
闸管就像一个双向开关，T1 在供电电压 Vs 的正半波导通，T2
SVC补偿原理图
SVC控制原理
QR —由TCR提供的无功功率； QC—由FC提供的无功功率； QL—负荷需要的无功功率； QN—由母线提供的无功功率； 当无功为正是表示感性无功，为负时表示容性无功。
QR
t
QR+QC
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
t
t
Qc
t
t
QL
QN=QR+QC+QL
t
TCR单相接线图
TCR系统接线图
晶闸管控制电抗器(TCR)工作原理
利用傅立叶级数将式（3）分解，可以求得 TCR 基波电流幅值为：
直接光触发晶闸管LTT在SVC的应用
电力建设
Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
Ｖｏ］２８ Ｎｏ ９ Ｓｅｐ，２００７
直接光触发晶闸管（ＬＴＴ）在ＳＶＣ的应用
成旭鹏ｔ，焦东亮２
（１宝钢股份公司热轧厂，上海市，２００９４ｌ；２＿ｊ工宁荣信电力电子股份公耐，辽宁省鞍山市，１１４０４１）
［摘要］与普通的电触发晶闸管ＥＴＴ对比，直接光触发晶闸管Ｌ１Ｔ具有直接光触发和内置ＢＯＤ保护两大 优点．使得ｕｒｒ阀塔的可靠性大大提高、维护量明显降低、成本显著甘省。随着ｕ１应用量的不断扩大和成本 的进一步降低，ｕＴｒ技术在高匝直流输配电换流阕和静态无功功率补偿装（ｓｖｃ）等方面的应用前景广阔。 ［关键词］直接光触发晶削管ｕｔｒ电触发晶闸管Ｅ盯ＢＯＤ保护ＳＶＣ
内部集成ＢＯＤ保护．不需要额外的组件
电子设备
１个晶闸管１个晶闸管电子设备
２个晶闸管配１个ＴｖＭ板
可靠性 触发脉冲高位取能 光发射器
由许多电气元件和集成电路抉定 取自ＲＣ阻尼回路 红外二辍管，５０ｍＷ
可靠性高．因为电气元件少 不需要 激光二极管，３ｗ
光圩的传输距离／ｍ
不超过４０
可达１００
备注：２类晶闸管的其他电气性能和热性能基本一致．机械性能完全一致。
位的ＶＢＥ柜，以控制触发脉冲和监控晶闸管的状
态。用于监控的光功率仅为Ｉ肌’触发功率的１％ｏ，故
上述监控用ＬＥＤ在ｍＡ级微小电流下运行，其寿命 大于３０年，如图２所示。
图２ ＬＴＴ与ＥＴＴ监控回路比较
３ ＬＴＴ晶闸管阀塔在￥ＶＣ系统的应用
从１９９９年开始，Ｓｉｅｍｅｎｓ、Ｔｏｓｔｆｉｂａ、ＲＸＰＥ、Ａｎｓａｈｏ
电力建设 ELECTRIC POWER CONSTRUCTION 2007，28(9) 0次
TCR型SVC介绍
6) 静止无功发生器(STATCOM)：理想的无功补偿手段，无需储能原件提供
无功、受电源电压影响、无谐振危险，占地小；造价高，自身损耗大，补偿容
量小无谐波放大技术难度大，属少数示范工程阶段
第三部分：SVC装置
SVC装置（目录）
1
SVC介绍
2
TCR型SVC
纯水冷却系统
SVC装置—TCR型SVC
晶闸管相控电抗器TCR即动态回路控制原理
可调相控电抗器（TCR）产生连续变化感性无功的基本原理如图所示，U为交流电
压，Th1、Th2为两个反并联可控硅，控制这两个可控硅在一定范围内导通，则可控
制电抗器流过的电流i，i和u的基本波形如以下右图所示。
α为Th1和Th2的触发角，则有
音大，损耗大，技术陈旧，属淘汰技术；
3）有载调压无功调节装置：无功补偿特性不理想,有级调节，相应速度慢，
投切频繁，关键设备寿命短，维护成本高；
4) 开关（机械）投切电容器、电抗器：慢响应补偿方式，连续可控能力
差、不宜频繁操作；
5) 静止无功补偿器(SVC)：成熟先进的实用技术，得到了广泛应用，SVC
定电压；改善电能质量；
消除无功冲击；
降低损耗，延长设备使用寿命；
增加设备带负荷能力，提高设备利用率，减少投资。
SVC装置—SVC的组合方式
(a)TCR＋FC (b)TSC (c)TSR (d)TCR/TSC (e)TCT (f)MCR+FC
SVC装置—SVC补偿基本原理
SVC补偿原理:QL-无功负荷； QR-SVC电抗器吸收的无功功率；
6
4
2
0
2
晶闸管控制电抗器(TCR)控制方法的研究及实现
华北电力大学（北京）
硕士学位论文
晶闸管控制电抗器（TCR）控制方法的研究及实现
姓名：龙云波
申请学位级别：硕士
专业：电机与电器
指导教师：刘晓芳
20051201
第四章１２脉波ＴＣＲ控制器的实现
图４．１动态无功补偿装置控制器样机照片
４。
１１２脉波ＴＣＲ动态无功补偿装置控制器的组成
图４．２控制器控制流程简图
控制器控制流程的简图如图４．２所示。
控制器先采集系统三相电流，以Ａ相电压作为基准，利用上一章设计的基于三角波调制的无功电流检测方法计算得到基波无功电流‘一，通过事先计算好的导通角与基波电流的关系表查表得到晶闸管的导通角ａ，根据导通角口触发晶闸管从而产生相应的补偿电流。
单片机再将晶闸管产生的三相补偿电流采入，计算出实际补偿的基波无功电流，对触发角进行校正，完成补偿电流的闭环控制。
根据控制流程决定采用多ＭＣＵ协同工作，并将控制器根据功能进行模块划分，增强了控制器的通用性和扩展性，也利于日后的维护。
主控制器采用ＡＴＭＥＬ公司的。
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TCR型SVC中BOD在晶闸管过电压保护的应用
BOD TCR 晶闸管过电压保护
1 引言
随着电力电子技术的发展，尤其是电力电子器件制造技术的发展，在高电压大电流领域，如HVDC、SVC，晶闸管还占有重要的地位。
高压半控型器件晶闸管的作用尤为突出，但电力电子器件过电压过电流的能力很弱，在应用中采用增加器件的设计裕度及各种保护措施来增加器件使用的安全性。
其中，采用BOD(Break Over Diode)作为晶闸管过电压保护核心器件的方式，由于其快速性、无需工作电源、可靠性高，在TCR型SVC晶闸管阀组保护中得到应用。
只要保护电路设计参数选择合理，就能对晶闸管进行可靠保护，特别是在晶闸管的串联应用中。
2 BOD简介
2.1 BOD的物理结构
BOD是一种具有四层结构的晶闸管，是一种晶闸管类的二极管，一般称之为穿通二极管或转折二极管，其结构和P—N—P—N开关二级管类似但没有门级引出线。
其剖面结构示意图见图1。
BOD被击穿而完全导通，整个过程大约3~5μs。
由于在阴极采用了p+扩散的短路发射极结构，因而获得很高的dv/dt。
但由于其非对称结构，反向耐压低。
图1 BOD的物理结构及表示符号
2.2 BOD的特性
(1)伏安特性
BOD的伏安特性如图2所示，阳极和阴极所加电压达到UBO时，BOD被击穿而导通，典型转折电流IBO为15~30mA，当流过BOD的电流低于维持电流50mA时BOD恢复关断。
图2 BOD的伏安特性
(2)阻断特性
由于BOD与被保护的晶闸管同属于硅材料半导体器件，它们的最大的雪崩击穿电场强度Emax≈2×105V/cm，转折电压有相同的温度特性：
UBO(TVJ) =UBO(TO) [1 +KT(TVJ -TO) ]
(1)
式中：T O——参考温度T O=25 ℃；
T VJ——运行结温；
K T——温度系数(K T=2×10-3 K-1〕；
K-1是国际温度单位-开尔文。
因此，BOD能在很大的温度范围内对晶闸管进行保护。
一般而言，BOD在最大环境温度TA 下的转折电压等于或低于晶闸管的额定电压，即：
(2)
此时的转折电流IBO也应与晶闸管的门极门槛电流相对应，转折电流的温度特性：
(3)
式中，α为温度系数，α=0.01 K-1。
(3)开通特性
在大多数应用情况下，BOD提供十分短暂的脉冲电流，脉宽大约1~5μs，最终结温TVJ可以通过功率损耗、热阻和绝热计算得到，后者在窄脉冲及高频开关情况下非常重要。
由绝热引起的温升近似为：
(4)
式中V s——硅片有效体积；
C s——硅片比热；
ρs——硅片比重；
E p——脉冲能量；
(4)关断时间
由于BOD属于晶闸管，它也存在关断时间，为了适应频率高达25kHz的应用，它已被设计成为一种快速关断装置，典型的关断时间tq：
t q= 20μs（ITM= 100 A，tp= 20 μs，dV/dt= 1500V/μs，TJ= 125℃）。
(5)dV/dt能力
BOD的耐dV/dt的能力在多数情况下必须超过其保护晶闸管的dV/dt，这样可以通过短路发射极结构实现，而且它是晶闸管的外部保护元件，它运行在更低的环境温度，典型TA=40~ 70℃，有利于系统的dV/dt能力的提高。
目前达到以6000V/μs上升到0.67UBO的水平。
3 BOD在TCR型SVC中的应用电路及参数选择
3.1 典型应用电路
图3 采用BOD晶闸管过电压保护典型电路
图3为采用BOD的晶闸管过电压保护典型应用电路。
BOD通过串联一个限流电阻R2及防止BOD承受反向过电压的二极管D2连接于被保护晶闸管的阳极和阴极之间。
低通滤波支路R1、C1阻止由于正向dV/dt BOD产生的偏移电流，防止寄生触发，在BOD击穿时，它还起到延缓晶闸管门极电流作用时间，减少晶闸管的开通损耗。
R1与C1的推荐值分别为100~1000 Ω，0.1~1 μF。
稳压管D4防止低电压干扰信号使晶闸管误触发。
D3所在支路为晶闸管正常工作时的触发电路。
与缓冲电路的时间常数RSCS相比，如果电压上升速率dV/dt低，电容CS上已充电至击穿电压UBO，这时击穿导通电流峰值：
(5)
如果dV/dt高，则晶闸管的结电容充电至UBO，此时；
(6)
3.2 参数选择
由以上BOD的特性及应用电路分析，可总结参数选择的一般步骤如下：
(1)由式(2)初步确定UBO的大小；
(2)根据晶闸管的门极触发特性确定BOD的击穿导通电流峰值ITM大小及脉宽tp，BOD导通电流必须能使晶闸管可靠触发导通，但电流峰值不能超过晶闸管门极最大电流值IGTM；
(3)根据功率损耗曲线，由式(4)或厂家提供的BOD热阻曲线，计算结温；
(4)将计算所得的结温代入式(1)和式(3)计算实际运行时的UBO及IBO，若符合要求，则进行步骤(5)，不符合要求，则重复进行步骤(1)~ (4)；
(5)由UBO及ITM大小选择限流电阻R2及保护二极管D2；
(6)根据被保护晶闸管的结电容和BOD器件的di/dt能力确定R1、C1；
(7)进行试验验证。
4 试验结果分析
在TCR静补工程中，笔者采用BOD对晶闸管进行过电压保护，按上述步骤确定保护电路各参数，试验参数与实际运行参数一致。
为了充分利用BOD，用一个BOD对反并联晶闸管同时进行保护，所以增加了一个快恢复整流桥。
为了验证BOD的保护特性，进行了如下试验，接线如图4。
图4 BOD实验线路图
试验线路参数如下：
调压器(单相)：SN=20kVA，U1N= 220V，U2N=0～420V，uk=10%；
升压变压器(单相):SN=20kVA，U1N/U2N=220V/10000V，uk=5%；
C0=0.5μF/8kV，Rs=54 Ω；
Cs=0.44μF/4k V，
R5=R6=120 Ω；
C1=C2=0.068 μF，
R3=R4=120 Ω；
T1,T2：1700A/3800V，
BOD：VBO=3400V。
图5 BOD动作时晶闸管两端电压及触发波形
如图5所示示波器检测到的BOD动作时晶闸管两端电压及触发波形，上部分是晶闸管两端的电压波形，示波器表笔使用的是差分探头调至x10挡的，由调压器逐渐升压，直至BOD动作。
下部分是过压是的触发脉冲波形，晶闸管两端电压升至约3400V时BOD发出的触发脉冲信号使晶闸管导通。
实际波形中含有5次谐波成分，这是升压变压器和调压器的漏抗与电容C0在晶闸管导通后构成约250 Hz的谐振，使得晶闸管出现电流为正、电压为负的情况。
晶闸管门极触发电流峰值约15mA，脉宽约3μs，表明晶闸管触发后，BOD电流在约3μs内很快小于其维持电流而关断，晶闸管在3μs左右开通而获得保护。
5 结束语
BOD作为晶闸管保护器件，由于其快速开通和快速恢复关断的特性，在过电压保护电路设计及参数选择合理的前提下，BOD可用于所有需要防止晶闸管承受过电压和高dV/dt的场合。
能对晶闸管进行可靠保护，特别是在晶闸管的串联应用中。
本文通过TCR工程实践，来论述BOD 在晶闸管过电压保护电路设计中的一般步骤，并通过具体电路及试验，验证其正确性，为BOD 的应用提供参考数据和经验。
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