双反星形保护电路的研究

张伟亮　黎良　周聪

摘 要：普通的带平衡电抗器的双反星形可控整流电路在电路发生故障后，不能迅速作出反应，导致设备出现不稳定电流或危险的过电流，对设备造成损坏并危及人身安全。针对普通的双反星形电路的缺点，文章设计了一种能对普通的双反星形电路进行保护的电路。该电路能对普通的双反星形电路进行检测，并在普通的双反星形电路发生故障后，切除电源并自动报警，提高了普通双反星形电路的安全性。

关键词：双反星形电路；可控；整流

1 概述

在电解、电镀等工业生产中，需要低电压大电流的可调直流电源，在这种需求下，生产中往往采用带平衡电抗器的双反星形可控整流电路。但在生产过程中，会出现晶闸管故障或无触发脉冲，轻者导致无法正常生产，重者对设备造成损坏并危及人身安全。文章对双反星形电路进行相关研究，提出一种安全可靠的保护方式，并进行分析比较。

2 双反星形保护电路的设计

双反星形电路波形图如图1，当双反星形电路正常工作时，U、V、W组与U、V、W组各只有一相导通（也仅有一相导通），导通角各为120°。且U、V、W组与U、V、W组任意时刻只有一个晶闸管导通。现利用该特点设计了双反星形电路的保护电路。

3 双反星形电路保护电路分析

由于左右两边的U、V、W组与U、V、W组对称相等（除了绕组极性相反），故只需分析其中一组，便可得知另外一组，现分析U、V、W组。

3.1 电路正常工作

双反星形电路正常工作时，U、V、W组任意时刻只有一相导通。若此时U相导通，U相电流經电流互感器产生安全电流，电流经电阻R1和R2的作用，流经R1的电流流入回路中，经R2出来的电流进入与门，但另外两相无电流，故经与门后输出低电平，低电平不能使VT7导通，报警1不工作；但低电平经非门输出高电平，使VT11保持导通，U、V、W组的U相电流经VT11流入负载R，负载R正常工作。U相有电流经电流互感器产生安全电流，电流经R3、R4的作用，流经R4的电流流入回路，流经R3的电流和U、V、W组流经R3的电流经与门输出安全的高电平，使VTR导通，负载R正常工作；流经R3的电流经非门使VT10关断，报警3不工作。

3.2 电路故障分析

3.2.1 晶闸管导通时的故障分析

假设VT1在导通时出现故障，致使U相持续导通，若此时轮到V相导通，因U相电流和V相电流经与门后输出高电平，致使VT11关断，电源自动切除，负载停止工作；与门输出的高电平使VT7导通，电流经VT7-R5-V相，形成回路，使报警1报警，电源自动切除。

3.2.2 晶闸管关断时的故障分析

假设VT1在关断时发生故障，致使U相不再导通。轮到VT1导通时，VT1没有导通，因此出现U相电路为零情况，此时U、V、W组流经VT11的电流也为零，电流互感器电流也为零，经与门，使VTR关断，负载R不再工作；因R3没有电流经非门后输出高电平是VT10导通，电流经VT11-VT10-R8-V相，形成回路，使报警1报警，并切断变压器。

为了进一步提高高压电源运行可靠性，控制系统还设有高压过电压保护，三相交流过电流保护和束流过电流保护等多重保护措施，这些保护电路动作时能够在电路发生故障时将高压供电电源断开，由人工才能重加高压，由于篇幅限制，这部分电路在文中未画出。

4 结束语

在普通的带平衡电抗器的双反星形电路加装其保护电路是行之有效的，不仅适于生产，而且也便于在电路出现故障后，迅速做出反应，保护了设备及人员安全。

参考文献

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[4]付保红，成宝芝.大庆师范学院学报[J].三相全控整流电流仿真研究，2012，32（3）：4-6.

作者简介：张伟亮（1982-），男，硕士，讲师，从事电气工程及其自动化的教学及高压设备的生产研发。

黎良，男，贺州学院电气工程及其自动化专业在读学生。

周聪，男，贺州学院电气工程及其自动化专业在读学生。