【48812】大功率整流器中快速熔断器的选型

  摘要：说明晰作为中整流管或晶闸管的短路维护元件

  中与整流管或晶闸管串联衔接，作为对整流器材短路毛病的维护元件。当整流器材产生反向击穿毛病时，快速熔断器快速分断毛病支路的短路电流，维护整流器免受毛病短路电流的损害。

  大功率整流器能够电解铝用整流器为代表，在我国跟着单个电解槽产值的进步，电解铝的年产值已由100kt添加到140kt，所以槽电压已由800V进步到1200V，槽电流已由160kA增至280kA，相应的整流变压器容量已进步到75～100MVA。单台输出电流高达50～75kA的整流器，对整流管、快速熔断器也提出了更高的技能要求。

  图1为年产140kt电解铝用直流体系图，它由四组整流机组并联组成，其间一组为备用。每组整流变压器容量2×54.99MVA，向二台1220V、37kA整流设备供电。整流器选用三相桥式同相逆并联电路，每桥臂由4只ZP-4800V/4500A整流管并联组成，下面评论怎么选用适宜的快速熔断器进行维护。

  UNF值应稍大于熔断器熔断后两头呈现的外加电压稳态最大有效值。对数台整流器并联运转的直流供电体系，当其间某一桥臂短路时，或逆变器中产生桥臂直通毛病时，施加在熔断器二端的电压为沟通电压UVO与部分直流电压Udo之和，可按下式核算[1]：

  图1中整流变压器阀侧电压1050V，可选用1200V电压等级的快速熔断器。

  INF的选用应以整流电路中实践流过熔断器的电流有效值IF为根底，并考虑环境和温度（系数ka），冷却条件（系数kT），电流裕度（系数kI）等要素影响进行核算，而不是按与熔断器串联的半导体器材的通态电流平均值转化成有效值来核算。当流过熔断器的电流是脉冲波形时，应核算相应的有效值，而不是取其最大值。

  式中：k值一般可取1.5～2。对自冷式熔断器，k取较大值，特别对熔断器两头衔接导线特别短的电路结构，需取最大值；对水冷式熔断器k取较小值。快速熔断器选用的额定电流过大，必然添加熔断器的I2tF值，对半导体器材的维护是有害的。

  图1中每个整流桥臂有4个整流管并联作业，当均流系数按09考虑时，则流过熔断器中的最大电流的有效值为

  因为大电流快速熔断器选用水冷式结构，因而它的额定电流可选用INF=1.5IFmax4500A。当桥臂中一个整流管损坏后，流过熔断器的电流添加到3960A，仍可确保整流器额定电流的输出。

  当半导体器材与快速熔断器串联作业时，半导体器材答应经过的I2tD值应大于快速熔断器的I2tF值，否则熔断器熔断时，器材也被烧损。二者联系可按下式核算