Защита вентильного преобразователя

В ТП могут возникнуть аварийные режимы, сопровождающиеся недопустимыми по значению и длительности токами через тиристоры. К ним можно отнести, например, внешние (на стороне постоянного тока) и внутренние к. з., опрокидывание инвертора, появление чрезмерных уравнительных токов в РТП с совместным управлением ТГ.

1) При внешних к. з. расчет токов ведется в предположении, что угол регулирования ТП при этом токи к. з. максимальны.

Для нахождения ударного тока глухого внешнего к. з. (к. з. на зажимах ТП до СД) вначале находиться амплитуда базового тока к. з.:

где -амплитуда фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора;

-реактивное сопротивление фазы трансформатора, приведенное к вторичной стороне;

-активное сопротивление фазы трансформатора, приведенное к вторичной стороне.

Ударный ток глухого внешнего к. з.:

где находится из рисунка 7.1, в зависимости от величины

Рисунок 7.1 – Зависимость от для внешнего к. з.

Интеграл предельной нагрузки при глухом внешнем к. з. определяется по формуле:

где определяется в зависимости от величины по рисунку 8.2.

Рисунок 7.2 – Зависимость от для внешнего к. з.

2) Расчет токов при внутреннем к. з. ведется также в предположении, что При этом предполагается, что момент начала внутреннего к. з. совпадает с моментом включения очередного тиристора, в этом случае ток внутреннего к. з. будет максимальным.

Ударный ток внутреннего к. з.:

где берется из рисунка 8.3 в зависимости от ,

Рисунок 7.3 – Зависимость от для внутреннего к. з.

Интеграл предельной нагрузки при внутреннем к. з. находится по формуле:

где определяется в зависимости от величины по рисунку 7.4:

Рисунок 7.4 – Зависимость от для внутреннего к. з.

По рассчитанным параметрам и как для внутреннего, так и для внешнего к. з. следовало бы выбрать защитные устройства, однако это проблематично, по причине не приведения данных параметров в технических характеристиках устройств.

Наиболее часто защита вентилей осуществляется использованием быстродействующих плавких предохранителей или быстродействующих выключателей.

Плавкие вставки устанавливаем в цепь первичной обмотки трансформатора, поэтому выбор плавкой вставки производится с учетом величины тока, протекающего через предохранитель при нормальном режиме работы ТП и величины напряжения в момент срабатывания.

Выбираем плавкие вставки ПМ5 на основании интеграла:

· номинальный ток 5(А);

· ток срабатывания (расплавления) 10(А);

· время срабатывания не более 10(с).

Автоматические выключатели – это устройства, предназначенные для защиты электрических цепей от перегрузок и токов короткого замыкания (сверхтоков), обеспечения нормального режима протекания электротока в цепи, осуществления управления участками электроцепей. Автоматические выключатели выполняют одновременно функции защиты и управления.

Основные конструктивные узлы автоматических выключателей: главная контактная система, дугогасительная система, привод, расцепляющее устройство, расцепители и вспомогательные контакты. Расцепители представляют собой реле прямого действия, служащее для отключения автоматического выключателя (без выдержки времени или с выдержкой) через механизм свободного расцепления, который в свою очередь состоит из рычагов, защелок, коромысел и отключающих пружин. В нашем случае выбираем автоматический выключатель ВА 47-63:

Таблица 7.1 – Основные параметры автоматического выключателя

Номинальное ток, А
Номинальное напряжение, В
Число полюсов

Перенапряжения на вентилях могут появляться как при периодической коммутации вентилей, возникающей при каждом переходе тока с одного вентиля на другой, так и то коммутации во внешних цепях.

Для ограничения напряжения на вентилях (при закрывании) используются RC-цепочки, шунтирующие вентили. Величина ёмкости в этом случае принимается равной С=1мкФ. Величина резистора R защитной цепочки выбирается по мощности на основании соотношения:

Резисторы R₁-R₆ выбираются из серии ПЭВ-50 100 Ом.

Конденсаторы C₁¸C₆ выбираются из серии К50-16 100 В 1 мкФ.

Рисунок 7.1 Полная схема силовой части ТП