Главная  Развитие народного хозяйства 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [ 34 ] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136]

В худшем случае напряжение на преобразователе перед опрокидыванием может равняться его напряжению холостого хода при минимальном угле регулирования

drain;

Uam = Udfi COS amin-

Формула (1-127) справедлива для отрезков времени до 0,02 с, так как за это время э. д. с. двигателя не успевает существенно измениться.

Двухфазное опрокидывание инвертора. Ток двухфазного опрокидывания инвертора рассчитывается по формуле

V т + (0)1)?

sin (0+iJj -

- Ф) - sin (ij3 - ф) е

+ /наче

(1-129)

где ij) =- P; Ф = arctg -

Активное сопротивление R н индуктивность L контура двухфазного опрокидывания состоят нз активных сопротивлений н нндуктнвностей якорной цепн двигателя и двух фаз трансформатора.

Первый максимум тока двухфазного опрокидывания

d,Kmax - , ,----l / „ l

( -0,0. 4) •ll -е ) (1-130)

при со1>/?.

При проектировании электроприводов в ряде случаев бывает целесообразно произвести расчет мгновенных значений тока внешнего к. з. Например, при питании нескольких электродвигателей от одного преобразователя и при длинных кабелях между преобразователем и двигателями такой расчет следует произвести для к. з. вблизи двигателя, чтобы оценить, нужно ли устанавливать автоматические выключатели постоянного тока отдельно для каждого двигателя и с меньшими уставками в дополнение к автоматическому выключателю в тнристорном преобразователе.

Требования к защите и защитные аппараты, применяемые в тиристорных преобразователях

Защита преобразователей должна действовать при внешних и внутренних K.S., при возникновенин аварийных токов

между тнристорнымн группами и при опрокидываниях инвертора. При внешних к. 3. н опрокидываниях инвертора защита должна отключить преобразователь со стороны постоянного тока.

Кроме того, прн внешних к. з. лсела-тельна локализация аварийного тока по месту (предотвращение перехода аварийного тока на следующие по порядку коммутации в схеме вентили) и по времени (ограничение аварийного тока первой полуволной), что должно обеспечиваться устройством защиты по управляющему электроду, которое снимает или сдвигает к границе инверторного режима управляющие импульсы. При опрокидываниях инвертора эта защита неэффективна.

При внутренних к. з. защита должна отключать весь преобразователь или поврежденный тиристор (защита по управляющему электроду при этом должна снять или сдвинуть к границе инверторного режима управляющие импульсы).

При появлении аварийных токов между тиристорными группами защита должна разомкнуть цепь аварийного тока или отключить преобразователь от сети.

Основные требования, предъявляемые к аппаратам и устройствам защиты, заключаются в следующем:

Максимальное быстродействие. С ростом продолжительности протекания аварийного тока увеличиваются размеры повреждений в преобразователе, а при опрокидываниях инвертора возрастает абсолютное значение аварийного тока. Малая теплоемкость кремниевого элемента и обусловленная ею высокая чувствительность тиристоров к значению и продолжительности протекания аварийных токов определяют высокие требования к быстродействию защиты тиристорных преобразователей.

Селективность. Отключение только поврежденных вентилей без нарушения работы исправных вентилей и преобразователя в целом. В то же время при срабатывании защиты, отключающей преобразователь в целом, не должна срабатывать защита, отключающая вентили.

Чувствительность, т. е. обеспечение срабатывания зашиты при возможно меньших значениях аварийных токов.

Надежность, помехоустойчивость, простота настройки и обслуживания.

В тиристорных преобразователях малой и средней мощности (на токи 50-1000 А при напряжениях 230 и 460 В) для защиты от внешних к. 3. и опрокидываний инвертора применяют, как правило, установочные автоматические выключатели серии А3700, имеющие собственное время срабатывания 12-14 мс, т. е. не обладающие необходимым быстродействием. Выключатели устанавливают со стороны постоянного тока преобразователя, а также со стороны переменного тока в случае питания преобразователя от сети с напряжением до 380 В для защиты трансформаторов или анодных токоограннчивающих реакторов, а в преоб-



разователях с одним тиристором в плече трехфазной мостовой схемы - и для защиты при внутренних к. з. (пробоях тиристоров)

В тиристорных преобразователях на токи 800 и 1000 А со стороны переменного и постоянного тока устанавливают по два автоматических выключателя серии А3700 параллельно.

В преобразователях с током 1000 А и напряжением 460 В на стороне выпрямленного тока применяют также выключатель ВАТ-46 на ток 1250 А, напряжение 460 В с собственным временем срабатывания 0,003-0,004 с.

В преобразователях большой мощности (на токи 1600-12 500 А при напряжениях 460-1050 В) применяют быстродействующие автоматичесгие выключатели серии ВАТ-42 с временем до начала токоограни-чения при отключении 0,005 с.

В случае питания тиристорного преобразователя от сети 6 или 10 кВ защита трансформаторов осуществляется масляным выключателем высокого напряжения, не входящим в состав преобразователя и получающим сигнал на отключение от его вводного устройства высокого напряжения или от трансформаторов тока или от максимальных реле, установленных в КРУ 6- 10 кВ.

В тиристорных преобразователях, имеющих несколько параллельно включенных тиристоров в плече трехфазной мостовой схемы, для защиты от внутренних к. з. применяют быстродействующие предохранители серий ПП57 и ПП57М. Основными показателями предохранителя, характеризующими его защитные свойства, являются наряду с номинальным напряжением, током плавкой вставки и предельно отключаемым током тепловые эквиваленты плавления и отключения (интегралы плавления и отключения, параметры Pt плавления и отключения). Интеграл плавления ГЧ„„ =

дуг

= ( dt пропорционален количеству теп-0

ла, выделяемому в плавкой вставке предохранителя аварийным током i за время от момента его возникновения до момента возникновения дуги ду,. Интеграл отключе-

ния /ткл =J df пропорционален количеству тепла, выделяемому за время от момента возникновения аварийного тока до момента полного погасания дуги <о-

Для данной плавкой вставки интеграл плавления является постоянной величиной, а интеграл отключения зависит от действующего значения первой полуволны тока к. S.

В информационных материалах завода-изготовителя приводятся значения интегралов плавления и отключения предохранителей в функции эффективного значения тока к.3. -• -~ ..

При разработке тиристорных преобразователей плавкие предохранители выбирают, исходя из действующего значения первой полуволны тока внутреннего к. з. /к, действ, числа параллельно включенных в плече тиристоров и, коэффициента неравномерности загрузки тиристоров К (обычно принимают К= l,05-f-l,2), допустимого для тиристоров значения /тиp и напряжения со стороны переменного тока мостовой схемы.

Действующее значение тока внутреннего к. 3. определяется по его ударному току:

1 .

к,действ =

. V2

где /у находится по (1-121) и рис. 1-129, а.

Предохранители выбирают по условию защиты тиристоров

I.t,

откл.таж

(1-131)

По 1Чсткл, max ПрИ ДЗННОМ ТОКб /.;, действ

определяют наибольший номинальный ток плавкой вставки предохранителя. Плавкие вставки с данным и меньшим номинальными токами защищают неповренсденные тиристоры.

Номинальный ток выбранной плавкой вставки должен быть не меньше действующего значения максимального тока нагрузки через тиристор (с учетом допустимых перегрузок преобразователя).

Выбранный предохранитель должен удовлетворять условиям селективности:

а) за время срабатывания предохранителя поврежденной ветви не должны плавиться предохранители неповрежденных ветвей:

ffoiim,max<-ffnn,min; (1-132)

б) за время отключения автоматическим выключателем тока внешнего к. з. илн опрокидывания инвертора не должны плавиться предохранители даже при одной вышедшей из строя и отключенной предохранителем параллельной ветви:

(я - 1)2

1~ откл,внеш 1 пл.тгп- (1"133)

Следует отметить, что условия (1-131) и (1-132) в отечественных тиристорных преобразователях выполняются при числе параллельных ветвей, равном или большем трех, т. е. плавкие предохранители не могут обеспечить при внутренних к. з. защиту неповрежденных тиристоров при одном-двух тиристорах в плече мостовой схемы.

В тиристорных преобразователях ведущих зарубежных фирм устанавливают предохранители, имеющие интеграл отключения меньше 14 одного тиристора, т. е. обеспечивающие выполнение условия (1-131) при п=1. Условие (1-132) в тиристорных преобразователях зарубежных



-380В -Б-ЮкВ

-7i-

-ЗвОВ ~В~10кВ


Рис. 1-131. Система защиты тиристорных преобразователей мощностью до 1000 кВт ЗПО «Преобразователь».

фирм- выполняется при ггЗ, как и в отечественных преобразователях.

Системы защиты

тиристорных преобразователей от аварийных токов

Системы защиты тиристорных преобразователей строятся в зависимости от мощности преобразователя, его назначения (для питания обмотки возбуждения или якорных цепей) н силовой схемы (реверсивный, или нереверсивный).

В качестве примера системы защиты тиристорных преобразователей мощностью до 1000 кВт на рис. 1-131 показана система защиты преобразователей модернизированной серии AT, ATP, АТВ ЗПО «Преобразователь».

Преобразователи АТВ предназначены для питания обмоток возбуждения LM, преобразователи AT и АТР - для питания якорных цепей двигателей постоянного тока М. В данную систему защиты входят:

а) быстродействующее устройство защиты по управляющему электроду (АК) с датчиками UA на основе магннтоуправля-емых контактов (герконов), сдвигающее управляющие импульсы к границе инверторного режима прн внешних и внутренних к. 3., появлении аварийных токов в уравнительном контуре или открывании группы на группу и прн онроквдыванин инвертора;

б) автоматические выключатели посто-

HifHoro тока QF2 (только в преобразователях AT, АТР для питания якорной цепн), обеспечивающие селективное отключение преобразователей прн внешних к. з. и опрокидываниях инвертора в сочетании со сдвигом управляющих импульсов;

в) плавкие предохранители FU для защиты при внутренних к. з. в сочетании со сдвигом и последующим возвратом управляющих импульсов;

г) автоматические выключатели переменного тока QFt (прн напряжении питающей сети 380 В) для защиты трансформаторов Т или анодных токоограничнваюшнх реакторов LR.

Селективность токовых защит обеспечивается благодаря наличию нескольких параллельных ветвей (три и более) в плече мостовой схемы при токах преобразователей 200 А н более и реакторов LR в цени выпрямленного тока.

При открывании группы на группу управляющие импульсы сдвигаются к границе инверторного режима и отключается автоматический выключатель постоянного тока QF2, предупреждая опрокидывание инвертора.

Следует отметить, что в тиристорных преобразователях ведущих зарубежных фирм (ВВС, АЭГ, «Сименс», АСЭА и др.) при мощности до 1000 кВт и одном-двух параллельных тиристорах в плече мостовой схемы для защиты от аварийных токов используют только . плавкие предохранители



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [ 34 ] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136]

0.0011