Выбор вентилей для управляемого выпрямителя. Короткое замыкание на шинах выпрямленного напряжения. Короткое замыкание при пробое тиристорного плеча

Определить активные и индуктивные сопротивления для расчетной схемы подстанции.

2.3  Провести  расчет  токов к.з.  при  замыкании шин выпрямленного напряжения на землю и пробое вентильного плеча. Выбрать тип тиристоров.

2.4  Определить количество последовательно и параллельно включенных тиристоров в плече выпрямителя по термической и динамической устойчивости тиристоров токам к.з. и перенапряжениям.

2.5  Определить параметры резисторов и конденсаторов, необходимых для равномерного распределения по тиристорам прямого тока и обратного напряжения.

2.6  Построить временную диаграмму очередности подачи управляющих импульсов на тиристорные плечи и состояний проводимости при заданных углах регулирования и коммутации.

2.7  Вычертить в масштабе временную диаграмму формирования обратного напряжения на закрытом тиристорном плече при заданных углах регулировании и коммутации.

2.8  Вычертить в масштабе временную диаграмму тока к.з.   при пробое вентильного плеча.

2.9  Вычертить принципиальную схему тиристорного плеча с обозначением параметров всех элементов.

2.10  Структурная схема системы управления.

2.11  Индивидуальное задание

3 Расчет аварийных режимов управляемого выпрямителя

3.1 Подготовка исходных данных

Исходными данными для расчетов являются паспортные параметры установленного на подстанции основного оборудования и характеристики питающей сети (прилагаются в задании на курсовую работы). Наиболее тяжёлыми аварийными режимами полупроводникового выпрямителя являются короткое замыкание на шинах выпрямленного напряжения и пробой вентилей, что в итоге тоже приводит к короткому замыканию.

При анализе аварийных процессов обычно принимают допущения, которые существенно упрощают расчет и практически не оказывают заметного влияния на точность полученных результатов. В курсовой работе используются следующие допущения [1,2,3]:

1.  При расчетах токов к.х. вентили принимаются идеальными и падением напряжения в них пренебрегаем;

2.  Все активные и индуктивные сопротивления линейны;

3.  Трехфазная питающая сеть имеет синусоидальное и симметричное напряжение;

4.  Намагничивающий ток трансформатора не учитывается;

5.  Авария в преобразователе возникает при установившемся режиме работы питающей сети;

6.  Активным сопротивлением питающей сети пренебрегаем;

7.  Индуктивность в цепи выпрямленного тока равна бесконечности.

Развитие аварии в выпрямителе при указанных допущениях определяется параметрами цепи переменного тока (индуктивным сопротивлением X_A и активным сопротивлением R_A), приведенным к напряжению вторичной обмотки трансформатора выпрямительного агрегата.

При заданной мощности короткого замыкания в питающей сети индуктивное сопротивление от источника до места подключения подстанции (с учётом приведения к напряжению U_2Ф) определяется по формуле

, Ом                                                        (1)

где U_C- линейное напряжение питающей сети, кВ; S_КЗ – мощность к.з., кВА; К_Т1 и К_Т2 – коэффициенты трансформации понизительного трансформатора и трансформатора выпрямительного агрегата соответственно.

Индуктивное сопротивление фазы понизительного трансформатора, приведенное к напряжению вторичной обмотки, трансформатора выпрямительного агрегата, найдётся по выражению:

, Ом                                                    (2)

где U_К1- напряжение короткого замыкания понизительного трансформатора, %;U_Ф - напряжение фазы вторичной обмотки понизительного трансформатора, кВ; S_Т1 – номинальная мощность понизительного трансформатора, кВА.

Индуктивное сопротивление фазы трансформатора выпрямителя, приведенное к напряжению вторичной обмотки:

, Ом                                                      (3)

где  - напряжение короткого замыкания трансформатора выпрямительного агрегата, %;  - напряжение фазы вторичной обмотки трансформатора выпрямителя, кВ;  – номинальная мощность трансформатора выпрямителя, кВА.

По данным выражений (1),(2),(3) находятся индуктивное сопротивление в цепи переменного тока преобразователя:

, Ом                                                            (4)

где - количество понизительных трансформаторов на подстанции;  – количество трансформаторов выпрямительных агрегатов.

Активное сопротивление в цепи переменного тока преобразователя определяется по выражению:

, Ом                                                            (5)

где - активное сопротивление фазы понизительного трансформатора, приведенное к напряжению вторичной обмотки трансформатора выпрямителя, Ом;- тоже для трансформатора выпрямителя, Ом.

Значение определяется по выражению

, Ом                                           (6)

где - мощность потерь опыта короткого замыкания понизительного трансформатора, кВт.

Значение  определяется по аналогичной формуле:

, Ом                                               (7)

где - мощность потерь опыта короткого замыкания трансформатора