Проектирование силовых блоков полупроводникового преобразователя, страница 9

В  сочетании с контактной аппаратурой применяется бесконтактные методы («сеточной») защиты тремя способами:

·  Снятием управляющих импульсов тиристоров (естественная коммутация);

·  Переводом выпрямителя в инверторный режим;

·  Принудительное прерывание аварийного тока ( искусственная коммутация).

Принцип построения таких защит, расчёт аварийных токов и элементов схемы принудительной коммутации тиристоров изложен в /1, с. 334-344/.

3.2.6.4. Согласование характеристик завершает проектирование системы защит от аварийных токов.

Согласованию подлежат перегрузочные характеристики вентилей; характеристики защитных устройств и эксплуатационные графики нагрузки с учётом возможных технологических перегрузок, принятых по техническому заданию.

Методика согласования изложена в /21, с. 354-356; 8, с 108/.

Предварительно выбранные аппараты защиты могут не обеспечить полную защищенность полупроводниковых преобразователей, что потребует других проектных решений.

3.2.6.5. Выбор аппаратов защиты и корректировка параметров силовой схемы с учётом возможностей защиты и перегрузочной способности приборов осуществляется в случае невыполнения условий защищенности вентилей, перечисленных в п.п. 3.2.6.2.;3.2.6.3.

Методика выбора плавких предохранителей, автоматических выключателей и расчёт защищенности при блокировании или сдвиге управляющих сигналов для этих целей приведена в /1, с. 356-360/.

Корректировка схемы при невыполнении условия защищенности предохранителями заключается в следующем:

·  В снижении W_откл за счёт введения токоограничивающих реакторов в цепь переменного тока с целью увеличения Х_а и уменьшения I_КЗ;

·  В увеличении I²_В t посредством выбора выбора более мощного вентиля или увеличения числа параллельных вентилей (n).

Невыполнение условия защищенности автоматическими выключателями устраняется снижением скорости нарастания аварийного тока или применением автоматического выключателя с большим быстродействием и токоограничением.

Корректировка силовой схемы преобразователя с сеточной защитой выполняется выбором более мощных тиристоров или снижением базового тока за счет введения дополнительного индуктивного сопротивления в аварийную цепь.

Величина индуктивности, вводимая в анодную цепь, определяется аналитическим выражениям /1, с. 366/.

3.2.7 Расчет элементов схемы защит от перенапряжений представлен в /1, с. 366-377; 2, с. 108; 13, с. 36/.

Наиболее типичными видами перенапряжений являются: коммутационные периодические при запирании вентиля, перенапряжения при разрыве цепи выпрямленного тока и при включении и выключении ненагруженного трансформатора.

Подробные сведения о видах перенапряжений и их воздействии на вентили изложены в /1, с. 360-366; 2, с. 106; 8, с. 110/.

Способы защит и схемы подключения защитных элементов приведены в /1, с. 367, 378/.

Основные средства защиты от коммутационных перенапряжений – R-C цепи, включённые параллельно вентилям. Величины их параметров ориентировочно можно определить аналогично п. 3.2.3.или по формулам /2, с. 108; 18, с. 133/:

;, где U_K – напряжение КЗ трансформатора в относительных единицах; I_пр.m – максимальное значение тока, протекающего через вентиль в прямом направлении; U_обр.m I_обр.m – максимальные значения обратного напряжения и тока вентиля; ω – угловая частота питающей сети.

Перенапряжения, создаваемые отключением ненагруженного трансформатора , снижают конденсатором , последовательно соединенным с резистором на выходе вспомогательного трехфазного маломощного выпрямителя, подключенного ко вторичной стороне силового трансформатора, либо другие способы /1, с. 367,380; 18/.

Перенапряжения при разрыве цепи постоянного тока ограничивают узлами свободного сброса на тиристорах, либо шунтирующими нагрузку вентилями неуправляемых или нереверсивных преобразователях.