Содержание курса лекций по дисциплине: “Устройства преобразовательной техники”, страница 5

·  режима работы преобразователя(холостой ход, нагрузка);

·  соотношения индуктивного и активного сопротивления в контуре преобразователя

Внутреннее короткое замыкание

Причины КЗ:

Ø Высокая скорость нарастания   у тиристоров.

Ø Высокая скорость нарастания .

Ø Механическое разрушение при I_A>I_{A допустимое.}

Ø Возникновение перегрузки.

Ø Возникновение перенапряжения на вентиле.

Ø Усталостное разрушение вентилей.

Рис.14. Момент начала наиболее тяжёлого аварийного режима при внутреннем КЗ.

В повреждённом вентиле:

I_аварmax >2 I_km                                                                                    (12)

          где: I_{авар max} – ток, возникающий при внутренних аварийных режимах в момент переключения фаз;

          I_km – амплитуда установившегося тока короткого замыкания;

                                                           (13)

где: Е_ФМ – амплитуда фазной ЭДС;

          R, wL – соответственно, активное и реактивное сопротивления фазы в аварийном контуре, приведённое по вторичной обмотке трансформатора.

В остальных вентилях:

I_авар.max<2I_km                                                                                      (14)

Внешнее короткое замыкание

Причины КЗ:

Ø Пробой кабелей.

Ø Закорачивание токоограничивающих реакторов.

Ø КЗ в нагрузке и сглаживающих фильтрах, токоограничивающих реакторах.

Рис.15. Момент начала наиболее тяжёлого аварийного режима при внешнем КЗ.

          При глухом КЗ в нагрузке аварийный ток будет всегда:

I_авар.max <2I_km                                                                                     (15)

Но его наибольшее значение достигается, если КЗ возникло в момент времени на рис. 15.

Воздействие аварийного тока на вентиль

На элементы преобразователя аварийный ток действует двумя факторами:

Ø Электромеханическое воздействие

Известно, что при наличии в двух близкорасположенных проводниках тока они либо притягиваются, либо отталкиваются (в зависимости от направления протекающего через них тока). И при больших токах сила, воздействующая на проводники, может превысить максимально допустимую и произойдёт разрыв проводника.

Ø Электротермическое воздействие, которое определяется тепловым эквивалентом:

–  тепловой эквивалент,                   (16)

 где: t_П – время протекания аварийного тока;

i(t) – функция изменения аварийного тока.

Для каждого вентиля существует свой допустимый тепловой эквивалент, зависящий от типа вентиля. Его можно считать постоянным за время протекания процесса (меньше 0,01 сек.). I² t_В  – относится к паспортным данным и находится по справочнику.

Способы защиты от аварийного режима

Ø Функциональное назначение защиты;

·  прекратить развитие аварийного режима;

·  сохранить работоспособными неповрежденные элементы схем.

Общий принцип защиты:

,                                                                                   (17)

где: I_авар – величина аварийного тока;

t_защ – время срабатывания защиты

I²t_B – тепловой эквивалент вентиля.

Защита от внутренних коротких замыканий

Ø Плавкие предохранители.

Взрывного типа (ПНБ-5, ПНБ-5М).

I²_авар t₀ < I² t_В,                                                                                    (18)

где:   I_авар – величина аварийного тока;

t₀ – время отключения аварийного тока предохранителем.

Достоинства:

·  малое время горения плавкой вставки.

Недостатки:

·  невозможность дистанционного управления.

Рекомендуется при параллельном соединении тиристоров или диодов.

Ø Быстродействующий автоматический выключатель на стороне переменного тока.

·  Электромагнитная защита при коротком замыкании, срабатывающая при I_авар.=I_{уставки}.

·  Тепловая защита, срабатывающая при перегрузке установки                   (1,1-1,3)I_ном при t_{перегрузки} равному десяткам минут.