Проектирование силовых блоков полупроводникового преобразователя: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплинам: “Преобразовательная техника” и “Основы преобразовательной техники”, страница 8

Места установки защитных аппаратов в неуправляемых, нереверсивных и двухкомплектных реверсивных преобразователях приводятся в /1, с. 327/, а рекомендуемые типы автоматических выключателей в /8, с 107-108/.

В преобразователях малой и средней мощности(IН=50-1000 А; UН=230; 460 В) применяются автоматические выключатели серии А 3700 с собственным временем срабатывания 12-14 мс, при токах 800 и 1000 А устанавливают их по два параллельно.

В преобразователях с током 1000 А и UН=460 В применяют ВАТ-46 на ток 1250 А с собственным временем срабатывания 0,003-0,14 с.

Для защиты вентилей автоматическими выключателями должно соблюдаться соотношение

,

где Wa – интеграл полного отключения автоматического выключателя /1, с. 325/, принимается по паспортным данным; n – число параллельных ветвей;  - максимально допустимое значение Джоулева интеграла для вентиля.

По условиям селективности с плавкими предохранителями /1, с. 327; 8, с. 108/ должно выполняться условие:

Wa<n2Wпл,

где Wпл – интеграл плавления вставки предохранителя по его паспортным данным.

Сведения о технических характеристиках автоматических выключателей можно получить в /1, с. 328-334; 4, с 157-173; 6, с. 144; 17, с. 182-195/.

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 Wоткл за счёт введения токоограничивающих реакторов в цепь переменного тока с целью увеличения Ха и уменьшения IКЗ;

·  В увеличении I2В 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/: