Реконструкция тяговой подстанции постоянного тока на участке со скоростным движением, страница 13

Для мощных выпрямителей с полупроводниковыми вентилями, трехфазные двухмостовые схемы выпрямления более рациональны.

5.3. Условия работы вентилей  и трансформаторов преобразовательного      

        агрегата

        Работа вентильного плеча характеризуется средним    и  максимальным  Iв.max токами в прямом  направлении ( в открытом состоянии) и максимальным обратным напряжением .  Расчет этих параметров для выбора типа вентилей  и определения их числа ведут с позиции независимой работы секций и без учета коммутаций тока вентилями этой и других секций.

Максимальное значение тока плеча определяют, как

                                       ,                                                   (5.1)

а среднее значение                                          

                                                                                                          (5.2) 

           Средний ток, а следовательно и количество параллельных вентилей в денадцатипульсовой схеме (Ксх=1) такие же, что и в шестипульсовой мостовой. Максимальное обратное напряжение находим,

                                                                                             (5.3)

Для рассматриваемой двенадцатипульсовой схемы последовательного типа

Число параллельных ветвей в плече секций схемы зависит от тока  , а последовательных – от напряжения  . Учитывая, что в секции шесть плеч и что в сложной m-пульсовой мостовой схеме m/6 секций, общее число вентилей оценивается выражением

                                                                     (5.4)

        Из этого выражения следует, что число полупроводниковых вентилей, необходимых для создания любой схемы, зависит только от входных параметров выпрямителя. Значит можно создать такую универсальную вентильную конструкцию, которая подходила бы для любой схемы.

        Примером такой конструкции служит агрегат ТПЕД-3150-3,3к, который можно использовать как в 6-, так и в 12- и 24- пульсовых схемах различных типов. На практике не только количество вентилей в разных схемах будет одинаково, также будут одинаковы и потери электрической энергии. Теоретически это не так, ввиду того, что реализация данной мощности выпрямителем с большим числом пульсаций идет на более высоком уровне напряжения, а значит при меньше токе. Это приводит к уменьшению потерь электрической энергии в вентилях, а иногда и к сокращению числа вентилей.

Для трансформатора

Действующее значение фазного тока  (без учета явления коммутации)

для обмоток разомкнутого типа,

                                                    .                                                      (5.5)

Действующее значение фазного тока вентильной обмотки, соединенной треугольником,

                                                                 .                                          (5.6)

Ток в вентильных обмотках протекает переменный в двух направлениях. Это обусловливает хорошее использование электротехнических материалов, затрачиваемых на изготовление трансформатора.

Мощность вентильных обмоток  трансформатора двенадцатипульсового выпрямителя,

                                                                                              (5.7)

Из последнего выражения следует, что мощность двух вентильных обмоток трансформатора двенадцатипульсового выпрямителя такая же, как у одной обмотки шести пульсового мостового выпрямителя, и составляет 71% мощности вентильной обмотки трансформатора выпрямителя со схемой «две обратные звезды с уравнительным реактором».

 5.4. Характеристики двенадцатипульсовых выпрямителей.

          5.4.1 Внешние  характеристики.

Зависимость среднего напряжения на выходе выпрямителя  от среднего значения тока  есть внешняя характеристика выпрямителя . Уравнение внешней характеристики двенадцатипульсового выпрямителя может быть представлено в виде

                 ,                                    (5.8)

где      -  среднее значение выпрямленного напряжения при холостом