Расчёт и выбор элементов защиты тиристорного преобразователя от токов короткого замыкания и перенапряжений

Для уменьшения перенапряжений в первом случае используются RC–цепочки, шунтирующие вентили. Значение емкости в этом случае выбирается равным С = 1 – 2 мкФ (принимаем С = 1 мкФ), а сопротивление с учетом соотношения

,                                       (2.7)

где L – индуктивность коммутационного контура, Гн;

 С – выбранное значение емкости защитной цепочки, Ф.

Индуктивность коммутационного контура, Гн:

L = 2∙ L_тр,

L =

Определяем левую и правую части неравенства (2.7):

,

.

Принимаем   R = 15 Ом.

Для защиты тиристорного преобразователя от внешних непериодических коммутаций можно использовать защитные RC–цепочки, включение которых осуществляется по варианту рисунка 2.2.

Рисунок 2.2 – Узел внешней защиты от перенапряжений

Значение емкости определяется по формуле:

,

где m₂ – число фаз;

I_μ2 – действующее значение намагничивающего тока, приведенного к вторичной цепи, для стандартных трансформаторов это значение может быть принято равным 3 – 7 % отноминального тока вторичной обмотки трансформатора (принимаем I_μ2 = 0,05∙ I_2н), А;

ω – круговая частота питающей сети, с^-1;

а – коэффициент, определяющий отношение амплитудного значения выпрямленного напряжения к действующему значению фазного напряже­ния;

К – коэффициент запаса.

 

Коэффициент запаса:

,

где U_мв –максимальное мгновенное напряжение, прикладываемое к вен­тилям при перенапряжениях (это значениене должно превосходить значения допус­тимого неповторяющегося напряжения тиристоров);

U _vm – максимальное расчетное обратное напряжение схем преобразователя.

,

.

Рассчитаем значение емкости, Ф:

Входящие в схему защиты сопротивления (см. рисунок 2.2) опреде­ляем из следующих условий, Ом:

                                         (2.8)

.                                             (2.9)

где I_a – ток на выходе выпрямителя защитной цепочки.

Ток на выходе выпрямителя защитной цепочки, А:

,                                             (2.10)

где Е_2ф –действующее значение фазной ЭДС обмотки силового трансфор­матора, В.

.

Принимаем R₁ = 6 Ом.

Значение сопротивления R₂ определим, используя выражения (2.9) и (2.10). Подставляя выражение (2.10) в неравенство (2.9) и решая его относительно R₂, получаем:

,

.

Принимаем R₂ = 4 Ом.

 

Определим мощность для резисторов R₁, R₂ и напряжение для конден­сатора С₁. Для определения мощности выделяемой в резисторе R₁ расчетам ток на выходе выпрямителя защитной цепочки по соотношению (2.10).

.

Мощность, выделяемая на резисторе R₁, кВт:

,

.

Мощность, выделяемая на резисторе R₂, кВт:

,

.

 

Определим напряжение используемого конденсатора С_1, В:

                                                                             

    Выберем резисторы OHMEGA UT, имеющие мощность от 1,2 -100 кВт.

    Выберем конденсаторы серии AFC3, имеющие емкости 4-332 мкФ, и рассчитанные на напряжения до 1700 В.

 

 

 

Расчёт основных характеристик тиристорного преобразователя