Расчет и выбор элементов защиты тиристорных преобразователей

Из-за высокой чувствительности тиристоров к перенапряжениям и токовым перегрузкам надежная работа полупроводниковых преобразователей может быть обеспечена при применении соответствующих видов защит, ограничивающих допустимые значения перенапряжения и тока, протекающего через тиристоры.

 

Автоматические выключатели

Достоинство автоматических выключателей в том, что в них совмещены устройство защиты и коммутационный аппарат. Автоматические выключатели обеспечивают многократность действия и возможность дистанционного управления.

Однако автоматические выключатели по быстродействию уступают плавким предохранителям. Поэтому они в тиристорных преобразователях могут быть использованы как резервные средства защиты, обеспечивающие отключение преобразователя при отказе основных средств защиты и перегрузках.

В тиристорных преобразователях малой и средней мощности (на токи 50–1000 А, при напряжениях 230 и 460 В) для защиты от внешних коротких замыканий и опрокидываний инвертора применяются, как правило, автоматические выключатели серии А3700, имеющие собственное время срабатывания 12−14 м/с, т. е. не обладающие необходимым быстродействием. В некоторых случаях удаётся повысить быстродействие автоматических выключателей при использовании специальных быстродействующих датчиков аварийного состояния и независимых расцепителей.

Выключатели устанавливаются со стороны постоянного тока преобразователя. Такие же автоматы устанавливаются и со стороны переменного тока в случае питания преобразователя от сети напряжением 380 В и служат для защиты трансформаторов или анодных токоограничивающих реакторов, а в преобразователях с одним тиристором − в плече трехфазной мостовой схемы и для защиты при внутренних коротких замыканиях (пробоях тиристоров).

Невозможность защиты от перенапряжений, возникающих при отключении аварийных токов, является недостатком автоматических выключателей.

Автоматический выключатель выбирается по номинальным параметрам силовой части преобразователя (току и напряжению) с учётом его коммутационной способности.

Уставки защит автоматического выключателя, установленного на первичной стороне силового трансформатора, рассчитывают следующим образом.

Действующее значение установившегося тока короткого замыкания, А,

 

,                                     (1.42)

 

Где – номинальный фазный ток первичной обмотки силового трансформатора, рассчитанный по формуле (1.1.4);  − напряжение короткого замыкания трансформатора, (см. таблицу П.1 или П.2 приложения) %.

Ток уставки электромагнитного расцепителя автоматического выключателя

.                                              (1.43)

 

Ток уставки теплового расцепителя

 

,                                        (1.44)

 

где  − номинальный фазный ток первичной обмотки трансформатора.

Данные автоматических выключателей приведены в приложении, таблицаП8. В пояснительной записке привести выписку из таблицы П.8 с техническими данными выбранного автоматического выключателя.