Средства защиты от перенапряжений

Для защиты тиристорных преобразователей от коммутационных перенапряжений применяют RC- цепочки, включенные параллельно тиристорам (R ₁ и , рис. 1.3.3).

Величина емкости RC- цепочек определяется по формуле

 

,                                             (1.45)

где  – емкость, мкФ;  – ток, протекающий через тиристор перед началом коммутации, А; - смотри табл. 1.2.1,  – максимальное допустимое обратное напряжение тиристора, В.

Чтобы поддержать разрядный ток  в допустимых пределах от 10 до 50 А (для обычных коммутационных конденсаторов и тиристоров с допустимым средним значением тока не менее 50 А) сопротивление R ₁ допускается выбирать в омах, численно равным от 0,02 до 0,1 от наибольшего прямого напряжения на вентиле в вольтах [12].

Величины емкости и сопротивления RC- цепочки на практике колеблются в пределах = 0,25− 4,5 мкФ, R ₁ = 5−51 Ом.

Использование тиристоров с лавинными характеристиками (лавинных тиристоров) позволяет отказаться от установки шунтирующих RС- цепочек.

Для защиты от перенапряжений при отключении ненагруженного трансформатора в большинстве тиристорных преобразователей применяются электролитические конденсаторы, включённые последовательно с резисторами на выходе вспомогательного трёхфазного выпрямителя на маломощных диодах VD 1- VD 6 (R ₂, R ₃ и C _2, рис. 1.3.3). Величина емкости конденсатора С₂, мкФ, может быть рассчитана по формуле [5]:

 

,                           (1.46)

 

где  – намагничивающий ток силового трансформатора, % (табл. П1 и П2 приложения);  − номинальный вторичный фазный ток трансформатора, А;  – номинальное вторичное линейное напряжение трансформатора, В; – допустимая кратность возрастания напряжения на вентилях, обычно 1,25−1,5.

Формула (1.3.5) дает, как правило, завышенные значения емкости. Практически величина С ₂ колеблется в пределах 10−200 мкФ. Номинальное напряжение электролитических конденсаторов должно быть больше амплитуды сетевого напряжения на 15−20 %.

Резистор R ₂ должен ограничивать ток через вентили диодного моста при включении. Величина резистора R ₂ может быть определена из соотношения, Ом,

.                         (1.47)

Здесь  – индуктивность фазы вторичной обмотки трансформатора, Гн; С ₂ – ёмкость цепи защиты, мкФ.

Диоды моста выбирают по среднему значению прямого тока вентиля I _В, А, и максимально допустимой величине обратного напряжения U _BM, В [12]:

                                   (1.48)

Величину разрядного резистора R ₃ выбирают из соотношения, Ом,

 

                                       (1.49)

Мощность резисторов Р_{R 2}  и P_{R 3} определяется по условиям надежности по формулам:

 

         (1.50)

 

     Для защиты от высокочастотных перенапряжений на стороне переменного тока устанавливают защитные конденсаторы С ₃ (рис. 1.3.3) малой мощности.