Файл: Андриенко, П. Д. Защита реверсивных тиристорных преобразователей.pdf

ный уровень перенапряжений, резко возрастает, что приводит к увеличению потерь мощности в RC-це­ почках.

В течение периода линейного напряжения, питаю­ щего мост, коммутационные процессы повторяются шесть раз, причем дважды конденсатор /?С-цепочки

разряжается от напряжения V"3Umsxsm а в начальный момент коммутации до нуля и дважды заряжается до на­

пряжения 1/"3£/max sin (а + у) в момент окончания ком­ мутации. В остальные моменты коммутации заряд и разряд конденсаторов происходит при напряжениях, вдвое меньших. Поскольку конденсатор заряжается и разряжается до установившихся значений, то в рези­ сторе /?С-цепочки рассеивается вся энергия, запа­ саемая конденсатором.

Пренебрегая величиной угла коммутации, опре­ делим мощность резистора

где Т — период питающего напряжения. После преобразований получим

Полагая a = с учетом потерь мощности из-за

синусоидальной формы питающего напряжения, определим полную мощность, рассеиваемую резистором:

(144)

где Et — действующее значение фазного напряжения.

131

Полагая, что UK — const, / 0 = 0, с учетом выра­ жений, полученных в [4], можно установить следую­ щие зависимости параметров R С-цепочек от выход­ ных параметров преобразователя UdH и 1ая:

По этим выражениям можно рассчитать величины резисторов и конденсаторов и спроектировать типовые блоки /?С-цепочек.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТИРИСТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

При проектировании тиристорных преобразователей решают две задачи: 1) определение индуктивности сглаживающего реактора, обеспечивающего селектив­ ную защиту при минимальном числе параллельно включенных тиристоров в схеме; 2 ) определение чис­ ла параллельно включенных тиристоров при осталь­ ных заданных параметрах.

По результатам технико-экономического анализа решения этих двух задач можно выбрать оптимальный вариант, дающий наибольший народнохозяйственный эффект. Методика расчета величины индуктивности сглаживающего реактора изложена в гл. IV, 2.

На примере реверсивного тиристорного преоб­ разователя с совместным и раздельным управлением рассмотрим решение первой задачи.

132

Пусть преобразователь имеет следующие парамет­ ры: номинальное выпрямленное напряжение 460 В; номинальный выпрямленный ток 500, 1000 А; крат­ ность токовой перегрузки в течение 10 с.

В преобразователях установлены тиристоры типа Т-160 с длительно допустимым током, равным 83 А.

Защита от внутренних коротких замыканий осу­ ществляется предохранителями типа ПНБ-5-250/380 с номинальным током плавкой вставки 250А. Тепло­ вой эквивалент плавления вставки предохранителя (20—200) 103 А2 • с. Предохранители установлены в плечах мостовой трехфазной схемы выпрямления.

На стороне постоянного тока установлен автоматический выключатель типа А3700 с временем до начала токоограничения 14 мс.

Для реверсивных преобразователей с раздельным управлением расчет произведен при следующих до­

чения с учетом срабатывания схемы дистанционного отключения автоматического выключателя <огр = 1 + -f 14 = 15 мс. В качестве расчетного принят режим однофазного опрокидывания.

Последовательность и результаты расчетов све­ дены в табл. 7. Величину индуктивности сглажива­ ющего реактора найдем из равенств

+ Ар = L; Ья+ 0,15Lp = 0,5L,

справедливых для номинального и аварийного режимов соответственно с учетом принятых ранее допущений.

В результате несложных преобразований получим

L= - М _ l

Р0,85

Всвязи с тем, что выбранные реакторы имеют ин­ дуктивность выше требуемой, то уточнения расчета

133

не требуется, так как увеличенная постоянная времени якорной цепи приводит к уменьшению требуемого относительного теплового эквивалента, автоматиче­ ского выключателя, что обеспечивает некоторый за­ пас.

Увеличивая число параллельных ветвей, можно обеспечить селективность защит при сглаживающем реакторе, имеющем меньшее значение индуктивности. Далее производится технико-экономическое сравне­ ние и окончательный выбор вариантов. Аналогично решается задача определения требований к автома­ тическим выключателям при заданных параметрах предохранителей тиристоров и реакторов.

При расчете параметров реверсивных преобразо­ вателей с совместным управлением величину Гко„ необходимо выбирать с учетом особенностей схемы включения уравнительных реакторов. При этом сле­ дует иметь в виду, что индуктивность якорной цепи

134

остается неизменной, а в цепи опрокидывания появ­ ляется дополнительно индуктивность уравнительного реактора, которая увеличивает постоянную индуктив­ ность якорной цепи, не зависящую от аварийного тока. Это обстоятельство приводит к увеличению величины

Ткон. Рассмотрим расчет параметров преобразователя, в котором в качестве уравнительного реактора исполь­ зован четырехобмоточный реактор типа РСЧ, обес­ печивающий магнитную связь между током нагрузки и уравнительным током [3; 1]. Благодаря указанной связи в номинальных режимах обеспечивается ком­ пенсация постоянной составляющей магнитного по­ тока, а также исключается влияние параметров урав­ нительного контура на процессы в якорной цепи.

135

Ваварийных режимах уравнительный ток исчезает

ииндуктивность рассеяния полуобмоток реактора ог­ раничивает аварийный ток. С учетом вышеизложенно­ го в расчете принято Гкон = 0,75 Т. Результаты рас­ чета приведены в табл. 8. Анализ результатов расчета показывает, что для обеспечения селективности за­

щиты преобразователей с совместным управлением

требуется значительно меньшая величина индуктив­ ности сглаживающего реактора, что улучшает их тех­ нико-экономические показатели.

В табл. 9 приведены сравнительные данные се­ рийно выпускаемых агрегатов с совместным и раздель­ ным управлением. Благодаря уменьшению индуктив­ ности сглаживающего реактора при сохранении се­ лективности защит преобразователи с совместным и раздельным управлением незначительно отличаются друг от друга. В заключение отметим, что изложенная методика выбора параметров реверсивных тиристор ных преобразователей апробирована на серийно вы­ пускаемых преобразователях, что подтвердило ее достаточную эффективность.

136