2 Вибір уставок швидкодійних лінійних вимикачів

Основним засобом захисту від струмів коротких замикань на тягових підстанціях трамвая і тролейбуса є максимальний струмовий захист.

Умови вибору уставки струмової відсічки лінійного вимикача для надійного вимкнення струмів коротких замикань визначаються за формулою:

де - коефіцієнт запасу;

- мінімальне значення струму короткого замикання, А;

- максимальне значення навантаження, А.

У багатьох випадках ці дві умови несумісні; тоді для захисту тягової мережі застосовуються додаткові пристрої захисту від малих струмів коротких замикань (менших від уставки лінійного вимикача). Такими захистами є, наприклад, струмочасовий захист, інтегральний струмочасовий захист, захист теплового типу. Призначення додаткових захистів – вимкнення струмів при коротких замиканнях в “мертвій зоні” струмової відсічки, яка утворюється в результаті вибору уставки лінійного вимикача.

3 Агрегати випрямлення змінного струму

Випрямний агрегат входить до складу перетворювального агрегату, який складається з тягового (силового) перетворювального трансформатора і агрегату випрямлення змінного струму (випрямного агрегату). Перетворювальний трансформатор знижує напругу первинної мережі живлення 6 – 10 кВ змінного струму до величини, яка забезпечує отримання заданої середньої випрямленої напруги; випрямний агрегат (напівпровідниковий кремнієвий випрямляч) випрямляє змінний струм. Первинну обмотку трансформатора приєднують до первинної мережі живлення; вторинні обмотки – вентильні: до них під’єднують анодні виводи вентильних груп випрямляча.

Прагнення зменшити пульсації випрямленої напруги примушує використовувати багатофазні схеми випрямлення. На тягових підстанціях міського електротранспорту застосовують, здебільшого, шести пульсові, інколи – дванадцяти пульсові, трифазні нульові і мостові схеми випрямлення. Найбільш широко використовують шести пульсову нульову схему, яка потребує використання спеціального перетворювального трансформатора з двома групами трифазних обмоток, з’єднаних за схемою “зірка – дві обернених зірки з зрівнювальним реактором (ЗР)” (рис. Е.1).

Як випрямляч на тягових підстанціях використовується перетворювач типу ВАКЛЕ-2000/600Н, який складається з двох випрямлячів БВКЛЕ-1000/600Н. Випрямний агрегат ВАКЛЕ-2000/600Н при номінальній випрямленій напрузі 600 В розрахований на номінальний струм 2000 А. Вказаний випрямляч комплектується із трансформатором ТМПУ-2000 потужністю 1385 кВА .

Схема складається з двох простих трифазних схем, з’єднаних паралельно. На кожному стержні трансформатора розміщені дві вторинні обмотки, в яких електрорушійні сили мають зсув по фазі на 180°.

Рисунок Е.1 – Схема силового перетворювача типу “зірка - дві зворотні зірки із зрівнювальним реактором”

Нульові точки двох зірок вторинних обмоток О₁ і О₂ з’єднані через зрівнювальний реактор, який є великим індуктивним опором і має середню точку О. Середня точка ЗР є мінусом для зовнішнього кола. Виводи однієї зірки мають непарну, а іншої – парну нумерацію, причому нумерація показує послідовність роботи фаз та їх діодів. Від фаз непарної зірки a₁, b₃, с₅ живляться, відповідно, діоди VD₁, VD₃, VD₅, а від фаз парної зірки с₂, a₄, b₆ – всі інші діоди.

Зрівнювальний реактор забезпечує при достатньому випрямленому струмі незалежну паралельну роботу двох комутаційних груп зі спільними катодами К₁ – непарної та К₂ – парної зірки.

Завдяки паралельній незалежній роботі двох трифазних схем випрямлення, тривалість роботи кожної фази та її діода складає без врахування комутації 1/3 періоду (l_а = l₂ = 2p/3). Тим самим підвищується використання діодів і трансформатора. Крім того, забезпечується магнітна рівновага, оскільки постійна складова магніторушійних сил в кожному стержні осердя рівна нулю.

У розкладі первинного струму випрямляча на гармонічні складові, порядок вищих гармонік визначається за виразом:

Так, наприклад, за 6-фазної схеми випрямлення в струмі випрямляча містяться 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23 і 25-а гармоніки, а за 12-фазної схеми – 11, 13, 23 і 25-а.

Значення вищих канонічних гармонік струму, що генеруються некерованим випрямлячем, визначають за формулою :