Формула внешней характеристики выпрямителя - это отношение Ud / Udo

U_d / U_do = 1 – 0,5u_k∙I_d / I_{d ном}

I_{d кр} = 0,5∙I_dн / u_k

При этом выходное напряжение выпрямителя уменьшается на 25%,т.е.

U_d(3) = 0,75U_dо

В режиме «три-четыре», когда 60˚<γ<90˚ ток начинает возрастать и к границе режима достигнет

I_{d кр(4)} = 0,86∙I_dн / u_k

U_{d кр(4)} = 0,435U_dо

Построим график внешней характеристики выпрямителя в режиме перегрузки.

U _d / U_dо

1

0 ,8 0,75

0 ,6

0 ,4 0,435

0 ,2

0,5 1 1,15 I_d∙u_k / I_dн

Такая внешняя характеристика необходима для расчета уставок быстродействующих выключателей и максимальной токовой защиты вакуумных или масляных выключателей, чтобы при любой перегрузке исключить повреждение выпрямительного агрегата.

Токи в выпрямителях при внешних коротких замыканиях.

1 L_p 2 3

Внешние короткие замыкания могут быть:

1. до сглаживающего реактора;

2. после него;

3. на большом удалении в контактной сети.

При большом удалении короткого замыкания от тяговой подстанции, в выпрямителе может быть режим «два-три», т.е. ток короткого замыкания будет, сравним с током нормальной нагрузки.

По мере приближения короткого замыкания к точке 2 выпрямитель переходит на режим «три», затем «три-четыре» и в точке 2 на режим «шесть».

Из-за наличия сглаживающего реактора ток короткого замыкания будет нарастать за некоторое время. Скорость нарастания зависит от индуктивности сглаживающего реактора (4.5 мГн).

Режим «два-три» заканчивается примерно через 0.005с (время срабатывания защиты

быстродействующего выключателя);

«три»- через 0.017с;

«шесть» наступает через 0.05с.

Внутренние короткие замыкания в выпрямительных агрегатах.

Бывают двух видов:

1. пробой изоляции между положительной и отрицательной шинами;

2. сквозной пробой одного вентильного плеча.

1. При таком замыкании в первый полупериод синусоиды ток в выпрямителе нарастает до ударного тока ~20-50 кА в зависимости от мощности трансформатора. Отключение масляного или вакуумного выключателя происходит приблизительно за восемь периодов синусоиды, поэтому в течение ~ 0.1с все диоды выпрямителя должны выдерживать ударный ток короткого замыкания. Для этого число параллельно включенных диодов рассчитывают два раза:

1. По среднему току вентильного плеча в нормальном режиме

a₁= I_a / I_п

2. По удельному току короткого замыкания

a₂= I_{уд кз} / I_{уд диода}

2. Такой пробой редкое явление. Возникает из-за перенапряжений в контактной сети, при этом получается ⅔ периода короткое замыкание через открытые диоды соседней фазы и ⅓ периода нормальная работа.

c в а

⅓ a-c

⅓ в/c

⅓ c

Диоды противоположной группы в коротком замыкании не участвуют, со стороны постоянного тока сопротивление не изменяется. Защитой от такого короткого замыкания будет дифференциальная или максимальная токовая защита трансформатора.