Внутреннее короткое замыкание

Причины КЗ:

• Высокая скорость нарастания у тиристоров.

• Высокая скорость нарастания .

• Механическое разрушение при I_A>I_{A допустимое.}

• Возникновение перегрузки.

• Возникновение перенапряжения на вентиле.

• Усталостное разрушение вентилей.

Рис.146. Момент начала наиболее тяжёлого аварийного режима при внутреннем КЗ.

В повреждённом вентиле:

I_{авар max} >2 I_km (142)

где: I_{авар max} – ток, возникающий при внутренних аварийных режимах в момент переключения фаз;

I_km – амплитуда установившегося тока короткого замыкания;

(143)

где: Е_ФМ – амплитуда фазной ЭДС;

R, L – соответственно, активное и реактивное сопротивления фазы в аварийном контуре, приведённое ко вторичной обмотке трансформатора.

В остальных вентилях:

I_авар.max<2I_km (144)

Внешнее короткое замыкание

Причины КЗ:

• Пробой кабелей.

• Закорачивание токоограничивающих реакторов.

• КЗ в нагрузке и сглаживающих фильтрах, токоограничивающих реакторах.

Рис.147. Момент начала наиболее тяжёлого аварийного режима при внешнем КЗ.

При глухом КЗ в нагрузке аварийный ток будет всегда:

I_авар.max <2I_km (145)

Но его наибольшее значение достигается, если КЗ возникло в момент времени на рис. 147.

Воздействие аварийного тока на вентиль

На элементы преобразователя аварийный ток действует двумя факторами:

• Электромеханическое воздействие

Известно, что при наличии в двух близкорасположенных проводниках тока, они либо притягиваются, либо отталкиваются (в зависимости от направления протекающего через них тока). И при больших токах, сила, воздействующая на проводники, может превысить максимально допустимую и произойдёт разрыв проводника.

• Электротермическое воздействие, которое определяется тепловым эквивалентом:

– тепловой эквивалент, (146)

где: t_П – время протекания аварийного тока;

i(t) – функция изменения аварийного тока.

Для каждого вентиля существует свой допустимый тепловой эквивалент, зависящий от типа вентиля. Его можно считать постоянным за время протекания процесса (меньше 0,01 сек.). I² t_В – относится к паспортным данным и находится по справочнику.

Лекция №31 Способы защиты от аварийного режима

• Функциональное назначение защиты;

• прекратить развитие аварийного режима;

• сохранить работоспособными неповрежденные элементы схем.

Общий принцип защиты:

, (147)

где: I_авар – величина аварийного тока; t_защ – время срабатывания защиты; I²t_B – тепловой эквивалент вентиля.

Защита от внутренних коротких замыканий

• Плавкие предохранители.

Взрывного типа (ПНБ-5, ПНБ-5М).

I²_авар t₀ < I² t_В, (148)

где: I_авар – величина аварийного тока; t₀ – время отключения аварийного тока предохранителем.

Достоинства:

• малое время горения плавкой вставки.

Недостатки:

• невозможность дистанционного управления.

Рекомендуется при параллельном соединении тиристоров или диодов.

• Быстродействующий автоматический выключатель на стороне переменного тока.

• Электромагнитная защита при коротком замыкании, срабатывающая при I_авар.=I_{уставки}.

• Тепловая защита, срабатывающая при перегрузке установки (1,1-1,3)I_ном при t_{перегрузки} равному десяткам минут.

Достоинства:

• допускается дистанционное управление и многократное включение (без замены).

Недостатки:

• большое время срабатывания (десятки миллисекунд).

• Короткозамыкатели в сочетании с быстродействующими автоматами.