3.1.4. Расчет необходимой индуктивности уравнительного реактора

Величина требуемой индуктивности уравнительного реактора при использовании согласованного управления группами вентилей:

, (23)

где - действующее значение фазного напряжения на вторичной обмотки силового трансформатора;

- действующее значение статического уравнительного тока А (обычно не более 0.1 );

- коэффициент, определяемый видом преобразователя и углом регулирования и характеризующий отношение действующего значения уравнительной э.д.с. к амплитудному значению вторичной э.д.с. (для трехфазной мостовой схемы = 0.19)

Так как в работе преобразователя участвуют одновременно два уравнительных реактора, то индуктивность каждого равна половине расчетной.

3.2 Расчет и выбор аппаратов и элементов защиты выпрямителя

При эксплуатации вентильных преобразователей вследствие внешних (на стороне постоянного тока) и внутренних коротких замыканий могут возникать различные аварийные режимы, опасные для тиристоров, при которых через вентили протекают токи, недопустимые по значению к длительности.

Внешние короткие замыкания на стороне постоянного тока преобра-зователя вызываются электрическим пробоем или механическим повреждением изоляции, попаданием токопроводящих предметов на находящиеся под напряжением части электрооборудования.

Внешние короткие замыкания на стороне переменного тока не-посред-ственной опасности для вентилей и нагрузки (двигатель или обмотка возбуждения) не представляют, но протекающие при этом аварийные токи могут быть недопустимы для трансформатора или анодных реакторов (при бестрансформаторном питании преобразователя).

К внутренним коротким замыканиям относятся короткие замыкания в силовой схеме преобразователя. Они вызываются чаще всего потерей тиристорами закрывающих свойств и закорачивание полупроводниковой структуры (пробой тиристора). Пробой тиристора может наступить вследствие высокой скорости нарастания тока через тиристор, а также в результате воздействия значительных перенапряжений.

3.2.1 Расчет и выбор автоматических выключателей

В качестве аппарата, защищающего оборудование электроустановки в аварийных режимах, используются автоматические воздушные выключатели, срабатывающие при повышении в них тока до значения установки.

Автомат, установленный в цепи переменного тока преобразователя, отключается как при внешних, так и внутренних повреждениях. Автомат цепи постоянного тока отключается только при коротких замыканиях в нагрузке.

В тиристорных преобразователях малой и средней мощности (на выпрямленный ток до 1000 А) при напряжениях 230 и 460 В для защиты при внешних коротких замыканиях, опрокидываний инвертора и перегрузок по току применяются воздушные автоматические выключатели серии А3700, имеющие собственное время срабатывания 12–14 мс. Их устанавливают как со стороны постоянного, так и переменного тока.

Автоматические выключатели переменного тока устанавливаются в преобразователях, питающихся от сети 380 В, на первичной стороне трансформатора или до токоограничивающих реакторов в бестрансформаторных схемах.

Автоматические выключатели постоянного тока включаются на выходе преобразователя. Срабатывание такого выключателя обеспечивает отключение нагрузки при недопустимых перегрузках и опрокидываниях инвертора, но не защищает преобразователь от аварийных режимов, возникающих при пробое вентилей, и от КЗ токоведущих частей внутри выпрямителя.

Автоматические выключатели выбираются следующим образом:

- номинальный ток автомата должен быть не меньше действующего значения тока защищаемой цепи, который определяется по номинальному току двигателя с учетом возможных эксплуатационных перегрузок;

- номинальное напряжение не меньше напряжения сети;

- ток срабатывания электромагнитного расцепителя не должен превышать ток вентиля с учетом кратковременной перегрузки.

Выбор автоматического выключателя осуществляется по рабочему току, а именно: вначале выбирают номинальный ток максимальных расцепителей, а затем номинальный ток автомата. Номинальный ток выбирают по расчетным рабочим токам, исходя из условия:

, (24)

где - номинальный ток расцепителей автомата, А;

- расчетный рабочий ток, А.

Во избежание ложных срабатываний автоматов мгновенного действия в момент пуска двигателя пусковой ток электродвигателя должен быть немного меньше тока установки расцепителей автомата:

, (25)

где - ток уставки автомата, т. е. ток срабатывания автомата в зоне короткого замыкания, А;

- коэффициент запаса (К_зап = 1.8 - 2.0);

- кратность пускового тока ( = 2-2.5);

- номинальный ток двигателя, А.

По расчетным значениям номинального тока максимальных расцепителей и номинального тока автомата выбирают тип автоматического выключателя. Выбранные автоматические выключатели должны соответствовать следующим требованиям:

для автоматического выключателя переменного тока

;

;

для автоматического выключателя постоянного тока

;

.