6.0.0. Аварийные режимы работы тп и защита тп от коротких замыканий, перегрузок и перенапряжений.
При эксплуатации ТП могут возникать по различным причинам аварийные режимы работы. В основном эти причины обусловлены выходом из строя элементов непосредственно в преобразователе и авариями в цепях нагрузки.
В первом случае характерными авариями (такие аварии называются внутренними) являются пробой тиристоров, исчезновение управляющих импульсов или нарушение программы их формирования, различного рода повреждения внутреннего монтажа преобразователя и т.д.
Типовыми авариями в цепях нагрузки (внешние аварии) являются короткие замыкания и обрывы цепей. При внешних авариях причина возникновения аварийного процесса не зависит от состояния полупроводниковых приборов и находится вне силовой части преобразователя. К ним относятся короткие замыкания на шинах переменного и выпрямленного тока, недопустимая перегрузка или короткое замыкание у потребителя, опрокидывание инвертора. Внешние аварии могут вызвать выход из строя одного или всех вентилей и развитие внутренней аварии.
6.10 Средства и способы защиты от коротких замыканий и перегрузок.
6.1.1. Защита запиранием тиристоров.
Выполняется несколькими способами:
а) быстродействующая токовая отсечка - при достижении током порогового значения (тока отсечки) СИФУ увеличивает угол управления (a),предотвращая тем самым дальнейшее увеличение тока;
б) прекращение подачи включающих импульсов на управляющие электроды;
в) прекращение подачи включающих импульсов с принудительным гашением тиристоров.
Наиболее эффективным видом защиты из перечисленных способов является третий вид, в котором используется принудительное выключение тиристоров. Такая защита состоит из трех функциональных узлов: датчика тока, элемента сравнения и преобразования сигнала и исполнительного органа защиты. Функциональная схема защиты приведена на рис.89.
Рис. 89
В основу работы защиты положен способ выключения рабочих тиристоров VR с помощью коммутирующего конденсатора CK. Этот конденсатор предварительно заряжается до напряжения UK от зарядного устройства ЗУ. Конденсатор CK подключен к анодам защищаемых рабочих тиристоров VR и к общему катоду через коммутирующий тиристор VK. При подаче включающего импульса на управляющий электрод VK последний включается и конденсатор CK оказывается подключенным параллельно рабочему тиристору VR .Быстро нарастающий разрядный ток конденсатора направлен навстречу току нагрузки IH и переводит тиристоры VR в закрытое состояние. Одновременно включается вспомогательный тиристор VBСP., закорачивающий цепи управляющих электродов защищаемых тиристоров, и тем самым снимающий управляющие импульсы, поступающие из СИФУ. Командный импульс на срабатывание защиты UO поступает на управляющие электроды тиристоров VK и VBСP. от элемента сравнения э.ср. Последний сравнивает величину напряжения UT , поступающего с датчика тока ДТ, с напряжением уставки U3.T., и при превышении током заданного значения вырабатывает сигнал на отключение.
Главным достоинством этой защиты является ее высокое быстродействие. После включения тиристора VK рабочие тиристоры выключаются за время 20¸30 микросекунд. Полное время действия защиты несколько больше из-за запаздывания, вносимого датчиком тока и элементом сравнения, но, тем не менее, за время 100¸200 микросекунд токи короткого замыкания не успевают вырасти до больших значений.
Недостатком защиты с принудительным гашением, ограничивающим ее применение, является ее сложность. Поэтому используются другие виды защиты, а часто и несколько сразу.