3.16. Режимы работы сг – ву

В реальных условиях при наличии:

– активного сопротивления обмотки статора;

– индуктивного сопротивления фазы статора;

– индуктивной нагрузки и т.д.

Наблюдается увеличение одновременно проводящих плеч выпрямителя. При этом одновременно коммутация двух или четырех плеч, подключенных к разным фазам, представляет собой двух или трех кратное короткое замыкание.

Различают 3 основных режима работы мостового выпрямителя, которые характеризуются значениями углов коммутации – и задержки.

1 Режим – при угле коммутации 60° эл, когда коммутация начинается в момент равенства .

Т.е. из-за индуктивности фаз реального СГ ток не может мгновенно вырасти в фазе В и мгновенно упасть до нуля в фазе А. При отпирании В3 вентиль В1 будет еще некоторое время проводить ток. Следовательно при одновременной работе В1 и В3 фазы А и В генератора оказываются замкнутыми накоротко. Процесс перехода тока нагрузки из одной фазы генератора в другую называется процессом коммутации, а угол, соответствующий времени, в течение которого этот процесс длится, называется углом коммутации.

Рис. 3.30. Кривая выпрямленного напряжения (1 режим)

Следовательно, в 1 режиме одновременно работают два вентиля и при коммутации – три вентиля.

2 режим – при угле коммутации 60° эл. начало следующей коммутации задерживается на некоторый угол 0÷30° эл. в зависимости от нагрузки, вследствие того, что не кончилась коммутация вентилей в другом плече.

Рис. 3.31. Кривая выпрямленного напряжения (2 режим)

Появление задержки отпирания вентиля объясняется тем, что вентиль очередной фазы не может вступить в работу, пока не кончится процесс коммутации в вентиле противоположного плеча той же фазы.

Во втором режиме постоянно включены 3 вентиля, из которых два одновременно коммутируют.

3 Режим – при прерывистом напряжении, когда возможна одновременная коммутация всех 3х фаз. В этом режиме постоянно включены 3 вентиля и добавляется 4й вентиль.

Рис. 3.32. Кривая выпрямленного напряжения (3 режим)

Здесь максимален и равен30°эл. 60÷ 120 °эл.

Практически в рабочих режимах (т.е. при небольших токах) ВУ работает в 1 режиме, во 2 режиме – при работе с большими токами и в 3 режиме – в момент трогания при , т.е. с приближением к режиму К.З.

Пульсации выпрямленного напряжения составляют при высоких напряжениях 10-15%, а в пусковых режимах 20-30%.

Для того, чтобы внешняя характеристика СГ приняла форму гиперболынеобходимо Iв изменять по определенному закону (см. рис.3.33).

Рисунок 3.33 – Внешняя и регулировочная характеристики СГ

3.17. Аварийные режимы тепловозных выпрямителей (ву) и их защита

В аварийных режимах токи цепи ВУ могут достичь больших величин, и явиться причиной повреждения вентилей, т.к. постоянная времени нагревания вентилей весьма мала.

Наибольшую перегрузку вентили испытывают при коротких замыканиях (кз).

КЗ агрегата СГ–ВУ подразделяются на два вида: внешние и внутренние.

Внешние КЗ – КЗ в цепи выпрямленного тока, возникают при пробое или механическом повреждении изоляции в силовой цепи. Однако наиболее вероятной и частой причиной внешних КЗ является круговой огонь на коллекторе ТЭД.

Внутренние КЗ – КЗ в цепях ВУ, основной причиной которых является сквозной пробой плеча ВУ. При наличии в плече нескольких последовательно включенных вентилей такой вид КЗ является сравнительно редким.

Кроме того, КЗ силовой цепи могут возникать и при замыкании на «землю». Для защиты от такого вида замыканий применяют схему с реле заземления.

Защиту ВУ от внешних КЗ осуществляют 3^мя способами:

1. – размыканием силовой цепи;

2. – коротким замыканием цепи между генератором и ВУ;

3. – отключением возбуждения генератора.

Первые два способа получили распространение на ЭПС. В тепловозной электропередаче защита от внешних КЗ достигается отключением возбуждения генератора при помощи реле максимального тока (РМ) и промежуточного реле.

На тепловозах 2ТЭ116 такого рода защиту осуществляет РМ1, запитанное от ТПТ (трансформатора постоянного тока), реагирующего на увеличение выпрямленного тока ТГ.

Для защиты от внутренних КЗ используют:

1. – быстродействующие плавкие предохранители (но они не изготавливаются серийно, а их количество при большом числе параллельных ветвей ВУ велико, поэтому широкого применения они не нашли);

Рис. 3.34. Схема защиты с ТПТ и реле между нулевыми точками звезд СГ

2. – устройство защиты с помощью реле РМ2 (2ТЭ116), включенного между нулевыми точками фаз ТГ (см. рис. 3.34.). После включения РМ2 блокируются защелкой, а его размыкающие контакторы отключают контакторы КВ и ВВ → сброс нагрузки.

Т.о. требования к системе защиты:

1. Быстродействие. Цепь КЗ должна отключаться с возможно большей быстротой для уменьшения разрушений электрооборудования.

2. Чувствительность должна быть такой, чтобы защита могла сработать при КЗ в минимальных режимах системы (при работе на низших позициях КМ).

3. Надежность – безотказно работать в пределах установленной зоны при К.З. Надежность обеспечивается простотой конструкции, уменьшением количества элементов, качеством материалов, уходом и т.д.

4. Селективность или избирательность защиты обеспечивается способностью отключать при КЗ только поврежденный участок. Кроме того, устройства защиты должны иметь небольшие габариты, быть устойчивым к вибрациям, тряскам и быть простым в ремонте.