24. Аварийные режимы работы тп и защита тп от коротких замыканий, перегрузок и перенапряжений.

Аварийные режимы обусловлены выходом из строя элементов непосредственно в преобразователе (внутренние) и авариями в цепях нагрузки (внешние).

Защита запиранием тиристоров.

1) быстродействующая токовая отсечка - при достижении током порогового зн-ия (тока отсечки) СИФУ увеличивает угол управления (a), предотвращая дальнейшее ув-е тока;

2) прекращение подачи включающих импульсов на управляющие электроды;

3) прекращение подачи включающих импульсов с принудительным гашением тиристоров.

3) - наиболее эффективный. Защита состоит из трех функциональных узлов: датчика тока, элемента сравнения и преобразования сигнала и исполнительного органа защиты. Функциональная схема рис.89.

Выключение рабочих тиристоров V_R с помощью коммутирующего конденсатора C_K: конденсатор заряжается до напряжения U_K от зарядного устройства ЗУ. Конденсатор C_K подключен к анодам защищаемых рабочих тиристоров V_R и к общему катоду через коммутирующий тиристор V_K.

При подаче включающего импульса на управляющий электрод V_K → включается и конденсатор C_K подключен параллельно рабочему тиристору V_R. Разрядный ток конденсатора направлен встречно току нагрузки I_H и закрывает тиристоры V_R.

Одновременно включается вспомогательный тиристор V_BСP., закорачивающий цепи управляющих электродов защищаемых тиристоров (снимает управляющие импульсы СИФУ). Командный импульс на срабатывание защиты U_O поступает на управляющие электроды тиристоров V_K и V_BСP. от элемента сравнения э.ср. (сравнивает U_T (с датчика тока ДТ), с напряжением уставки U_3.T.) и при превышении током заданного значения вырабатывает сигнал на отключение.

Достоинство: высокое быстродействие (токи КЗ не вырастают до больших значений).

Недостаток: сложность.

Защита посредством автоматических выключателей (автоматов).

При питании ТП от трансформаторов мощностью 750-1000кВА токи КЗ могут достигать 20-30кА. Защитить тиристоры от к.з. авт.выключателями обычного исполнения без применения дополнительных мер невозможно (быстродействие недостаточно).

Для огран-ия токов к.з. на вход ТП со стороны ~I вкл-ся токоограничивающие реакторы. Они одновременно огран-ют и скорость нарастания тока тиристоров (di/dt ) при их вкл-ии, а при питании от 1 общего трансф-ра нескольких преобразователей ум-ют их взаимное влияние из-за искажения формы синусоиды пит. напр-я (коммутационные провалы). Т.к. реакторы не должны ум-ть свою индук-ть при токах к.з., они выпол-ся воздушными без стального сердечника. Для обеспечения чувствитель-ти и надеж-и действия защиты - АВ спец. исполнения с пониженной кратностью тока срабатывания макс-го расцепителя.

Если в цепи выпрямленного тока вероятны частые КЗ, то применить авт. выкл-и =I. Защита на стороне выпрямленного тока должна обязательно устанав-ся в случае использ-ния рекуперативного торможения, т.е. инверторного режима работы ТП.

Недостаток АВ: перенапряжения при отключении аварийных токов (одновременно с отключением АВ снимаются управ-ие импульсы с тиристоров).

Защита плавкими предохранителями(ПП).

Обычные плавкие предохранители, как и обычные автоматы, не могут обеспечить защиту тиристоров от действия токов к.з. так как срабатывают недостаточно быстро. Перегрузочная способность тиристора или неуправляемого вентиля (величина, пропорциональную кол-ву тепла, выделяемого при прохождении эл.тока за опред. время) ≤ (допустимое для вентиля значение - тепловой эквивалент)

t

ò i²dt £ ( i²t ) _доп где t - время действия аварийного тока до его исчезновения;

0

Время плавления и отключения ПП были < вр., в течение которого разрушается тиристор (полный интервал ПП был меньше теплового эквивалента тиристора):

t₂

к_З ( ò i² dt )пред. £ ( i²t )доп.тир.

о

где t₂ - полное время отключения ПП от начала короткого замыкания до гашения дуги; к_З=1,2¸1,5 - коэффициент запаса;

Быстродействующие ПП по быстро-ию превосходят АВ.

Широко ПП исп-ся в мощных преобразователях с большим числом // вентилей для защиты от внутр. повреждений. При пробое одного из //-но включенных тиристоров сгорает соединенный послед-но с ним предохранитель, а установка остается в работе.

Здесь вып-ется селективность: откл-ние производится в той цепи, где возникла авария, а др. уч. силовой цепи остаются в работе (при норм. Функционировании).

На практике, применяется комбинир-я защита с исп-нием неск. видов защ. средств.