6. Расчет токов короткого замыкания
Полное сопротивление короткого замыкания трансформатора
(6.1)
где Uк% - из данных трансформатора (5,5%)
U2л=591,7,В - линейное напряжение
Sн=420 кВт – номинальная мощность трансформатора
Подставим данные в формулу (6.1)
,
Ом
Активное сопротивление трансформатора
(6.2)
где Ркз=7700 Вт – мощность короткого замыкания трансформатора;
Подставим данные в формулу (6.2)
,
Ом
Реактивное сопротивление трансформатора
(6.3)
Подставим формулы (6.1) и (6.2) в формулу (6.3)
,Ом
Реактивное сопротивление всей системы
(6.4)
где Xcc,Xтр – данные из начального условия
Подставим данные в формулу (6.1)
,
Ом
Активное сопротивление схемы
(6.5)
где Rcc,Rтр – исходные данные
Подставим данные в формулу (6.5)
,оМ
Амплитуда периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания
,А
Тепловой эквивалент для поврежденной ветви (при условии если тиристор пробит).
(6.6)
где
- величина которого находится из
справочных данных.
Подставим данные в формулу (6.6)
Для того, чтобы предохранитель поврежденной ветви работал, необходимо выполнить условие. Для нашего варианта это условие выполняется
Тепловой эквивалент неповрежденной ветви
(6.7)
где
- величина которого находится из
справочных данных.
Подставим данные в формулу (6.7)
Чтобы предохранители неповрежденной ветви не сработали необходимо выполнить условие
где S– коэффициент неравномерности распределения тока между параллельно включенными вентилямиS=1
Ударный ток поврежденной ветви
(6.8)
где iуд1=1,57 – величина находится из справочных данных тиристора.
Подставим данные в формулу (6.8)
Ударный ток в неповрежденной ветви
(6.9)
где iуд2=1,3 – величина находится из справочных данных тиристора.
Подставим данные в формулу (6.9)
Ударный ток в неповрежденной ветви одного вентиля
Для того чтобы вентили не вышли из строя, необходимо, чтобы выполнялось условие
Ударный ток Iуд взят из справочных данных для тиристора Т-250. Таким образом, включение токоограничивающих реакторов в нашем случае не требуется.
7. Защита предохранителями
Для защиты полупроводниковых преобразователей от токов короткого замыкания широко применяются плавкие быстродействующие предохранители.
Предохранители характеризуются номинальным напряжением, номинальным током, предельно отключаемым током и тепловым эквивалентом плавления плавкой вставки и полным тепловым эквивалентом отключения предохранителя.
Предохранитель выбирается для напряжения, не меньше номинального той установки, в которой он будет эксплуатироваться.
Выбираем импортный предохранитель типа SRF11-500,Uн=1100,ВIн=500,А.
Определяем полный тепловой эквивалент отключения по формуле. При длительности перегрузки 10 мс.
(6.1)
где
=3000
Подставим данные в формулу (6.1)
Условием надежной защиты полупроводниковых вентилей является условие
где
-
тепловой эквивалент вентиля (
)
Однако сопоставление допустимого теплового эквивалента отключения предохранителей при условии соответствия номинального тока предохранителя не обеспечивают надежной защиты вентиля, если не приняты специальные меры по повышению надежной защиты. Такими могут быть либо недогрузка вентилей по току, что позволяет использовать предохранители на меньший номинальный ток, либо увеличение числа параллельно включенных вентилей.
Условие селективной защиты было выполнено в шестой части работы.
Минимальное число параллельно включенных вентилей, при котором будет обеспечена надежная защита при повреждении одного вентиля.
Так как в результате расчета мы получили приблизительно 1 предохранитель в плече, то это подтверждает, что мы правильно выбрали предохранитель.
Плавкие быстродействующие предохранители являются самыми простыми защитными аппаратами. Полное время отключения тока короткого замыкания составляет единицы миллисекунд.
Автоматические выключатели в данной работе не использованы по следующим причинам: уступают по быстродействию предохранителям; полное время отключения тока короткого замыкания составляет 20-40 мс; создают опасные перенапряжения при резком прерывании аварийного тока.
Защита данной схемы от перенапряжения не требуется по причинам перечисленным выше (так как скорость нарастания тока лежит в допустимых пределах).
Список литературы
1. Глух Е.М., Зеленев В.Е. Защита полупроводниковых преобразователей. – М.: Энергия, 1970. – 146с.
2. Полупроводники в преобразовательной технике /Под редакцией С. Кошера и М. Кубата, перевод с чешского. М.- Л.: Энергия, 1965.
3. Полупроводниковые выпрямители /Е.И.Беркович, А.И.Боровой, В.М. Венделанд и др. – М.: Энегрия, 1957 –467с.
4. Силовые кремниевые вентили /диоды, тиристоры, семисторы/-М.: Информиздатэлектро, 1970.-51с.
5. Ситник Н. Х. Силовая полупроводниковая техника М.: Энергия 1963-313 с.
6. Справочник по преобразовательной технике /И. М. Чиженко, П. Д. Андриенко, А. А. Баран и др. – Киев: Техника, 1978-438с
7. Тиристоры /технический справочник/. Перевод с английского по ред. Б. А. Лабунова, С. Г. Обухова, А. Ф Свиридова. – М.: Энергия, 1972-550с.
8. Чебовский О. Г., Моисеев Л. Г., Сахаров Ю. В. Силовые полупроводниковые приборы /справочник/.-М.: Энергия, 1975.-507с.
Дополнительная литература
1. Глазенко Т. А., Гончаренко Р. Б. Полупроводниковые преобразователи частоты в электроприводах. – М.: Энергия, 1969-184 с.
2. Забродин Ю. С. Промышленная электроника. – М.: Высшая школа, 1982.-496 с.
3. Лабунцов В.А, Ривкин Г. А, Шевченко Г. И. Автономные тиристорные инверторы – М.: Энергия, 1867.-159 с.
4. Руденко В. С., Сенько В. И., Трифонюк В. Б. Основы промышленной электроники. – К.: Высшая школа, 1985.-400 с.
5. Руденко В. С., Сенько В. И., Чиженко И. М. Основы преобразовательной техники. – М.: Высшая школа, 1980.-424 с.
Описание трехфазной мостовой схемы
Схема выполнена в программе ElectronicsWorkbench. В качестве трехфазного трансформатора были взяты три однофазных Т1,Т2 и Т3. Первичные и вторичные обмотки трансформаторов соединены по схеме звезда. В качестве источников питания взяты три источника переменного напряжения с частотой 50 Гц. Каждый источник питает отдельную фазу трансформатора.
В каждом плече выпрямителя находится по одному тиристору марки Т-250. Всего в схеме находится 6 тиристоров (В1,В2,В3,В4,В5,В6). В схеме показано, что два тиристора (В5 и В6) можно открывать, подавая на управляющий электрод импульс. В данной схеме использованы два абсолютно аналогичных выключателя Р. При их замыкании получают питание тиристоры В5 и В6 и открываются. При этом течет ток в плече тиристора В5 и В6. Вольтметр показывает падение напряжения на нагрузке (R-Lнагрузка). При размыкании переключателя Р, вольтметр показывает практически ноль.
Схема изображена на отдельном листе Page1.
Содержание
Введение
Описание трехфазной мостовой схемы
Расчет основных параметров
тиристорного выпрямителя
Выбор допустимых нагрузок вентилей
по току
3. Ограничение скорости нарастания
прямого тока и напряжения
Выбор параметров цепи управления
Тиристоров
5. Защита тиристорного выпрямителя
от аварийных токов
6. Расчет токов короткого замыкания
7. Защита предохранителями
Список литературы
Дополнения