- •Содержание
- •Раздел 1. Основные определения и классификация электрических аппаратов………………………………5
- •Раздел 2. Коммутационная и защитная аппаратура высокого напряжения…………………………………………...…...17
- •2.1 Общие сведения…………………………………………………....……17
- •Раздел 3. Измерительные трансформаторы тока и напряжения…………………………………………….…27
- •Раздел 4. Аппараты управления и распределительных устройств низкого напряжения……………………………………..………42
- •Раздел 5. Аппараты автоматики……………………………..……58
- •Раздел 1. Основные определения и классификация электрических аппаратов Лекция 1
- •1.1 Общие сведения
- •1.2 Основные виды электрических аппаратов
- •1.3 Назначение и классификация электрических аппаратов высокого напряжения (авн)
- •1.3.1. Коммутационные аппараты
- •1.3.2. Измерительные аппараты
- •1.3.3. Ограничивающие аппараты
- •1.3.4. Компенсирующие аппараты
- •1.3.5. Распределительные устройства
- •1.5 Назначение и классификация электрических аппаратов автоматики
- •1.6 Основные физические явления и процессы в электрических аппаратах
- •Раздел 2. Коммутационная и защитная аппаратура высокого напряжения Лекция 5
- •2.1 Общие сведения
- •2.2 Нормирование параметров восстанавливающегося напряжения
- •2.3 Выключатели переменного тока
- •2.4 Разъединители
- •2.5 Предохранители
- •2.6 Разрядники
- •2.7 Ограничители перенапряжений
- •2.8 Выбор разрядников и ограничителей напряжения Трубчатые разрядники
- •Раздел 3. Измерительные трансформаторы
- •3.2 Выбор тт
- •3.3 Назначение и основные параметры трансформаторов напряжения (тн)
- •Основные обозначения
- •3.4 Основные схемы включения тн
- •3.5 Выбор тн
- •3.6 Типовое обозначение тн
- •Раздел 4. Аппараты управления и распределительных устройств низкого напряжения
- •4.1 Термины и определения
- •4.2 Электромагниты управления и электроуправляемые муфты
- •4.3 Электромагниты постоянного тока
- •4.4 Электромагниты переменного тока
- •4.5 Электромагниты с питанием от источников постоянного и переменного токов
- •4.6 Электроуправляемые муфты
- •4.7 Контакторы и пускатели
- •4.8 Примерный порядок расчета контактора и пускателя
- •4.9 Пускатели переменного тока
- •4.10 Автоматические выключатели
- •4.11 Плавкие предохранители
- •4.12 Силовые полупроводниковые аппараты управления
- •4.12.1 Тиристорные прерыватели переменного тока
- •4.12.2 Силовые полупроводниковые прерыватели постоянного тока
- •4.13 Гибридные аппараты
- •Раздел 5. Аппараты автоматики
- •5.1 Реле тока, напряжения и мощности
- •5.2 Промежуточные реле
- •5.3 Герметизированные магнитоуправляемые контакты (герконы)
- •5.4 Электронные и комбинированные реле автоматики и защиты
- •5.5 Датчики
- •5.5.1 Общие сведения
- •5.5.2 Пассивные датчики
- •5.5.3 Активные датчики
4.12.1 Тиристорные прерыватели переменного тока
Тиристорные прерыватели с естественной коммутацией. Большинство типов тиристорных прерывателей переменного тока выполняются на основе схемы двух встречновключенных тиристоров VS1 и VS2 (рис.4.1, а). Управление тиристорами осуществляется от системы управления СУ, имеющей, как правило, связи с внешним управлением (Упр), задающим режим работы прерывателя, и устройствами отображения информации (Инф) о его функционировании.
Принцип действия прерывателя основан на периодическом включении тиристоров VS1 и VS2 в моменты поступления на них импульсов управления. Моменты формирования импульсов управления синхронизированы с фазой переменного напряжения цепи, в которой установлены прерыватели. Выключение тиристоров обусловливается их естественной коммутацией в моменты, соответствующие уменьшению прямого тока тиристора до нуля под воздействием переменного напряжения силовой цепи.
Рис. 4.1.Тиристорный прерыватель с естественной коммутацией
а - схема; б - диаграмма напряжения и тока
При работе в режиме контактора каждый из тиристоров проводит ток нагрузки в течение половины периода Т/2, соответствующего частоте питающей сети. При этом для обеспечения устойчивой работы контактора с нагрузкой, имеющей соsφ=1, длительность импульса управления должна быть не менее /ω, где — угол сдвига между напряжением и током нагрузки, ω — частота переменного напряжения. Выключение контактора происходит при снятии (блокировке) импульсов управления тиристорами. В силу естественной коммутации тиристоров гарантированное время выключения контактора не может быть меньше Т/2.
В режиме работы регулятора напряжения (тока) импульсы управления поступают на тиристоры со сдвигом относительно фазы переменного напряжения на угол управления α (рис. 4.1, б). В результате с ростом угла управления α действующее и среднее значения напряжения (тока) уменьшаются. Функциональные возможности регулятора и закон регулирования определяются СУ регулятора, в которую вводятся сигналы необходимой информации от внешних датчиков.
Тиристорные прерыватели с принудительной коммутацией. Тиристорные прерыватели переменного тока с принудительной (искусственной) коммутацией преимущественно используются в качестве быстродействующих контакторов переменного тока. Топология схем соединения основных тиристоров при этом сохраняется такой же, как и схем с естественной коммутацией, но при этом дополнительно в силовую схему вводятся устройства, обеспечивающие принудительное в любой заданный СУ момент времени выключение основных тиристоров. Наибольшее распространение в качестве таких устройств получили LC-контуры, подключаемые к основным тиристорам посредством вспомогательных тиристоров, не участвующих в проводимости тока нагрузки при включенном состоянии контактора. Вариант типовой схемы такого тиристорного прерывателя, работающего в режиме контактора, представлен на рис. 4.2, а. Когда контактор включен, ток нагрузки протекает в один полупериод через тиристор VS1 и диод VD1, а в другой — через тиристор VS2 и диод VD2. Коммутирующий конденсатор Ск заряжен от маломощного зарядного устройства ЗУ до напряжения UCKm (рис. 4.2, б) с полярностью, указанной на рис. 4.2, а, и отделен от основных тиристоров и диодов выключенным тиристором VS3.
Рис. 4.2. Тиристорный прерыватель с принудительной коммутацией
а - схема; б - диаграмма напряжения и тока на интервале коммутации
Импульсы управления тиристорами формируются СУ, так же как и в контакторах с естественной коммутацией. Выключение контактора происходит по внешней команде, вызывающей формирование СУ импульса управления тиристором VS3 и его включение.
Наличие в контуре реактора обусловливает колебательный характер разрядного процесса. Если нагрузка активно-индуктивная, то значительная часть энергии, запасенная в индуктивности нагрузки , переходит в конденсатор Ск, вызывая перенапряжение на нем обратной (исходному состоянию) полярности. Значение перенапряжения на конденсаторе Ск можно снизить введением в схему энергопоглотительного сопротивления (рис.4.2, а) или исключить полностью посредством компенсации индуктивной составляющей конденсатором Сн.
В течение времени - тиристоры и контакторы восстанавливают свою запирающую способность. Для гарантированного выключения основных тиристоров длительность интервала - должна превышать паспортное значение времени выключения тиристоров tq при максимальном допустимом характеристиками контактора токе коммутируемой нагрузки. Для рассматриваемой схемы рекомендуется выбирать следующие параметры колебательного контура:
;
,
где - коэффициент запаса, значение которого принимается обычно равным 2 3; , —максимальные значения напряжения на конденсаторе Ск и отключаемого тока.
Лекция 17