- •Системы защиты
- •1 Системы защиты от аварийных токов
- •2 Требования к защите и защитные аппараты, применяемые в тиристорных преобразователях
- •Надежность, помехоустойчивость, простота настройки и обслуживания.
- •3 Системы защиты тиристорных преобразователей от аварийных токов
- •4 Система защиты от перенапряжений
- •Средства защиты от перенапряжений.
Надежность, помехоустойчивость, простота настройки и обслуживания.
В тиристорных преобразователях малой и средней мощности (на токи 50—1000 А при напряжениях 230 и 460 В) для защиты от внешних к. з. и опрокидывании инвертора применяют, как правило, установочные автоматические выключатели серии А3700, имеющие собственное время срабатывания 12—14 мс, т.е. не обладающие необходимым быстродействием. Выключатели устанавливают со стороны постоянного тока преобразователя, а также со стороны переменного тока в случае питания преобразователя от сети с напряжением до 380 В для защиты трансформаторов или анодных токоограничивающих реакторов, а в преобразователях с одним тиристором в плече трехфазной мостовой схемы — и для защиты при внутренних к. з. (пробоях тиристоров).
В тиристорных преобразователях на токи 800 и 1000 А со стороны переменного и постоянного тока устанавливают по два автоматических выключателя серии А3700 параллельно.
В преобразователях с током 1000 А и напряжением 460 В на стороне выпрямленного тока применяют также выключатель ВАТ-46 на ток 1250 А, напряжение 460 В с собственным временем срабатывания 0,003—0,004 с.
В преобразователях большой мощности (на токи 1600—12500 А при напряжениях 460—1050 В) применяют быстродействующие автоматические выключатели серии ВАТ-42 с временем до начала токоограничения при отключении 0,005 с.
В случае питания тиристорного преобразователя от сети 6 или 10 кВ защита трансформаторов осуществляется масляным выключателем высокого напряжения, не входящим в состав преобразователя и получающим сигнал на отключение от его вводного устройства высокого напряжения или от трансформаторов тока или от максимальных реле, установленных в К.РУ 6— 10 кВ.
В тиристорных преобразователях, имеющих несколько параллельно включенных тиристоров в плече трехфазной мостовой схемы, для защиты от внутренних к. з. применяют быстродействующие предохранители серий ПП57 и ПП57М.
3 Системы защиты тиристорных преобразователей от аварийных токов
Системы защиты тиристорных преобразователей строятся в зависимости от мощности преобразователя, его назначения (для питания обмотки возбуждения или якорных цепей) и силовой схемы (реверсивный или нереверсивный).
В качестве примера системы защиты тиристорных преобразователей мощностью до 1000 кВт на рис. 1-131 показана система защиты преобразователей модернизированной серии AT, АТР, АТВ ЗПО «Преобразователь».
Преобразователи АТВ предназначены для питания обмоток возбуждения LM, преобразователи AT и АТР—для питания якорных цепей двигателей постоянного тока М. В данную систему защиты входят:
а) быстродействующее устройство защиты по управляющему электроду (АК) с датчиками UA на основе магнитоуправляемых контактов (герконов), сдвигающее управляющие импульсы к границе инверторного режима при внешних и внутренних к. з., появлении аварийных токов в уравнительном контуре или открывании группы на группу и при опрокидывании инвертора;
б) автоматические выключатели постоянного тока QF2 (только в преобразователях AT, АТР для питания якорной цепи), обеспечивающие селективное отключение преобразователей при внешних к. з. и опрокидываниях инвертора в сочетании со сдвигом управляющих импульсов;
в) плавкие предохранители FU для защиты при внутренних к. з. в сочетании со сдвигом и последующим возвратом управляющих импульсов;
г) автоматические выключатели переменного тока QF1 (при напряжении питающей сети 380 В) для защиты трансформаторов Т или анодных токоограничивающих реакторов LR.
Селективность токовых защит обеспечивается благодаря наличию нескольких параллельных ветвей (три и более) в плече мостовой схемы при токах преобразователей 200 А и более и реакторов LR в цепи выпрямленного тока.
При открывании группы на группу управляющие импульсы сдвигаются к границе инверторного режима и отключается автоматический выключатель постоянного тока QF2, предупреждая опрокидывание инвертора.
Следует отметить, что в тиристорных преобразователях ведущих зарубежных фирм (ВВС, АЭГ, «Сименс», АСЭА и др.) при мощности до 1000 кВт и одном-двух параллельных тиристорах в плече мостовой схемы для защиты от аварийных токов используют только плавкие предохранители
Рис. 1-133. Система защиты реверсивного
тиристорного преобразователя мощностью
свыше 1000 кВт, выпускаемого ХЭМЗ.
(в том числе и для защиты реверсивных преобразователей при опрокидывании инвертора), а автоматические выключатели на стороне постоянного тока не устанавливают совсем или устанавливают небыстродействующие. Такое построение систем защиты возможно благодаря применению плавких предохранителей с интегралами отключения, меньшими интеграла предельной нагрузки защищаемых тиристоров, т. е. предохранителей, обеспечивающих защиту одного-двух тиристоров в плече мостовой схемы.
В некоторых реверсивных преобразователях зарубежных фирм применяют встречно-параллельное соединение не мостовых схем, а тиристоров и используют один предохранитель на два встречно соединенных тиристора (рис. 1-132). Благодаря этому в 2 раза сокращается необходимое количество предохранителей.
В качестве примера системы защиты тиристорных преобразователей мощностью свыше lOOO кВт на рис. 1-133 показана система защиты реверсивного тиристорного преобразователя, выпускаемого ХЭМЗ. Этот преобразователь имеет 12-пульсную схему и встречно-параллельное соединение вентильных групп при раздельном управлении группами.
Преобразователь имеет следующие виды защит:
а) быстродействующую по управляющему электроду (АК), которая снимает управляющие импульсы с тиристоров при внешних к. з., опрокидываниях инвертора, открывании тиристоров в нерабочей группе;
б) автоматическими выключателями постоянного тока QF1—QF4 при этих же видах аварий (совместно с защитой п. «а»);
в) плавкими предохранителями FU при внутренних к. з.
Как и в тиристорных преобразователях мощностью до 1000 кВт, селективность токовых защит обеспечивается большим числом параллельных ветвей в плече мостовой схемы и реактором LR в цепи выпрямленного тока.
В зарубежных тиристорных преобразователях мощностью свыше 1000—1500 кВт в систему токовой защиты входят плавкие предохранители для защиты при внутренних к. з. и автоматические выключатели для защиты при внешних к. з. и опрокидываниях инвертора.