, (2.7)

Для таблеточных тиристоров угол восстановления запирающих свойств при =250 мкс составит 6,6 .Находиться при

,

Из расчетов можно сделать вывод: необходима специальная питающая сеть, с понижающим трансформатором с напряжением на вторичной обмотке близким к 660 В, необходим понижающий трансформатор для питающей сети.

Схема подключения выпрямителя к питающей сети показана на рис.2.1

, (2.1)

, (2.2)

(2.3)

, (2.4)

, (2.5)

, (2.6)

Где , - номинальное выпрямленное напряжение ТП, В,

- напряжение холостого хода ТП, В;

- активное падение напряжения в ТП, В;

- падение напряжения в вентилях, В.

Ориентировочно

^-3 = 2.4 B,

^-3 = 1.34 B,

,

.

Согласно ГОСТ принимаются = 860 В, = 660 В.

При колебаниях питающей сети

, ,

, ,

Диапазон угла регулирования при колебании напряжения сети TV1 понижающий трансформатор; Lp – реактор; VS11-16, VS21-26 – реверсивный преобразователь.

2.2 Выбор трансформаторов

При расчете мощности и выборе трансформатора исходными являются следующие основные величины:

а) номинальное выпрямленное напряжение и ток преобразователя;

б) напряжение питающей сети;

в) допустимые колебания напряжения сети;

г) число фаз первичной и вторичной обмоток трансформатора;

д) частота сети.

Заданными также являются схема выпрямления и схема преобразователя. Расчет начинаем с определения требуемого вторичного напряжения трансформатора.

Где ^к_ex – коэффициент, зависящий от схемы выпрямления

Схема выпрямления	Коэффициенты
	kex	ab	b	CT	d	Kn.тр
Трехфазная нулевая	1.17	1	0.007	0.0148	0.0085	1.345
Трехфазная мостовая	2.34	2	0.0025	0.0052	0.0043	1.045

Тогда

,

Расчетная мощность трансформатора вычисляем по формуле

(2.9)

Где - коэффициент повышения распечатной мощности трансформатора;

- напряжение холостого хода трансформатора, В.

кВА.

Где – коэффициент зависящий от схемы выпрямления.

Согласно ТУ 717.052-79 выбирается трансформатор по справочнику [13]

Коэффициент трансформации

,

.

Величина	Значение
Тип	ТСЗП 1000/10
S,номинальная мощность кВ	1006
Uπ1, линейное напряжение первичной обмотки кВ	6:10
U2ф, фазное напряжение, В	329
I2ф, фазный ток вентиля, А	1020
екз, напряжение короткого замыкания, %	5.2
Iхх, ток холостого хода	3.2
Масса, кг	5500

Так как расчетное значение U_2π от выбранного, необходимо уточнение α_H с учетом всех реактансов.

2.3 Расчет параметром реактора

Ток, протекающий через реактор

A

Мощность одной фазы трех фаз соответственно

(2.11)

P = 3*P_ф (2,12)

P_ф = 1020*670 = 683.4 кВт

Р = 2050.2 кВт

По каталогу выбираем реактор ТРОС-160 УХЛ4, номинальный ток 1000А, индуктивность 0,5мГн

2.4 Эскизный выбор вентиля

СПП выбирается по классификационному току, определенному в информационных материалах при условии приведения фактического тока нагрузки тиристора к классификационным условиям, то есть

(2.13)

Где - максимально допустимое среднее значение тока тиристора, А;

- расчетное значение фактического тока тиристора, А.

Расчет при неизменной токовой нагрузке

При f≤500 Гц и при синусоидальной или трапецеидальной форме тока расчетный (приведенный) ток тиристора

,

Где - амплитуда тока вентиля, А;

m - число параллельных СПП в эквивалентном вентиле;

- коэффициент равномерности деления тока по параллельным СПП;

K_B – коэффициент, зависящий от угла проводимости Р и формы импульсов тока СПП на интервале г;

K_r – коэффициент, зависящий от частоты/импульсов тока СПП на интервале ₁;

K_A – коэффициент амплитуды;

_IAV – коэффициент нагрузки СПП выбирается минимально возможным, принимаем m = 1, соответственно K_ДТ = 1;

Из приложения А по построенным усредненным графическим коэффициентом K_B и K_r определяется K_B = 0.95 и K_r = 1.

При изменении угла регулирования в требуемом диапазоне угол проводимости β = 120 эл.град., тока по приложению А определяется K_A = 3.

Коэффициент нагрузки СПП по рабочему току определяется для согласованного оптимума (прил.Б) _IAV = 0.6.

Для режима неизменного тока нагрузки амплитуда тока вентиля

,

A

Расчет при циклической нагрузке

Для определения расчетного тока заменяют огибающую амплитуду рабочего тока в пределах расчетного интервала времени _р, которая имеет в конце интервала _р один отрезок времени t_OV с током перегрузки (амплитудное значение) и неизменный ток (среднее значение), предшествующий перезагрузке на остальной части интервала _р.

Для принудительного воздушного охлаждения с V_cf = 6м/с

Длительность расчетного интервала _р = 1000с.

Исходя из характера зависимости переходного теплового сопротивления переход – среда тиристоров с рекомендованными охладителями, учитываются только те перегрузки, которые на отрезке времени 2000с имеют длительность 1000с и более, на отрезке времени 1000с имеют длительность 100с и более, на отрезке времени 100с имеют длительность 10с и более и т.д. Время отсчитывается от конца интервала в сторону опережения.

Среднее значение тока эквивалентного вентиля на интервале г,

Где - амплитуда нагрузки (табл.2.1), А.

Таблица 2.4 – Циклические режимы

!№	Режим	,А	tH,с	tц,с
1	1,5*IdH	1200	120	270
2	175* IdH	1400	60	174
3	2* IdH	1600	15	60
4	2,25* IdH	1800	10	54

Среднее значение тока эквивалентного вентиля на интервале г

Средний ток соответствующий упрощенной кривой (2.3-2.6)

Расчетный ток

Где - коэффициент нагрузки СПП по рабочему току ( 0,8 из прил.Б)

К – коэффициент предшествующей нагрузки.

Для определения К строят кривую I*_OV (t_OV)(рис 2.7) при различных значениях К На семействе кривых I*_OV (t_OV)(прил.Г) для выбранного вида СПП и принятых условиях охлаждения через точку t=t’_OV проводиться линия, параллельная оси ординат.

Результаты расчетов приведены в таблице 2.2

По каталогу выбираем таблеточный тиристор Т253-1250[6]

I_cp = 1250 A,

U_{обр.мах} = 1800 В,

I_вкл = 1500 А,

I_упр = 1 А,

dU_экр/dt = 1000 B/мкс,

t_откл = 500мкс.

Таблица 2.5 – Результаты расчета

IEMI,A	IE(AV),A	IE(AV),A	I’E(AV),A		tOV,c	K	IAV,A
1200	400	177,77	66,65	4,21	217,8	0,32	432,94
1400	466,67	160,92	87,6	3,59	60	0,43	437,45
1600	533,3	133,34	87,05	4,13	18,75	0,345	433,06
1800	600	111,11	82,2	5,53	11,85	0,35	471,43

1 - I_EMI = 1200 А, 2 - I_EMI = 1400 А, 3 - I_EMI = 1600 А, 4 - I_EMI = 1800 А.

Рисунок 2.7 – Кривая I*_OV(t_OV) при различных значениях К

2.5 Проверка работоспособности тиристора при температуре нагрева Рабочим током

При f<200 Гц потери в тиристоре определяются в основном потерями в лупроводниковой структуре в состоянии высокой проводимости

,

,

Где - пороговое напряжение,

- динамическое сопротивление, в открытом состоянии, Ом;

K_o – коэффициент формы тока, который для прямоугольной формы тока равен .

Согласно [6] U_T(TO) = 1.1 B и = 0.25 мОм

Температура структуры тиристора не должна превышать предельно допустимой

T_j≤Ѱ_T*T_jm,

Где T_jm = 125 С для всех тиристоров;

Ѱ_T = 0,8 – коэффициент запаса (прил.Б).

Температура не должна превышать T_j<100 C

T_j = T_a+ T_j

Где T_a – температура окружающей среды (40 C)

Для режима неизменной нагрузки

T_j = P_TAV * R_thja,

Где R_thja тепловое сопротивление переход-среда (R_thja = 0.1 C/Вт)

При циклической нагрузке

^M

,

Где - значение по графической зависимости в момент задания аппроксимирующего участка t_k приложение Г;

Z_H – значение в момент начала аппроксимирующего участка t_i;

t – текущее время в пределах от t_i до t_k,с.

Результаты расчета приведены в таблице 2.3

Таблица 2.6 – Результаты расчета

Параметры	Режим неизменной нагрузки	Циклические режимы
IEMI, A	800	1200	1400	1600	1800
ITAV, A	266,67	350	391,67	433,3	475
PTAV, Вт	204,17	321,87	384,67	449,95	517,97
M	-	0,15	0,125	0,125	0,125
Zth(t1)	-	0,124	0,11	0,095	0,09
Zth(t0)	-	0,14	0,13	0,11	0,11
Zth(t1+t0)	-	0,147	0,134	0,116	0,113
C	41,5	35,4	39,6	43,6	46,9
C	81,5	75,4	79,6	83,6	86,9

2.6 Выбор класса вентиля по напряжению

Максимальное обратное напряжение

,

,

Где - наибольшее амплитудное рабочее напряжение, поддаваемое в схеме к эквивалентному вентилю, В;

n – число последовательно соединенных вентилей в схеме эквивалентного СПП;

- коэффициент деления напряжения (при n=1, );

Ѱ_UW – коэффициент нагрузки (по таблице в приложении Б);

- коэффициент и равен 1,1

Тогда > 423.5 В

По каталогу [6] выбирается ближайший класс тиристора по напряжению 12.

2.7 Выбор системы охлаждения

2.8 Выбор и обоснование установки автоматического компенсатора реактивной мощности.

L – длина охладителя; Н_р – ширина профиля; hp – максимальная высота ребра; - средняя толщина ребра; - толщина гладкой поверхности эквивалентного профиля; - среднее междуреберное расстояние; - среднее междуреберное расстояние в центре профиля.

Рисунок 2.8 – Эскиз эквивалентного упрощенного теплоотвода.

Таблица 2.7 Основные технические данные

Тип с фильтром гармоник	ВК-Т-95/Hr
Номинальное напряжение установки U	660В
Максимальное вспомогательное напряжение	Макс.380 В
Номинальный измеряемый ток	5 А
Миним./максим. Мощность ступени установки	50 Гц
Мощность установки	От 1,0 кВар до 50,0 кВар
Область установок Q/n (чувствительность регулятора)	360 кВар
Область установок % Q/n	0,01-0,99
Кол-во ступеней, непосредственно подключенных подключенных к регуляторам мин./макс	Мин.3,макс.15
Сухие конденсаторы фирм	ISKRA
температура	-25- +40 С
Взаимодействие с измерительным трансформатора тока	…/5А на фазе L1
Степень защиты: внутреннее исполнение внешнее исполнение	IP41
Размеры: (ширина* глубина* высота)[mm]/масса [kg]
Напольный ВК-Т-95/HR/IV количество ступеней: 6(один шкаф)	680*630*2000
монтаж	напольный
Подключение питания в типе IV	снизу
монтаж	Напольный
Макс, масса на ступень для тупа ВК-Т-95/Hr	70 кг