Ограничение тока через вентили при коротком замыкании на стороне постоянного тока
При коротком замыкании на стороне постоянного тока дроссель должен ограничить скорость нарастания аварийного тока так, •чтобы он не превысил опасной для тиристоров величины в течение собственного времени срабатывания защитных устройств (от момента превышения тока уставки защитного устройства до начала расхождения контактов и образования электрической дуги).
Если тиристорный преобразователь снабжен быстродействующей токовой отсечкой, то при коротком замыкании на стороне постоянного тока за дросселем можно ограничить величину тока, сдвинув управляющие импульсы по фазе в сторону снижения выпрямленного напряжения с помощью быстродействующей токовой отсечки. При достаточном быстродействии токовой отсечки фаза управляющих импульсов успеет измениться после того момента, когда аварийный ток станет больше тока ее уставки, уже у тех тиристоров, которые отпираются первыми после короткого замыкания, согласно порядку их работы в схеме. Благодаря этому мо - тут быть снижены требования к быстродействию защиты на стороне постоянного тока.
Однако токовая отсечка при любом ее быстродействии не может ограничить ток через те тиристоры, которые были уже отперты в момент короткого замыкания. Ограничение тока через них может быть получено за счет индуктивности рассеяния обмоток трансформатора и индуктивности дросселя в цепи постоянного тока.
Мгновенное значение тока короткого замыкания в течение первого полупериода выражается известной формулой, устанавливающей связь между током и напряжением в цепи с активно-индуктивной нагрузкой при токе в нагрузке в момент короткого замыкания, не равном нулю:
— Sin (ф — <р)е L+Ime
Где /нач — ток нагрузки в момент короткого замыкания; L = 2La + 2х
-f. £др == + £др — индуктивность контура короткого замыкания в
Мостовой схеме, включающая в себя индуктивность фазы трансформатора и дросселя в цепи постоянного тока; R — активное сопротивление контура короткого замыкания; ф — угол сдвига между током и напряжением; г|? — фаза линейного напряжения в момент короткого замыкания.
В трехфазной мостовой схеме наиболее тяжелый случай короткого замыкания будет, если оно произойдет в момент отпира - ашя одного из вентилей при угле регулирования а=0, т. е. когда ^=2эт/3. Контур тока короткого замыкания и диаграммы напряжения и тока изображены на рис. 33.
При #<a)L можно считать, что <р«я/2 и экспоненциальная составляющая тока затухает очень медленно. Тогда максимум тока будет при <о/=2я/3 и приближенно составит:
Рис. 33. Короткое замыкание в тиристорном преобразователе на стороне выпрямленного тока. О —контур короткого замыкания: б и в —диаграммы напряжений и токов; г — зависимость индуктивности дросселя от тока. |
+У» |
&L |
Откуда можно определить индуктивность дросселя в цепи выпрямленного тока Х, др, приняв, что ток л'макс равен максимально допустимому для тиристоров току /доп: Г 1 >^^2л. макс __ «(/доп-/,.,) (52) Где /доп — максимально допустимый ток одного тиристора или группы параллельно соединенных тиристоров в течение одного полупериода. Для тиристоров ВКДУ-150 /ДОп= =2 000 а [Л. 126]. Найденная по формуле (52) величина индуктивности представляет собой предел» ниже которого не должна снижаться индуктивность дросселя при его насыщении током короткого замыкания. Примерный вид зависимости 'индуктивности дросселя От Тока дан на рис. 33,г. Методика расчета тока короткого замыкания по участкам с учетом изменения Индуктивности при увеличении тока изложена в [Л. 27 к 38]. |
Г) |
1,5 U2.
Ограничение тока при опрокидывании инвертора
При однофазном опрокидывании индуктивность дросселя, необходимая для ограничения аварийного тока на время срабатывания защиты, может быть приближенно определена из выражения (45), где L=Lap+LH — сумма индуктивностей дросселя и якорной цепи двигателя, гн.
Из выражения (45) следует при /=0,01 сек и замене Idu на /Доп"
При двухфазном опрокидывании индуктивность L можно найти из выражения (46), приняв Id и.макс равным /доп.
В выражении (46) R и L представляют собой активное сопротивление и индуктивность контура двухфазного опрокидывания, в который входят якорь двигателя, дроссель и две фазы вторичной обмотки трансформатора. Определив величину L из уравнения (46), можно найти требуемое значение индуктивности дросселя: