ЭЛЕКТРОПРИВОДА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

ЗАЩИТА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

При эксплуатации преобразователей возникают как технологические токо­вые перегрузки, так и аварийные режимы, нередко сопровождаемые токами ко­роткого замыкания. Кроме того, переходные процессы в силовых цепях преоб­разователей сопровождаются всплеском напряжения на вентилях. Защита пре­образователей должна быть быстродействующей, в противном случае кремние­вые элементы: диоды, транзисторы и тиристоры при токовой перегрузке и пере­напряжении выйдут из строя раньше, чем сработает защита. Для правильного выбора системы токовой защиты необходимо знать перегрузочную способность вентилей, допустимый в течение 10 мс ударный ток и тепловой эквивалент, ха­рактеризующий допустимую аварийную перегрузку по нагреву. Эти данные имеются в паспортах на каждый полупроводниковый элемент.

Перегрузочные характеристики диодов типа ВК2-200 и тиристоров TJ1-150 при скорости потока охлаждающего воздуха 12 м/с и температуре окружающей среды 40°С показывают, что диод и тиристор в течение 1 с выдерживают пере­грузку по току, равную 100% номинальной. Зато в течение 0,02 с диод выдер­живает 7-кратную перегрузку, а тиристор — почти 6-кратную. Для защиты от токов короткого замыкания следует применять только быстродействующие предохранители типов ПНБ и ПБВ. Они имеют закрытый фарфоровый ггатрон (ПНБ) или герметический керамический корпус (ПБВ), заполняемые чистым песком. Сама плавная вставка изготавливается из серебряной ленты. Время срабатывания составляет 10—15 мс. Номинальный ток плавкой вставки следует выбирать так, чтобы значение /„f, необходимое для срабатывания предохрани­теля, было меньшй значения I^t защищаемого вентиля, где /п и /д — значе­ние тока предохранителя и допустимое значение тока перегрузки вентиля; t — время. Надо иметь в виду, что предохранители, выбранные из этих условий, защищают только от токов короткого замыкания, а не от длительных пере­грузок.

Приводим основные технические данные быстродействующих предохраните­лей. Предохранители типа ПНБ-5 рассчитаны для работы в цепях с напряже­нием до 660 В постоянного тока и выпускаются на номинальные гоки от 40 до 630 А. Предохранители выпускают с визуальным указателем и блок-контактом для быстрого обнаружения сгоревшего предохранителя.

Предохранители серии ПБВ предназначаются для работы в цепях перемен­ного тока напряжением 380 В. Их выпускают в трех модификациях: ПБВ-1 — на токи от 160 до 630 А с жидкостным охлаждением, для установки на шины; ПБВ-2 — на те же токи, но с воздушным охлаждением, для установки на ра­диатор; ПБВ-3 — на токи от 63 до 250 А без охлаждения, с установкой на контактных стойках.

Для защиты от токовых перегрузок применяют автоматические выключате­ли-автоматы, которые имеют замыкающие главные контакты и расцепители. Последние служат для автоматического отключения сетевого напряжения при превышении током заданного значения. Автоматы выпускают с электромагнитны­ми, тепловыми и комбинированными расцепителями. Электромагнитный расцепи - тель защищает от коротких замыканий, тепловой — от длительных перегрузок. При срабатывании теплового расцепителя повторное включение автомата можно осуществить не ранее чем через 1—1,5 мин — время, необходимое для остыва­ния тепловых элементов. Так как быстродействие автоматов хуже, чем быстро­действие предохранителей, их используют как резервные средства защиты, обес­печивающие отключение преобразователей в случае отказа предохранителей.

Автоматы выпускают для работы в депях переменного и постоянного токов. Автоматы переменного тока устанавливают в цепи переменного тока пре­образователя, автоматы постоянного тока включаются на выходе преобразова­теля. Автоматы выбирают следующим образом: номинальный ток автомата должен быть не меньше действующего значения тока защищаемой цепи, а ток срабатывания расцепителя не должен превышать допустимого значения тока, проходящего через вентиль, с учетом кратковременной перегрузки.

В преобразователях применяют автоматы серий АП-50-ЗМ, АК50-ЗМ и АЗ 100, рассчитанные на напряжение 380—500 В переменного тока и 220 В постоянного тока. Время срабатывания составляет 0,015—0,017 с. Освоена так­же серия автоматов А3700, рассчитанная на напряжение переменного тока до 600 В и постоянного — до 400 В. Время отключения 10—15 мс.

Для защиты от перенапряжений, возникающих между катодом и анодом тиристора в момент запирания вентилей, применяют демпфирующие RC-цепи, состоящие из последовательно соединенных конденсаторов С и резисторов R и включенные параллельно аноду-катоду вентиля. На время заряда конденсатора тиристор как бы шунтируется резистором, что приводит к уменьшению пере­напряжений. Емкость конденсаторов выбирается в пределах 0,25—2 МкФ и со­противление резисторов R=5-^40 Ом.