Определение ударного тока при внешнем коротком замыкании.

К аномальному режиму работы преобразователя относят внешнее короткое замыкание. Оно сопровождается возникновением сверхтоков и перенапряжений во всех силовых элементах, поэтому он является тяжелым аварийным режимом.

Полупроводниковые вентили весьма чувствительны к перегрузкам по току, что связано с технологическими особенностями их изготовления и эксплуатации. Поэтому необходимо в преобразователе установить специальную защиту силовых приборов.

Выполним защиту силовых вентилей данного выпрямителя в виде плавких вставок. Для их выбора найдем величину ударного тока глухого внешнего к.з. и интеграл предельной нагрузки.

Находим амплитуду базового тока короткого замыкания

, где

U_{2m, ф} – амплитуда фазного напряжения при холостом ходе;

Х_2к и r_2к – приведенные к вентильной стороне значения индуктивного сопротивления рассеяния трансформатора и его активное сопротивление.

Подставив числовые значения, получим

.

Определяем величину ударного тока I_уд.

Рис. 7

Амплитуда тока в тиристорах (а) и интеграл предельной нагрузки (б) при внешнем к.з. тиристорного преобразователя

Определяем сtg φ_к:

.

По рис.(6 – а) находим i^*_уд = 0,8. Тогда находим ударный ток глухого внешнего к.з.

Находим интеграл предельной нагрузки при глухом внешнем к.з.:

, где

величину определяем по графику на рис.(6 – б). При сtg φ_к = 1,052 → =3·10 ^–3. Тогда

I²_t=I²_Km*()=1155,806²*3*10^-3=4007,661 А² ·с

Выбранный тиристор ТО142–80 может выдержать предельную нагрузку в течение 10 мс, интеграл предельной нагрузки прибора равен при температуре структуры 125˚С.

Для защиты тиристора от токовой перегрузки применяем предохранитель с плавкой вставкой серии ПП57.

Предохранители серии ПП57 предназначены для защиты преобразовательных агрегатов с силовыми кремниевыми полупроводниковыми вентилями при к.з. в цепях переменного или пульсирующего тока частотой 50 и 60 Гц и в цепях постоянного тока. Его выбор осуществляется по номинальной величине действующего тока тиристора, по значению интеграла отключения (он должен быть меньше интеграла предельной нагрузки вентиля), по времени срабатывания. Номинальный ток предохранителя должен быть больше, чем действующее значение протекающего через него в нормальном рабочем режиме тока.

Выбираем предохранитель ПП57 – 3727 с параметрами:

– номинальный ток плавкой вставки I_н = 100 А;

– допустимый ток предохранителя при t = 45˚С I_доп. = 90 А (из условий допустимого нагрева контактных выводов не более 130˚С);

– номинальные потери мощности плавкой вставки Р_н = 13 Вт.

Находим величину сопротивления плавкой вставки:

Определяем фактические потери мощности при их установке в данный преобразователь. Максимальное действующее значение рабочего тока тиристора →I_д = 55А. Тогда потери мощности составят величину

Р_п.ф. = I_д² ·R_вст. =55²*1,3 * 10 ^–3 =3,933 Вт.

Тогда потери мощности на всех предохранителях составят величину

Р_п.ф.е.=6* Р_п.ф.=6*3,933=23,595 Вт.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: