Выбор вентилей управляемого выпрямителя

 

МИНИСТЕРСТВО  ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ 

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ 
 
 
 

                                                               
 

  Кафедра: "Электроснабжение" 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

на  тему: "Выбор вентилей управляемого выпрямителя"

КР. 1001. 001. 635. 
 
 
 

Выполнил: студент 635 группы

Мартыненко  А.С.

                                                                      Проверил: Буравлев А.А. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Хабаровск

2004

Содержание:

                 Введение:

1. Расчёт аварийных режимов управляемого выпрямителя.

1.1. Подготовка исходных данных.

1.2. Короткое замыкание на шинах выпрямительного напряжения.

      1.3. Короткое замыкание при пробое  тиристорного плеча.

1.4. Проверка  тиристоров по току рабочего режима.

2. Определение качества последовательно включенных тиристоров.

      3. Определение общего количества  тиристоров

      _{4. Равномерное распределение  обратного напряжения:}

      _{5. Вычисляем угол  коммутации}

      _{6. Разработать функциональную  схему системы  управления тиристорами.}

      _{7. Разработать и рассчитать защиту преобразователя от внутренних к.з.}

8. Графики.
9. Схемы.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Введение: 

         Производство и распределение  электрической энергии в основном  осуществляется на переменном  токе. Но в тоже время из  всей энергии около 25% потребляется в виде постоянного тока. Это связанно с тем, что потребители (эти 25%) работают на постоянном токе.

       Другая  часть потребителей имеет лучшие характеристики на постоянном токе.

       Для преобразования переменного тока в  постоянный применяются полупроводниковые преобразователи электрической энергии – выпрямители. Прогресс в преобразовательной технике вызвали появление силовых полупроводниковых вентилей, которые имеют высокие электрические параметры, простота в обслуживании, малая масса и габариты. Высокая надёжность вентилей позволяет широко использовать их в схеме преобразования переменного тока в постоянный. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Исходные  данные 

1.1. Параметры короткого замыкания на первичных шинах подстанции:

Напряжение короткого замыкания                                                                 Uс = 110 кВ;

Мощность короткого  замыкания                                                                    Sкз = 620000 кВА; 

1.2. Параметры  понизительного трансформатора:                               

Мощность                                                                                                          Sт1 = 16000 кВА;

Напряжение                                                                                                       Uс = 110 кВ;

Напряжение короткого  замыкания (к.з.)                                                        Uк% = 10,5 %;

Мощность короткого  замыкания                                                                    ΔРк1 = 85 кВт;                                                                 

Мощность холостого  хода                                                                               Рхх = 18 кВт;

Количество трансформаторов                                                                       Nв = 2; 

1.3. Колебания  напряжения питающей цепи                                                 Кс% = 6.6; 

1.4. Схема выпрямителя  нулевая с ур. реактором  

1.5. Количество  выпрямителей                                                                       Nв = 2; 

1.6. Параметры  выпрямителя:   

Мощность                                                                                                          Р = 5350 кВт;

Номинальный ток                                                                                             Idном = 1200 А; 

1.7. Выпрямленное  напряжение                                                                     Udном = 3020 В; 

1.8. Параметры  преобразовательного трансформатора:   

Мощность                                                                                                          Рт = 6300 кВт;      

Первичное напряжение                                                                                    Uф = Uс1 = 35 кВ;

Напряжение короткого замыкания (к.з.)                                                        Uкз = 7.7 %;

Мощность короткого  замыкания                                                                    ΔРк2 = 46.1 кВт;

Мощность холостого  хода                                                                               Рхх = 8.5 кВт;

Количество                                                                                                        N2 =  2; 

1.9. Отношение величины коммутационного (повторяющегося) перенапряжения к максимальному обратному                                                                              Кγ = 1.05; 

1.10. Отношение  амплитуды неповторяющегося перенапряжения  к         Kuн = 2.19; 

1.11. Охлаждение  тиристоров воздушное  

1.12. Коэффициент перегрузки                                                                       Кпер = 1.63;

Температура охлаждающего воздуха                                                             Та = 26.2; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.РАСЧЁТ  АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ УПРАВЛЯЕМОГО  ВЫПРЯМИТЕЛЯ. 

1. ПОДГОТОВКА  ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

    Исходными  данными являются паспортные  параметры установленного на  подстанции основного оборудования  и характеристики питающей сети. Наиболее тяжёлыми аварийными  режимами полупроводникового выпрямителя  является короткое замыкание на шинах выпрямленного напряжения и пробой вентилей, что в итоге тоже приводит к короткому замыканию.

     При  анализе аварийных процессов  обычно принимаются следующие  допущения:

• При расчетах токов к.з. вентили принимаются идеальными и падением напряжения в них принебригаем;
• Все активные и индуктивные сопротивления линейны;
• Трёхфазная питающая сеть имеет синусоидальное и симметричное напряжение;
• Намагничивающий ток трансформатора не учитывается;
• Авария в преобразователе возникает при установившемся режиме питающей сети;
• Активным сопротивлением питающей сети принебригаем;
• Индуктивность в цепи выпрямленного тока равна бесконечности.

    Развитие  аварии в выпрямителе при указанных  допущениях определяется параметрами  цепи переменного тока приведёнными к напряжению вторичной обмотки трансформатора выпрямительного агрегата.

    При  заданной мощности короткого  замыкания в питающей сети  индуктивное сопротивление от  источника до места подключения  подстанции определяется по формуле 
 

                                                                                         (1) 
 

      Найдём  коэффициенты трансформации понизительного  трансформатора:

      

      Найдём  коэффициенты трансформации трансформатора выпрямителя:

U_do – выпрямленное значение напряжения равна 3020 В.

 

где  - линейное напряжение питающей сети, кВ;

          -мощность к.з., кВА;

         -коэффициент трансформации понизительного трансформатора;

    -то же для трансформатора выпрямителя. 

 

   Индуктивное сопротивление  фазы понизительное трансформатора, приведённое к напряжению вторичной обмотки трансформатора выпрямительного агрегата, найдётся по выражению

                                                 (2)

где  -напряжение короткого замыкания понизительного трансформатора;

    - напряжения фазы вторичной обмотки понизительного трансформатора, кВ;

           -номинальная мощность понизительного трансформатора, кВА.

 Индуктивное сопротивление  фазы трансформатора выпрямителя,  приведённое к напряжению вторичной  обмотки,

                                                 (3)

   где   - напряжение короткого замыкания трансформатора выпрямителя;

                  -  напряжение фазы вторичной обмотки трансформатора выпрямителя, кВ;

          - номинальная мощность трансформатора выпрямителя, кВА.

     Индуктивное  сопротивление в цепи переменного  тока преобразователя:

                                                        (4)

       где     - количество понизительных трансформаторов;