Выбор вентилей управляемого выпрямителя

          - количество трансформаторов выпрямительных агрегатов.

    Активное  сопротивление в цепи переменного  тока преобразователя определяется  по выражению

                                                              (5)

где -активное сопротивление фазы понизительного трансформатора, приведенное к напряжению вторичной обмотки трансформатора выпрямителя, ОМ;

       -тоже для трансформатора выпрямителя, ОМ.

    Значение  определяется по выражению

                                                   (6)

   где   - мощность потерь из опыта короткого замыкания понижающего трансформатора, кВт;

           - напряжение фазы вторичной обмотки понизительного трансформатора, кВ;

     - номинальная мощность понизительного трансформатора, кВА;

                 - коэффициент трансформации трансформатора выпрямителя.

   Значение  определяется по аналогичной формуле:

                                                    (7)

   где   - мощность потерь из опыта короткого замыкания трансформатора выпрямителя , кВт.

   
 

2. КОРОТКОЕ  ЗАМЫКАНИЕ НА ШИНАХ ВЫПРЯМЛЕННОГО  НАПРЯЖЕНИЯ.

   Для расчёта  принимается наиболее тяжёлый  режим развития аварии. Под нагрузкой  находятся все трансформаторы  и выпрямители. Короткое замыкание  происходит при работе выпрямителя  с углом регулирования , когда ток к.з. достигает максимальных значений.

   Среднее  значение тока к.з. на шинах  выпрямленного напряжения для  схемы с уравнительным реактором  определится по выражению:

                                            (8)

  Максимальное  значение тока к.з. учитывается  ударным коэффициентом  :

                                                           (9)

где  - переходный коэффициент от среднего к максимальному значению, определяется по [1] в виде зависимости .  

  

 

   Максимальное  значение тока тиристорного плеча  в схеме с уравнительным реактором  определится по выражению:

                                                         (10)

   где  - количество находящихся в работе выпрямителей.

   При  включении в вентильном плече  “a” параллельных тиристоров максимальный ударный ток к.з. , проходящий через один тиристор, будет равен:

                                                           (11)

              Выбираем число параллельных тиристоров а=2.                                        

                            

                                     

 где   - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения тока по тиристорам, 

   По  полученному, из выражения (11), току из [1] предварительно выбираем тиристор       Т-630. I

   Предварительно  выбрав тиристор из условия,  что расчётный параметр “a” в плече должен быть близким очередному большему целому числу, подбором найдём (с последующим округлением)

                                                     (12)

где  - паспортный ударный неповторяющийся ток через открытый тиристор, А.

 

              Следовательно а1<а, а=2 

1.3 КОРОТКОЕ  ЗАМЫКАНИЕ ПРИ ПРОБОЕ ТИРИСТОРНОГО  ПЛЕЧА.

   При   пробое одного из тиристорных  плеч выпрямителя возникает внутреннее  к.з. , вызывающее динамическую перегрузку оставшихся в работе тиристорных плеч. К повреждению тиристоров наиболее часто приводит резкий скачок обратного напряжения  в конце периода коммутации. Авария (пробой) в момент окончания коммутации является наиболее тяжёлой по амплитуде тока к.з. , длительности и тепловому воздействию.

   В расчете  предполагается пробой в конце  периода коммутации при   , что соответствует наиболее тяжелому режиму развитию внутреннего к.з. в выпрямителе. Система управления оснащена схемой блокирования управляющих импульсов до первой очереди коммутации.

   Фактическое   значение амплитуды тока к.з.  определяется по выражению:

                                                           (13)

   где       по [1];

            - значение тока к.з. на выходах вторичной обмотки трансформатора выпрямителя (базисная величена):

                                                (14)

   где  - действующее номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора выпрямителя, кВ;

          - коэффициент, учитывающий повышения напряжения в питающей сети: .

   В случае, если к.з. при пробое тиристорного  плеча вызовет ударный ток  тиристора больший, чем при  к.з. на шинах выпрямленного  напряжения, то количество параллельно  включенных тиристоров необходимо  выбрать по наиболее тяжёлому  аварийному режиму из условия, аналогичного  (12),

                                      

                                                                                                                          (15)                                                

   где   - наиболее максимальное значение ударного тока из анализируемых аварийных режимов, А.

           - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения тока по тиристорам, 

 

 Iт_уд<Iт_уд_паспорт, а<2. Выбранный тиристор Т-630 подходит по всем условиям. Число параллельных ветвей выбираем равным 2. 

1.4 ПРОВЕРКА  ТИРИСТОРОВ ПО ТОКУ РАБОЧЕГО  РЕЖИМА.

   Для принятия окончательного решения по количеству параллельно включенных тиристоров в плече выпрямителя необходимо убедится в том, что такое плечо будет работать без перегрузки в длительном рабочем режиме, т.е.

                                                                  (16)

   где   - средний расчётный ток плеча выпрямителя при номинальной нагрузке, А;

           - коэффициент допустимой длительной перегрузки =1,63;

           - предельный средний прямой ток тиристора для заданных условий работы, А;

            -  коэффициент неравномерности распределения тока по тиристорам, .

   Предельный  средний прямой тиристора при заданных условиях работы выпрямителя рассчитывается по выражению:

                                                (17)

      Паспортные данные тиристора  Т-630 и соответствующего ему охладителя  О353-150

   где   - пороговое напряжение тиристора в открытом состоянии, =1,35В;

            - коэффициент формы тока вентильного плеча ;

        - динамическое сопротивление тиристора, =0,5/1000 ОМ;

      - максимально допустимая температура p-n перехода ;

        - температура охлаждающего воздуха, =26,2 ;

             R   - сопротивление стоку тепла от p-n перехода в охлаждающую среду для выбранного тиристора и соответствующего типа охладителя:

   где составляющие  R являются паспортными параметрами отдельных участков стока тепла, от полупроводниковой структуры в охлаждающую среду.

Средний расчётный  ток плеча выпрямителя при  номинальной нагрузке (Id_ном):

   Из трёх  значений параметра “a” , полученных исходя из условий (12),(15),(16), следует взять наибольшее, при котором исключаются недопустимые перегрузки тиристоров по току во всех режимах работы выпрямителя и структура вентилей  не достигает предельной температуры при заданных условиях охлаждения.

   Окончательно  принимаем число параллельно включенных тиристоров равное 2. 
 
 

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ  КОЛИЧЕСТВА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫХ  ТИРИСТОРОВ. 

   Количество  тиристоров включенных в последовательной  цепочке должно быть таково, чтобы при заданном рабочем напряжении сети с учётом возможных отклонений, коммутационных и неповторяющихся напряжений, максимальное обратное напряжение на любом тиристоре выпрямителя не превышало бы паспортного параметра тиристора.

   Число последовательно включенных тиристоров в вентильном плече определяется по выражению:

,                                                    (18)

  где   - максимальное значение обратного напряжения, воздействующего на вентильное плечо с учетом бросков и колебаний напряжения в сети, В;

          - паспортное значение допустимого обратного напряжения на тиристоре, В;

          =1000B

              - коэффициент неравномерности распределения напряжения по тиристорам,    .

             Величина   определяется с учетом коммутационных перенапряжений:

  В                                        (19)

  где  - максимум обратного напряжения при номинальном напряжении сети,

          - коэффициент, показывающий отношение величины коммутационного перенапряжения к максимальному обратному напряжению,

           -   колебание напряжения в сети, %    .

   

   Количество  последовательно включенных тиристоров, определённое на основе повторяющихся бросков перенапряжения должно быть проверено быть  по условию воздействия неповторяющихся бросков перенапряжения:

                                                           (20)

   где  - номинальное выпрямленное напряжение, В

                                                         

             - коэффициент амплитуды неповторяющегося напряжения,

           - паспортное значение неповторяющегося напряжения тиристора, В