Слаботочка Книги

0 1 2 3 4 5 [6] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

Рис. 1.7. Аварии силового полупроводникового преобразователя в ин-

всрторном режиме

ного тока с напряжением Ud, автоматический выключатель А, работающую полуфазу ячеек /-4, одну ячейку тиристор - предохранитель 5 и индуктивность L (контур /). Предохранитель ячейки 5 срабатывает, и преобразователь продолжает работу с исправными ячейками 6-8.

Сквозной прорыв инвертора типа возникает, если при нормальной работе ячеек 1-4 из-за ошибки в системе управления произошло включение всех тиристоров 5-8 второй полуфазы. При такой аварии напряжение питания отключается автоматическим выключателем А, причем предохранители ячеек 1--8 не должны срабатывать или повреждаться. В этом случае ток КЗ

,. = J[, exp(-i-)]+/.exp(-),

где X-L/R, L, -постоянная времени, индуктивность и активное сопротивление в цепи генератора; /о - ток в цепи тиристоров в момент времени, предшествующий прорыву инвертора.

Авария, называемая несквозным прорывом (опрокидыванием) инвертора, обусловливается различными причинами, например потерей питания на стороне переменного тока, ошибкой в системе управления, вследствие чего один или все тиристоры одной полуфазы не выключаются или имеет место пропуск коммутации. В контуре аварийного тока переменное напряжение трансформатора суммируется

с постоянным напряжением генератора постоянного тока. Если не выключился только один из всех запираемых тиристоров 9-12, а именно тиристор 12 (контур /), то должен сработать предохранитель 12. В режиме аварии типа IV яе выключаются все параллельно соединенные тиристоры 9-12 одной полуфазы. Аварийный ток отключается автоматическим выключателем А или автоматическим выключателем на стороне переменного тока, если он является достаточно быстродействующим. Предохранители у тиристоров при этом не должны срабатывать или повреждаться. Аварийный ток /к [1.9] определяется как

1 - exp

Xexp

sin {cat -4- a - 9) - sin (a - 9) X

+/„ exp

где Ь=1+21ф; Р=р+2Рф ф= arctg

/ toL \

T - по-

стоянная времени контура короткого замыкания; а - фазовый угол, соответствующий началу опрокидывания; /о - ток в рмомент начала опрокидывания; Нл - линейное напряжение вентильных обмоток трансформатора; 1ф и Рф -параметры фазной обмотки, приведенные к вентильным обмоткам трансформатора.

Одновременное включение групп вентилей разного направления тока. Характер протекания этой аварии во встречно-параллельной схеме шестипульсного мостового реверсивного преобразователя зависит от сочетания углов управления выпрямителем Gb и инвертором аи [1-9]. При включении обоих мостов в выпрямительном режиме и ав+ 4-аи=0 развивается тяжелая авария, аналогичная КЗ непосредственно на шинах постоянного тока.

На рис. 1.8 показаны контуры, образующиеся при включении тиристоров У и в обоих мостах. В плече каждого из мостов протекает половина тока КЗ. При одновременной подаче импульсов на тиристоры 1 я 6 выпрямителя В, а также на тиристоры 5 я 6 инвертора И создается контур междуфазного КЗ (этот контур обозначен жирной линией). В момент включения очередных тиристоров 2 выпрямителя и / инвертора образуется новый контур КЗ, проходящий через 5ти вентили. Далее авария развивает-

ся при непрерывном возникновении контуров междуфазного КЗ.

На практике встречаются и некоторые другие виды аварийных режимов и их сочетаний в зависимости от типа преобразователя, вида нагрузки и т. п. В режимах, при которых аварийный ток проходит только через один вентильный предохранитель, защита должна обеспечиваться этим предохранителем. Во всех остальных случаях, как правило, защита должна обеспечиваться автоматическими выключателями.

Рис. 1.8. Аварийный режим силового полупроводникового преобразователя при одновременном включении групп вентилей разного направления

Электродинамические процессы в поврежденном СПП.

В ряде случаев при внутреннем КЗ или другой аварии, вызванной одиночным отказом тиристора, когда расчетные значения аварийного тока достигают 150-200 кА, а используемая защитная аппаратура не обеспечивает требуемых защитных характеристик (например, плавкий предохранитель или автоматический выключатель), возможно образование электрической дуги в поврежденном вентиле, сопровождаемое взрывом. В [1.10] сообщается о том, что предохранители ПНБ5 не обеспечивают защиту СПП таблеточной конструкции типов Т320, В2-320, Т500, Б-500, Т630, Т800, ТЮОО. Длительное протекание аварийного тока вызывает разгерметизацию поврежденного СПП и переброс дуги на токоведущие части преобразователя. Один из возможных механизмов электродинамического процесса состоит в следующем. Первоначально образуется локальный пробой в объеме или по фаске кремниевой пластины. В месте локального пробоя начинает протекать сверхток преобразователя, вызывающий резкое повышение темпера-

0 1 2 3 4 5 [6] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92