Розанов Ю.К. Основы силовой электроники (1992) (1096750), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Некоторые типы предохранителей, предназначешгые для защиты силовых диодов и тиристоров, имеют средства сигнализации в виде микропереключателей, срабатывающих при перегорании плавкой вставки. Основным недостатком защитных устройств, выполненных на основе предохранителей', является необходимость в замене перегоревших вставок, что снижает степень автоматизации работ прн обслуживании.
В то же время предохранители являготся практически единственным эффективным защитным устройством полупроводйиковых приборов при их параллельном соединении. Обычно количество параллельно включаемых приборов выбирается с запасом, обеспечивающим нормальную работу электронного устройства при выходе из строя одного из группы параллельно вг(люченных приборов. Для защиты выпрямителей широко применяются быстродействующие автоматические выключатели, обеспечивающие многократное действие и возможность дистанционного управления.
Автоматические выключатели (автоматы) обычно устанавливаются на входе выпрямителей в цепях, по которым в схему поступает напряжение питающей сети. Отключение автоматов при аварийных токах происходит за счет действия их защитных электромагнитных устройств, срабатывающих при достижении аварийным током установленного значения. Время отключения современных быстродействующих автоматов составляет единицы миллисекунд. Отключение автомата при токах перегрузки 270 произ оди в тся за счет сра а б тывания встроенных в автомат ых „оиств Очевидно что параметры тепловых запгитных Устро б условия обес- защитного автомата до " р' ' боров ны вы и аться из о печения защиты неповрежденны у р ных пол и оводниковых при ва ий, Для повышения эффективност эфф и при возникновении аварий, использ т сочетание за иты в мощных выпрямителях иногда используют защиты ючателей и короткозамыкателей.
Послед- автоматических выключат дставляют собой устройства, создающие г ние предст металлическими контактами обычно д на вхо е выпрямителя. более высоким быстродействием по сравнению тируют тиристорные цепи так, что аварийныи ток нач п отекать через кон такты короткозамыкателя минуя цепи ти исторов. атем про 3 исходит срабатывание автомат, ключающего поврежденн Р ый вып ямитель от сети. Р т исто ах гг управляем В ых выпрямителях, выполняемых на тир р. их п авляемых полупроводниковых р р п ибо ах, возе гих способов защиты, реализуемых нсторов ляю яются: блокирование управляющих импульсов тир пе вод выпрямителя в инверторный ре у г .ле тр Э к онные защиты наиболее э ктивны п емы к моменту возникновения авариях, когда а все элементы схем Об в преобразователях аварии работ ают но мально.
ычно Р так и электромеханические используют как элек тронные, так и и в обза иты, что позволяет осуществить защиту в о- устройства защит 1, режимов возникающих ширнои об с~ р ла и азличных аварииных реж вений аварий осуществксплуатайии Контроль возннкно"ни ' 6 3 при э в ю их параметров. На рис. ляется датчиками соответству щ представлена обобщенная я схема электронных защит разл вып ямителя. гг этои схем В е датчик типов для у рав яемого р тока ДТ контролирует значение тока нагрузки, а го нап яжений выпрямителя контролиру- БКН БКН ются блоками контроля напряжен ственно.
Сигналы о от о б клонении контролируемых параметро злект онный оп стимые пределы поступают от датчиков на электр ующнх исполнительных органов защит, вып соответствующн также на основе элементной азы эл тр Н б ее простым способом электронной защиты явл т аи ол п являющих импульсов тиристоро р в вып ямителя. снятие управля т БЗ на блокировку импульсов в случае возникновения внешней аварии, например г узке „, сит Я„с ема управления СУ прекращает подачу упра- . В льтате вляющих импульсо ьсов на тиристоры выпрямителя.
Резу 271 Рис. 6.3. Обобщенная схема электронных защнт управляемого выпрямителя в проводящем состоянии остаются только те из них, которые к моменту формирования команды проводили ток нагрузки. При этом прохождении тока через нуль под воздействием переменного сетевего напряжения эти тиристоры выключаются и поступление электроэнергии от сети в нагрузку прекращается. Наличие индуктивности Ен в пепи постоянного тока затягивает процесс выключения и снижает эффективность этого способа защиты.
В то же время индуктивность Ен ограничивает скорость нарастания тока в контуре КЗ и тем самым облегчает реализацию другого способа электронной защиты — перевода выпрямителя в инверторный режим по сигналу с БЗ путем сдвига управляющих импульсов в области инвертирования. В этом случае в зависимости от схемотехнического исполнения СУ и БЗ ток в короткозамкнутом контуре может быть ограничен на заданном уровне или снижен до нуля.
В последнем случае энергия, накопленная в Ен, инвертируется в сеть, а тиристоры выпрямителя выключаются. Значительно большее быстродействие защиты при выключении тиристоров может быть достигнуто принудительным их выключением (искусственной коммутацией) посредством подключения предварительно заряженного в соответствующей полярности конденсатора С,. Последний при включении вспомогательного тиристора ~'Я, по сигналам от БЗ обеспечивает принудительное вьпапоч ение тиристоров выпрямителя: Быстродействие такой защиты определяется в основном временами формирования сигнала от БЗ и включения тиристора ря,. Рассмотренные способы электронной защиты не обеспечивают отюпочения выпрямителя от сети, если для этого не 2П предусмотрены специальные меры, например по срабатыванию входного автомата, поэтому они неэффективны при внутренних ава иях.
Более универсальным способом защиты является авариях. олее шунтирование выхода тирнсгорного комплекта р та вып ямителя токоограничнвающим резистором Яо с низким противлением (рис. 6.3). П и возникновении аварии сигнал с БЗ поступает на управляющий электрод тирпстора $'яз,,включение которого шуйтирует тиристорный комплект. Этот способ защиты особен- но эффективен при высоких требованиях к выходному напряже~ нию выпрямителя, например, в части допустимых перенап- ряжений, уровня пульсаций и др„' возникающих при аварии. Включение шунтирующего тири)ггора Юз исключает влияние повышенного сетевого напрхркения и, аварийных режимов работы выпрямителя на потребителя.
При этом может быть обеспечено высокое быстродействие защиты непосредственно потребителя. Далее по мере нарастания тока через сопротив- ление о шунти тт рующей цепи увеличиваются фазные токи на стороне переменного напряжения н происходит сра ат сетевого автомата. Очевидно, что уставка по току срабатывания автомата, тепловой эквивалент тиристоров и сопротивление Яо должны быть согласованы так, чтобы исключить выход нз строя тиристоров и других элементов схемы. Для ор- ганизации повторного включения выпрямителя после аварии при необходимости используются входные автоматы с дистан- цйонным управлением, В ве ивных преобразователях, работающих как в вы- прямительном, так и инверторном режимах, реверс предусматривать дополнительные защитные устройства.
Это обусловлено, тем, что для инвертора, ведомого сетью, харак- терны таки с е' специфические аварийные режимы, как «опрокик ет о ов менная дывание» инвертора. В этих режимах возникает одн ре КЗ тиристоров, что приводит к возникновению 3 и на не только между фазами сети переменного тока, но и н ного тока. Причем из-за большого числа способствующих факторов вероятность возникновения таких аварий выше по сравнению с внутренними КЗ выпрямителя. Работа преобразователя в инверторном режиме возможна при наличии источника электроэнергии на стороне постоянного тока.
Поэтому в режиме «опрокидывания» инвертора начинает развиваться ток КЗ не только под воздействием сетевого напряжения„ но и источника гюстоянного тока. Для отключения последнего необходимо предусматривать дополнительные за- щитные устроис тва, например автоматический выключатель на стороне по стоянного тока. При необходимости повышения о быстродеиствия за щиты для отключения источника постоянног тока может . быть использован тиристорный контактор постоже явного тока.
Сигнал на срабатывание этого контактора такж гтз формируется от блока БЗ (рис. 6,3) при поступл мацин от ава ии о ленин инфордатчика тока ДТ. варин от соответствующих датчиков, напрймер Основной ф ве то функцией защитных устройств автономнь х р. ров является отключение ннвертора в ава ийном жиме от источника постоян янного тока. В качестве исполнительного органа защитного устройства могут использо а в ться как автиристорные или транзисторные).
Сигнал на срабатывание ниве то а. О пако защиты обычно формируется от датчика к входного тока вн енних , т т р р . днако такие защиты, являясь эффективными утр авариях инвертора, не обеспечивают т при ф кции я т такои важнои фун для защит вторичных источников питания, как утои цепи при питании селективное отключение короткозамкн многофидерной нагрузки. Из рис. 6.4 видно, что возникновение в любом из фидеров приводит к КЗ на выходных шинах инвертора (если пренебречь, как правило, незначительным сопротивлением кабельного соединения).
Возникно КЗ выходе инве то а п р ора при наличии входной защиты приводит к отключению инвертора от источника питания. В происходит обе т ния. результате есточивание всех потребителей инвертора. Для на КЗ, азвивая исключения этого явления инвертор должен у устоичиво ра отать б кото ого развивая в короткозамкнутом контуре ток, знач ение Иначе гаво я„ин р достаточно для срабатывания фидерн й о защиты.
р „нвертор должен иметь ограничение по вь у р . Таким свонством обладают инверторы 1ХОД- с глубоким (прайтически до нуля) регулированием выходного напряжения, например транзисторный инвертор с регулировавертора такова, что не обеспечивает таких необходимо п е м х своиств, то ч редусматривать в инверторе специальные защиные ст ойства у .р " для селективности защит потребителей. ащитоп еля Способы обеспечения селективности з и зашит в основном ределяются схемой инвертора и поэтому му много разны. об щим и простым среди них является способ повышения полного сопротивления конт ра КЗ, у , которого д т гнуть за счет реактирования выходных ши инвертора в сочетан ~х шин нли т нии с повышением частоты инвертирования или введением в вь зходные шины нелинейных элементов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
