1. Требования к защите

Защита преобразователей должна действовать при внешних и внутренних к.з., при возникновении аварийных токов между тиристорными группами и при опрокидывании инвертора. При внешних к.з. и опрокидываниях инвертора защита должна отключать преоб­разователь со стороны постоянного тока.

Кроме того, при внешних к.з. желательна легализация ава­рийного тока по месту (предотвращение перехода аварийного тока на следующие по порядку коммутации в схеме вентили) и по времени (ограничение тока. к.з. первой полуволны), что должно обес­печиваться устройством защиты по управляющему электроду, ко­торое снимает или сдвигает к границе инверторного режима управ­ляющие импульсы. При опрокидываниях инвертора эта защита неэффективна.

При внутренних к.з. защита должна отключать весь преобразователь или повреждённый тиристор (защита по управляющему электроду при этом должна снять или сдвинуть к границе инверторного режима управляющие импульсы).

При появлении аварийных токов между тиристорными груп­пами защита должна разомкнуть цепь аварийного тока или отклю­чить преобразователь от сети.

Основные требования, предъявляемые к аппаратам уст­ройствам защиты, заключаются в следующем:

1. Максимальное быстродействие. С ростом продолжитель­ности протекания аварийного тока увеличиваются размеры повре­ждений преобразователя, а при опрокидываниях инвертора воз­растает абсолютное, значение аварийного тока. Малая теплоём­кость кремниевого элемента и обусловленная ею высокая чувстви­тельность тиристоров к значению и продолжительности протекания аварийных токов определяют высокие требования к быстродейст­вию защиты тиристорных преобразователей.

2. Селективность. Отключение только повреждённых венти­лей без нарушения работы исправных вентилей и преобразователя в целом. В то же время, при срабатывании защиты, отключающей преобразователь в целом, не должна срабатывать защита, отключающая вентили.

3. Чувствительность. Обеспечение срабатывания защиты при возможно меньших значениях аварийных токов.

4. Надёжность, помехоустойчивость, простота настройки и обслуживания.

9. Выбор защитных аппаратов

   1. Защита автоматическими выключателями

Автоматические выключатели являются защитными аппара­тами многократного действия и предназначены для защиты вен­тильных преобразователей от внешних коротких замыканий, опрокидывания инвертора и перегрузок по току. Выключатели устанав­ливаются на стороне переменного и выпрямленного токов.

Место включения автоматических выключателей в схемах вентильных преобразователей определяется теми наиболее веро­ятными аварийными режимами, от которых предусматривается защита. При этом должны учитываться специфика работы преоб­разователя, требования защиты вентилей и селективности отклю­чения поврежденной цепи.

Автоматические выключатели переменного тока устанавлива­ются в преобразователях, питающихся от сети 380 В, на первичной стороне трансформатора или до токоограничивающих реакторов в бестрансформаторном варианте.

Выключатели на стороне переменного напряжения защища­ют преобразователь как от внутренних, так и от внешних аварий­ных режимов в выпрямительном режиме. В инверторном режиме при прорыве инвертора аварийный ток замыкается через вентили одной фазы, минуя цепь переменного тока (однофазное опрокиды­вание инвертора), и в этом случае не разрывается автоматическим выключателем. В связи с этим, такие схемы могут применяться для преобразователей, где режим инвертирования не применяется, и для возбудителей, поскольку обмотку возбуждения двигателей не­желательно отключать от источника питания («разнос»).

На стороне постоянного тока устанавливается автоматический выключатель А3725Б УЗ на выпрямленное напряжение 220 В, обеспечивающий протекание номинального тока 250А, тепловой расцепитель на 160 А, электромагнитный расцепитель 250 А; уставка по току срабатывания: теплового расцепителя 185 А, электромагнитного расцепителя не менее 2,75Iн= 2,75×128 = 352 А (выбирается 1500 А). Собственное время отключения А3700 с дистанционным расцепителем полупроводникового типа не более 10 мс.

На стороне переменного тока устанавливается автоматический выключатель А3716Б на номинальное напряжение 380 В, обеспечивающий протекание номинального тока выключателя 160 А, электромагнитного расцепителя 160 А, теплового расцепителя 63 А; уставка по току срабатывания: теплового расцепителя 72 А, электромагнитного расцепителя 630 А.