УДК 621.311
РЕЗЕРВИРОВАНИЕ ОТКАЗОВ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ ТИРИСТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СИСТЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
,
Южно-Уральский государственный университет
Рассмотрен принцип построения и алгоритм работы быстродействующей защиты тиристорных преобразователей систем возбуждения синхронных генераторов от развивающихся коротких замыканий, вызванных пробоем тиристора и последующим отказом предохранителя. Показано, что применение данного алгоритма обеспечивает взаимное резервирование предохранителей и три ступени защиты преобразователя.
В сильноточных преобразователях систем возбуждения (СВ) мощных синхронных генераторов (СГ) широко используется параллельное соединение полупроводниковых приборов, вентильных секций и вентильных мостов. Основным средством защиты от внутренних повреждений таких преобразователей являются быстродействующие предохранители. При этом отказ одной из параллельных ветвей становится только частичным отказом для системы возбуждения СГ в целом. Однако отказ самого предохранителя может привести к развитию аварии и отключению генератора. В этих условиях задача повышения надежности применяемых быстродействующих предохранителей достаточно актуальна. Тем не менее, полностью исключить отказ предохранителя невозможно, поэтому, в условиях повышенных требований к надежности преобразователей СВ синхронных генераторов необходимы дополнительные средства защиты. Предлагаемый принцип построения защит [1] преобразователей обеспечивает предотвращение развития аварии и сохранение рабочего режима генератора в случаях отказов быстродействующих предохранителей.
На рисунке представлена схема преобразователя, выполненного по трехфазной мостовой схеме, в каждом плече которого включено n параллельных ветвей (показаны только в плече 2). При тепловом пробое тиристора VD21 в работе находятся тиристоры групп VD2 и VD3. В момент включения тиристоров VD4 в преобразователе возникнет двухфазное короткое замыкание, ток которого протекает по контуру I. Предохранитель F21 должен прервать этот ток, тем самым, отключив поврежденный вентиль, а оставшиеся параллельные вентили (VD22-VD2n) должны обеспечить дальнейшую работу преобразователя. В случае отказа F21, длительное протекание аварийного тока приводит к его разрушению с выбросом ионизированных газов, возникновению перекрытий изоляции, новым коротким замыканиям и дальнейшему развитию аварии.
Предложенная защита ожидает включения очередной группы тиристоров VD5 и при завершении коммутации тиристоров VD3 – VD5 подается импульс на включение тиристорного короткозамыкателя ТКЗ. В результате ток КЗ переходит из контура I в контур II. Поврежденный предохранитель оказывается зашунтированным и дуга в нем гаснет, предотвращая разрушение последнего. Функцию отключения тока КЗ берет на себя резервный предохранитель ПР, фактически осуществляющий резервирование штатных предохранителей преобразователя.
В случае отказа резервного предохранителя, отключение тока КЗ осуществляется штатными предохранителями, входящими в контур протекания аварийного тока (в данном случае предохранителями 4-го и 5-го плеча).
Таким образом, фактически осуществляется взаимное резервирование предохранителей, обеспечивающее восстановление нормального режима работы преобразователя и системы возбуждения генератора в целом.
Литература
1. Патент РФ № 000. Способ и устройство защиты тиристорного преобразователя от развивающихся коротких замыканий / , Гольдштейн М. Е. // Бюл. изобр. – 2003. – № 2.
г. Челябинск, пр. Ленина, 76, т.(3512)
e-mail: *****@
