Unitati redresoare pentru statii de tractiune

Un redresor cu semiconductor, în funcție de circuitul de redresare adoptat și de circuitul de cuplare al transformatorului de putere, poate fi inclus într-o punte sau un circuit neutru.

Unitati redresoare pentru statiile de tractiune ale transportului electric urban VAK-1000/600-N, VAK-2000/600-N si VAK-3000/600-N. Denumirile tipurilor de unități sunt descifrate după cum urmează: redresor cu redresor cu supapă de silicon, pentru curent nominal redresat 1000, 2000 sau 3000 A, tensiune nominală redresată 600 V, funcționând conform circuitului zero.

Unitatea constă dintr-un transformator de putere, un redresor, un dulap de comandă, dulapuri sau panouri de protecție și un comutator catodic de mare viteză.

Redresoarele în funcție de tipurile de redresoare sunt desemnate ca BVK-1000/600-N, BVK-2000/600-N și BVK-3000/600-N, ceea ce înseamnă: redresor de siliciu pentru curent nominal redresat 1000, 2000 sau 3000 A, nominal redresat tensiune 600 V care funcționează pe circuitul neutru.

Fiecare fază sau braț al unității redresoare constă din supape conectate în paralel și în serie.

Conectarea în paralel a supapelor este utilizată atunci când curentul nominal al fazei sau al piciorului depășește curentul nominal al supapelor individuale.

Conectarea în serie a supapelor este utilizată pentru a asigura rezistența dielectrică a unei faze sau a unui braț în partea neconductoare a perioadei în care fazei este aplicată tensiune inversă.

Numărul de supape conectate în paralel în fază sau picior n1 se determină pe baza faptului că curentul fazei sau piciorului Ia al redresorului trebuie să fie mai mic decât curentul nominal total al supapelor conectate în paralel.

unde Ki — factorul curentului de siguranță luat egal cu 1,35-1,8.

Când supapele sunt conectate în paralel, curentul dintre ele este distribuit în mod neuniform, ceea ce duce la supraîncălzire și la o defecțiune mai rapidă a supapelor de curent ridicat și la subutilizarea supapelor de curent. Distribuția neuniformă a curentului între supapele conectate în paralel se datorează faptului că supapele în practică diferă oarecum unele de altele prin ramurile lor directe ale caracteristicilor curent-tensiune și rezistențelor termice.

Pentru a egaliza curentul dintre supapele conectate în paralel, pot fi utilizate rezistențe ohmice conectate în serie cu supapele sau divizoare de curent inductiv.

Orez. 1. Diagrama unui divizor de curent inductiv pentru două supape conectate în paralel: Dacă — curent de fază, I2v, I1v — curent de supapă

Orez. 2. Schema unui divizor de curent inductiv pentru trei supape conectate în paralel

Rezistențele ohmice conectate în serie cu supapele sunt rar utilizate din cauza apariției pierderilor suplimentare și a scăderii eficienței redresorului.

În instalațiile de mare putere se folosesc de obicei divizoare de curent inductiv.

În fig.1 prezintă o diagramă a unui divizor de curent inductiv pentru două supape conectate în paralel. Separatorul constă dintr-un miez de oțel pe care sunt înfășurate două bobine identice, conectate în așa fel încât fluxurile magnetice generate de acestea să fie opuse ca direcție.

Odată cu inegalitatea curentului în ramurile paralele, fluxul magnetic rezultat apare în miez, ceea ce creează o cădere suplimentară de tensiune în înfășurare cu un curent mai mic, ceea ce realizează o egalizare a curentului în înfășurări și în supapele conectate în paralel. Este necesară o cantitate mică de e pentru a egaliza curentul în supapele paralele. deci înfășurările de separare constau dintr-un număr mic de spire.

În fig. 2 prezintă o diagramă a unui divizor de curent inductiv pentru trei supape conectate în paralel. Splitter-ul constă dintr-un miez magnetic cu trei bare cu două bobine pe fiecare bandă. Fiecare dintre supapele conectate în paralel este conectată la fază prin două bobine conectate în serie situate pe bare diferite. Pe măsură ce curentul crește într-o ramură paralelă, este indus un e suplimentar. etc. v. în celelalte două ramuri, egalând astfel curentul în înfăşurările divizorului şi supapelor.

Splitterele sunt implementate în același mod cu un număr mai mare de porți conectate în paralel. Numărul de supape conectate în serie în fiecare picior sau fază este ales astfel încât tensiunea inversă nominală totală a tuturor supapelor conectate în serie să fie mai mare decât tensiunea inversă maximă aplicată brațului sau fazei cu circuitul de corecție selectat (punte sau zero)

unde Σrev.vent este suma valvelor nominale inverse conectate în serie, max este tensiunea inversă maximă pe fază sau braț pentru un circuit redresor dat, Ki este factorul de siguranță al tensiunii luat egal cu 1,45-1,8.

Prin urmare, numărul de porți conectate în seria n2 va

Numărul de supape de avalanșă conectate în serie este ales egal cu

Pentru a asigura o distribuție uniformă a tensiunii inverse între supapele conectate în serie, se conectează în paralel cu supapele un lanț de rezistențe șunt conectate în serie RШ, cu rezistențe egale, care servesc ca divizor de tensiune. Valoarea rezistenței rezistențelor de manevră RШ este selectată în funcție de clasă și de numărul de supape conectate în serie în intervalul 1,5-5 kΩ.

Neuniformitatea distribuției curentului de-a lungul ramurilor paralele ale unei faze sau braț nu trebuie să depășească ± 5% din curentul mediu măsurat în ramura paralelă, iar la un curent de sarcină peste 100% din modul nominal, curentul de scurtcircuit ar trebui să nu depășește ± 10%. Distribuția neuniformă a tensiunilor inverse în supape nu trebuie să depășească ± 10% din tensiunea medie inversă de funcționare aplicată supapei.

În fig. 3 prezintă schema de conectare a unei faze a unității redresoare BVK-1000/600-N.

Redresoarele BVK cu supape non-avalanșă sunt construite din fabrică cu dulapuri de protecție la supratensiune AC și părțile sub tensiune scoase.

Protecția la supratensiune pe partea AC a acestor redresoare constă din condensatoare C1 și rezistențe R1 conectate în stea sau triunghi, care sunt conectate la fazele înfășurării secundare a transformatorului (Fig. 4).

Orez. 3.Schema de conectare a unei faze a BBK-1000/600-N

Orez. 4. Schema blocului redresor VAK cu protectie la supratensiune

Această protecție folosește condensatoare KM-2-3.15 cu o capacitate de 7,5-8 microfarad, rezistențe PE-150 cu o putere de 150 W și o rezistență de 5 ohmi și siguranțe PK-3 cu o siguranță de 7,5 amperi.

Protecția împotriva supratensiunilor de comutare pe partea de curent redresat este asigurată de doi condensatori C2 IM-5-150, cu o capacitate de 150 microfarad, conectați în paralel. Două rezistențe de 5 ohmi R2 sunt conectate în serie cu ele. Condensatoarele cu rezistențe sunt conectate între polii pozitivi și negativi ai unității redresor printr-o siguranță PK-3 cu o siguranță de 50 A.

Orez. 5. Circuitul de protecție la supratensiune lateral înfășurarea supapei transformatorului și curent redresat

Supratensiunea din barele de distribuție ale tabloului de curent continuu, atunci când un comutator de mare viteză deconectează curenții de scurtcircuit de pe linie, nu depășește 2 kV, adică nu depășește rezistența dielectrică a circuitului în serie al supapelor. Dar supapele pot fi afectate de supratensiuni rezultate din adăugarea de supratensiuni atunci când curenții de scurtcircuit din linie sunt opriți de întrerupătoarele de mare viteză cu supratensiuni de la comutarea curenților în supapele în sine.

Pentru a proteja redresoarele cu semiconductori de supratensiune, se recomandă un circuit care să utilizeze descărcători și condensatori (Fig. 5). Limitatoarele RV1-00 sunt montate pe partea de supapă a transformatorului, inclusiv unul între fiecare fază și borna neutră sau negativă a transformatorului.Datorită faptului că limitatoarele sunt declanșate pentru un timp de 2 până la 20 μs, iar supratensiunile apar în fracțiuni de microsecundă, este necesar să se instaleze capacități de 0,5 μF în paralel cu limitatoarele. Capacitatele sunt conectate la bobinele supapei prin siguranțe PK-3.

Pe partea curentului redresat dintre polii pozitiv și negativ, supapele de avalanșă sunt pornite cu o tensiune totală de avalanșă de 900 — 1000 V. Supapele sunt conectate la magistrala pozitivă prin siguranțe PC-3. Din punct de vedere structural, această protecție este un panou getinax cu siguranță, două supape de avalanșă VL-200 și două rezistențe montate. Panoul este instalat în cușcă cu un comutator catodic. În fig. 6 este o vedere dimensionată a panoului de protecţie la supratensiune laterală de curent rectificat.

Pentru a proteja împotriva supratensiunii atmosferice, se recomandă instalarea blocurilor de borne pe polul pozitiv (atât liniile de cărucior, cât și negativul) al liniei aeriene.

Datorită faptului că supapele de avalanșă pot trece pentru scurt timp curenți semnificativi în direcția opusă, conectate în paralel cu supapele, este posibil să nu fie instalate circuitele RШ și R — C. Prin urmare, blocurile redresoare BVKL nu au circuite R — C, ceea ce simplifică schema bloc. Totuși, pentru a asigura funcționarea corectă, circuitul de monitorizare a stării supapelor din circuitul RSh a fost reținut și în blocurile redresoare cu supape de avalanșă.

Orez. 6. Panou de protecție la supratensiune pe partea curentului redresat: a — vedere frontală, b — vedere de sus, 1 — rezistențe, 2 — supape de avalanșă, 3 — siguranță PK -3

Controlul stării supapelor se realizează prin specificarea releelor ​​(mixere) conectate la punctele medii ale ramurilor paralele ale supapelor fiecărei faze sau braț, care au același potențial (sau o diferență de potențial foarte mică datorită diferențelor). în caracteristicile supapelor).

În cazul unei defecțiuni a unei supape la orice braț al unei ramuri paralele de supapă, din cauza unei modificări a rezistenței acestui braț, apare o diferență de potențial între punctele de conectare ale blenderelor, care este suficientă pentru ca blenderul să funcționeze și să închidă Contacte.

Contactul mixerului închide circuitul fiecărei înfășurări secundare a transformatorului de semnal TC, provocând astfel o modificare a fluxului magnetic în circuitul magnetic și acționând releul de protecție, care, la rândul său, închide circuitul la un semnal sau declanșează unitatea redresorului. Transformatorul de semnal izolează simultan contactele extinctorului de circuitele de 220 V.

Panoul dulapului de comandă de lângă blendere arată numerele circuitelor de fază și paralele între care sunt conectate blenderele. Un steag scăpat pe quencher indică ce circuit să caute defecțiuni.

Redresoarele sunt realizate sub formă de dulapuri metalice cu cadru cu uși duble, uși față și spate și pereți laterali detașabili. În interiorul dulapurilor sunt montate panouri detașabile din material izolator, pe care sunt atașate supape cu răcitoare. Supapele unui circuit în serie sunt atașate la fiecare panou.

Pentru a asigura o rigiditate dielectrică mai mare unității redresorului, pentru a reduce posibilitatea suprapunerii între supape sau răcitoarele de aer ale acestora, panourile supapelor din dulap sunt amplasate astfel încât să existe cât mai mică diferență de potențial între ele.

În interiorul dulapului, pe o parte, există bare de curent alternativ la care ramificații paralele ale supapelor sunt conectate prin divizoare de curent. Alimentarea cu fire anodice de la transformator la barele colectoare se poate face atât de jos, cât și de sus.Pe de altă parte, există o bandă catodică cu șunt. Carcasa redresorului este instalată astfel încât să fie posibilă întreținerea nu numai din față și din spate, ci și din lateral.

Un ventilator este montat deasupra dulapului, care creează un flux de aer de răcire de jos în sus. Pe carcasa ventilatorului este montat un releu de aer, care controlează fluxul de aer de răcire.