Защита тиристоров от перегрузок и токов короткого замыкания

Из-за небольшого объема и веса переходных слоев кремниевых тиристоров теплоемкость последних очень мала и они не допускают даже кратковременных перегрузок по току продолжительностью более нескольких десятых долей секунды. Любое короткое замыкание в цепи тиристора, даже если схема будет отключена автоматом или предохранителем обычного типа (без дополнительных мер защиты), приведет к разрушению тиристора. Например, тиристор типа Т-25 (Iн = 25 А) при токе 73 А выходит из строя через 0,1 с. Поэтому для защиты тиристоров от сверхтоков необходимо применять следующие меры:

1) верно выбрать тиристор по номинальному току исходя из следующих условий: I_н.т. I_н нагрузки; I_н.т. I_п­ двигателя;

2) ограничить сверхток (при обычной защите) или применить быстродействующую защиту, предварительно согласовав токовременные перегрузочные характеристики тиристора и применяемой защиты.

Токовременные перегрузочные характеристики тиристора и быстродействующего предохранителя типа ПНБ приведены на рис. 4.5.

Из характеристик видно, что при длительности перегрузки в несколько секунд протекающий через тиристор ток может лишь незначительно превышать номинальный (Iн.т.).

Рис. 4.5. Токовременные перегрузочные характеристики тиристора и предохранителя

Для защиты тиристоров от сверхтоков применяют следующие виды защит [1]:

1. Защиту тиристоров выпрямителя или преобразователя с помощью быстродействующих автоматов типа ВАБ и быстродействующих предохранителей типа ПНБ.

2. Защиту тиристоров выпрямителя или преобразователя с помощью небыстродействующих автоматов и предохранителей. При этом после небыстродей-ствующего аппарата устанавливают реактор или согласующий (понижающий) трансформатор.

Реактор или трансформатор снижают скорость нарастания тока короткого замыкания и ограничивают его максимальное значение.

Трансформатор необходимо принимать с напряжением короткого замыкания Uк.т.=8–10, %, которое определяет его индуктивное сопротивление Хт. Индуктивное сопротивление реактора выбирают из условия Xр=Хт. Для повышения чувствительности и надежности небыстродействующих защит их необходимо принимать с меньшей кратностью по току срабатывания.

3. Защиту тиристоров с помощью блока токоограничения (рис. 4.6).

Трансформаторы тока ТА соединены в трехфазную мостовую схему. При появлении сверхтоков пробивается стабилитрон VD1 и напряжение Uвых подается на вход фазосмещающего устройства. В результате подача отпирающих импульсов прекращается. Это приведет к прекращению протекания сверхтока за время порядка одного полупериода питающего напряжения, так как обратное напряжение в момент коммутации очередного тиристора выключит протекающий ток. Этот же узел используется и для ограничения пусковых токов.

Рис. 4.6. Схема блока токоограничения

В том случае, когда тиристоры выбраны по пусковому току электродвигателя, то для защиты электродвигателя от длительных перегрузок необходимо применять тепловые реле, автоматы с тепловыми расцепителем или реле максимального тока (совместно с реле времени).

Дата добавления: 2015-07-07