Защита преобразовательных агрегатов выпрямителей и инверторов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Защита преобразовательных агрегатов выпрямителей и инверторов

преобразователь инвертор перегрузка реле трансформатор

Преобразовательные установки по функциональному признаку подразделяются: выпрямительные; инвертирующие; преобразователи частоты; преобразователи числа фаз и др.

В России около 25% всей электроэнергии преобразуется выпрямительными установками для обеспечения электроснабжения электрифицированного транспорта (в том числе железнодорожного), электропривода постоянного тока, установок электрометаллургического производства (гальванические ванны, электрохимические установки, обмотки возбуждения синхронных электрических машин и т.д.)

В выпрямительных установках наибольшее применение нашли силовые полупроводниковые преобразователи на неуправляемых (диоды) и управляемых (тиристоры) вентилях.

Полупроводниковые преобразователи оборудуются системой воздушного или водяного охлаждения, а также приборами и аппаратами для пуска и работы преобразователей.

К повреждениям преобразовательного агрегата (ПА) относятся повреждения трансформатора, а также КЗ в системе переменного тока и пробой полупроводниковых вентилей. При пробое возможны образование электрической дуги в повреждённом вентиле и даже его взрыв, сопровождающийся перебросом дуги на токоведущие части преобразователя. Ненормальными режимами преобразовательного агрегата являются прохождение сверхтоков при перегрузках и внешних КЗ в системе выпрямленного тока и нарушение работы устройств собственных нужд установки.

Основными видами повреждений ПА являются:

- многофазные КЗ в первичных и вторичных (тяговых) обмотоках трансформатора;

- однофазные КЗ вторичных обмоток трансформатора на землю;

- КЗ на стороне выпрямленного напряжения между плюсовым и

минусовыми выводами преобразователя UZ;

- пробой полупроводниковых элементов и опрокидывание инвертора.

На рис.1. представлена схема защиты преобразовательного агрегата.

При срабатывании защиты преобразовательный агрегат (ПА) отключается как со стороны переменного, так и со стороны постоянного тока. Блокировки защит обеспечивают отключение ПА сначала со стороны постоянного тока, а затем со стороны переменного тока.

Рис. 1. Схема защиты ПА

Здесь: Т- преобразовательный трансформатор; UZ- полупроводниковый преобразователь (диодный выпрямитель, диодно- тиристорный инвертор); Q-высоковольтный выключатель; QF1, QF2- катодные быстродействующие выключатели; Lp- реактор; КА1, КА1ґ- токовые реле без выдержки времени; КА2, КА2ґ- токовые реле с выдержкой времени; КА3- токовое реле защиты от перегрузки; КА4- токовое реле защиты при снижении нагрузки.

Преобразовательный трансформатор снабжается газовой защитой от внутренних повреждений и понижения уровня масла, а также от повышения температуры масла. Кроме того ПА оснащён:

- МТЗ без выдержки времени (реле КА1, КА1ґ);

- МТЗ с выдержкой времени (реле КА2, КА2ґ);

- МТЗ от длительной перегрузки с выдержкой времени (превышение 10%, реле КА3);

- защита от минимальной нагрузки (при снижении нагрузки ниже 80% от номинальной, реле КА4 с выдержкой 15-20 мин подает сигнал на отключение второго агрегата);

- защита от однофазных замыканий на землю ( или токовая балансовая защита, фазовая импульсная защита и т.д.);

- защита от пробоя вентилей;

- защита от опрокидывания инвертора.

В качестве МТЗ без выдержки времени можно использовать токовое реле РТ-40. Уставка срабатывания выбирается по условию отстройки от тока намагничивания силового трансформатора:

Iсз = (4ч 6) Iт.ном.,где:(1)

Iт.ном.- номинальный ток первичной (сетевой) обмотки трансформатора.

В МТЗ с выдержкой времени (0,3- 0,5 с) используют токовое дифференциальное реле типа РНТ 565 (они, как правило, отстроены от бросков тока намагничивания при включении трансформатора).

Уставка срабатывания выбирается из двух условий:

Iсз ? 1,3Iт.ном. и Iсз ? Кпер.Iт.ном.(2)

где к - коэффициет перегрузки.

Первое условие обеспечивает отстройку от бросков намагничивающего тока, а второе - обеспечивает недопущение загрузки ПА сверх допустимой по термической устойчивости.

Защита от длительной перегрузки с выдержкой времени устанавливается в одной фазе и может выполняться с действием на сигнал или включение резервного выпрямителя.

Защиту от однофазных замыканий на землю можно осуществить:

- токовой защитой с фильтром тока обратной последовательности с использованием органа контроля фаз (ОКФ);

- токовой балансной защитой (сравнение величин токов двух фаз);

- фазовой импульсной защитой.

Поскольку в цепях с выпрямителями появляются высшие гармоники, то происходит расстройка фильтров токов обратной последовательности. Для этого необходимо на выходе фильтра токов нулевой последовательности включить фильтр высших гармоник и ввести выдержку времени для отстройки от бросков намагничивающего тока при включении трансформатора и других переходных процессов.

Размещено на Allbest.ru