Книга
← К списку книгЗагрузка разделов…
активнаАктивные записи участвуют в каталоге и синках. Неактивная книга скрыта, но не удалена из базы.
Книга
БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НА ТИРИСТОРНЫХ БЛОКАХ БВП ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
Основана в 1959 а.
Выпуск 543
С. Р. РЕЗИНСКИЙ, И. X. ЕВЗЕРОВ, В. С. ЛАБКОВСКИЙ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НА ТИРИСТОРНЫХ БЛОКАХ БВП для ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ 〜постояннее 貰 ТОКА
МОСКВА ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ 1983
ББК 31.279
Р34
УДК 62—83:621.313.2:621.314.632
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ：
В. Н. Андриевский, В. ГТ. Ларионов, Э С. Мусаэлян, С. П. Розанов, В. А. Семенов, А. Д. Смирнов, Б. А. Соколов, А. Н. Трифонов, П. И. Устинов, А. А. Филатов
Резинский С. Р. и др.
Р34 Преобразователи на тиристорных блоках ВВП для электроприводов постоянного тока/ С. Р. Резинский, Евзеров И. X., Лабковский В. С. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 96 с., ил.——Б-ка электромонтера. Вып. 543).
25 к.
Приведены основные параметры н характеристики унифицированных блоков ВВП на основе тиристоров Т2-320 и T3-320. Рассмотрены принцип действия, электрические схемы и конструкции преобразовательных агрегатов серий ТПЗ и ТПРЗ мощностью 1000—12 000 кВт. Даны рёкомендации по монтажу, и аладке и обслуживанию этих агрегатов.
Для электромонтажников, электромонтеров, бригадиров и мастеров, занятых эксплуатацией мощных тиристорных агрегатов.
ББК 31.2796П2.1ББК 31.2796П2.1с2302050000-048
ББК 31.279
6П2.1
ББК 31.279
6П2.1
Р051(01)-83] 07-83
© Энергоатом из дат, 1983
ПРЕДИСЛОВИЕ
Тиристорные агрегаты в настоящее время серийно выпускаются электропромышленностью СССР н находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. Постоянно расширяются номенклатура разрабатываемых изделий и области их применения, увеличивается установленная мощность в единице, которая уже доходит до десятков мегаватт.
Разработанные и освоенные Харьковским производственным объединением ХЭМЗ мощные полупроводниковые преобразователи серий ТПЗ, ТПРЗ на тиристорных блоках ВВП для комплектации автоматизированных электроприводов постоянного тока нашли широкое применение в различных отраслях промышленности и особенно в прокатном производстве.
Отсутствие публикаций, посвященных особенностям устройства, наладки и эксплуатации тиристорных агрегатов, освоенных отечественной промышленностью н широко используемых в различных отраслях народного хозяйства, затрудняет эксплуатацию этих агрегатов обслуживающим персоналом. Оказанию помощи обслуживающему персоналу в этих вопросах и должна способствовать эта книга, в которой рассмотрены особенности построения, конструкции, наладки и эксплуатации мощных тиристорных агрегатов.
Материал в книге распределяется следующим образом: § 3 написан С. Р. Резинским, И. X. Евзеровым и Б. М. Машковичем; § 4 написан В. Н. Кондратюком; остальные параграфы совместно С. Р. Резинским, И. X. Евзеровым и В. С. Лабковским.
Замечания и пожелания читателей следует направлять по адресу: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10, Энергоатомиздат.
Авторы
Рис. 1. Тиристор Т2-320:Рис. 1. Тиристор Т2-320:/ — таблетка； 2 — анодная шнна;3 — катодная шина; 4 ——охладитель;5 — траверса; б ——управляющий электрод./ — таблетка； 2 — анодная шнна;3 — катодная шина; 4 ——охладитель;5 — траверса; б ——управляющий электрод.
Рис. 1. Тиристор Т2-320:
Рис. 1. Тиристор Т2-320:
/ — таблетка； 2 — анодная шнна;
3 — катодная шина; 4 ——охладитель;
5 — траверса; б ——управляющий электрод.
/ — таблетка； 2 — анодная шнна;
3 — катодная шина; 4 ——охладитель;
5 — траверса; б ——управляющий электрод.
БЛОКИ БВП НА ОСНОВЕ ТИРИСТОРОВ Т2-320 И T3-320
Основным элементом силовой части мощных преобразователей переменного тока в постоянный серий ТПЗ (нереверсивных) и ТПРЗ (реверсивных) являются в ен- тильные блоки (Б В П).
Вентильный блок содержит две параллельные ветви, каждая из которых представляет собой последовательное
соединение тиристора Т2-320 или T3-320, быстродействующего предохранителя ПП57 н индуктивного делителя тока. С помощью силовых и штепсельных разъемов цепей управления (РПЮ-ЗОЛ) блок включается в общую электрическую схему вентильной секции преобразователя.
Рассмотрим основные элементы, комплектующие блок БВП.
Тиристоры типов Т2-320 и T3-320. Основой тиристора является управляемый элемент, изготовленный из монокристаллической кремниевой пластины диаметром 40 мм. Вентильный элемент, представляющий собой четырехслойпую р-п-р-п структуру с тремя р-п переходами, помещен в металлокерамический, герметизированный холодной сваркой корпус, что обеспечивает защиту полупроводниковой структуры от влияния внешней среды н необходимую электрическую прочность. Получаемая таким образом
тайлетка I устанавливается между анодной 2 и катодной 3 шинами и прижимается к охладителю 4 траверсой 5. Прижимное усилие для тиристора Т2-320 равно 15 000± ±2000 Н, для тиристора T3-320 12000±2000 Н.
Предохранители серии ПП57. Предохранители предназначены для защиты тиристоров.
Структура условного обозначения предохранителей ПП57- □ □ □ □ -УЗ.
НП ——предохранитель плавкий;
57 — условный номер серии;
——условное обозначение номинального тока предохранителя; 31 — 100 А; 34 — 250 А; 37 — 400 А; 39 — 630 А; 40 — 800 А;
— условное обозначение номинального напряжения предохранителя; 2 ——220 В; 3 — 380 В; 6 — 660 В; 9 — 1250 В;
— условное обозначение способа монтажа и вида присоединения проводников к выводам предохранителя: 7 —— на проводниках преобразовательного устройства ——болтовое с уголковыми выводами;
—условное обозначение указателя срабатывания и контакта вспомогательной цепи: 0 — без указателя срабатывания, без контакта вспомогательной цепи; 1 — с указателем срабатывания, с контактом вспомогательной цепи; 2 — с указателем срабатывания, без контакта вспомогательной цепи;
УЗ — буква и цифра ——условное обозначение климатического исполнения и категории размещения по ГОСТ 15150-69.
В блоках ВВП, комплектующих тиристорные агрегаты серий ТПЗ, ТПРЗ, применяют предохранители ПП57-37671- УЗ и ПП57-37971-УЗ с плавкими вставками на 315 и 400 А.
Условное обозначение предохранителя ПП57-37671-У3 на ток 315 Л расшифровывается следующим образом: предохранитель серии ПП57 на номинальный ток 400 А и номинальное напряжение переменного тока 660 В, с указателем срабатывания, с контактом вспомогательной цепи, с плавкой вставкой на номинальный ток 315 А, уголкового исполнения, для работы в районах с умеренным климатом, категория размещения 3. Предохранитель ПП57-37971-УЗ отличается только номинальным напряжением 1250 В.
Некоторые технические данныепредохранителя
Номинальные потери мощности плавких, вставок в нагретом состоянии при температуре окружающего воздуха 40° С для предохранителей ПП57-37971-УЗ с плавкой встав-
кой на ток 315 А составляют 100 Вт, на ток 400 А— 120 Вт (табл. 1). Потери мощности предохранителей ПП57-37671 соответственно 80 и 85 Вт. Максимальные значения интегралов плавления предохранителей при времени плавления не более 10 мс для предохранителей ПП57-37671-УЗ и ПП57-37971-УЗ составляют 100 и 140А2-с-103 соответственно.
Таблица 1. Допускаемый ток предохранителя по условию допустимого нагрева контактных выводов (не более 130℃) в зависимости от температуры окружающего воздуха от 40 до 60℃
Номинальный ток плавкой вставки» А, при 40℃
Допустимый ток предохранителя, А, при температуре окружающего воздуха, ℃
45
50
55
60
315
300
280
260
250
400
380
360
340
315
Максимальное напряжение на дуге предохранителя не превышает 1,5-кратного амплитудного значения напряжения сети переменного тока.
Ресурс предохранителей при прохождении номинально- го тока не менее 30 000 ч.
Габариты, установочные и присоединительные размеры предохранителей приведены на рис. 2.
Прямоугольные приборные соединения (штепсельные разъемы). В блоках БВП применяют прямоугольные соединители нормальных габаритов с разъемными контактами типов РП-10-30Л (рис. 3) и РП-14-ЗОЛ в между блочном варианте. Разъемы предназначены для быстрого электрического и механического соединения и разъединения между собой узлов блока. Каждый разъем состоит из двух основных частей: вилки и розетки. Вилка — часть разъема с контактными штырями; рбзетка — часть разъема с контактными гнездами. Изоляторы обеих частей разъема изготовляются из прессматериала АГ-4. Разъемы имеют по 30 контактов, расположенных в три ряда. В разъемах РП-10 штыри контактов——цилиндрические сплошные с конусным концом, гнезда — трубчатые из пружинного материала с нарезанными по образующей цилиндра пазами. Штыри крепятся в изоляторах при помощи развода хвостовиков. В разъемах
Рис. 2. Предохранители ПП57-3767 н ПП57-3797:
1 — предохранитель; 2 — контакт вспомогательной цепи
РП-14 штыри контактов — плоские «ножевые», гнезда контактов состоят из двух пружинных гильз, по краям которых благодаря вырезам образованы пружинящие мап- ки. Контактное усилие создается за счет упругости этих лапок. Контакты в разъемах РП-10 н РП-14 покрыты серебром.
На вилках ловителей установлено по два цилиндрических ловителя, предназначенных для надежного механического сочленения и крепления обеих частей разъема.
Основные технические характеристики разъемов.
Тип разъемаРП-10РП-14
Максимальный рабочий ток на контактную пару (розетка—вилка)*, А ...155
Максимальное рабочее напряжение, В . . 1400800
"Максимальным рабочим током разрешается нагружать контакты，расположенные через один (пра1мущественно по периметру изолятора). Например, в разъеме РП-10 при 30 юнтактах допустимое количество контактов с нагрузкой 15 А составляет 7.
Индуктивные делители тока. Установленные в силовые шкафы вентильных секций преобразователей серий ТПЗ и ТПРЗ блоки БВП соединяются между собой в трехфазную мостовую схему, в каждое плечо которой включено по восемь тиристоров параллельно. Необходимость параллельного соединения тиристоров в мощных преобразователях вызвана ограниченным значением предельного тока тиристоров Т2-320 и T3-320 (320 А).
При параллельном соединении общий ток нагрузки делится между тиристорами неравномерно. В образовании разбаланса токов главную роль играют два фактора: технологический разброс параметров прямых ветвей вольт-ам- ♦ перных характеристик приборов (прямой вольт-амперной характеристикой s открытом состоянии называется зависимость прямого падения напряжения от проходящего прямого тока в мгновенных значениях при определенной темпе- • ратуре р-п-р-п структуры) н неравенство активных и индук-
тивных сопротивлений ветвей, определяемое различием их геометрических форм и неодинаковым расположением в пространстве. При этом наилучшим можно считать такое деление токов, при котором обеспечивается равенство температур структур вентильных элементов.
Рациональная конструкция силовой ошиновки блоков БВП и силовых шкафов преобразователей серий ТПЗ и ТПРЗ сводит к минимуму асимметрию конструкции, о чем сказано ниже при рассмотрении конструкции вентильного блока и силового шкафа.
Уменьшение неравномерного нагрева параллельно включенных тиристоров, вызванного разбросом вольт-амперных
Рис. 3. Разъем прямоугольный РП-Ю-ЗОЛ:
а — вилка; б — розетка； / — контактные штыри; 2 — контактные гнезда; 3 — изолятор; 4 — ловитель; 5 ——гнездо ловителя
характеристик, можно добиться различными путями, в частности с помощью подбора тиристоров с минимальным разбросом характеристик или принудительным выравниванием нагрузок с помощью индуктивных делителей тока.
Подбор тиристоров, упрощая конструкцию преобразователя и несколько увеличивая его КПД (отсутствуют потери в делителях), в то же время создает затруднения при эксплуатации преобразователя из-за необходимости иметь резерв тиристоров с заданными параметрами.
Индуктивные делители (менее экономичные делители из активных сопротивлений не получили широкого распространения) являются более эффективным средством выравнивания нагрузок, чем подбор тиристоров, и позволяют лучше использовать приборы по току.
8
Рис. 4. Индуктивный делитель:f — катушка； 2 — сердечникРис. 4. Индуктивный делитель:f — катушка； 2 — сердечник
Рис. 4. Индуктивный делитель:
f — катушка； 2 — сердечник
Рис. 4. Индуктивный делитель:
f — катушка； 2 — сердечник
к блоках БВ11 последовательно с каждым тиристором включен индуктивный делитель тока (рис. 4), представляющий собой катушку с междувитковой изоляцией из микани
та и пропитанную в лаке для увеличения механической
прочности и получения высокой теплопроводности. Внутри
катушки, намотка которой выполнена медной шиной, установлен разомкнутый стальной сердечник прямоугольной формы, длина которого равна высоте катушки. Применение такого сердечника увеличивает индуктивность катушки, уменьшает расход меди н габариты делителя. Индуктивность делителя 7 мГн.
Блоки БВП. На основе тиристоров Т2-320 и T3-320 созданы вентильные блоки БВП, предназначенные для установки в вентильные секции тиристорных преобразовательных агрегатов постоянного то
ка серий ТПЗ, ТПРЗ мощностью от 1000 до 12 000 кВт.
В зависимости от типа и класса
применяемых тиристоров, номинального тока плавкой вставки предохранителя и способа формирования управляющего импульса блоки, применяемые в преобразователях этой серии, разделяются на типы, приведенные в табл. 2.
Таблица 2. Типы и основные параметры блоков БВП
Типоисполненне блока
CQ в
Тип и класс тиристора
Тип предохранителя
о<
II
БВП 11/400-2-УЗ
410
T2-320-1N311
ПП57-37671
400
350
БВП-12/400-2-УЗ
450
Т2-320-12-311
ПП57-37671
400
350
БВП-16/400-2-УЗ
570
T3-320-16-411
ПП57-37671
400
350
БВП-18/315-2-УЗ
710
T3-320-18-411
ПП57-37971
315
265
БВП-18/400-2-УЗ
710
T3-320-18-411
ПП57-37971
400
350
БВП-22/315-2-УЗ
900
T3-320-22-411
ПП57-37971
315
265
БВП-22/400-2-УЗ
900
T3-320-22-411
ПП57-37971
400
350
•Приведено линейное напряжение переменного тока при «ключешш блоков по трехфазной мостовой схеме выпрямления.
••Среднее значение выпрямленного тока блока соответствует включению блоков по трехфазной мостовой схеме выпрямления, продолжительному режиму работы н расходу охлаждающего воздуха через поперечное сечение блока 0,11 м8/с.
Структур а условного обозначенийблоков БВП-С/С-П-УЗ
БВП — блок вентильный с параллельным соединением тиристоров.
— класс тиристора (11; 12; 16; 18; 22);
/ ——разделительный знак;
——номинальный ток плавкой вставки предохранителя (315 или 400 А);
——условное обозначение формы импульсов управления (2 — сдвоенные управляющие импульсы без частотного заполнения);
УЗ — условное обозначение климатического исполнения и категории размещения.
Конструкция вентильного блока Вентильный блок (БВП) (рис. 5) представляет собой конструктивно законченный узел, состоящий из двух тиристоров, установленных
Рис. 5. Общий вид блока БВП:Рис. 5. Общий вид блока БВП:
Рис. 5. Общий вид блока БВП:
Рис. 5. Общий вид блока БВП:
а — с лицевой стороны; б — со стороны силовых разъемов: / — тиристор Т2-320 (T3-320) с охладителем; 2 — предохранитель ПП-57; 3 — индуктивный делитель;
4 — силовой разъем; 5 — разъем РП-10; 6 — пластмассовая стенка; 7 — пластмассовая рамка; S — пластмассовый корпус; 9 — сигнальное табло; 10 — штырь-ловитель
на охладителях, элементов защиты и управления тиристорами и электрических разъемов.
Рабочее положение в вентильной секции ——вертикальное. Пластмассовая стенка, стеклотекстолитовая крышка и две пластмассовые рамки образуют подобие каркаса блока.
Вся силовая часть блока: два тиристора Т2-320(ТЗ-320) с охладителями, два предохранителя ПП57, два индуктивных делителя тока, соединительная ошиновка и два силовых губчатых разъема смонтированы на пластмассовой стенке, образуя две параллельные вентильные цепочки.
Разъемы расположены у горизонтальной оси симметрии несущей пластмассовой стенки; здесь стенка имеет дополнительную опору (подпорку) в виде П-образной скобы, прикрепленной винтами к стенке (в пластмассе имеются специальные пазы для жесткой фиксации скобы) и упирающейся в крышку.
Силовая часть блока выполнена таким образом, что вентильные параллельные цепочки расположены по обе стороны горизонтальной оси симметрии стенки. Токи «раздаются» и «собираются» (силовыми разъемами) на оси симметрии, что существенно улучшает токораспределение в параллельно включенных тиристорах.
Тиристоры с радиаторами расположены на внешней стороне стенки. Элементарную шахту (необходимую для протекания охлаждающего тиристоры воздуха) с одной стороны ограничивает стенка, а с противоположной——стек- лотекстолитовая крышка. При установке блока в вентиль- ную секцию по бокам шахту образуют элементы трех соседних блоков и стенки кассеты, о которой будет сказано ниже. Все остальные элементы блока БВП (в том числе и силовые губчатые разъемы) расположены с противоположной стороны стенки. Крайние пластмассовые рамки выполняют несколько функций: являются несущими элементами скелета блока, направляющими при установке блока в кас- сету, а также защищают элементы блока от механических повреждений при транспортировке и демонтаже.
На внешней стороне крышки установлен коробчатый пластмассовый корпус, внутри которого находится ячейка управления в виде печатной платы с узлами управления тиристорами и /?С-цепями. На ней же помещены сигнальные лампы и контрольные гнезда.
На лицевой стороне корпуса отпрессованы мнемосхема блока с гнездовыми отверстиями и прямоугольное отверстие, в котором укреплено пластмассовое табло.
Сигнальные лампы и контрольные гнезда расположены на печатной плате таким образом, что при установке ячей-
11
кн°в корпус сигнальные лампы находятся против прозрачной крышки табло, а штекер прибора, введенный в соответствующее отверстие на мнемосхеме, попадает в гнездо на плате. Такая конструкция предотвращает возможность попадания обслуживающего персонала под напряжение даже в случае непосредственного прикосновения к корпусу блока и позволяет отказаться от дверей в шкафу вентильной секции. Узлы управления и /?С-цепи установлены на печатной плате. Между ними по горизонтальной оси симметрии платы установлена колодка штепсельного разъема типа РП-14. Ответная его часть находится на средней опорной П-образной скобе блока (в крышке в этом месте проделано окно). При установке корпуса на блок крышка замыкает внутреннюю полость корпуса (и тем самым увеличивает электрические зазоры, а также защищает элементы системы управления от пыли и механических повреждений), а колодки разъема сочленяются.
В нижней части печатной платы имеется ножевая ко- лодка второго штепсельного разъема, ответная (гнездовая) часть которого установлена на кассете в шкафу вентильной секции. Этот разъем осуществляет связь блока с внешними цепями управления и защиты преобразователя. На корпусе блока по обе стороны от нижнего штепсельного разъема установлены два мощных штыря ——ловителя.
В нижней и верхней частях корпуса имеются ручки для извлечения и установки блока, а также невыпадающие винты для фиксации его в рабочем положении в кассете вентильной секции.
Электромагнитное поле значительного силового тока (до 630 А), изменяясь, может существенно искажать выходной импульс системы управления тиристором.
С целью уменьшения влияния силовых цепей на цепи управления в конструкции вентильного блока приняты следующие специальные меры:
ячейка управления расположена на внешней стороне блока — на противоположной стороне от силовой части и сборной ошиновки;
находящиеся в ячейке узлы управления и RC-непн разнесены на печатной плате на максимальное расстояние друг от друга;
внешний штепсельный разъем системы управления расположен в непосредственной близости от ячейки управления, а внутренний — в центре блока. Протяженность цепей управления от разъемов к центру блока сделана минимально возможной.
Вентильный блок представляет собой конструкцию втыч-
тами с контактными пружинами. Винты служат также для регулирования контактного нажатия силового разъема. От
ветная часть представляет собой ножевой контакт, установленный на шинном блоке вентильной секции.
Внешний штепсельный разъем системы управления находится в зоне расположения штырей — ловителей блока.
Это обеспечивает взаимозаменяемость блоков и надежное сочленение разъема.
Электрическая схема вентильного блока (рис. 7) состоит из силовой части и слаботочной системы управления, защиты и сигнализации.
Силовая часть содержит две параллельно соединенные ветви, каждая из которых включает в себя последовательно соединенные тиристор ТИЦТИ2), предохранитель ПП 1(ПП2) и индукционный делитель тока Др1 (Др2).
Система управления, защиты н сигнализации конструктивно выполнена в виде ячейки ЯУ, которая включает в себя:
защиту от коммутационных перенапряжений, осуществляемую /?С-цепями, состоящими из резистора / R2 (2 R2) и конденсатора 1С2 (2С2);
сигнализацию о сгорании предохранителей, осуществляемую неоновыми лампами ЛН1 н ЛН2, подключенными через сопротивление /R/ (2R1) параллельно предохранителям;
два импульсных узла, содержащих импульсные разделительные трансформаторы Тр1 и 7р2, элементы цепей смещения 1R4 (2R4) и сопротивления 1R3 (2R3), шунтирующие управляющий переход для повышения помехоустойчивости тиристоров.
Импульсные узлы обеспечивают подачу на тиристоры импульсов необходимой формы и длительности. В блоках
13
ВВП, комплектующих преобразователи серий ТПЗ и ТПРЗ, используют «сдвоенные» узкие импульсы: на каждый тиристор поступает вначале первый импульс, затем через 60 град——второй импульс; длительность каждого импульса 400±80 мкс (7...9 град); частота следования «сдвоен- нмх》импульсов 50 Гц (рис. 8).
2功2功44Рис. 7. Принципиальная схема БВП:а — принципиальная схема блока； б ——мнемосхема иа лицевой поверхности корпуса блока; 8 — прннципнальная схема ячейкн управленияРис. 7. Принципиальная схема БВП:а — принципиальная схема блока； б ——мнемосхема иа лицевой поверхности корпуса блока; 8 — прннципнальная схема ячейкн управления
2
功
2
功
4
4
Рис. 7. Принципиальная схема БВП:
а — принципиальная схема блока； б ——мнемосхема иа лицевой поверхности корпуса блока; 8 — прннципнальная схема ячейкн управления
Рис. 7. Принципиальная схема БВП:
а — принципиальная схема блока； б ——мнемосхема иа лицевой поверхности корпуса блока; 8 — прннципнальная схема ячейкн управления
Ячейка управления подключается к основной схеме блока при помощи*разъсма Ш1.
На передней панели блока расположена мнемосхема с контрольными гнездами Г1—Гб, которые используются для подключения приборов, контролирующих напряжения на тиристорах блока.
14
Рис. 8. Управляющие импуль сы на выходе ячейки управления вентильного блока:
/ —400±80 мкс (7±2 град); 2 — 3333 мкс (60 град); 3 — 20 мс (360 град); 4 —2... 12 В
Вентильный блок под- ключается к общей силовой схеме преобразователя с помощью разъемов СР1 и Ф2, а к схеме управления ——с помощью
разъема Ш2.
Основные параметры выходного каскада системы управления: /см=44 мА — ток смещения; Ubx = 75±15 В ——на
пряжение на входе импульсного трансформатора; /им = =400±80 мкс ——длительность импульса управления;左тр = =2, 2 — коэффициент трансформации импульсного трансформатора.
Материал сердечника импульсного трансформатора — сталь Э-350.
ТИРИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СЕРИИ ТПЗГ ТПРЗ МОЩНОСТЬЮ 1000—12 000 кВт
Классификация и технические данные. Тиристорные преобразовательные агрегаты предназначены для питания якорных цепей крупных электрических машин постоянного тока.
Серия агрегатов включает типоисполнения на номинальные выпрямленные токи 1600, 2500, 4000, 5000, 6300, 8000, 10 000 и 12 500 А и номинальные выпрямленные на- пряжения 660 (на токи до 6300 А), 825 (на все токи), 1050 В (на токи 2500 А и выше).
Типоисполнения агрегатов различают в зависимости от необходимости получения шести- или двенадцатипульсного выпрямленного напряжения. Для этого предусмотрены следующие схемы выпрямления:
трехфазная мостовая схема — для агрегатов на 660 В (все токи) и 825 В (1600 и 2500 А);
параллельное соединение двух мостовых схем со сдвигом соответствую щи х фазных напряжений на 30 град— для агрегатов на токи 4000 А и выше (все напряжения);
последовательное соединение двух мостовых схем с аналогичным сдвигом фазных напряжений на 30 град — для
15
агрегатов на токи 2500 А и выше (напряжения 825 й 1050 В).
Агрегаты, выполненные по эквивалентной двенадцатифазной схеме, допускают два способа управления:
симметричное управление вентильными секциями при параллельном или последовательном соединении мостов;
поочередное управление вентильными секциями при последовательном соединении мостов.
При симметричном управлении на одноименные тиристоры последовательно или параллельно соединенных мостов импульсы поступают с одинаковым углом управления при соблюдении в каждом мосту обычного порядка чередования управляющих импульсов.
При поочередном управлении в каждом мосте также соблюдается обычный порядок чередования импульсов, но изменение выходного напряжения преобразователя во всем диапазоне производится так, что на любом участке этого диапазона изменяется угол управления тиристорами одного или другого моста.
Использование поочередного управления дает возможность увеличить коэффициент мощности преобразователя по сравнению с симметричным управлением, а также уменьшить толчки реактивной мощности в питающей сети. Однако при этом уменьшается частота пульсаций выходного напряжения преобразователя (300 вместо 600 Гц при симметричном управлении).
Способ управления (симметричный или поочередный) может быть выбран и установлен непосредственно при эксплуатации, так как во всех преобразователях, выполненных по эквивалентной двенадцатифазной схеме, на зажимы потребителя (выходные зажимы) выведено управление обоими мостами.
Для реверсивных агрегатов используют:
встречно-параллельное включение выпрямительных групп (предусмотрено для всех агрегатов);
перекрестное включение выпрямительных групп (предусмотрено для агрегатов на 825 и 1050 В на токи 4000 А и выше при последовательном соединении мостов).
Питание силовых цепей агрегатов осуществляется от трехфазной сети переменного тока 6 или 10 кВ через индивидуальные понижающие трансформаторы.
Питание системы управления осуществляется от трехфазной сети переменного тока 380 В (220, 170 или 100 В), синхронизированной с напряжением силовой сети; допустимые отклонения мгновенных значений питающего напряжения от синусоидальной формы не более 13% амплитудного 16
значения основной гармоники при длительности до 30 град.
Питание собственных нужд агрегатов осуществляется от трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В.
Агрегаты предназначены для длительного режима работы и допускают работу в повторно-кратковременном режиме. При этом среднсквадратич ный ток не должен превышать номинального значения при времени усреднения 10 мин. Допустимая перегрузка по току в циклическом режиме составляет 100% в течение 15 с (класс 3 по ГОСТ 18142-72); допускается также работа с перегрузкой 75% в течение 1 мин и 125% в течение 10 с (классы 2 и 4 по ГОСТ 18142-72).
Охлаждение агрегатов ——воздушное принудительное по разомкнутому циклу с помощью индивидуальных вентиляторов (встроенных в каждую вентиляционную шахту) или с помощью выносного вентилятора, охлаждающего все вен* тильные секции (групповое централизованное охлаждение). ^£ход воздуха на одну вентиляционную шахту 3000 м3/ч, пф^)ад давления не более 300 Н/м2. При номинальных на- гр^史ах потери в одном силовом шкафу не превышают кГкВт. При аварийном отключении системы охлаждения допекается работа агрегатов в течение 5 мин. При выходе и^^тооя одной параллельной ветви в плече преобразова- теж^го моста каждого силового шкафа допускается работа агрегата в течение 8 ч.
Диапазон регулирования выпрямленного напряжения для реверсивных агрегатов + 1004100%； для неревер
сивных 04-100%.
Структур а условного обозначенияагрегатов серии ТПРЗ-10000/1050Т-22/2-У4
ТПРЗ — тиристорный агрегат (ТП—нереверсивный, ТПР ——реверсивный); 3 — класс перегрузки по ГОСТ 18142-72;
10 000 номинальный выпрямленный ток, А;
/ —■ р аз де лительный знак;
1050 — номинальное выпрямленное напряжение, В;
Т — подключение к сети через трансформатор;
2 — номер модификации схемного решения (1 — последовательное соединение мостов для нереверсивных агрегатов и для реверсивных агрегатов по встречно-параллельной схеме; 2 ——последовательное соединение мостов для реверсивных агрегатов по перекрестной схеме; 3 ——параллельное соединение мостов; 4 — мостовая схема);
2—254『17
D——номер модификации способа управления агрегатом (1 ——симметричное управление; 2 — поочередное управление);
/ ——разделительный знак;
2 — номер модификации конструктивного исполнения (1—подвод переменного и постоянного тока сверху при свободной компоновке; 2 — подвод переменного тока сверху и постоянного снизу при свободной компоновке; 3 ——подвод переменного и постоянного тока снизу при свободной компоновке; 4 — подвод переменного тока снизу и постоянного сверху при свободной компоновке; 5 — подвод переменного и постоянного тока сверху при комплектной компоновке; 6 — подвод переменного тока сверху и постоянного снизу при комплектной компоновке; 7 ——подвод переменного и постоянного тока снизу при комплектной компоновке; 8 — подвод переменного тока снизу и постоянного сверху при комплектной компоновке); У4 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69).
Пример записи агрегата серии:
ТПРЗ-10 000/1050Т-22/2-У4 (реверсивный тиристорный агрегат 10 000 А, 1050 В, последовательное соединение мостов, поочередное управление, свободная компоновка, подвод переменного тока сверху и постоянного тока снизу).
Состав. Агрегат состоит из преобразовательной секции и комплектного оборудования, включающего в себя силовой трансформатор, сглаживающие (или уравнительные) реакторы, выключатели на стороне постоянного тока, шунты, трансформаторы тока и датчики тока на герконах.
Для агрегатов используются масляные двухобмоточные трансформаторы серий ТМП, ТМНП, ТМПД, ТДПД, ТМНПД, ТДНПД, масляные трансформаторы с расщепленными обмотками для преобразователей с перекрестной схемой серии ТРДПД и совтоловые серии ТНП (для агрегатов на 1600 А).
Для питания преобразователей по эквивалентным шестифазным схемам используются трансформаторы с одной активной частью ——серий ТМП, ТМНП и ТНП; для питания преобразователей по эквивалентным двенадцатифазным схемам используются трансформаторы с двумя активными частями в одном баке — серий ТМПД, ТДПД, ТМНПД, ТДНПД, ТРДПД.
При необходимости использования ступенчатого регулирования напряжения трансформаторов^под нагрузкой используются трансформаторы с РПН серий ТМНП, ТМ11ПД, ТД11ПД; во всех остальных случаях применяются транс- 18
форматоры с ПБВ серий ТМП, ТМПД, ТДПД, ТРДПД и ТНП.
Подробнее о трансформаторах ——см. далее.
свчооосвчоооВ качестве сглаживающих реакторов в серии используются реакторы типа ФРОС (ФРОСЗ). Необходимая добавочная индуктивность в цепи нагрузки тиристорного электропривода зависит от индуктивности якоря нагрузочного
свчооо
свчооо
Рис. 9. Схема электрических соединений силовых шкафов внутри вентильной секции
эл ектродв и гател я. Поэтому сглаживающие реакторы, поставляемые комплектно с тиристорным агрегатом, могут выбираться самим заказчиком.
В противном случае поставляются сглаживающие реакторы, выбранные исходя из предположения, что приводной электродвигатель имеет наименьшую индуктивность из всех выпускаемых в настоящее время электродвигателей на данный ток и напряжение.
В агрегатах с параллельным соединением мостов добавочные реакторы вообще не устанавливаются. Это обусловливается тем, что при питании машин серии П2 от двенадцатифазных выпрямителей (частота пульсаций 600 Гц) пульсации тока нагрузки не превышают значений, допустимых для данных машин. В качестве уравнительных реакторов в таких агрегатах используют реакторы типа ФРОС (ФРОСЗ)» которые включены в уравнительный контур и способствуют сглаживанию тока.
В агрегатах с последовательным соединением мостов сглаживающие реакторы необходимы в случае поочередно- 2* 19
го регулирования, когда выходное напряжение соответствует шестифазной схеме выпрямления. Индуктивность сглаживающих реакторов рассчитывают, исходя из необходимости ограничения пульсаций якорного тока двигателя до 2% •
На стороне выпрямленного тока используют быстродействующие выключатели типа ВАТ-42, снабженные индукционно-динамическим приводом ИДП. В серии применяют выключатели на номинальные напряжения 660 и 1050 В. Они могут быть встроены в шкафы типа ШАБ-42.
Для измерения выпрямленного тока используют шунты типа 75ШСМ, устанавливаемые вне преобразовательной секции. Также вне преобразователя устанавливают трансформаторы тока типа ТНШЛ-0,66, используемые в качестве датчиков переключения групп в реверсивных агрегатах н в качестве датчиков тока в агрегатах с параллельным соединением мостов, а также герконы типа КЭМ-2, используемые в качестве датчиков тока для схемы аварийной сигнализации в реверсивных агрегатах, выполненных по встречно-параллельной схеме с последовательным соединением мостов.
Преобразовательная секция состоит из вентильных секций и щита управления.
Вентильная секция является конструктивной единицей, состоящей из одного или двух силовых шкафов и одного шкафа ввода.
Силовой шкаф схемно представляет собой трехфазный мост, в каждом плече которого включено по восемь тиристоров в параллель.
Силовой шкаф рассчитан на ток нагрузки 2500 А и выпрямленные напряжения 460, 525, 660, 825, 1050 В.
Шкаф ввода является конструктивным элементом для связи преобразовательной секции с трансформаторным оборудованием и нагрузкой.
В зависимости от силовых шкафов внутри вентильной секции имеется пять исполнений секций (рис. 9):
СВ 1000 ——параллельное соединение;
СВ2000 — последовательное соединение;
СВ3000 — встречно-параллельное соединение;
СВ4000 — встречное соединение;
СВ5000 — мостовая схема — один силовой шкаф в вентильной секции.
Тип, количество и схема соединения вентильных секций зависят от типопсполнения агрегата.
Количество тиристоров, включенных в параллель в каж-
дое плечо, зависит от номинального тока и схемы соединения преобразователя и находится в пределах 8——32.
Основным конструктивным элементом силовых шкафов, входящих в вентильную секцию, является силовой блок типа БВП, описанный ранее.
Щит управления преобразователем содержит функциональные блоки системы управления, блоки узла защиты от перенапряжений (блоки конденсаторов и вентилей), трансформаторы, сборки сопротивлений, рейки зажимов цепей управления, измерительные приборы, кнопки, ключи управления и автоматические выключатели.
В состав системы управления преобразователем входят блоки: фазового управления (БФУ); размножения импульсов (БРИ); усилителя импульсов (БУИ); резисторов (БР) управления режимами (БУР); питания (БП2); питания (БП1); смещения (БС); регулятора тока (БРТ); реле (БРЛ).
Блок фазового управления (БФУ) предназначен для формирования двух симметричных шестифазных систем импульсов и регулирования их фазового сдвига относительно напряжения силовой цепи в зависимости от управляющего напряжения.
При управлении тиристорным преобразователем с последовательным соединением вентильных групп импульсы с БФУ поступают на БРИ, а затем на БУИ. В остальных случаях импульсы управления с БФУ попадают непосредственно на БУИ.
5/ок размножения импульсов (БРИ) обеспечивает ло~ дачу повторных импульсов, выработанных системой управления одним мостом, на тиристоры второго, последовательно соединенного с ним моста. Эти повторные импульсы подаются на тиристоры, которые перед этим были включены импульсами «собственной» системы фазового управления. Такая повторная подача импульсов необходима для обеспечения надежной работы последовательно включенных мостов.
На вход БРИ поступают две группы сигналов с ячейки формирования импульсов БФУ. Каждая группа содержит шесть импульсов, сдвинутых относительно друг друга на 60 град, и сигналы срыва генерации импульсов с БУР.
На выходе БРИ прямо)тольные импульсы поступают на вход блоков усилителей импульсов с ячейки ЯУИ блока размножения импульсов. Для ограничения тока транзисторов в их коллекторные цепи введены ограничивающие сопротивления, установленные в блоке резисторов.
Блок усилителей импульсов (ВУИ) предназначен для усиления импульсов управления до уровня, необходимого для надежного открывания всех тиристоров агрегата.
Блок резисторов (БР), включаемых в коллекторные цепи транзисторов ячейки ЯУИ, предназначен для ограничения входного тока БУИ.
Блок, управления режимами (БУР) предназначен для формирования сигналов управления переключением вы- 、прямительных групп в режиме реверса.
Блок питания (БП2) обеспечивает систему импульснофазового управления напряжениями +24, +6, —12, —18, —24 В; формирование опорных синусоид для блока импульсно-фазового управления амплитудой 16 В с фазовым сдвигом 60 град; перемагничивание импульсных трансформаторов напряжением 35 В, гальванически развязанных от источников питания блока импульсно-фазового управления.
Блок питания БП1 предназначен для питания коллекторным напряжением и напряжением смещения транзисторов ЯУИ и блока БУИ.
Блок смещения БС обеспечивает начальную раздвижку фазовых характеристик при поочередном» управлении выпрямительными мостами.
Блок регулятора тока БРТ предназначен для выравнивания токов параллельно соединенных мостов, питание которых сдвинуто на 30 град. Неравномерная загрузка параллельно соединенных мостов возможна из-за неидентич- ности характеристик БФУ, вырабатывающих управляющие импульсы для разных мостов, и из-за различия напряжений вентильных обмоток силовых трансформаторов, (так, для трансформаторов типа ТМПД со схемой соединения Y/Д и Д/Д допускается по ГОСТ 16772-77 разница вторичных напряжений до +1% номинальных значений).
Блок реле БРЛ совместно с системой блокировок предназначен для осуществл ен и я необходимых блокировок, контроля питания сигнализации состояния коммутирующих аппаратов в силовых цепях и размножения контактов для схем управления электроприводами.
Электрические схемы. В зависимости от технических требований и назначения принято семь структурных схем агрегатов, приведенных на рис. 10—16 и описанных ниже.
Нереверсивная мостовая схема (рис. 10). Силовое питание на выпрямительный мост В подается со стороны высокого напряжения через разъединитель Р, масляный выключатель МВ.\\ силовой понижающий трансформатор Тр. Оперативное напряжение для питания вентиляции, системы блокировок и сигнализации подается через автоматический
Ькключатель АЁ1. Также через АЁ1 и промежуточный автоматический выключатель АВ2 подается напряжение для блока питания системы управления БП1, который в свою очередь питает блок усилителей импульсов БУИ. Синхронизированное с силовым опорное напряжение от специального источника подается через автоматический выключатель АВ4 на блок питания БП2. В блоке БП2 формируются синусоидальные и постоянные напряжения для питания блока фазового управления БФУ. Нагрузка к агрёгату под-
Рис. 10. Структурная схема нереверсивного преобразовательного агрегата, выполненного по мостовой схеме
ключается через автоматический быстродействующий выключатель АВБ и сглаживающий реактор Др. Контроль наличия силового, оперативного и опорного напряжений, а также контроль состояния коммутирующих аппаратов (MBf АВБ) осуществляется с помощью блока БРЛ. Сигнализацию состояния предохранителей в вентильных секциях СВ осуществляет блок предупредительной сигнализации БПС. Узел защиты УЗ, состоящий из двух блоков вентилей и одного блока конденсаторов, осуществляет защиту тиристоров от перенапряжений, возникающих при отключении йена- груженного трансформатора Тр. Управление агрегатом осуществляется путем подачи на БФУ регулируемого напряжения 〃упр・ При этом в БФУ вырабатываются импульсы
Управлений, которые через БУЙ подаются на силовые fй|)й- сторы выпрямительного моста В. Блок резисторов БР служит нагрузкой цепей формирования импульсов.
Реверсивная мостовая схема (рис. 11). В отличие от нереверсивной мостовой схемы этот агрегат имеет:
двойной комплект силовых вентилей — группа «вперед» 5 и группа《назад》Н;
два выключателя на стороне выпрямленного тока АВБ1 и АВБ2; трансформаторы тока на стороне переменного то-
Рис. 11. Структурная схема реверсивного преобразовательного агрегата, выполненного по мостовой схеме
ка ТТ1 …ТТЗ, от которых в БФУ поступает сигнал наличия тока;
два блока усилителей импульсов — для группы В блок БУИ-1 и для группы " блок БУИ-2.
Для управления агрегатом помимо 〃упр подается сигнал реверса ирев. В зависимости от полярности 〃рев и сигнала 24
наличия тока БФУ вырабатывает иимпульсы для групп В или Н, поступаюш1Hе на силовые тиристоры через БУИ-1 и БУИ-2 соответственно.
ОпорноеОперативноеСилоОое
напряжениенапряжвнаеналряжениБ
Рис. 12. Структурная схема нереверсивного преобразовательного агрегата с параллельным соединением выпрямительных групп
Нереверсивный агрегат с параллельным соединением выпрямительных групп (рис. 12). Силовое питание параллельно соединенных выпрямительных групп В1 и В2 сдвинуто на 30 град для получения двенадцатипульсного выходного напряжения. Соответственно используется силовой трансформатор Тр с двумя активными частями, вторичные Напряжения которых сдвинуты по фазе на 30 град. Вторич- 25
ные обмотки силового трансформатора рассчитаны на полное напряжение и половинный ток.
Реакторы Др1 и Др2, включенные в цепь уравнительного контура, ограничивают уравнительные токи, которые возникают вследствие неодинаковости мгновенных значений выпрямленного напряжения обоих мостов.
Подача оперативного и опорного напряжений осуществляется по двум каналам (через автоматические выключатели АВ2, АВЗ, АВ4, АВ5). Каждый канал имеет свой комплект блоков управления: 1-й канал (БП-2.1 БФУ-1, БП1-1, БУИ-1) вырабатывает импульсы для группы В1; 2-й канал (БП2-2, БФУ'2, БП1-2, БУИ-2) —для группы В2.
Блок резисторов БР и блок регулятора тока БРТ используются для обоих каналов. Блок регулятора тока БРТ, получая сигналы с траннсформаторов тока ТТ1...ТТЗ, ТТ4...ТТ6, осуществляет выравнивание токов в параллельно работающих группах, воздействуя на БФУ. Функции блоков БПС и БРЛ аналогичны описанным выше. Для ограничения уравнительных токов в агрегате используются реакторы Др1 и Др2.
Защита агрегата при коротких замыканиях в цепи нагрузки или при опрокидывании инвертора (в случае использования электропривода с реверсом поля двигателя) осуществляется автоматическим быстродействующим выключателем АВБ.
Реверсивный агрегат с параллельным соединением выпрямительных групп одного направления и со встречно-параллельным включением выпрямительных групп противоположного направления (рис. 13). В отличие от предыдущей схемы (нереверсивного агрегата с параллельным соединением выпрямительных групп) в схеме имеется:
двойной комплект силовых вентилей ——группа «вперед» В1 и В2, группа «назад» Я/ и Н2;
четыре выключателя на стороне выпрямленного тока АВБ1...АВБ4;
два блока резисторов БР-1, БР-2 и четыре блока усилителей импульсов для соответствующих групп (БУИ-1 — Bl, БУИ 2 — "I, БУИ-3 — 52, БУИ-4 — Н2);
блок управления режимами 5УР, дающий разрешение (запрет) на работу групп《вперед» или «назад» в функции сигнала реверса “рев и сигнала наличия тока, получаемого с трансформаторов тока ТТ1...ТТЗ и ТТ4...ТТ6.
В этой схеме блоки фазового управления БФУ-1 и БФУ-2 вырабатывают по две системы управляющих импульсов (БФУ-1 для В1 и "/, БФ2 для В2 и Н2) в зависимости от того, работу какой группы разрешает БУР, 26
ьэ
ОпорноеяапрлжБние^380(220,773,700)В
Оперативноенипрамение^380В
ПитаниеВвнтилягпороб Св
уКонтроль олорно- teo налрлжЕмил 2 \контпроль опирно- 1ео нипрнмена» 7
БП1-2
БП1-1
ьилоВйб
В комплект поставка не ВхоВит^
Сиекил наличия тока
Рис. 13. Структурная схема реверсивного соединением выпрямительных групп
БР-1
@2
Сигнал наличия
буи-z
БУИ-З
力 H〃£%«W
4S
БУИ~^
У31
HZ
преобразовательного агрегата с параллельным
Опорноенапряжение^8G(220t Z7J, WO)B
иператионоЕ сопряжение
^80 В
Питание вентиляторов СВ
X 4歩夕X АВ^
контроль олорноеонапряжения Z
Контроль пппрноеонапряжение 7
БП2-2
Enz-i
sni-z
БП1-1
КонтрольстлЛогонапряжения
~Г БФУ-1
咳-z
ene 万"
Срабатываниепредохранителя
Рис. 14. Структурная схема нереверсивного преобразовательного агрегата с последовательным соединением выпрямительных групп
Нереверсивный агрегат с последовательным соединением выпрямительных групп (рис, 14). Силовое питание последовательно соединенных выпрямительных групп сдвинуто на 30 град для получения двенадцатипульсного выходного напряжения. Соответственно используется силовой трансформатор Тр с двумя активными частями, вторичные напряжения которых сдвинуты по фазе относительно друг друга на 30 град. Вторичные обмотки силового трансформатора рассчитаны на половинное напряжение и полный ток.
Как и в схеме нереверсивного агрегата с параллельным соединением групп, в системе управления данным агрегатом имеются два канала управления. Для протекания тока через последовательно соединенные группы используется блок размножения импульсов БРИ, работающий на оба канала. Функции блоков БПС, БРЛ и других элементов схемы аналогичны описанным выше. Имеется блок смещения 5С, осуществляющий подачу напряжений смещения при поочередном регулировании.
Реверсивный агрегат с последовательным соединением выпрямительных групп одного направления и со встречнопараллельным включением выпрямительных групп противоположного направления (рис. 15). В отличие от нереверсивного агрегата с последовательным соединением выпрямительных групп этот агрегат имеет:
двойной комплект силовых вентилей ——групп «вперед» Bt и 52, групп «назад» "I и "2;
четыре выключателя на стороне постоянного тока АВБ1...АВБ4;
по два блока размножения импульсов БРИ-1, БРИ-2 и блоки резисторов БР-1, ВР-2 (по одному на каждый канал управления);
четыре блока усилителей импульсов для соответствующих групп (БУИ-1 —В1, БУИ-2 — Н1, ВУН-3—В2, ВУН-4— Н2);
блок управления режимами БУР, дающий разрешение (запрет) на работу групп «вперед» или《назад》в функ^ ции сигнала реверса и сигнала наличия тока, получаемого с трансформаторов тока TTL..TT3;
блок смещений, осуществляющий подачу постоянных напряжений смещения на БФУ-1 и БФУ-2;
блоки системы аварийной сигнализации: БАС (блок аварийной сигнализации), Б ПАС (блок питания аварийной сигнализации), БДН (блок датчиков напряжения).
На схеме не указаны датчики тока и нулевого напряжения (они приведены ниже на рис. 18).
g
Оператабное
占/777
БУИ-7
БПАС [―1
Опорное наполнение ~380(220,173 ЮП)В
Кинтритз £ напряжен
Киктр1
BPZ
ПитанасВвнти^лтороВ СВ 木
小小小小 /230
MS
п
В кимплекг. поставки не ВхоВат
датчикам токи на герконах
Сигналналичия тока
jE Контроль силвВиеи *— напряжения
CpubambiBunae преМхианате^
АВБ1
СилоВое
<Х BlBZ А
"7
3l1^
{5h^H^P
Л нагрузке
t
Рис. 15. Структурная схема реверсивного преобразовательного агрегата, выполненного по встречно-параллельной схеме с последовательным соединением выпрямительных групп
со
ОпорноеОперативноеCauoffoe
Рис. 16. Структурная схема реверсивного преобразовательного агрегата, выполненного по перекрестной схеме с последовательным соединением выпрямительных групп
Реверсивный агрегат с последовательным соединением выпрямительных групп одного направления и с перекрестным включением выпрямительных групп противоположных направлений (рис. 16). Система управления и системы предупредительной сигнализации и блокировок выполнены так же, как и для агрегата со встречно-параллельным включением; отличие имеется только в силовой части и отсутствии системы аварийной сигнализации, так как возможных аварийных ситуаций значительно меньше.
Силовое питание агрегата осуществляется от трансформатора с двумя активными частями и с расщепленными обмотками. Каждая группа (Bl, В2, Hl, Н2) получает питание от отдельной обмотки. В случае питания агрегата от трансформатора с РПН используются два двухобмоточных трансформатора с двумя активными частями каждый. Соответственно на выходе каждой вторичной обмотки имеется отдельный узел защиты (УЗ/…У34), а на стороне постоянного тока устанавливаются только два выключателя. Устанавливается также дополнительный комплект трансформаторов тока ТТ4...ТТ6, позволяющий контролировать ток группы《назад》. Количество и индук- тивпость сглаживающих реакторов, устанавливаемых в цепи нагрузки агрегатов, выбраны, исходя из работы агрегатов при поочередном управлении, когда пульсация выходного напряжения соответствует шестифазпой схеме выпрямления и наименьшей возможной индуктивности приводного двигателя при данном токе и напряжении. При симметричном управлении выходное напряжение агрегата имеет пульсации, соответствующие двенадцатифазной схеме выпрямления, и индуктивность сглаживающих реакторов может быть изменена по согласованию между заказчиком и изготовителем.
Защита тиристорных агрегатов В агрегатах предусмотрена защита от сверхтоков, возникающих при выходе из строя тиристоров, при коротких замыканиях в цепи нагрузки, при опрокидывании инвертора, при авариях, связанных с одновременным включением мостов разного направления тока в реверсивных агрегатах.
Защита при выходе из строя тиристора осуществляется быстродействующим предохранителем, установленным последовательно с ним.
Агрегаты допускают работу с поминальной нагрузкой при выходе одного тиристора в плече каждой вентильной секции в течение 8 ч. При выходе двух и более тиристоров в плече вентильной секции выдается сигнал в цепь внешней сигнализации, например, звуковой.
В серии предусмотрена система предупреждающей сигнализации, которая указывает шкаф и силовой блок, в котором произошли пробой тиристора и срабатывание предохранителя.
Защита от сверхтоков при прочих авариях осуществляется быстродействующими автоматическими выключателя ми и устройством блокировки управляющих импульсов. Используемые для этой цели выключатели типа ВАТ-42
A BCQQQA BCQQQI вентилей. । I 小 Д2 Пр1 I Нн<н<н&4 丨/З ДЦ 〃絃II вентилей. । I 小 Д2 Пр1 I Нн<н<н&4 丨/З ДЦ 〃絃I^H<H<l-s^H<H<l-sI 45 ДБ ПрЗI 45 ДБ ПрЗppI /?7 БлокR1 R2I /?7 БлокR1 R2C7¥*C7Tl-C7¥*C7Tl-C2±11-C8*C2±11-C8*[]nP1{]np2[]nPJIII 1 —[]nP1{]np2[]nPJIII 1 —~Ж~1~Ж~1R1 R2R1 R2БлокR7 конденсаторовБлокR7 конденсаторовконденсаторовконденсаторовR6jH^HR6jH^H^)_C72l_|P^)_C72l_|Pipip! -czi-t-cTZH—'+4hC7! -czi-t-cTZH—'+4hC7++C2C24H-C84H-C8R6-wzb-C6ViC12L 口R6-wzb-C6ViC12L 口
A BCQQQ
A BCQQQ
I вентилей. । I 小 Д2 Пр1 I Нн<н<н&4 丨/З ДЦ 〃絃I
I вентилей. । I 小 Д2 Пр1 I Нн<н<н&4 丨/З ДЦ 〃絃I
^H<H<l-s
^H<H<l-s
I 45 ДБ ПрЗ
I 45 ДБ ПрЗ
p
p
I /?7 Блок
R1 R2
I /?7 Блок
R1 R2
C7¥*C7Tl-
C7¥*C7Tl-
C2
±11-
C8
*
C2
±11-
C8
*
[]nP1{]np2[]nPJ
III 1 —
[]nP1{]np2[]nPJ
III 1 —
~Ж~1
~Ж~1
R1 R2
R1 R2
Блок
R7 конденсаторов
Блок
R7 конденсаторов
конденсаторов
конденсаторов
R6
jH^H
R6
jH^H
^)_
C72
l_|P
^)_
C72
l_|P
ip
ip
! -czi-t-cTZH—
'+4h
C7
! -czi-t-cTZH—
'+4h
C7
+
+
C2
C2
4H-
C8
4H-
C8
R6
-wzb-
C6
Vi
C12
L 口
R6
-wzb-
C6
Vi
C12
L 口
a)
Рис. 17. Схема узла защиты от перенапряжении
из-за наличия индукционного динамического привода (ИДП) имеют собственное время срабатывания 2—3 мс. Для нереверсивных агрегатов используется выключатель АВБ (рис. 10, 12, 14).
Для реверсивных агрегатов с последовательным включением мостов, собранных по перекрестной схеме, и для реверсивных мостовых схем используют два выключателя АВБ1 п АВБ2 (рис. 11, 16). Для реверсивных агрегатов с последовательным или параллельным включением мостов, собранных по встречно-параллельной схеме, используются четыре выключателя АВБ1...АВБ4 (рис. 13, 15).
В наиболее сложной схеме — в реверсивном агрегате с последовательным соединением мостов и встречно-параллельным включением (рис. 15) для указания рода и места аварии предусмотрена система аварийной сигнализации (подробнее о ней — см. ниже). Узлы этой системы могут 3—254 33
служить также в качестве входа устройств ускорения отключения защиты при аварии.
Защита от коммутационных перенапряжений осуществляется 7?С-цепочками, включенными параллельно тиристорам, и узлом защиты УЗ, содержащим конденсаторы, подключенные через выпрямительный мост ко вторичным обмоткам силовых трансформаторов. Узел защиты от перенапряжений (рис. 17) располагается в двух блоках: блоке вентилей (БВ) и блоке конденсаторов (БК), установленных в щите управления преобразователем (ЩТУ).
Блок вентилей (БВ) представляет собой три диодные ветви, в каждой из которых содержится два последовательно соединенных диода и предохранитель (рис. 17, а) или трехфазный мостовой выпрямитель с одним диодом в плече и предохранителями в цепи переменного тока (рис. 17, 6).
Блок конденсаторов (БК) укомплектован электролитическими конденсаторами и параллельно им включенными разрядными сопротивлениями (рис. 17, б).
Блокировка и сигнализация. В агрегатах серии предусмотрены блокировки, исключающие возможность работы агрегатов при исчезновении и повторном появлении силового питающего напряжения, при отсутствии опорного и оперативного напряжений, при открытых дверях шкафов ЩТУ и шкафов ввода (ШВ), а также блокировки, которые исключают возможность работы агрегата свыше 5 мин при исчезновении принудительной вентиляции в силовом тка- фу.
В агрегатах предусмотрены следующие виды сигнализации:
о наличии (отсутствии) силового, оперативного и оперного напряжений;
о состоянии автоматических выключателей (включено, отключено); о срабатывании предохранителей в вентильной секции и в силовом блоке;
о срабатывании предохранителей в узле защиты от перенапряжений (в блоке вентилей БВ);
об отказе системы охлаждения тиристоров;
о готовности агрегата к работе;
о наличии управляющих импульсов всех каналов фазового управления;
о контроле изоляции.
Предусмотрена также сигнализация о состоянии «включено», «выключено» масляного выключателя, не входящего в комплект тиристорного агрегата. В агрегатах предусмотрена также предупреждающая сигнализация о 34
сгорании предохранителей, указывающая на шкаф и блок, в котором произошел отказ элементов силовой схемы.
В реверсивном агрегате с п ос л ед о в а тел ьны м и встречнопараллельным соединением мостов предусмотрена аварийная сигнализация, которая указывает род и место аварии.
Система предупреждающей сигнализации предназначена для облегчения обнаружения места отказа одного элемента силовой схемы: пробой тиристора, повреждение элементов RC-иепи, перегорание предохранителя.
Предусмотрена как локальная световая сигнализация на каждом силовом блоке, так и сборная на щите управления агрегатом.
Блок предупреждающей сигнализации (БПС) предназначен для сбора информации о сгорании п редох ран ителей в одном или нескольких вентильных секциях.
Технические данные блока БПС
Напряжение питания В 24
Частота, Гц 50
Чувствительность усилителя,мА3
Габа риты блока, мм . 255X247*535
Блок включает в себя четыре ячейки усилителя импульсов, лампочки, выпрямитель и сглаживающий фильтр.
При срабатывании двух или более параллельных предохранителей в любой вентильной секции на вход ячейки усилителя поступает сигнал и срабатывает реле.
Система аварийной сигнализации реверсивных агрегатов с последовательным соединением мостов при встречнопараллельном включении включает в себя: датчики аварийного состояния на базе герконов КЭМ-2 (4 шт.), датчики нулевого напряжения (2 шт.), блок аварийной сигнали
3535зации БАС, блок питания системы аварийной сигнализации Б ПАС и блок датчиков напряжения БДН (см. рис. 15).
35
35
Размещение датчиков, показанное на рис. 18, позволяет распознать одновременное включение мостов 1В—1Н
Рис. 18. Размещение датчиков ава、 рпйного тока (/, 2, 3, 4) и нулевого напряжения (5, 6) в реверсивном агрегате с последовательным соединением мостоз и встречно-параллельным включением.
3*
(или 2В—2Н), режимы однофазного или двухфазного опрокидывания инвертора одного из мостов или целой группы «вперед» («назад»), внешнее короткое замыкание.
КОНСТРУКЦИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ И КОМПЛЕКТУЮЩЕГО ИХ ОБОРУДОВАНИЯ
При поставке преобразователей серии может быть предусмотрена как свободная, так и совмещенная компоновка.
При свободной компоновке элементы преобразователя поставляются в отдельности и устанавливаются на объекте так, как это удобно заказчику. Во втором случае поставка преобразователя предполагает вполне определенный монтаж на месте установки.
При свободной компоновке комплект монтажных частей и шинные связи между щитами, секциями и комплектующим оборудованием не поставляются. Комплектно поставляются только специальные помехоустойчивые шланги — кабели для сочленения блоков управления щита ЩТУ с вентильными секциями.
При совмещенной компоновке шинные связи и жгуты вторичной коммутации между щитами, секциями и другим оборудованием входят в комплект поставки, за исключением шинных связей с трансформатором при его отдельной установке.
Силовые питающие трансформаторы выполняют с одной активной частью (ТНП, ТМП, ТМНП) и с двумя активными частями (ТМПД, ТДПД, ТМНПД, ТДНПД, ТРДПД).
Трансформаторы с одной активной частью двухобмоточные (ТНП, ТМП, ТМНП) предназначены для питания тиристорных преобразователей, выполненных по трехфазной мостовой выпрямительной схеме.
Трансформаторы с двумя активными частями в одном баке двухобмоточные (ТМПД, ТДПД, ТМНЦЦ, ТДНПД) и с расщепленными обмотками (ТРДПД) предусмотрены для эквивалентных двенадцатифазных схем преобразователей на напряжение 660, 825 и 1050 В. Каждая вентильная обмотка таких трансформаторов рассчитана на полное напряжение и половину номинального тока преобразователя для возможности параллельного соединения выпрямительных мостов или на половинное напряжение и полный ток преобразователя для возможности последовательного соединения выпрямительных мостов.
В трансформаторах предусмотрено переключение ответвлений сетевой обмотки без возбуждения (ПБВ) и переключение под нагрузкой (РПН).
Трансформаторы с ПБВ позволяют путем переключения ответвлений сетевых обмоток регулировать напряжение на ±5% для компенсации изменения напряжения питающей сети.
Трансформаторы с РПН позволяют снижать напряжение под нагрузкой на 40%. Число ступеней не менее десяти.
Все преобразовательные трансформаторы для тиристорных электроприводов выдерживают перегрузки в соответствии с ГОСТ 16772-77. Значение и продолжительность перегрузки:
75% в течение 1 мин; 100% в течение 15 с; 150% в течение 10 с.
Перегрузки имеют циклический характер, и за время цикла среднеквадратичное значение тока не должно превышать номинального значения.
Совтоловый трансформатор мощностью 1600 кВ^А (ТНП) предназначен для питания тиристорных преобразователей по трехфазной мостовой схеме на выпрямленное напряжение 660 В и выпрямленные токи 1600 и 2500 А.
Вводы сетевой обмотки трансформатора могут быть расположены на левой боковой стенке бака, если смотреть со стороны заводского щитка и приборов, или на правой.
В трансформаторе установлен пробивной предохранитель, защищающий вентильную обмотку от появления в ней высокого потенциала в случае пробоя изоляции между сетевой и вентильной обмотками.
Активную часть трансформатора составляет трехфазный магнитопровод с обмотками, отводами и переключателями ответвлений. Активная часть трансформатора погружена в бак с совтолом. Конструкция вводов сетевой обмотки обеспечивает возможность подсоединения вводных шкафов высокого напряжения (ШВВ) или кабеля. Отводы сетевой обмотки выполнены кабелем, отводы вентильной обмотки — медными шинами.
Переключение ПБВ из одного положения в другое производится поворотом колпака, находящегося на крышке. Предохранительный клапан на крышке трансформатора защищает бак от внутренних повреждений при значительном (свыше 0,7 кгс/см2) повышении избыточного давления.
Манометрический электроконтактный термометр служит для измерения и контроля температуры верхних слоев сов-
37
тола в баке. Электроконтактный мановакуумметр предназначается для измерения избыточного давления и разряжения внутри бака, а также для сигнализации о достижении заданных пределов рабочего давления. Трансформаторы охлаждаются негорючим жидким диэлектриком ——совто- лом.
Серия масляных двухобмоточных трансформаторов мощностью 2500—20 000 кВ-А (ТМП, ТМНП, ТДПД, ТМНД, ТМНПД, ТДНПД). В преобразовательных агрегатах серий ТПЗ и ТПРЗ используются следующие типы масляных двухобмоточных трансформаторов: ТМП-2500/10У2, ТМП- 4000/10У2, ТМП-6300/10У2, ТМПД-3200/10У2, ТМПД- 5000/10У2, ТДПД-8000/10У2, ТДПД-12500/10У2, ТДПД- 20000/10У2; ТМНП-4000/10У2, ТМНП-6300/10У2; ТМНПД- -5000/10У2,ТДНПД-8000/10У2,ТДНПД-12500/10У2,
ТДНПД-20000/10У2.
Междуфазное напряжение сетевых обмоток для трансформаторов до 6300 кВ-А 6 и 10 кВ, для трансформаторов свыше 6300 кВ-А (для трансформаторов с двумя активными частями свыше 12 500 кВ-А) 10 кВ.
Междуфазные напряжения вентильных обмоток связаны с напряжением преобразователя:
На пряжение преобра зо
ва теля, В 660825 825:2 1 050 1050:2
Междуфазное напряжение вентильных обмоток, В 570710 355* 9С0 450*
* Данные напряжения относятся к трансформаторам с двумя актнв- «ыми*частями в одном баке, где каждая обмотка рассчитана на половинное напряжение преобразователя.
В трансформаторах на выпрямленное напряжение 660 В вентильная обмотка защищена пробивным предохранителем типа ПП-А/3-700 (пробивное напряжение 701——1000 В) от появления в ней высокого потенциала сетевой обмотки в случае пробоя изоляции. В трансформаторах на выпрямленное напряжение 825 и 1050 В вентильная обмотка должна быть защищена разрядниками типа PBMK-IV с уровнем срабатывания не более 8 кВ (максимальное значение). Работа этих трансформаторов без разрядников не допускается. Предохранители и разрядники входят в комплект поставки трансформатора.
Напряжение короткого замыкания трансформаторов серии в пределах 5,5—9,0%.
Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов следующие:
38
для трансформаторов с одной активной частью (серий ТМП, ТМНП) схема соединения сетевой обмотки — звезда (или треугольник в зависимости от заказа), вентильной обмотки — треугольник; группа соединения 11 (или 0).
Для трансформаторов с двумя активными частями схемы соединения такие:
на одной активной части схема соединения сетевой обмотки — звезда, вентильной обмотки — треугольник; труп- па соединений 11;
на другой активной части схема соединения сетевой обмотки ——треугольник, вентильной обмотки ——треугольник; группа соединений 0.
Соединение сетевых обмоток в звезду или треугольник выполняется внутри бака.
На крышку трансформатора выводятся: для трансформаторов с одной активной частью — пе менее трех вводов сетевой обмотки и трех вводов вентильной обмотки (мощные трансформаторы имеют шесть вводов вентильной обмотки); для трансформаторов с двумя активными частями—не менее шести вводов сетевых обмоток и шести вводов вентильных обмоток. У мощных трансформаторов от каждой активной части выводится по шесть вводов вентильной обмотки.
Трансформаторы с РПН позволяют регулировать напряжение под нагрузкой на стороне сетевой обмотки с помощью переключающего устройства, рассчитанного па девять ступеней. Переключающее устройство допускает ручное, дистанционное и автоматическое управление. Приводной механизм получает питание от трехфазной сети 380 В.
Каждый трансформатор снабжен расширителем, сообщающимся с атмосферой через воздухоочиститель, масло- указателем, реле газовой защиты, манометрическим термометром, термосифонным фильтром для очистки и регенерации трансформаторного масла, арматурой для заливки и доливки масла и присоединения фильтр-пресса, краном для взятия пробы масла. Трансформаторы с РПН снабжены также съемным механизмом для подъема контактора переключающего устройства.
В трансформаторах с дутьевым охлаждением (серий ТДПД и ТДНПД) на баке установлены радиаторы, обдуваемые вентилятором, а также шкаф автоматического управления дутьем, который управляет системой охлаждения в зависимости от теплового режима и нагрузки трансформатора.
Трансформаторы снабжены катками с ребордой, укрепленными на поворотной каретке, позволяющей осуществлять поперечное или продольное передвижение трансфор* маторов по колее 1524 мм.
Серия масляных трансформаторов с расщепленными обмотками с двумя активными частями мощностью 8000— 25000 кВ •А для преобразователей (ТРДПД) по перекрестной схеме. В преобразовательных агрегатах серий ТПЗ и ТПРЗ используются следующие типы масляных трансфор- маторов с расщепленными обмотками с двумя активными частями [11]: ТРДПД-8000/10РУ2; ТРДПД-12500/10РУ2, ТРДПД-20000/10РУ2, ТРДПД-25000/10РУ2.
В трансформаторах ТРДПД (для перекрестных схем) каждая вентильная обмотка рассчитана на полное напряжение (825, 1050 В) и половину номинальной силы тока преобразователя (2500, 4000, 5000, 6300 А) или на половинное напряжение (825 : 2, 1050 :2 В) и полную силу тока преобразователя (5000, 8000, 10 000, 12 500 А). Это позволяет использовать их как при параллельном, так и последовательном соединении мостов.
Сетевая обмотка каждой активной части трансформатора рассчитана па неодновременную длительную работу вентильных обмоток, т. е. трансформатор для каждой активной части допускает длительную работу одной вентильной обмотки с ее номинальной силой тока только при от- су-тствии тока в другой вентильной обмотке (на этой активной части).
Схема и группа соединения обмоток трансформатора следующая:
на одной активной части для сетевой обмотки —— звезда, для вентильных обмоток — треугольник и треугольник, группа соединений 11-11;
на другой активной части для сетевой обмотки — треугольник, для вентильных обмоток ——треугольник и треугольник, группа соединения 0-0.
Междуфазное напряжение сетевых обметок 10 кВ.
Между фазные напряжения вентильных обмоток связаны с напряжением преобразователя.
Напряжение преобра зовате ля,
В 825 825:2 1050 1С50:2
Междуфазное напряжение вен
тильных обмоток, В . . . . 750 355* 950 45 0*
•Данные напряжения относите 】к трансформаторам с двумя активными частями в одном баке, где каждая вентильная обмогка рассчитана на половинное напряжение прес^разователя для еозмохностн последовательного соединения выпрямительных мостов.
Значение напряжения короткого замыкания трансформаторов составляет 5,4—8,1 %. За напряжение короткого замыкания таких трансформаторов принимается напряжение, которое нужно подать на сетевую обмотку одной активной части при закороченной одной из ее вентильных обмоток, чтобы в ней установился номинальный ток.
Соединение сетевых обмоток в звезду или треугольник выполняется внутри бака.
На крышку трансформатора выводится не менее шести вводов сетевых обмоток и двенадцати вводов вентильных обмоток.
Каждый трансформатор снабжен расширителем, термосифонным фильтром, контрольными и защитными устройствами, маслоуказателем, реле газовой защиты, реле низкого уровня масла, манометрическим термометром, арматурой для заливки и долива масла и подсоединения фильтр- пресса, краном для взятия пробы масла.
В трансформаторах с дутьевым охлаждением в баке установлены радиаторы, обдуваемые вентилятором, а также шкаф автоматического управления системой охлаждения в зависимости от теплового режима и нагрузки трансформатора. Питание системы охлаждения от сети трехфазного тока 380 В с нулем, частотой 50 Гц.
Трансформаторы снабжены катками с ребордой, укрепленными на поворотных каретках, позволяющих осуществлять поперечное или продольное передвижение трансформаторов по колее 1524 мм.
Преобразовательная секция. Каждая преобразователь- нал секция состоит в зависимости от типа агрегата из од- ной или нескольких вентильных секций и щита управления.
Каждая вентильная секция состоит из одного или двух силовых шкафов и шкафа ввода. В каждом силовом шка- ФУ расположены 24 вентильных блока серии БВП (рис. 19). Силовой шкаф собран из трех кассет, в каждую из которых вставляют восемь тиристорных блоков, соединяющихся с одной фазой вентильной обмотки (четыре блока спереди н четыре сзади). Конструкция силового шкафа обеспечи- вает точность деления тока (с учетом делителей тока) между блоками не хуже 土2,5%.
Кассета (рис. 20) представляет собо访 коробчатую конструкцию^ состоящую из двух пластмассовых рамочных основании и боковых изоляционных щек. На нижнем осно- ваннн установлены ответные гнездовые колодки штепсель- ныу разъемов управления и отверстия-гнезда блочных штырей-ловителей. В центральной части кассеты по горизон-
тальнои оси ее симметрии между изоляционными стенками установлен шинный блок, п р ед ста вл яющий собой сборку положенных плашмя друг на друга и изолированных между собой прокладками шин. На шинах в определенном порядке установлены контактные ножи ——ответные части силовых губчатых разъемов, установленных в вентильных блоках. Блоки при установке в кассету сочленяются силовыми разъемами с шинным блоком, образуя ту электриче-
Рис. 19. Силовая вентильная секция:
а — двухшкафная： 6 — одношкафная
скую схему, которая задана конструкцией шинного блока. Выводы шинного блока для подсоединения к внешней сборной ошиновке выходят за пределы кассеты через окно в одной из изоляционных щек. При индивидуальном охлаждении над вентильными блоками находится вентилятор.
В шкафу ввода крепят сборную ошиновку преобразовательной секции. Внутри шкафа ввода производится также пересоединение шин для обеспечения необходимого соединения вентильных мостов, находящихся в крайних шкафах.
Шкаф ввода может иметь различные варианты подвода сборной ошиновки: подвод переменного и постоянного тока сверху, подвод переменного и постоянного тока снизу, подвод переменного тока сверху и постоянного тока снизу, подвод постоянного тока сверху и переменного тока снизу.
42
На двери шкафа ввода расположены приборы, автоматический выключатель лампочки сигнализации.
измерительные вентилятора и
Для нереверсивных агрегатов на 1600
и 2500 А,
имею
щих мостовую схему выпрямления, состоит из одного силового шкафа и рис. 19,6).
Охлаждение силовых шкафов. При тиристор рабочего тока в нем теряется чество энергии, которое частично идет
вентильная секция шкафа ввода (см.
прохождении через определенное колика нагрев прибора.
а частично отводится во внеш
нюю среду. Вследствие малой теплоемкости кремниевой структуры, в которой происходит основное тепловыделение, требуется ограничение даже кратковременных пере- грузок и интенсивное охлаждение прибора. В противном случае нагрев полупроводниковой структуры может превысить допустимое значение и привести к выходу из строя тиристора.
В каждом тиристоре типа Т2-320 (T3-320) при номинальной загрузке потребляется мощность около 0,15 кВт. В силовом шкафу вентильной секции установлено 48 тиристоров, поэтому потери в нем (с учетом потерь в предохранителях, индукционных делителях и силовой ошиновке) составляют около 10 кВт. Для обеспечения надежной работы в преобразователях серий
Рис. 20. Кассета силовой части двухстороннего заполнения на восемь втычных блоков со сборной ошиновкой:
/ — каркас; 2 — шинный блок; 3 — контактные ножи
ТПЗ и ТПРЗ применено принудительное воздушное охлаждение. Температура охлаждающего воздуха должна быть не более 40 ℃, содержание нетокопроводящей пыли не более 0,7 мг/м3. Расход воздуха на одну вентиляционную шахту 3000 м3/ч, перепад давления не более 300 н/м2, направление потока воздуха, подаваемого в вентиляционную шахту, — снизу вверх, пе-
репад температур входящего и выходящего воздуха не более 14 ℃.
В преобразователях применены два варианта системы охлаждения: индивидуальная с помощью вентиляторов, встроенных в каждую вентиляционную шахту, или централизованная (при охлаждении всех вентильных секций общим выносным вентилятором). При этом внешняя вентиляционная система в поставку завода ——изготовителя преобразователей не входит.
Независимо от выбранного варианта в силовом шкафу применена единая конструкция внутренней системы охлаждения. При помощи изоляционных панелей и встроенных блоков БВП в шкафу создана вентиляционная шахта, которая пластмассовыми стенками блоков как бы разделена на три вертикальных отсека. В крайних отсеках один под другим расположены тиристоры, радиаторы которых создают благоприятные условия для протекания воздушного потока. В центральном отсеке ярусами (по фазам Л, В и С) расположены остальные элементы вентильных цепочек — предохранители, индукционные делители тока, силовые разъемы и соединительная ошиновка. Скорость воздушного потока между ярусами при этом меньше, чем в крайних отсеках. В стенках, отделяющих центральный отсек от крайних, между ярусами имеются окна. Вентиляционная шахта выполнена герметичной и подсоединена к вытяжной вентиляционной системе. При работе преобразователя все элементы вентильных цепочек и соединительная ошиновка обдуваются воздушным потоком, проходящим по вентиляционной шахте. В центральном отсеке в местах сосредоточения элементов вентильных цепочек сопротивление прохождению охлаждающего воздушного потока больше, чем в крайних отсеках. В результате этого среднее значение скорости воздушного потока в крайних отсеках выше, чем в центральном. Эта разница скоростей особенно велика в тех сечениях шкафа, где в центральном отсеке имеются участки, свободные от элементов вентильных цепочек, т. е. между ярусами. Благодаря этой существенной разнице скоростей и как следствие давлений через окна в стенках центрального отсека происходит подсос воздуха в крайние отсеки. Подсос воздуха из центрального отсека приводит к тому, что скорость воздуха в крайних отсеках увеличивается от одного яруса центрального отсека к другому, перепад температур охлаждающего воздуха по высоте шкафа уменьшается. В результате этого все тиристоры оказываются практически в одинаковых температурных условиях.
При такой компоновке все элементы вентильных цепочек также находятся в потоке охлаждающего воздуха.
Щит управления состоит из трех (рис. 21, Q)или двух (рис. 21, б) шкафов каркасного типа двухстороннего обслуживания. Для агрегатов, собранных по мостовой схеме, используется ЩТУ из двух шкафов, для остальных —— из трех шкафов.
В двух крайних шкафах расположена блочная система управления и блоки конденсаторов и вентилей. В среднем шкафу установлены трансформаторы, сборки сопротивлений и зажимные рейки цепей управления. На двери этого шкафа расположены измерительные приборы, кнопки, ключи управления и автоматические выключатели.
Все щиты управления преобразователем для защиты обслуживающего персонала снабжены блокировкой.
Системы управления имеют блочную конструкцию, состоящую из кассет коробчатого типа, жестко закрепленных на раме шкафа, и блоков управления, установленных в кассеты с лицевой стороны шкафа и сочлененных с цепями управления при помощи прямоугольных штепсельных разъемов. Обзор и обслуживание розетки штепсельного разъема, установленного на задней панели кассеты, и сборных блоков с зажимами производится через проем двери обратной стороны шкафа.
Форма и габариты основных элементов систем управления выбраны из условия рационального использования объема преобразовательного шкафа, содержащего также узлы защиты от перенапряжений (блоки вентилей и конденсаторов) и другие функциональные узлы. Лицевая панель блока с вынесенными на ее поверхность элементами и обрамление кассеты сочетаются с соответствующим и деталями вентильных блоков. Кассета допускает установку блоков управления двух типов — одинарных и сдвоенных—в любой комбинации, но не более четырех одинарных блоков.
Металлоконструкция (каркас) блока также имеет два исполнения ——одинарное н сдвоенное. Сдвоенный каркас состоит из двух одинарных.
Одинарный каркас состоит из двух силуминовых рамок, четырех скоб, перфорированного днища и передней крышки. Все элементы соединены между собой винтами в коробчатую систему. На передней крышке находятся ручка для установки блока и невыпадающий винт для его фиксации в кассете. На задней рамке установлены два штыря-ловителя и имеются отверстия для крепления вил-
кн штепсельного разъема. Перфорация на скобах выполнена с определенным шагом и служит для крепления направляющих втычных ячеек управления, розеток штепсельных разъемов и тяжелых элементов (трансформаторы, реле и т. д.).
В верхней части каркаса к передней и задней силуминовым рамкам крепится штампованная рейка для фиксации втычных ячеек в блоке.
Быстродействующие автоматические выключатели постоянного тока серии ВАТ-42 разработаны на базе выключателей ВАБ-42. Выключатели серии ВАТ-42 отличаются от выключателей серии ВАБ-42 наличием (кроме электромагнитного) индукционно-динамического привода (ИДП), позволяющего уменьшить собственное время размыкания контактов до 2 мс.
Выключатели ВАТ-42 предназначены для зашиты тиристорных - преобразователей с номинальными выпрямленными токами 2000, 4000, 6300 и 10 000 А (в схемах электропривода—1800, 3500, 4500, 9000 А) и номинальными выпрямленными напряжениями 660, 825 и 1050 В.
Конструкция выключателей ВАТ-42 аналогична конструкции выключателей ВАБ-42.
Выключатели на номинальный ток 2000, 4000, 6300 А выполняются однопол юсны ми; на номинальный ток 10 000 А — двухполюсными с параллельным соединением контактов.
Присоединение выключателей ВАТ-42-2000, ВАТ-42- 4000, ВЛТ-42-6300 — втычное, ВАТ-42-10 000 — болтовое.
Цепи управления электромагнитного привода запитаны постоянным напряжением 220 В. Ток включения одно- полюсного выключателя не более 43 А, двухполюсного — 86 А. Так удержания соответственно не более 1,8 или 3,6 А.
Напряжение питания индукционно-динамического привода (ИДП) 220 В переменного тока. Ток заряда блока управления ИДП (максимальное значение) 20 А, время заряда конденсаторов 5 с, минимальная пауза для повторного включения после срабатывания привода ИД ГТ 10 с.
Выключатель ВАТ-42-10 000 имеет два блока управления БУ и два привода ИДП. Все выключатели серии ВАТ-42 состоят из унифицированных узлов и укомплектованы однотипными реле РДШ н блоками управления БУ, что позволяет ограничиться подробным рассмотрены- 46
см конструкции одного исполнения, оговорив отличительные особенности других исполнений.
Выключатель ВАТ-42-2000//ОЛ однополюсный состоит из втычной панели, тележки, блока быстродействующего привода, контактного блока и дугогасительной камеры. Блок быстродействующего привода включает в себя электромагнит, отключающую пружину, регулировочные гайки и упор якоря. В контактный блок полюса входят шины, неподвижный контакт, который является одновременно катушкой магнитного дутья, подвижный контакт, вращающийся на оси. К неподвижному контакту крепятся полюсы магнитного дутья, рог, а к одной из шин — скоба с рогом, упором и изоляционными экранами.
Вес узлы контактного блока установлены на изоляционном основании. Подвижный контакт соединен с одной шиной контактного блока гибкой связью, а также связан с быстродействующим приводом. Главные контакты выключателя, имеющие серебряные накладки, защищены от обгара дугогаситсльным контактом, вращающимся на осп и электрически связанным гибкой связью с подвижным контактом.
Дугогас ительн а я камера полюса закреплена на оси. Камера состоит из асбоцементных наружных щитов, торцевых вставок, внутренних перегородок в форме буквы V с удлиненным основанием, П-образных магнитопроводов, охватывающих V-образные внутренние перегородки. На П-образных магнитопроводах закреплены рога.
Контактная система с панелями и нажнмнымн пружинами, вспомогательная контактная система, контактные пластины заземления, рукоятка и защелка для фиксации выключателя устанавливаются на тележке. Втычная панель состоит из изоляционной панели и выводных шин с втыиными ножами.
Выключатель укомплектован реле типа РДШ-3000, ко- торое предназначено для формирования сигнала на от- ключение выключателя. Контакт РДШ разрывает цепь держащей катушки выключателя.
Реле РДШ-3000 чувствительно к скорости нарастания тока: при быстром его нарастании в момент короткого замыкания уставка реле снижается. При появлении в защищаемой цепи тока, превышающего уставку РДШ, раз- мыкающие контакты реле в цепи держащей катушки размыкаются.
Параллельно контактам РДШ в цепь держащей ка- тутки выключателя включены последовательно два конденсатора емкостью 0,5 мкФ, 600 В. При размыкании кон-
47
тактов РДШ в цепи держащей катушки возникает колебательный процесс спадания тока. За счет форсированного перемагничивания магнитопровода при разряде конденсатора обеспечивается быстродействие выключателя.
Электрическая дуга возникает между дугогасительными контактами, переходит на рога и с помощью магнитного дутья загоняется в узкую щель дугогасительной камеры, где растягивается и интенсивно охлаждается. Затем она переводится в широкую щель, где стабилизируется и гаснет между перегородками, торцевыми вставками и наружными щитами.
Выключатель ВАТ-42-2000/6Л в отличие от выключателя ВАТ-42-2000/10Л имеет уменьшенную дугогасительную камеру, внутри которой для стабилизации напряжения на дуге устанавливается дугогасительный рог. Выключатель В АТ -42-2000/6Л укомплектован реле типа РДШ-1500 или РДШ-3000. Реле РДШ-1500 в отличие от реле РДШ-3000 не имеет индуктивного шунта, поэтому уставки реле РДШ-1500 не зависят от скорости нарастания тока.
Выбор типа реле зависит от параметров цепи, где должен быть установлен выключатель. При начальной скорости нарастания аварийного тока более 2-106 А/с применяется реле РДШ-3000, обеспечивающее большее быстродействие. Реле РДШ-1500 применяется в установках, где начальная скорость нарастания аварийного тока менее 2-106 А/с.
Выключатель ВАТ-42-4000/10Л в отличие от выключателя ВАТ-42-2000/10JI имеет усиленные токоведущие части. Выключатель В АТ-42-6300/10Л в отличие от выключателя ВАТ-42-4000/10Л имеет усиленную ошиновку.
Выключатель ВАТ-42-10 000/10Л укомплектован двумя реле РДШ-6000, каждое из которых включается в цепь одного полюса выключателя. Нормально закрытые контакты двух реле РДШ соединены последовательно. Реле РДШ-6000 по конструкции и принципу действия подобны РДШ-3000, но имеют усиленную токоведущую шину на номинальный ток 6000 А.
Шкафы управления типа ШАБ. При совмещенной компоновке целесообразно размещение преобразовательной секции н комплектующего оборудования в один ряд. В этом случае выключатели располагаются в металлических шкафах. Блок выключатель — шкаф имеет тип ШЛБ (шкаф с выключателем автоматическим быстродействующим) .
В серии преобразователей ТПЗ, ТПРЗ мощностью до 12 000 кВт применяются шкафы с номинальным током выключателей 2000, 4000, 10 000 А (ШАБ-2000, ШАБ-4000, ШАБ-10 000).
Работу схемы управления ШАБ рассмотрим на примере шкафов ШАБ-2000, ШАБ-4000 (рис. 22, 23).
На рис. 22 представлена принципиальная схема управления собственно выключателем. Такая схема используется как для выключателей ВАБ-42 (без ИДП), так и для выключателей ВАТ-42 (с ИДП).
Элементы схемы управления приводом ИДП обычно располагаются в отдельном блоке БУ и приведены на рис. 23.
Для включения быстродействующего выключателя ВАТ-42 необходимо включить выключатели В/, В2 (рис. 22) н ВЗ (рис. 23).
Рис. 21. Щит управления: а — трехшкафный; б — двухшкафный
При включении выключателя В1 загораются лампы ЛЗ и 〃玄,сигнализирующие отключенное положение быстродействующего выключателя и готовность цепи к включению. При включении выключателя ВЗ переменное напряжение 220 В подается на трансформатор Тр1 (рис. 23) через контакт 1ЕКМ, который замкнут при закрытой крышке блока управления £У; второй контакт 2 Б КМ разомкнут и батарея конденсаторов С7 расшунтирована. Заряд батареи конденсаторов происходит от однополупериодных выпрямителей Д1 и Д2. При достижении на батарее конденсаторов напряжения 500 …550 В срабатывает реле 4—254 49
~Р/, которое замыкает контакты в цепи катушки выключателя ВБ и контактора К8.
Включение выключателя происходит при повороте переключателя Пк в положение «Вкл», в результате чего подается напряжение на катушку контактора КВ, который замыкает свои контакты в цепи включающей катуш-
Рис. 22. Схема управления выключателем ВАБ-42 (ВАТ-42)
кн ВБ, шунтируя добавочные сопротивления R/ н R2. По катушке ВБ протекает включающий ток, якорь выключателя притягивается. Механизм свободного расцепления удерживает контакты от замыкания до тех пор, пока по катушке ВБ протекает большой ток. В результате притяжения якоря выключателя блокировочный контакт БК4
50
(5—12) замыкается, включается контактор КП, срабатывает реле Р5, которое размыкающим контактом размыкает цепь катушки контактора К8. Контактор КВ отключается, якорь механизма свободного расцепления сбивает защелку, выключатель включается. При этом гаснет лампа ЛЖ и загорается лампа ЛК.
к н.^.РДШ (От рис.22)八 mк н.^.РДШ (От рис.22)八 m45V45Vд7 кн2д7 кн2Рис. 23. Схема управления индукционно-динамическим приводом (ИДП) выключателя ВАТ-42Рис. 23. Схема управления индукционно-динамическим приводом (ИДП) выключателя ВАТ-4215KM15KM\rio\rio
к н.^.РДШ (От рис.22)
八 m
к н.^.РДШ (От рис.22)
八 m
45V
45V
д7 кн2
д7 кн2
Рис. 23. Схема управления индукционно-динамическим приводом (ИДП) выключателя ВАТ-42
Рис. 23. Схема управления индукционно-динамическим приводом (ИДП) выключателя ВАТ-42
15KM
15KM
\rio
\rio
Реле блокировочное РБ служит для предотвращения многократных включений и отключений выключателя в том случае, когда аварийный ток возникает в защищаемой цепи в момент включения при замкнутом контакте /】——12 Пк. Реле PJ5, срабатывая, разрывает цепь катуш- 4* 5 К
ки контактора КВ и не дает ему повторно включаться, если выключатель отключился от аварийного тока. Для повторного включения выключателя ВБ необходимо рукоятку переключателя Пк повернуть в положение 《Откл》一 《Вкл》，т. е. разомкнуть и снова замкнуть контакт И— 12 Пк.
Для оперативного отключения выключателя необходимо рукоятку ключа Пк повернуть в положение 《Откл》. При этом контакт /—2 размыкается, катушка контактора ЛО обесточивается, разрывается цепь катушек ВБ, выключатель отключается.
Аварийное отключение. При размыкании контактов реле РДШ, включенных в цепь катушки выключателя ВБ, на контактах 4БУ и 5БУ блока управления (рис. 23) появляется напряжение, заряжающее конденсаторы СЗ н С4. При достижении на конденсаторе СЗ напряжения 20... 30 В происходит переключение динистора Д9(Д10) при минусе (плюсе) питающего напряжения на зажиме 4БУ； конденсатор СЗ разряжается на первичную обмотку трансформатора Тр2, Во вторичной обмотке трансформатора появляется импульс управления, который через диоды Д6, Д5 и резисторы R12 и R13 поступает на управляющий переход тиристора ДЗ.
Конденсатор С7 разряжается на катушку индукционно-динамического привода ИДП. При подаче импульса тока в катушку привода в медном диске ИДП наводится ток обратного напряжения и диск отталкивается от катушки, а через тягу н рычаг воздействует непосредственно на подвижный контакт выключателя.
В цепи катушки ИДП установлено блокировочное токовое реле РТ, которое при срабатывании ИДП разрывает цепь держащей катушки выключателя.
Разрыв контактами РДШ цепи катушки ВБ вызывает также срабатывание электромагнитного привода выключателя.
Назначение элементов блока управления ИДП (рис. 23) следующее.
Диоды Д8, Д7, включенные встречно-параллельно ди- нисторам ДЮ и Д9, служат для защиты динисторов от обратных напряжений. Резистор R14 служит для разряда конденсатора С4 н предотвращает появление управляющего импульса на тиристоре ДЗ при замыкании контактов РДШ после окончания аварийного режима. Стабилитрон Д4 защищает переход тиристора ДЗ от больших токов управления.
Схема управления ШЛБ-10 ООО отличается от рассмотренной тем, что, так как выключатель ВАТ-42-10 ООО / ЮЛ укомплектован двумя реле РДШ, размыкающиеся контакты этих реле соединены поеледовательно и оба включены в цепь обеих катушек ВБ. Кроме того, схема управления ВАТЛ2-10 000/10Л отличается от предыдущей наличием второго блока управления БУ для индукционно-динамического привода ИДП.
Трансформаторы тока. В качестве датчиков переключения групп в реверсивных агрегатах используются трансформаторы тока типа ТНШЛ-0,66. В реверсивных преобразователях с последовательным соединением мостов используется один комплект трансформаторов тока» включаемых на стороне переменного тока одного из мостов. В агрегатах с параллельным соединением мостов (как нереверсивных, так и реверсивных) трансформаторы тока используются также в качестве датчиков для схемы выравнивания.
Трансформатор тока ТНШЛ-0,66 на номинальные токи 1500—5000 А состоит из ленточного тороидального сердечника и намотанной на него вторичной обмотки, а трансформатор ТНШЛ-0,66 на номинальные токи 8000— 10 000 А — из прямоугольного шихтованного сердечника и надетых на каждый его стержень вторичных катушек. Катушки вторичной обмотки каждой стороны соединены последовательно. Роль первичной обмотки выполняет шина, пропущенная через окно трансформатора тока.
Для изоляции токоведущих частей друг от друга и от земли использован литой эпоксидный компаунд. Заливка изоляционным компаундом придает конструкции монолитность. Наличие литого корпуса обеспечивает надежную защиту внутренних частей от механических повреждений и проникновения влаги.
Для обеспечения при монтаже правильного включения трансформаторов тока на верхней боковой части корпуса трансформатора имеется маркировка, обозначающая начало и конец первичной обмотки.
Выводы вторичной обмотки расположены непосредственно на боковой поверхности корпуса.
Электродинамическая стойкость трансформатора тока ТНШЛ-0,66 определяется жесткостью шинопровода. Во избежание механических повреждений трансформатора при коротких замыканиях шина должна быть строго отцентрована в окне и не должна касаться изоляционного корпуса.
Способность трансформатора к перегрузкам по току определяется шинами, выполняющими роль первичной обмотки. Что касается вторичных обмоток, то они допускают длительную перегрузку током, составляющим 100% номинального вторичного тока.
При монтаже трансформатора тока на номинальные первичные токи 1500—5000 н 8000—10 000 А расстояние от наружного края трансформатора до ближайшей ошиновки соседней фазы должно быть соответственно не менее 100 и 250 мм.
Сглаживающие (уравнительные) реакторы. В преобразовательных агрегатах серий ТПЗ и ТПРЗ используются сглаживающие реакторы ФРОС-800У4, ФРОС-1250У4, ФРОС-2000У4, ФРОС-3200У4, ФРОС-4000У4, ФРОС- 6300У4. Реакторы соответствуют требованиям ТУ 16-527. • 180-78. Реакторы могут быть двух исполнений: для встраивания в шкафы комплектного преобразовательного устройства (ФРОС) н защищенного исполнения (ФРОСЗ).
Выводы обмоток реакторов допускают подсоединение перемычек для параллельного и последовательного соединения обмоток. На корпусе реактора предусмотрен заземляющий болт для подсоединения заземляющей шины. Специального обслуживания в процессе эксплуатации реакторы не требуют.
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В СХЕМАХ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
В серии приняты трехфазные мостовые и эквивалентные двенадцатифазные схемы выпрямления, построенные на базе мостовых схем.
На рис. 24 изображены возможные эквивалентные две- падцатифазные схемы. На рис. 24, а показана схема с последовательным соединением мостов, на рис. 24, 6 — с параллельным соединением мостов. В первой схеме каждый мост выполняется на полный ток и половинное напряжение, а во второй ——на половинный ток и полное напряжение. Так как последовательное соединение тиристоров в серии не используется, количество тиристоров, габариты и количество оборудования в вентильной части агрегатов с параллельным соединением мостов меньше, чем в схеме с последовательным соединением. Достоинства последней схемы состоят в возможности введения поочередного управления, отсутствии уравнительных реакторов и пони- 54
женном значении рабочего напряжения элементов силовой части, что несколько повышает надежность их работы.
Как указывалось выше (см. § 2), при питании двигателей от преобразователей с эквивалентной двенадцати- фазной схемой выпрямления и параллельным соединением мостов добавочные реакторы в главной цепи не устанавливаются. В таких преобразователях также уменьшается
Рнс. 24. Двенадцатипульсные эквивалентные схемы выпрямления
зона прерывистых токов. При последователыюм соединении мостов сглаживающие реакторы необходимы лишь в случае поочередного регулирования.
Каждая схема обладает своими достоинствами и недостатками, поэтому в серии предусмотрены исполнения агрегатов как с параллельными, так и с пос ледовательны м соединением мостов на одни и те же выходные параметры.
В выпрямительных агрегатах средней мощности часто бывает вполне допустимым использование гораздо более простой схемы выпрямления. Поэтому в агрегатах с напряжением 660 В и током до 6300 А имеются исполнения по тре更фазной мостовой схеме.
В агрегатах серии принято раздельное управление выпрямительными группами («вперед» и «назад»). При раздельном управлении управляющие импульсы поступают только на одну выпрямительную группу. При реверснро-
Рис. 25. Встречно-параллельная схема реверсивного преобразователя
вании импульсы поступают на другую выпрямительную группу, а с ранее работавшей — снимаются, причем имеется пауза, во время которой импульсы не поступают ни на одну из групп, а ток нагрузки группы, выходящей из работы, спадает к нулю. Длительность паузы регулируется в пределах 2——5 мс, причем последняя цифра соответствует максимально возможному допустимому значению паузы при реверсировании.
В серии используются две различные схемы для реверсивных преобразователей с последовательным соединением мостов (рис. 25, 26). В встречно-параллельной схеме оба моста, образующие группы «вперед» н《назад》, питаются от одной и той же обмотки силового трансформатора, а в перекрестной схеме — каждая группа (мост) 56
питается от отдельной обмотки (на рис. 26 от трансформатора типа ТРДПД).
Перекрестная схема требует большей установленной мощности трансформаторного оборудования по сравнению со встречно-параллельной. Однако при выборе конкретного исполнения реверсивного агрегата следует учитывать существенные достоинства перекрестной схемы, которые могут в ряде случаев оправдать увеличение габаритов трансформатора. В реверсивных агрегатах по встречно-
Рис. 26. Перекрестная схема реверсивного преобразователя
параллельной схеме к тиристорам закрытой выпрямительной группы прикладывают напряжения, определяемые работой открытой группы. Это делает существенно более тяжелыми условия работы тиристоров, особенно в отношении du/dt. Аварийные режимы во встречно-параллельной схеме также более тяжелые, что объясняется увеличением количества возможных аварийных контуров и вдвое меньшей частотой напряжения, действующего в контуре. Кроме того, во встречно-параллельной схеме требуется вдвое большее количество быстродействующих выключателей, причем определяемое этим увеличение оборудования агрегата может оказаться более существенным, чем выигрыш за счет уменьшения трансформаторного оборудования.
Для агрегатов, выполненных по мостовой схеме и схеме с параллельным соединением мостов, применяется только встречно-параллельное соединение реверсивных групп.
В серии используется симметричное управление для всех исполнений и поочередное — для схем с последовательным соединением мостов. Симметричное управление характеризуется одновременной подачей управляющих импульсов на одноименные тиристоры параллельно пли последовательно соединенных мостов. При поочередном управлении изменение ЭДС преобразователя во всем диапазоне производится изменением угла управления тиристорами одного или второго моста.
Система импульсно-фазового управления (СИФУ) построена по «вертикальному» принципу с синусоидальным опорным напряжением, что обеспечивает линейность регулировочной характеристики ——зависимости выходного напряжения холостого хода преобразователей от сигнала управления. Сигналы управления, которые должны поступать на вход СИФУ при симметричном и поочередном управлении, существенно отличаются. При симметричном управлении изменение угла управления тиристорами от 90 град до ат[П= 11 град происходит при изменении входного тока от 0 до 5 мА, причем сохраняется косинусоидальный характер зависимости а от тока управления.
МОНТАЖ И НАЛАДКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
И КОМПЛЕКТУЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
Преобразователи могут транспортироваться железнодорожным транспортом на любое расстояние, грузовыми автомобилями на расстояние до 1000 км по дорогам с асфальтовым (бетонным) покрытием или со скоростью до 40 км/ч на расстояние до 250 км по грунтовым и булыжным дорогам.
Транспортировать преобразователи по территории с применением подъемно-транспортных средств необходимо только с помощью специально предназначенных для этой цели устройств (швеллера или рым-болта).
После доставки преобразователя в складское помещение (или непосредственно на место монтажа) необходимо проверить укомплектованность оборудования соответствующей техдокументацией и запасными частями (ес- 58
-ли они положены), состояние монтажа цепей вторичной коммутации н комплектующей аппаратуры, целостность штепсельных резъемов в блоках.
Хранить преобразователи необходимо в закрытых сухих проветриваемых помещениях при температуре не ниже -|-5 °C с относительной влажностью воздуха не более 80%.
Перед установкой преобразователей на хранение необходимо проверить состояние консервации и при необходимости возобновить ее.
На объекте преобразователи могут устанавливаться на металлических перекрытиях так, чтобы шаг ——модуль опорных поясов преобразователей (расстояние между отверстиями под фундаментные болты) совпадал с соответствующим шагом в металлических перекрытиях, или путем приварки опорных поясов к металлическим закладным частям железобетонных перекрытий (или бетонных полов).
Если на объекте предусмотрено групповое охлаждение шкафов преобразователей, необходимо подсоединить фланец воздуховода внешней вентиляционной системы к фланцу вентиляционного патрубка (или патрубков) каждого охлаждаемого шкафа. После установки преобразователей необходимо демонтировать установленные сверху преобразовательных секций транспортные швеллеры. Одновременно необходимо установить в преобразовательные секции вентильные блоки управления, поставляемые отдельно от шкафов, которые они комплектуют.
Если преобразователи поставляют на объект в виде единого конструктивного комплекса, причем габарит комплекса (по фронту) превышает 4 м, отгрузка с завода-изготовителя осуществляется транспортными секциями длиной до 4 м. В этом случае на объекте необходимо сначала сочленить секции, после чего производить все последующие операции.
Если преобразователи поставляются на объект в свободной компоновке (каждое изделие, входящее в комплект поставки, отдельно), необходимо вначале осуществить электрический монтаж всех изделий, входящих в комплект поставки, после чего приступить к остальным операциям.
Силовой сочленяющий монтаж на объекте должен производиться только медными шинами. Допускается монтаж алюминиевой ошиновкой с мед н ы м и оконце- вателями в местах контактных соединений.
При монтаже силовых магистральных трасс, ведущих к преобразовательным шкафам, необходимо предупреждать возможность передачи механических усилий, возникающих при сочленении, внутрь шкафа.
При свободной компоновке допускается произвольное расположение преобразовательных секций и других конструктивных элементов преобразователя при условии обеспечения необходимой точности деления токов между параллельно включенными вентильными секциями (10%). Указанное требование должно выполняться специальным расположением внешней ошиновки в агрегатах на токи 6300, 8000, 10 000 и 12 500 А с последовательным соединением мостов. Оптимальный способ выполнения ошиновки в этом случае состоит в том, чтобы каждая вентильная секция подсоединялась к питающему трансформатору отдельным шинопроводом, при этом длина каждого такого шинопровода должна быть одинаковой. Практически это требование сводится к тому» чтобы расположение секции, агрегата и ошиновки обеспечивало одинаковую длину и конфигурацию участков шин, идущих от точки разветвления общего шинопровода переменного тока к отдельным вентильным секциям. На рис. 27 показаны два из возможных способов ошиновки при расположении двух параллельно-включенных вентильных секций рядом друг с другом. При реализации второго способа необходимо наблюдать соотношение h^li- На этом же рисунке показано схематичное расположение воздуховодов.
Ошиновка постоянного тока между параллельно включенными секциями также должна быть по возможности симметричной (разница в длине не более 20——25%).
Щит управления следует устанавливать как можно ближе к вентильным секциям. При этом цепи собственных нужд, блокировок и сигнализаций допускается монтировать общим кабелем. Трансформаторы тока рекомендуется устанавливать непосредственно в камере трансформатора. Соединение Рис. 27. Подвод внешней ошиновки и воздуховодов к параллельно включенным секциям:
L 2 — способы подвода ошиновки переменного тока; 3 — воздуховод; 4 — вентильная секция; 5 — шкаф ввода-вывода; 6 — силовой шкаф
вторичных обмоток трансформаторов тока со щитом управления рекомендуется во избежание помех осуществлять отдельными проводами или кабелем.
Опорные напряжения СИФУ должны быть синфазными с силовым напряжением. При этом напряжение питания СИФУ должно иметь уровень коммутационных искажений не выше 13% амплитуды напряжений длительностью не более 30 град. Рекомендуется опорные напряжения подавать непосредственно от сети 6 (10) кВ питания силовых трансформаторов через измерительные трансформаторы типа НОМ 6 (10) /100. Предпочтительная схема соединения вторичных обмоток измерительных трансформаторов — звезда. При этом на вход трансформатора опорных напряжений поступает 173 В. Фазировка осуществляется путем соответствующего соединения обмоток трансформатора опорных напряжений в СИФУ.
Кроме указанных требований к монтажу преобразователей существуют специфические требования к монтажу автоматических включателей серии ВАТ, обусловленные их конструктивными особенностями. Монтировать выключатели следует без дугогасительных камер н изоляционного экрана между полюсами (у двухполюсных выключателей). При перевозке и монтаже выключателей следует соблюдать осторожность, чтобы не повредить включающие катушки.
Для равномерного деления тока между полюсами двухполюсных выключателей необходимо пятиметровое расщепление токоведущих шин до выключателя (например, по 2,5 м с каждой стороны). Кабели или присоединительные шины необходимо укрепить так, чтобы различные механические и электродинамические нагрузки от кабелей и шин не передавались выключателю.
Выводные шины выключателей имеют защитное покрытие, поэтому зачищать шины наждачным полотном или напильником нельзя. При необходимости следует применять растворители. После окончания монтажа необходимо установить дугогасительные камеры. Экран между полюсами двухполюсного выключателя следует закрепить.
Для обеспечения взаимозаменяемости вкатных выключателей следует обратить внимание на точность установки в шкафу втычной контактной системы вторичных цепей и втычной панели главных цепей. Нож должен входить между ламелями на глубину 55——60 мм при установленном на защелку выключателе. В момент касания ламе-
61
лей с ножом с одной стороны зазор между ламелями и ножом с другой стороны не должен превышать 3 мм.
При установленном на защелку выключателе смещение подвижной колодки контактной системы цепей управления от центрального положения должно быть не более 3 мм.
Расстояние между гайкой ловителя контактной системы вторичных цепей, установленной на выключателе, и ■скобой неподвижной контактной системы при установленном на защелку выключателе должно быть 5±2 мм.
ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ
Преобразовательная секция
Проверяется силовой монтаж и надежность стыковки разъемов шлангов, соединяющих щит управления с вентильными секциями.
Проверяется качество затяжки болтовых контактных соединений силовой ошиновки, а также затяжка крепежа на зажимах шкафов секции.
Производится осмотр силовых блоков и блоков управления с целью выявления механических повреждений. Особое внимание обращается на разъемы и монтаж.
Вставляются все блоки. Фиксируется их положение в шкафах при помощи невыпадающих болтов.
Автоматический выключатель серии ВАТ
Быстродействующий выключатель имеет меньшие регулировочные зазоры и провалы, чем небыстродействующие коммутационные аппараты, н поэтому требует более тщательной первоначальной (до включения в эксплуатацию) регулировки.
Перед введением выключателя в работу должны быть выполнены наладочные работы с целью проверки четкости работы выключателя и приведения параметров выключателя в соответствие с паспортными данными. При наладке н подготовке выключателя к работе после окончания монтажа соблюдается указанная ниже последовательность операций.
У выключателей В АТ-42-2000/10Л и ВАТ-42-2000/6Л проверяется смазка оси вращения подвижного контакта и в случае необходимости вновь смазывается ось смазкой ЦИАТИМ-203; следует обращать внимание на то, чтобы 62
на смазанные поверхности втулки и оси не попала пыль или грязь.
Проверяется состояние главных и дугогасительных контактов, и в случае необходимости они зачищаются напильником с мелкой насечкой. Зачищать контакты наждачным полотном нельзя.
Если выключатель длительное время хранился в помещении с относительной влажностью воздуха 80%, рекомендуется просушить дугогасительную камеру при температуре 100 ℃ в течение 12 ч.
Проверяются напряжение цепей управления, правильность и надежность всех электрических соединений. Все линии низкого напряжения должны быть достаточно удалены или экранированы от частей выключателя, находящихся под высоким напряжением.
Протираются чистой ветошью и смазываются смазкой ЦИАТЙМ-203 плоскости соприкосновения якоря и магнитопровода и места касания защелки и рычага.
Проверяется затяжка всех крепежных деталей.
У выключателей ВАТ-42-2000/ ЮЛ и ВАТ-42-2000/6Л с помощью прибора, имеющего напряжение не ниже 12 В, убеждаются в отсутствии металлического контакта полюса магнитного дутья и всех шпилек, стягивающих катуш- ку магнитного дутья с неподвижным контактом.
Выключатель опробуется при дистанционном управлении десятикратным включением и отключением с учетом того, что включающая катушка допускает суммарную длительность протекания тока включения 40 А не более 4 с. Нужная длительность тока включения (около 0,3 с) обеспечивается правильной работой схемы управления и выключателя.
Проверяется соответствие параметров выключателя- значениям, указанным в паспорте выключателя. Проверяется правильность регулировки и настройки. В случае существенных отклонений производится подрегулировка.
Испытывается изоляция выключателя в соответствии с паспортными данными.
Вкатыванием выключателя проверяется правильность монтажа втычной панели главных цепей и контактной системы цепей управления.
Состояние главных и втычных контактов выключа- теля проверяется визуально. На них не должно быть пыли и грязи. После этого проверяется падение напряжения на главных контактах, гибких токосъемах выключателей ВАТ-42-4000/ЮЛ и ВАТ-42-10 000/ЮЛ.
Падение напряжения при токе 2000 А должно быть равно: на главных контактах 10 мВ; на гибком токосъеме ВАТ-42-4000/ЮЛ и ВАТ-42-10000/ЮЛ 7 мВ. Полное падение напряжения на выключателях В АТ-42-2000/10Л и В АТ-42-2000/6Л 100 мВ; ВАТ-42-4000/ЮЛ 50 мВ; В АТ-42-10000/10Л (на одном полюсе) 25 мВ.
Допустимо определять падение напряжения при другом значении тока или вместо падения напряжения замерять сопротивление соответствующих участков токопро- вода с последующим пересчетом.
Трансформаторы масляные
Проверяется исправность всех видов защит.
На время пробного включения трансформатора максимальная защита устанавливается с нулевой выдержкой времени, сигнальные контакты газовой защиты пересое- диняются на отключение масляного (или воздушного) выключателя.
Проверяются: уровень масла в расширителе и вводах (для маслонаполненных вводов); отсутствие повреждений, пыли, грязи на изоляторах; надежность контактов в ошиновке; целость маслоуказательных стекол; отсутствие течи масла, состояние всех уплотнений; правильное положение радиаторных кранов; отсутствие воздуха в трансформаторе; отсутствие закороток; надежность заземления; правильное положение указателей на всех переключателях напряжения (для трансформаторов без РПН).
Трансформаторы сухие
Производится внешний осмотр. Обращается внимание на отсутствие механических повреждений обмотки и магнитопровода, на затяжку болтов в местах контактных соединений, прессовку обмоток и магнитопровода. Щиты защитных кожухов (если они имеются) при осмотре снимаются.
Расконсервируются законсервированные места.
Трансформатор продувается сжатым воздухом.
Производятся электрические испытания:
проверяется изоляция прессующих магнитопровод шпилек н стальных колец (если они имеются) на отсутствие замыканий с активной частью магнитопровода;
64
измеряется сопротивление постоянному току всех ответвлений обмоток н проверяется коэффициент трансформации на всех ответвлениях;
измеряется сопротивление изоляции каждой обмотки относительно друг друга и относительно корпуса. При значении сопротивления, меньшем, чем допустимое, производится сушка трансформатора.
Профилактические испытания и наладка преобразователя. Профилактические испытания п р еоб разов ател я в объеме контрольных и его наладка производятся в процессе подготовки к работе после установки его полного комплекта в стационарное состояние, окончания механического и электрического монтажа и установки в преобразовательную секцию вентильных блоков и блоков управления.
Перед вводом в работу вновь установленного преобразователя необходимо проверить:
внешний вид, комплектность и соответствие преобразователя чертежам и схемам завода-изготовителя. Проверку комплектности и соответствия преобразователя чертежам и схемам проводят по принципиальным схемам, схемам соединений и сборочным чертежам завода-изготовителя. Внешний вид проверяют визуально. При этом проверяют качество покрытий, наличие болтов заземления, правильность маркировки;
сопротивление изоляции токоведущих частей преобразователя в холодном состоянии. При испытаниях производится измерение сопротивления изоляции всех токоведущих частей относительно корпуса н между несвязанными электрическими цепями, которое должно быть не ниже 5 МОм в холодном состоянии и 0,5 МОм в нагретом состоянии. Измерение сопротивления изоляции производится при выдвинутых блоках управления н вентильных блоках. Измерение сопротивления изоляции цепей управления производится мегаомметром типа Ml 101 на напряжение 500 В.
Измерение сопротивления изоляции силовых цепей производится мегаомметром типа Ml 101 на напряжение 1000 В;
электрическую прочность изоляции токоведущих частей преобразователя. Испытание электрической прочности изоляции производится в холодном состоянии преобразователя пробивной установкой мощностью 2 кВ - А при выдвинутых блоках управления н силовых блоках. Испы- 5—254 65
таниям подвергаются все токоведущие части преобразователя относительно корпуса, а силовые цепи относительно корпуса и между собой. Испытания проводятся в те* чение 1 мин переменным синусоидальным напряжением частотой 50 Гц. Испытательное напряжение 2000 В для цепей управления всех преобразователей.
Испытательное напряжение силовых цепей приведено ниже:
Номинальное выпрямленное напряжение преобразователя, В
Испытательное напряжение (действующее значение), В
460
2000
660
3000
825
3400
1050
4200
правильность работы блокировок и сигнализации. Преобразователи серий ТПЗ, ТПРЗ имеют четыре модификации схемного решения: 1 — последовательное соединение мостов для нереверсивных и для реверсивных преобразователей по встречно-параллельной схеме; 2—последовательное соединение мостов для реверсивных агрегатов по перекрестной схеме; 3 ——параллельное соединение мостов; 4 — мостовая схема. Поскольку проверка бло> кировок и сигнализации, а также и наладка устройства имеют некоторые отличия в зависимости от модификации схемы, в дальнейшем будем ссылаться на номер модификации схемного решения преобразователя.
В преобразователях осуществляется сигнализация о включенном и отключенном состоянии автоматических вы- ключателей собственных нужд и быстродействующих (ВАТ), напряжении питания, неисправности в системе вентиляции, сгорании предохранителей в блоках вентилей» готовности к работе масляного выключателя и преобразовательного агрегата в целом.
В преобразователях с модификацией схемного реше- ния 1, 2 и 3 проверка блокировок н сигнализации происходит следующим образом (в качестве примера рассмотрим модификацию 1, рис. 28):
на преобразователь подается напряжение собственных нужд 〜ЗбО В и опорное напряжение (автоматические выключатели на щите управления АВБ1, АВБ2, 卜 АВБЗ, АВБ4 отключены); при этом должна загореться лампочка на щите управления.
Включается выключатель АВБ1. При этом на щите управления должны загореться пять ламп (на рис. 28 не по- а 66
казаны), а загоравшаяся ранее лампа должна погаснуть. В вентильной секции при этом загораются четыре лампочки, а в блоке реле включаются табло: ^напряжение питания отключено», ^неисправна вентиляция», ^АВБ включен»;
включаются выключатели АВБ2, АВБЗ, АВБ4, АВБ5; при этом должны загореться четыре новые лампы, остальные должны погаснуть;
включается автоматический выключатель в вен-
Рис. 28. Схема испытаний агрегата с последовательным соединением мостов по встречно-параллельной схеме
ствующая лампа и погаснуть табло ^неисправна вентиляция» в блоке реле;
проверяются блокировки при неисправности в системе вентиляции следующим образом. Отключается автоматический выключатель на вентильной секции. При торможении двигателя вентилятора на вентильной секции 5* 67
должны загореться сигнальные лампы, а на блоке реле- табло ^неисправна вентиляция». После окончания проверки автоматический выключатель включается снова;
проверяется сборная сигнализация о сгорании предохранителей в блоках вентилей следующим образом. Вынимают поочередно каждый блок вентилей (БВ) и с помощью переносных шлангов типа У-30 (поставляемых на объект комплектно с преобразователем), не подавая силовое напряжение на преобразователь, проверяют цепочку сборной сигнализации, отжимая или закорачивая вспомогательные контакты предохранителей. При закорачивании любого вспомогательного контакта на блоке реле должно загореться табло ^сгорел предохранитель в БВ»;'
проверяется блокировка в схеме сигнализации «готовность преобразователя к включению» следующим образом:
включаются выключатели АВБ1, АВБ2, АВБЗ, АВБ4, АВБ5 на щите^ управления преобразователя; включаются выключатели на вентильных секциях; закрываются двери щита управления и шкафа ввода; включается масляный выключатель и подается силовое напряжение на преобразователь. При этом на блоке реле должно загореться табло «напряжение питания включено» и погаснуть табло «напряжение питания отключено». На вентильной секции должны загореться соответствующие лампы. При нажатии кнопки на щите управления на блоке реле должно загореться табло: ^агрегат готов к включению»; отключаются последовательно выключатели АВБ2, АВВЗ, АВБ4, АВБ5 и масляный выключатель, при этом любая операция должна привести к погасанию табло ^агрегат готов к включению»； отключается выключатель на вентильной секции, при этом табло ^агрегат готов 世 включению» должно погаснуть через 5 мин (выдержка времени определяется уставкой реле блока реле);
проверяется сборная сигнализация о сгорании предохранителей следующим образом：
вынимается из вентильной секции один силовой блок и подключается через удлинительный шланг У-30;
вспомогательные контакты одного предохранителя силового блока отжимаются; включаются выключатели на щите управления, при этом должно загореться табло «сгорел один предохранитель» на соответствующем блоке;
отжимаются вспомогательные контакты второго предохранителя силового блока. При этом должно загореться 68
табло ^сгорело два предохранителя» и включиться сирена.
В преобразователях с модификацией схемного решения 4 проверка блокировок и сигнализации производится следующим образом (в качестве примера рассмотрим схему испытаний преобразователя на рис. 29):
на преобразователь подается напряжение собственных нужд 〜З8о В и опорное напряжение (автоматические выключатели АВБ1, АВБ2, АВБЗ на щите управления отключены), при этом должна загореться лампа на щите управления (ЩТУ).
Включается выключатель АВБ1, при этом на щите управления должны загореться три лампы, а загоревшаяся
Рис. 29. Схема испытаний агрегата с мостовой схемой выпрямления
ранее лампа должна погаснуть. В вентильной секции при этом должны загореться лампы световых табло. В блоке реле загораются табло «напряжение питания отключено», 《неисправна вентиляция»,《АВВ включен»;
включаются выключатели АВБ2 и АВБЗ, при этом должны загореться соответствующие лампы, а лампы табло должны погаснуть;
включаются выключатели в вентильных секциях, при этом должно загореться табло《питание вентилятора включено» и погаснуть лампы табло в вентильных секци-
69
ях. На блоке реле должно погаснуть табло ^неисправна вентиляция»;
проверяется блокировка при неисправности в системе вентиляции, а также сборная сигнализация о сгорании предохранителей в блоках вентилей, как указано выше для модификаций 1, 2 и 3;
проверяются блокировки в системе сигнализации ^готовность агрегата к включению» следующим образом: включаются выключатели АВБ1, АВБ2, АВБЗ на щите управления; включаются выключатели на вентильных секциях; при закрытых дверях щита управления и шкафа ввода включается масляный выключатель и подается силовое напряжение на преобразователь. При этом на блоке реле должно загореться табло ^напряжение питания включено» и погаснуть табло 《напряжение питания отключено»;
при нажатии кнопки на щите управления на блоке реле должно загореться табло ^агрегат готов к включению»;
при отключаемых последовательно автоматических выключателей АВБ2, АВБ4 и масляном выключателе любая из перечисленных операций приводит к погасанию табло ^агрегат готов к включению»;
отключается автоматический выключатель на вентильной секции, при этом табло ^агрегат готов к включению» погаснет через 5 мин (выдержка времени определяется уставкой реле блока реле). После окончания этой проверки отключаются масляный выключатель н выключатели АВБ1, АВБ2, АВБЗ;
проверка сборной сигнализации о сгорании предо- хранителей производится, как указано ранее для модификаций 1, 2 и 3;
фазировки. Операции по проверке фазировок дают возможность убедиться в правильности чередования фаз как напряжения, питающего силовую часть преобразователя, так и напряжения питания систем фазового управления.
Проверка фазировок производится при помощи осциллографа типа С1-19В с синхронизацией от сети.
Проверка правильности чередования фаз силового напряжения производится по схеме рис. 30. Точка А подключается к контрольному гнезду вентильного блока / (фаза Л) силового шкафа (рис. 31), питающегося от вентильной обмотки силового трансформатора, соединенного по схеме Д/Д. Точка В подключается к контрольному гнезду вентильного блока / (фаза В) того же шкафа.
Точка С подключается к контрольному гнезду вентильного блока / (фаза С) того же шкафа. Подается силовое напряжение.
При подключении осциллографа последовательно к точкам 1, 2, 3 схемы (земля подключена к точке 0) фазные напряжения Д, В, С должны быть смещены слева направо на 120 град.
Для проверки правильности чередования фаз напряжения питания системы фазового управления необходимо:
Рис. 30. Схема проверки правильности чередования фазРис. 30. Схема проверки правильности чередования фазduusaduusa8D0Gduusaduusa8D0GdcUAde5^0Ed^dcUAde5^0Ed^dec^^5Х^ОХ<dec^^5Х^ОХ<Рис. 31. Схема установки вентильного блока в силовом шкаФУРис. 31. Схема установки вентильного блока в силовом шкаФУd3& g ^3^ Q ТЛ8d3& g ^3^ Q ТЛ8
Рис. 30. Схема проверки правильности чередования фаз
Рис. 30. Схема проверки правильности чередования фаз
duusaduusa8D0G
duusaduusa8D0G
dcUAde5^0Ed^
dcUAde5^0Ed^
dec^^5Х^ОХ<
dec^^5Х^ОХ<
Рис. 31. Схема установки вентильного блока в силовом шкаФУ
Рис. 31. Схема установки вентильного блока в силовом шкаФУ
d3& g ^3^ Q ТЛ8
d3& g ^3^ Q ТЛ8
включать на щите управления автоматические выключатели АВБ4 н АВБ5 (для модификаций 1, 2, 3) и АВБЗ (для модификации 4);
осциллограф подключить поеледовательно к контрольным гнездам +4, +В, +С на передней панели блока питания БП2-1 (БП2-2) (землю осциллографа подключить к контрольному гнезду《ОТ》).
Наблюдаемые напряжения должны отставать по фазе на 120 град от соответствующих напряжений питания силовой части преобразователя. Допустимые отклонения не должны превышать ±3°. При наличии больших отклонений проверяется настройка фильтра блока БП2-1.
Для вентильных секций, подключенных к вентильной обмотке силового трансформатора, соединенного по схеме △/人,н блока питания БГ12-2 проверка правильности чередования фаз производится так же;
правильность чередования управляющих импульсов на тиристорах. Собирается схема проверки фазировки силового напряжения (рис. 30). Осциллограф подключается к точкам 1 и 0. Подается силовое напряжение. На экране осциллографа отмечается момент перехода через нуль напряжения. Отключается силовое напряжение и подают на
71
вход осциллографа управляющие импульсы с первого блока фазы 4 На экране осциллографа наблюдается картина, соответствующая рис. 32 (модификации 3 и 4) или 33 (модификации 1 и 2).
На вход осциллографа подают управляющие импульсы с блока 7 фазы С, блока I фазы В, блока 7 фазы 4 блока / фазы С, блока 7 фазы В. Картина должна соответствовать приведенной на рис. 34 (модификации 1 и 2)
Рпс. 32. Управляющие импульсы тиристоров 6ло~ ка фазы А (модификация преобразователей 3, 4) Рис. 33. Управляющие импульсы тиристоров блока фазы А (модификация преобразователей 1, 2)
или 35 (модификации 3 и 4). Измерения проводятся на блоках, расположенных с лицевой стороны вентильной секции. Нумерация блоков соответствует рис. 27. Импульсы на осциллограф подают с мнемосхемы вентильного блока. Если наблюдаемая картина имеет отклонения от приведенной на рис. 34 или 35, необходимо проверить правильность выполнения междушкафных соединений и монтажа цепей раздачи управляющих импульсов силового шкафа.
Управляющие импульсы с тиристоров обоих параллельно работающих вентильных блоков силового шкафа подают на вход осциллографа по очереди. При этом управляющие импульсы на этих блоках должны совпадать по фазе. В каждом силовом шкафу (половина вентильной секции) параллельно работают по четыре вентильных блока: для фазы Л первый, второй, третий, четвертый (третий и четвертый вентильные блоки установлены с обратной стороны шкафа) и седьмой, восьмой, пятый, шестой (пятый и шестой вентильные блоки установлены с обратной стороны шкафа) соответственно. Расположение блоков в фазах В и С такое же, как в А.
Проверка наличия и правильного чередования управляющих импульсов производится поочередно на всех силовых шкафах. Для преобразователей типа ТПРЗ провер- 72
ки правильности чередования управляющих импульсов на тиристорах производятся для обеих выпрямительных групп;
включение тиристоров в работу. Движки резисторов R2 и R3 (рис. 36) ставят в нулевое положение, при этом вольтметр показывает 0. Переключатели Bl, В2, ВЗ находятся в положении / (включена группа «вперед»).
Включают систему управления преобразователем, подают силовое напряжение и замыкают цепь нагрузки
60 ГрАД
Силовой, блок 7 фазы А
НИНИС〃刀。8成 блок 7(8^5) фазы СС〃刀。8成 блок 7(8^5) фазы СшшСилобоИ блок 1(2^4)фазы ВСилобоИ блок 1(2^4)фазы В
НИ
НИ
С〃刀。8成 блок 7(8^5) фазы С
С〃刀。8成 блок 7(8^5) фазы С
ш
ш
СилобоИ блок 1(2^4)фазы В
СилобоИ блок 1(2^4)фазы В
I」^СилоВой, 6тк7(8£5) фазы А
НИНИ^илоВоИ блок1(2^)(ро.зы С^илоВоИ блок1(2^)(ро.зы С
НИ
НИ
^илоВоИ блок1(2^)(ро.зы С
^илоВоИ блок1(2^)(ро.зы С
Силовой. бдок7(ВЛ5) фазы В
Рис. 34. Управляющие импульсы тиристоров* силового шкафа преобразователя (модификаций 1, 2)
(включают ВАТ). Выходные зажимы преобразователя закорачивают. Плавно увеличивают напряжение управления с помощью резистора R3, устанавливая по амперметру ток нагрузки 7Н= 1000 А (на каждый силовой шкаф вентильной секции). Подключают осциллограф к управляющему переходу тиристора 1ТИ (вентильный блок / фа- А ЗЫ %).
На экране осциллографа наблюдают картину в соответствии с рис. 37 или 38, где заштрихованный участок свидетельствует о проводящем состоянии тиристора. Ри- • сунок 37 соответствует преобразователям модификаций 1, 2, а рис. 38 ——преобразователям модификаций 3, 4.
Если тиристоры какого-нибудь вентильного блока не включились в работу, выключают преобразователь, снизив ток нагрузки до нуля, вынимают один из включавшихся в работу вентильных блоков и снова включают преобразователь. В этом случае ранее не включавшиеся тиристоры должны включиться. В противном случае данный
Силовой блок 1(2^4)фазы А
Силовой, блок 7(8^5)фазы С
Силовой, блок 1(2^4) фазы В
Силовой бтк 7(8^5)фазы /
Силовой.近ом 1(2〉3?4)中cl3ble
Силовой.觊к 7(8£5) 1L. фазы В
Рис. 35. Управляющие импульсы тиристоров силового шкафа преобразователя (модификаций 3, 4)
вентильный блок считается неисправным. Данную проверку производят для всех вентильных блоков вентильной секции группы 《вперед》. Уменьшая напряжение управления до нуля, размыкают цепь нагрузки преобразователя и отключают систему управления преобразователем.
Для преобр азовате лей типа ТПРЗ переключатели В/, В2, ВЗ устанавливают в положение II (включена группа 《назад》)и проводят проверку включения тиристоров в работу для вентильных секций группы 《назад》аналогично группе《вперед》；
снятие регулировочных характеристик. При снятии регулировочных характеристик преобразователь включается на активное сопротивление 3—5 Ом на ток 800 А, 74
подключаемое к выходным зажимам преобразователя (до ВАТ).
Для измерения выходного напряжения преобразователя Ud подключают к нагрузочным резисторам вольтметр типа М106 с резистором Р82/3 (для преобразователей с Ud выше 600 В). Напряжение управления контролируется по вольтметру V (рис. 36).
Порядок снятия регулировочной характеристики следующий:
/С*启君-2/С*启君-2Рис. 36. Схема проверки включения тиристоров в работуРис. 36. Схема проверки включения тиристоров в работувключают на щите управления (ЩТУ) автоматические выключатели АВБ1, АВБ2, АВБЗ, АВБ4, АВБ5 (для преобразователей модификаций 1, 2 и 3) или АВБ1, АВБ2У АВБЗ (для преобразователей модификации 4);
/С*启君-2
/С*启君-2
Рис. 36. Схема проверки включения тиристоров в работу
Рис. 36. Схема проверки включения тиристоров в работу
для преобразователей типа ТПРЗ переключатели В/, В2, ВЗ (рис. 36) ставят в положение / (включена группа 《вперед》)；
подают на преобразователь силовое напряжение (ВАТ не включают);
изменяя напряжение управления в диапазоне 0——20 В, снимают характеристику Ud=
(Uynp)；
для преобразователей типа ТПРЗ характеристику снимают для обеих выпрямительных групп, для чего тумблеры Bl, В2, ВЗ (рис. 36) переключают в положение 〃 (включена группа《назад》)и повторяют замеры, изменяя Г7упр от 0 до 20 В;
отключают напряжение силовых цепей. Отключают управление преобразователем, переключатели Bl, В2, ВЗ (рис. 36) ставят в положение /;
отключают от выходных зажимов преобразователя резистор.
Регулировочные характеристики должны иметь вид, показанный на рис. 39, причем при построении учитывается только прямолинейная часть характеристики, снятая при непрерывном токе;
9) работы преобразователей в реверсивных режимах (преобразователи типа ТРПЗ). При испытаниях проверяется работоспособность схемы раздельного управления выпрямительными группами реверсивного преобразовате-
75
Рис. 39. Регулировочные характеристики преобразователяРис. 39. Регулировочные характеристики преобразователя
Рис. 39. Регулировочные характеристики преобразователя
Рис. 39. Регулировочные характеристики преобразователя
ля. Производится проверка длительности паузы между переключением групп, для чего:
включают управление преобразователем согласно п. 8《а》；
Рис. 37.Рис. 38.
Рис. 37. Осциллограмма проводящего состояния тиристоров (преобразователи модификаций 1, 2)
Рис. 38. Осциллограмма проводящего состояния тиристоров (преобразователи модификаций 3, 4)
подают синусоидальное напряжение частотой 50 Гц путем соединения перемычкой гнезда А на лицевой панели блока БФУ (любого) с гнездом 《Реверс》на лицевой
панели блока БУР для модификаций /, 2, 3) или с гнездом /б блока БФУ (для модификации 4);
осциллограф подключают к выходным гнездам Гн27 и Гн28 блока БФУ и на экране наблюдают картину, изображенную на рис. 40.
Если длительность паузы 1 или II не соответствует заданному значению, то путем регулировки резистора R/ (пауза /) или R2 (пауза //) блока БУР (для модификации 1, 2, 3) или резисторов БФУ (для модификации 4) устанавливают длительность паузы 5 мс. Снимают перемычку, подающую синусоидальное на
пряжение.
Блоки усилителей импульсов группы «назад» БУИ2 и БУИ4 (преобразователи модификаций 1, 2, 3) или БУИ2 (преобразователи модификации 4) выдвигают из щита управления.
При проверке работы преобразователя в реверсивных режимах нагрузка преобразователя осуществляется на генератор постоянного тока. Переключатели Bl, B2t ВЗ схемы управления (рис. 36) ставят в положение / (работает 76
группа «вперед»). Изменяя напряжение управления и наблюдая по осциллографу с синхронизацией от сети за управляющими импульсами на контрольных гнездах блоков БУИ1 и БУИЗ, определяют, что при увеличении напряжения управления импульсы сдвигаются влево (это свидетельствует о том, что преобразователь работает в выпрямительном режиме). После этой проверки ставят
Пауза. I Пауза. 2Г Пауза. I Пауз^ЛПауза. I Пауза. 2Г Пауза. I Пауз^ЛUy1Tp=0. На нагрузочном генераторе напряжение должно быть равным Ud, ном в полярности, соответствующей выпрямительному режиму груп-
Пауза. I Пауза. 2Г Пауза. I Пауз^Л
Пауза. I Пауза. 2Г Пауза. I Пауз^Л
ГШ《вперед》.Рис. 40. Осциллограмма дли-
Подают напряжение на си- тельности паузы между пере- ловую часть преобразователя ключением групп и определяют, что полярность напряжения на генераторе и преобразователе одинакова, после чего замыкают цепь нагрузки группы «вперед》，т. е. включают ВАТ.
Рис. 41. Осциллограмма режима непрерывного токаРис. 41. Осциллограмма режима непрерывного токаПодключают осциллограф к контрольным гнездам /△ и ОТ на передней панели блока БФУ (для преобразователей модификаций 1, 2, 3 на обоих блоках поочередно). Увеличивая ток нагрузки преобразователя (путем увеличения напряжения управления), добиваются на экране осциллографа картины, изображенной на рис. 41 (преобразователь работает в режиме непрерывного тока).
Рис. 41. Осциллограмма режима непрерывного тока
Рис. 41. Осциллограмма режима непрерывного тока
Рис. 42. Осциллограмма режима прерывистого токаРис. 42. Осциллограмма режима прерывистого токаПереключают В1 и ВЗ (см. рис. 36) в положение 〃• При этом изменяется полярность сигнала на входе ячейки переключения групп (т. е. получена команда на переключение групп), однако логическое переключающее устройство должно удержи
Рис. 42. Осциллограмма режима прерывистого тока
Рис. 42. Осциллограмма режима прерывистого тока
ваться в прежнем состоянии датчиком тока (т. е. при непрерывном токе группы не должны переключаться).
Уменьшая напряжение управления, по сигнальным лампам блоков БУИ фиксируют момент исчезновения управляющих импульсов (т. е. в этот момент логическое переключающее устройство переключило группы). Для определения формы тока в момент переключения вентильных групп без изменения положения движка резистора R2
Рис. 43. Схема проверки работы и настройки электронной защитыРис. 43. Схема проверки работы и настройки электронной защиты
Рис. 43. Схема проверки работы и настройки электронной защиты
Рис. 43. Схема проверки работы и настройки электронной защиты
(см. рис. 36) переключают В/ и В5 в положение / и на экране осциллографа наблюдают картину, изображенную на рис. 42 (прерывистый ток). После окончания проверки тумблеры В/ и ВЗ возвращаются в положение //.
Проверка работы преобразователей в реверсивных ре-
жимах позволяет убедиться в работоспособности схемы контроля тока;
работу и настройку электронной защиты (преобразователи типа ГПРЗ модификаций 3, 4). Для проверки работы схемы электронной защиты выходные зажимы преобразователя закорачивают. При этом трансформаторы тока ТрТ подключают к преобразователю через промежуточные трансформаторы тока ТрТ/, ТрТ2, ТрТЗ типа И515 с коэффициентом трансформации 1 : 5 (5 : 25 А) для преобразователей с номинальным током 1600, 2500 А и 1:10 (5:5 0 А) для всех остальных преобразователей, как показано на рис. 43.
Для проверки и настройки электронной защиты подклю
чают осциллограф, откалиброванный на 100 мВ, к шунту. После этого включают систему управления преобразовате
лем, подают силовое напряжение и замыкают цепь нагрузки.
Увеличивая напряжение управления, грузят преобразователь калибровочным током (zK) в соответствии с приведенными ниже данными:
Номинальный выпрямленный ток, А
Калибровочный ток <к
Калибровочный ток 匕
(амтитудное значение).
Номинальный выпрямленный ток, А
(амплигудао е значение), А
1600
800
6300
1575
2500
1250
8000
2000
4000
1000
10 000
2500
5000
1250
12 500
3130
Регулируя сопротивление резистора R8 в блоке БФУ и фиксируя амплитуду тока (по осциллографу), при котором происходит срыв управляющих импульсов, добиваются ерыва при токе 厶=±10%;
78
нагрузочные испытания преобразователей. При нагрузочных испытаниях проверяют:
работу системы управления при номинальной нагрузке и номинальном напряжении питающей сети в течение 72 ч;
работу преобразователя на противо-ЭДС с нагрузочным током /d= 10004-1500 А при напряжении Ud=0dtHOM в течение 1 ч;
работу преобразователя на закоротку в течение 4 ч при пониженном напряжении и значении тока /& выбираемом конкретно для каждого преобразователя в зависимости от количества одновременно испытуемых вентильных секций.
Для проверки работы системы управления в течение 72 ч подают на преобразователь напряжение собственных нужд, опорное напряжение и включают автомат ЩТУ. В таком положении преобразователь должен работать 72 ч.
Для проверки работы тиристорного преобразователя на противо-ЭДС необходимо:
переключатели 51, В2, ВЗ установить в положение/ (работает группа «вперед», схема рис. 36);
установить 〃упр=0;
включить систему управления преобразователем и подать силовое напряжение;
включить нагрузочный агрегат и установить на входе напряжение, равное ЩНом；
определить по вольтметру полярность напряжения нагрузочного генератора, включив ВАТ;
увеличивая иупр, нагрузить преобразователь током /d= 10004-1500 А. Преобразователь должен проработать в этом режиме 1 ч без аварийных отключений;
после окончания проверки уменьшить напряжение управления до нуля и отключить преобразователь от нагрузочного генератора;
снять силовое напряжение и отключить управление преобразователем.
При проверке преобразователей типа ТПРЗ переключить ВЦ В2, ВЗ в положение II (работает группа《назад》), изменить полярность напряжения нагрузочного генератора и повторить испытания для групп «назад».
Для проверки работы закороченного тиристорного преобразователя необходимо:
переключатели Bl, В2, ВЗ (схема на рис. 36) установить в положение /, 〃皿一0;
включить систему управления преобразователем и подать на него силовое напряжение;
замкнуть цепь нагрузки, включив ВАТ, и, плавно увеличивая напряжение управления, установить ток / в зависимости от типоисполнения преобразователя и номинального выпрямленного тока. Преобразователь должен проработать в этом режиме 4 ч без аварий и отключений;
после окончания испытаний уменьшить напряжение управления до нуля, отключить ВАТ, снять силовое напряжение и отключить систему управления преобразователем.
При испытании преобразователей типа ТПРЗ переключатели Bl, В2 и ВЗ переключают в положение II н повторяют испытания для группы《назад》.
После окончания испытания измеряют сопротивление изоляции токоведущих частей преобразователя в нагретом состоянии в соответствии с п. 2 параграфа.
Профилактические испытания блоков БВП в объеме контрольных проводят перед установкой их в преобразователь:
при вводе в работу вновь установленных преобразователей;
после длительного хранения блоков на складе в качестве резервных;
после проведения среднего и капитального ремонтов преобразователя;
при необходимости после аварий.
Контрольные испытания блоков желательно проводить на специальном стенде типа ШПС8013-03АЗ, поставляемом заводом-изготовителем комплектно с преобразователями постоянного тока серии ТПЗ, ТПРЗ.
Стенд представляет собой стационарную конструкцию, на которой смонтированы система управления, вентильные блоки, резисторы нагрузки, вспомогательная аппаратура. Структурная схема стенда представлена на рнс. 44.
Напряжение питания подается на стенд автоматическими выключателями АВ1 …АВ4.
Система управления стенда подключается автоматическим выключателем АВ1 и включает в себя блоки БПФУ и БФУ. Блок БПФУ служит для получения опорных напряжений и напряжений питания блока фазового управления. Блок БФУ вырабатывает управляющие импульсы, которые в функции сигнала муПр поступают на тиристоры вентильных блоков и налаживаемую ячейку управления ЯУ.
Вентильные блоки БС1... БС6 подключаются к сети через автоматический выключатель АВЗ и образуют трех-
фазный мостовой выпрямитель, нагруженный на активное сопротивление R& Сигнал о сгорании тиристорных предохранителей в проверяемых вентильных блоках подается лампой и нормально закрытыми вспомогательными контактами предохранителей.
Автоматический выключатель АВ2 подключает к сети трансформатор Тр1 для питания электрических розеток Р На 220 и 36 В.
Налаживаемые вентильные блоки устанавливаются в стенде взамен штатных вентильных блоков БС1... БС6 (в зависимости от количества одновременно проверяемых блоков) и нагружаются током 10 А, при этом проверяется
их функционирование. Возможна проверка вентильного блока БС7 в однофазном режиме.
Выбор режима работы стенда осуществляется с помощью универсального переключателя 〃, причем в положении / проверка осуществляется по трехфазной мостовой схеме, а в положении 2——по однофазной.
Ячейка управления вентильным блоком при проверке подключается с помощью штепсельных разъемов. Штепсельный разъем, установленный на стенде, служит для контроля входных и выходных параметров ячейки управления.
Сопротивление изоляции токоведущих частей вентильного блока по отношению к корпусу проверяется с помощью мегаомметра.
6—254 81
На стенде смонтирован электрощуп для проверки правильности выполнения монтажа отдельных цепей вентильных блоков.
Для контроля напряжения питающей сети на стенде установлен вольтметр Э-377, ток нагрузки проверяемых вентильных блоков устанавливается по амперметру типа М-330.
Контрольные испытания блока проводятся в следующем порядке:
визуальная проверка целостности монтажа, отсутствия трещин, поломок в конструкции, наличия полного комплекта оборудования и соответствия его спецификации аппаратов завода-изготовителя;
проверка соответствия выполненного монтажа принципиальной схеме завода-изготовителя.
Встроенный в стенд электрощуп подключается к проверяемой цепи с помощью проводов со штекерами. О наличии цепи между проверяемыми точками свидетельствует зажигание на пульте сигнальной лампы «Электрощуп». При проверке предохранители должны быть демонтированы;
измерение сопротивления изоляции электрических цепей блоков. Проверяемый блок устанавливается в кассету стенда с надписью «Контроль изоляции». Мегаомметр на напряжение 1000 В подключается к зажимам стенда и измеряются сопротивления изоляции электрически не связанных цепей блока.
Измеренное сопротивление изоляции должно быть не менее 10 МОм в холодном состоянии и 0,5 МОм в нагретом состоянии;
проверка работы сигнализации о сгорании тиристорных предохранителей:
демонтируется один предохранитель проверяемого блока и взамен его устанавливается сгоревший предохранитель. Проверяемый блок устанавливается в стенд и включаются автоматические выключатели АВ2 и АВЗ. При этом на блоке должна загореться соответствующая сигнальная лампа, а на стенде — сигнальная лампа «сгорел предохранитель»;
повторяются операции по п.《а》для второго предохранителя проверяемого блока;
проверка функционирования вентильных блоков. Проверяемые вентильные блоки устанавливают в стенд взамен штатных блоков БС1 …БС6. Одновременно можно испытать от одного до шести блоков;
82
переключатель П устанавливается в положение /. Включаются автоматические выключатели АВ1... АВЗ и регулированием сопротивления резистора ^установка тока нагрузки» по амперметру А устанавливается ток нагрузки 8—10 А;
осциллограф СЫ9В подключается поочередно к управляющим электродам обоих тиристоров проверяемых блоков. При нормальном функционировании на экране осциллографа наблюдается картина, аналогичная приведенной на рис. 45, где заштрихованный участок свидетельствует о проводящем состоянии тиристора.
Рис. 45. Осциллограмма импульсов вентильных блоков при проверке их функционированияРис. 45. Осциллограмма импульсов вентильных блоков при проверке их функционированияПри одиночной проверке блока, а также при проверке блоков с повышенными токами удержания тиристоров, проводимость которых нечетко определяется при проверке в шестифазной схеме, испытания проводятся по однофазной схеме. Для испытания по однофазной схеме блок вставляется в кассету блока 5c7;
Рис. 45. Осциллограмма импульсов вентильных блоков при проверке их функционирования
Рис. 45. Осциллограмма импульсов вентильных блоков при проверке их функционирования
переключатель П устанавливается в положение 2. Включаются автоматические выключатели АВ1.. .АВЗ и регулированием сопротивления резистора по амперметруД устанавливается ток нагрузки 8—10 А;
осциллограф С1-19В подключается поочередно к управляющим электродам обоих тиристоров проверяемого блока. При нормальном функционировании на экране осциллографа наблюдается картина, аналогичная приведенной на рис. 45, но длительность проводящего состояния тиристора составляет около 60 град;
проверка функционирования ячеек управления блоков.
проверяемая ячейка с помощью штепсельных разъемов подключается к стенду и включаются автоматические выключатели АВ1 и АВ2;
электронный осциллограф подключается поочередно к выходам импульсных узлов на штепсельном разъеме 《Контроль》.
При параллельном функционировании ячейки осциллограммы напряжений на контролируемых точках должны соответствовать рис. 46.
В случае необходимости проверяется форма напряжения на вторичных обмотках импульсных трансформаторов (рис. 47);
6*
отключается автоматический выключатель АВ1 и включается выключатель АВ4. При этом на проверяемой ячейке управления должны загореться сигнальные лампы, что свидетельствует о правильном соединении /?С-цепей и цепей сигнализации о сгорании предохранителей 6ло&а.
В случае отсутствия специального стен- Д а основные проверки блока можно проводить на универсальном рабочем месте электромонтера, а проверку функционирования блока ——в имеющемся преобразователе при
Рис. 46.Рис. 46.Рис- 47.Рис- 47.300—400 м кс300—400 м кс
Рис. 46.
Рис. 46.
Рис- 47.
Рис- 47.
300—400 м кс
300—400 м кс
Рис. 46. Осциллограмма импульсов ячейки управления вентильного блока при проверке ее функционирования
Рис. 47. Осциллограмма напряжения на вторичных обмотках импульсного трансформатора
его работе совместно с другими блоками с тем, чтобы образовать шестипульсную мостовую схему выпрямления.
Проверка осуществляется -подключением осциллографа к соответствующим контрольным точкам на передней стенке блока. Контрольная схема включается на активное сопротивление 50 Ом и мощность не менее 5 кВт. Напряжение питания 380 В. При правильной работе тиристоров на управляющих переходах наблюдается участок падения напряжения 0,5 • • • 1,5 В с длительностью, соответствующей проводимости тиристоров.
Профилактические испытания блоков управления в объеме контрольных проводят перед установкой их в преобразователь в тех же случаях, что и испытания блоков БВП. Основные проверки блоков управления проводят на универсальном рабочем месте электромонтера.
Функционирование блоков проверяют в имеющемся преобразователе, п р едв а рител ьно укомплектованном вентильными блоками БВП, образующими необходимую схему выпрямления.
Рассмотрим последовательность операций при проведении основных проверок блоков управления.
Блок питания БП2. Подается напряжение на блок. Проверяется правильность чередования фаз питающего напря- 84
жения на обмотках трансформатора — прямая последовательность фаз. Проверяется симметрия трехфазного питающего напряжения при помощи измерительного прибора класса не ниже 1.
Проверяются выпрямленные напряжения (при номинальном напряжении сети и номинальной нагрузке блока) прибором Ц-315 на гнездах блока:
+6 В土 10%
+18 В壬 10%
—12 В±10%
—6 В±10%
—6 В+10%
+35 В丄 10%
+35 В早 10%
^Измеряются с помощью осциллографа амплитуды напряжений полуобмоток питающего трансформатора. Генераторный конец осциллографа подключается к трансформатору, земля — к нулю. Регулировкой сопротивлений устанавливается напряжение соответствующей полуобмотки трансформатора.
Проверяется фазировка выходных напряжений фильтра с использованием контрольных гнезд. Фильтр осуществляет сдвиг входного напряжения на 60 град в сторону отставания. При правильно сфазированном фильтре напряжение на контрольных гнездах должно совпадать по фазе с напряжением на обмотках трансформатора.
Устанавливается с помощью резисторов амплитуда напряжений на гнездах, равная 20 В. Контрольным прибором измеряется напряжение. Оно должно быть равным 14,1 В при напряжении питания 380 В. Возможное незначительное отклонение фазы компенсируется с помощью соответствующих резисторов.
Блок, фазового управления (БФУ). Измерение параметров, регулирование и настройка производятся в щите управления преобразователем; для этого:
проверяются на гнездах каждой панели БФУ питаю- щие напряжения +24, +6, —12, —18 В (ячейки не вставлены);
проверяются напряжения на разъемах всех ячеек в блоке;
вставляется ячейка входных устройств и три ячейки нуль-индикаторов;
проверяется работа ячеек при управляющем напряжении, равном нулю;
д)‘ в ячейке, включенной на разъемы Ш13, Ш14, работают три нуль-индикатора. На контрольных зажимах дол-
жен быть знакопеременный прямоугольный сигнал амплитудой + 4 В или обрыв;
в ячейках, включенных на разъемы Ш15, Ш16, III17, Ш18, работают все нуль-индикаторы, их выходные сигналы такие же, как и в предыдущем пункте.
вставляются в блок три ячейки формирования импульсов. На соответствующих контрольных зажимах должны быть прямоугольные импульсы амплитудой 10—12 В.
вставляется и проверяется ячейка переключения групп ЯПГ-2.
Блок питания БП1. Измерение параметров блока производится следующим образом:
подается напряжение на блок с подключенной нагрузкой;
проверяются выпрямленные напряжения прибором Ц-315 на соответствующих гнездах блока
78 В+10%12,0 В+10%8 В+10%
(при номинальном напряжении сети);
проверяется наличие напряжения на трех конденсаторах
78 В+10%
12 В+10%
8 В+10%
при измерении параметров ячейки ЯРК категсрн- чески запрещается вставлять ячейку в блок и вынимать ее и з блока под напря- ж е.н и е м.
Последовательность операции следующая: вставляется ячейка в обесточенный блок; подключается к соответствующим гнездам блока вольтметр; подключается к блоку нагрузка; подается напряжение на блок, при этом вольтметр показывает 88 В; снимается напряжение с блока, при этом напряжение между гнездами должно быстро упасть до напряжения, близкого к 0.
Блок усилителей импульсов (БУИ). Измерение параметров блока производится в полностью укомплектованном шкафу управления:
вставляют ячейки в блок. Подается напряжение на блоки БП2, БФУ (БРИ——при последовательном соединении мостов);
убеждаются в наличии входных импульсов, подключив землю осциллографа в гнездо《3》блока, а генератор* ный конец — поочередно в соответствующие гнезда. На 86
каждый вход проходят два (четыре при БРИ) импульса за период с амплитудой 4—8 В;
подается напряжение на блок БП1, осциллографом проверяется наличие импульсов на коллекторах транзисторов. При этом земля осциллографа уста н а в л и ва ется в гнездо 《3》，а генераторный конец—поочередно в соответствующие гнезда. При этом за период напряжение на коллекторах падает от 90 В до 2—5 В и горят сигнальные лампы на лицевой панели блока.
Блок в настройке не нуждается.
Блок размножения импульсов (БРИ). Для проверки и настройки подается напряжение питания на блок и осциллограф поочередно на гнезда (сигналы группы I) блока БРИ. На экране осциллографа должны быть четыре импульса длительностью около 300 мкс, амплитудой 70 В. Обратное состояние ключей (включена группа II) контролируется на других гнездах.
Блок регулятора тока (БРТ) предназначен для выравнивания токов в параллельно соединенных вентильных секциях преобразователей с модификацией схемного решения 3 (параллельное соединение мостов). Измерение параметров, регулировка и настройка производятся в следующей поел едовател ьности:
отключается одна из параллельных силовых групп (группа《звезда》или «треугольник»). Включается преобразователь и устанавливается непрерывный ток, равный 1 % номинального. Измеряются напряжения на выходах блока. Они должны быть равными 50 мВ. Если параметр не соответствует этому значению, то регулируется входное сопротивление ячейки датчиков тока.
Отключается преобразователь;
включается другая параллельная группа в режиме п.《а》и повторяются измерения. При этом полярность выходных сигналов блока должна измениться.
Если преобразователь реверсивный, перед включением его по п.《6》изменяется сигнал реверса. При этом полярность выходных сигналов блока должна быть той же, как и в п.《а》.
Блок смещения (БС) предназначен для начальной раз- движки фазовых характеристик при поочередном управлении выпрямительными мостами. Измерение параметров, регулировка н настройка:
ток смещения в канале +0,66 мА при U=+24 В устанавливается регулировкой соответствующего резистора;
ток смещения в канале ——2MA при U———24 В устанавливается регулировкой другого резистора.
Блок управления режимами (БУР) предназначен для формирования сигналов, связанных с переключением вентильных групп «вперед» и «назад».
Регулировка блока сводится к настройке заданных аппаратных пауз при переключении с помощью двух резисторов. Для этого в отсутствие тока в канал реверса вводится синусоидальный сигнал с амплитудой 20 В и наблюдается дифференциальный выход состояния реверсивных групп (гнезда блоков УВСР-Н, УБСР-В).
Блок ре/е (БРЛ) и система блокировок предназначены для осуществления необходимых блокировок, контроля питающих напряжений, сигнализации состояния коммутирующих аппаратов в силовых цепях и размножения контактов для схем управления электроприводами.
Проверка и настройка блока реле осуществляется в щите управления преобразователя.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
Комплекс организационно-технических мероприятий по уходу, надзору н обслуживанию тиристорных преобразователей включает: а) межремонтное обслуживание; б) текущий, средний и капитальный ремонты преобразователей; в) профилактические испытания в объеме контрольных; г) внеплановые работы, вызванные авариями.
Межремонтное обслуживание преобразователей. Операции по межремонтному обслуживанию выполняются без нарушения процесса производства: во время ежедневных остановок оборудования на профилактические осмотры, во время перерывов в работе преобразователей, а также в процессе работы.
В объем межремонтного обслуживания входит:
ежедневный наружный осмотр и наблюдение за показаниями измерительных приборов и состоянием преобразователей. Время и результаты осмотра заносятся в оперативный журнал;
проверка исправности: а) устройств сигнализации; б) измерительных приборов; в) систем охлаждения; г) заземлений и ограждений;
устранение неисправностей, не требующих специальной оснастки и значительного времени для их устранения и привлечения квалифицированных специалистов;
88
продувка сухим сжатым воздухом не реже 1 раза в месяц, а в местах с повышенным содержанием пыли —— еженедельно;
контроль температуры окружающей среды мест установки и поддержание ее в необходимых пределах:
контроль загрязненности окружающего воздуха. Содержание нетокопроводящей пыли в воздухе не должно превышать 0,7 мг/м3;
контроль температуры и загрязненности охлаждающего силовые шкафы преобразователя воздуха (в случае его забора за пределами преобразовательной подстанции). При содержании нетокопроводящей пыли в охлаждающем воздухе свыше 0,7 мг/мз на вход вентиляционной системы необходимо установить фильтры;
систематический (через смотровое окно) осмотр контактов реле контроля скорости воздуха. При появлении на них подгара реле необходимо заменить;
контроль характера шума трансформатора. При нормальной работе трансформатор должен издавать умеренно гудящий равномерный звук;
контроль температуры масла и его уровня в расши- рителях масляных трансформаторов.
Текущий, средний и капитальный ремонты преобразователей. Все виды ремонтов должны осуществляться в строгом соответствии с установленными (с учетом местных условий) месячными и годовыми графиками ППР (планово-предупредительных работ)・
Текущий ремонт. Продолжительность периода между текущим и очередным ремонтом — 6 мес. В объем текущего ремонта входит:
составление ремонтной ведомости;
наружный осмотр. Обдувка сухим сжатым воздухом всех узлов от пыли, протирка изоляторов. Очистка от пыли радиаторов тиристоров;
устранение дефектов по ремонтной ведомости;
проверка контактных соединений силовых цепей путем затяжки болтов, цепей управления ——путем прозвонки разъемов, визуального осмотра паек и затяжки контактного крепежа на зажимах;
проверка крепления измерительных приборов и других установочных аппаратов;
проверка наличия смазки на втычных силовых контактах блоков и, если требуется, обновление ее (в качестве смазки применяют тяжелое цилиндровое масло, бесщелоч- ное и бескислотное);
проверка усилия нажатия губчатых контактов вентильных блоков, которое должно составлять 50—60 Н при растворе контактов 5 мм. В случае замены силовых контактов следят за тем, чтобы поверхности всех контактных винтов лежали в одной плоскости и были параллельны основанию блока;
очистка от грязи и пыли контактных поверхностей штепсельных разъемов блоков и промывка их спиртом при помощи волосяной щетки. Применение металлических щеток категорически запрещается;
проверка функционирования защит;
проверка целостности защитных /?С-цепей;
проверка напряжений и коэффициента пульсаций автономных источников питания собственных нужд;
проверка системы охлаждения на наличие воздушного потока и отсутствие вибраций;
проверка работоспособности системы управления и регулирования по тестовым таблицам.
Для удобства в эксплуатации каждый преобразователь должен иметь тестовые таблицы, содержащие: а) уставки защит и данные настройки коммутационных аппаратов (реле, выключателей); б) уставки в вольтах и омах всех регулируемых резисторов и диапазонов их изменения; в) параметры сигналов (форма, напряжение) в ряде характерных контрольных точек в оговоренных режимах; г) номинальные значения напряжений всех автономных источников питания;
проверка работы схем управления и защит замыканием исполнительных контактов реле и контакторов;
проверка работоспособности резервных блоков;
проверка и ремонт после каждых 4000 ч работы, но не реже 1 раза в год двигателя вентилятора. При этом необходимо разобрать двигатель и провести его чистку в соответствии с инструкцией завода-изготовителя.
Средний ремонт. Продолжительность между средними ремонтами 2 года. При среднем ремонте выполняются все операции текущего ремонта (пп. 1—16) и, кроме того, производится:
проверка работы систем импульсно-фазового управления: начальных углов и углов ограничения; диапазона изменения угла регулирования; симметрии и параметров импульсов;
проверка распределения токов между параллельно соединенными тиристорами;
90
проверка формы кривых выпрямленного тока и напряжения;
проверка работы отдельных регуляторов и системы регулирования в целом;
замена неисправных узлов и деталей;
'проверка сопротивления изоляции цепей вторичной коммутации;
проверка уставок и настройка защит.
Капитальный ремонт. Продолжительность между капитальными ремонтами 6 лет.
Выполняются все операции текущего и среднего ремонта (пп. 1—23) и, кроме того, производится:
выборочная проверка тиристоров (25% установленного количества). При наличии отклонений параметров тиристоров от ТУ производится проверка всех тиристоров;
испытание электрической прочности изоляции силовых цепей;
снятие регулировочной характеристики;
проверка работы на реальную нагрузку в течение 24 ч.
Профилактические испытания в объеме контрольных. Объем и программа на соответствие техническим условиям преобразователя и с целью обеспечения требуемых статических и динамических характеристик регламентируются инструкциями завода-изготовителя. В § 5 приведены примерная программа и методика профилактических испытаний преобразователей серий ТПЗ, ТПРЗ. Профилактические испытания проводят: а) при вводе в работу вновь установленных преобразователей; б) в частичном или полном объеме после среднего и капитального ремонтов и при необходимости после аварий. Преобразователи считаются выдержавшими испытания, если не наблюдалось сбоев и отклонений от заданных режимов работы: в течение 72 ч ——для вновь вводимых в эксплуатацию: в течение 24 ч — после капитальных ремонтов и устранений последствий аварий.
Внеплановые работы, вызванные авариями. Аварийные работы включают: а) устранение причин аварии; б) устранение последствий аварии; в) проверку всех тиристоров, если очаг аварии возник в силовой части схемы; г) проверку и опробование срабатывания защит; д) проверку нормальных режмиов работы.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПУАТДЦИИ
На всех объектах, где производится эксплуатация преобразователей, для обеспечения безопасности людей по условиям режимов работы сетей и защиты электрооборудования от различных перенапряжений должны быть сооружены заземляющие устройства и заземлены корпуса электрооборудования. При этом в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители ——металлические конструкции и арматура железобетонных конструкций, надежно соединенные с землей.
Для нескольких преобразователей, различающихся напряжением, допускается применять одно общее зеземляю- щее устройство. При этом сопротивление заземляющего устройства должно удовлетворять требованиям к заземлению того преобразователя, для которого необходимо наименьшее сопротивление заземляющего устройства.
К частям, подлежащим заземлению, относятся: корпуса полупроводниковых преобразовательных шкафов, трансформаторов (силовых), реакторов типа ФРОС, автоматических выключателей типа ВАТ, вторичных обмоток измерительных трансформаторов.
Присоединение заземляющих проводников к заземленным конструкциям должно быть выполнено сваркой, а их присоединение к корпусам ——сваркой или контактным соединением. Каждый заземленный элемент преобразователя должен быть присоединен к заземлителю при помоши отдельного ответвления. Последовательное включение в заземляющий проводник нескольких заземляющих частей запрещается.
Все заземляющие проводники, расположенные внутри здания, где располагаются преобразователи, должны быть окрашены в черный цвет. Как правило, заземляющие проводники прокладывают по стенам на расстоянии 50——100 мм от их поверхностей. Однако допускается прокладка проводников вплотную к стене. Указанные требования по технике безопасности являются общими для каждого изделия, входящего в комплект преобразователя. Однако существуют н специфические требования по соблюдению мер техники безопасности при работе с тем или другим электрооборудованием в зависимости от его функционально-целевой направленности. К ним относятся следующие:
Для преобразовательных секций:
выдвижение блоков, установка их на место, устранение неисправностей и подключение контрольно-измеритель- 92
ной аппаратуры разрешается только при отключенном преобразователе. Допускается подключение контрольно-измерительной аппаратуры (при работающем преобразователе) к гнездам силовых блоков, так как конструкция предусматривает безопасность этих работ при включенном преобразователе;
во время работы преобразователей замки дверей шкафов должны быть заперты на ключ.
Для автоматических выключателей типа ВАТ:
выключатель, если он установлен не в шкафу, должен иметь ограждения или быть установлен так, чтобы вероятность прикосновения к нему была исключена;
тележка выключателя должна быть зеземлена;
любая работа на выключателе должна производить- ся при полностью снятом напряжении;
недопустима наладка или регулировка выключателя при снятом изоляционном экране, если цепи управления выключателя находятся при этом под напряжением.
Для силовых трансформаторов:
трансформатор должен быть надежно присоединен к заземлителю, расположенному в непосредственной близости к трансформатору;
выводы нейтрали на щит следует выполнять нулевой шиной, проводимость которой должна быть не менее 50% фазной (для глухозаземленной нейтрали);
сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4,0 Ом;
части, подлежащие заземлению, должны иметь надежную металлическую связь с нейтралью трансформатора.
Во всех случаях монтажа и эксплуатации следует строго придерживаться рекомендаций ПУЭ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Кондратюк В. Н., Рези некий С. Р., Евзеров И. X. Тиристорные преобразователи ТГТ/ТВ, АТ, АТР.— М.: Энергия, 1978.— 104 с.
Конструирование силовых полупроводниковых преобразователь- 仪 ных агрегатов/ С. Р. Резинский, В. С. Лабковский, И. X. Евзеров, И. И. Фейгельман, В. М. Венделанд. — М.: Энергия, 1973. — 286 с.
Мощные тиристорные выпрямители для электроприводов постоянного тока/ Э. М. Аптер, Г. Г. Жемеров, И. И. Левнтан, А. Г. Элькнн. — М.: Энергия, 1975. — 209 с.
Найфельд М. Р. Заземление и другие меры безопасности.——М.: Энергия, 1975.— 104 с.
Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей н Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок,—М.: Энергия, 1969.— 352 с.
Преображенский В. М., Зимин Е. Н. Силовые кремниевые вентили.—М.: Энергия, 1971. — 78 с.
Серия тиристорных преобразовательных агрегатов ТПЗ, ТПРЗ мощностью 1000—12 000 кВт на тиристорах Т-320. Каталог «Информ- стандартэлектро», 05.03.142-76, 1976. — 52 с.
Силовые полупроводниковые преобразователи в металлургии (справочник)/ С. Р. Резинский, Б. И. Мошкович, И. X. Евзеров, В. М. Венделанд.——М.: Металлургия, 1976.——184 с.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие 3
Блоки БВП на основе тиристоров Т2-320 и T3-320.4
Тиристорные преобразователи серии ТПЗ, ТПРЗ мощностью 1000—12 000 кВт15
Конструкция преобразователей и ко мплектуюшего их оборудования36
Особенности применения преобразователей в схемах электропривода 54
Монтаж и наладка преобразователей и комплектующего оборудования ......58
Техническое обслуживание .... . ..88
Техника безопасности при эксплуатации ....92
Список литературы 94
СЕМЕН РУВИМОВИЧ РЕЗИНСКИЙ
ИГОРЬ ХОНОНОВИЧ ЕВЗЕРОВ
ВИКТОР СОЛОМОНОВИЧ ЛАБКОВСКИЙ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НА ТИРИСТОРНЫХ БЛОКАХ БВП ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Редактор И. М. Круглянский
Редактор издательства Л. В. Копейкина
Технический редактор Г. С. Соловьева
Корректор Н. 4 Смирнова
ИБ № 2407
Сдано в набор 23.08.82Подписано в печать 08.12.82Т-22345
Формат 84хЮ81/з2 Бумага типографская № 2 Гарнитура литературная
Печать высокая Уст. печ. л. 5.04 Усл. кр.-отт. 5.25 Уч.-изд. л. 5,39
Тираж 20 000 экз.Заказ 254Цена 25 к.
Энергоатомнздат, 113114. Москва, М-П4, Шлюзовая наб., 10
Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Первая Образцовая типография нменн А. А. Жданова Союзполнграф- прома при Г ссударственном комитете СССР по делам издательств, по- лнграФиц и книжной торговли, Москва, М-54, Валовая, 28
25 к.
с”，上 & 1еппфшп^х навесишь
Mimeb^m uf^M нс
qqm0qqq & Ue fn/n/才 *cd；，u