Ensretterenheder til traktionsstationer

En halvlederensretter, afhængigt af det anvendte ensretterkredsløb og strømtransformatorens koblingskredsløb, kan inkluderes i en bro eller et neutralt kredsløb.

Ensretterenheder til traktionsstationer til elektrisk transport i byområder VAK-1000/600-N, VAK-2000/600-N og VAK-3000/600-N. Betegnelser for enhedstyper dechifreres som følger: ensretter med siliciumventilensretter, for nominel ensrettet strøm 1000, 2000 eller 3000 A, nominel ensrettet spænding 600 V, fungerer i overensstemmelse med nulkredsløb.

Enheden består af en strømtransformator, en ensretter, et styreskab, beskyttelsesskabe eller paneler og en højhastighedskatodekontakt.

Ensrettere efter ensrettertyper er betegnet som BVK-1000/600-N, BVK-2000/600-N og BVK-3000/600-N, hvilket betyder: siliciumensretter til nominel ensrettere strøm 1000, 2000 eller 3000 A, nominel ensretter spænding 600 V arbejder på neutral kreds.

Hver fase eller arm af ensretterenheden består af ventiler forbundet i parallel og serie.

Parallelkobling af ventiler anvendes, når fasens eller benets mærkestrøm overstiger de enkelte ventilers mærkestrøm.

Serieforbindelse af ventiler bruges til at sikre den dielektriske styrke af en fase eller arm i den ikke-ledende del af den periode, hvor omvendt spænding påføres fasen.

Antallet af parallelkoblede ventiler i fase eller ben n1 bestemmes ud fra, at strømmen af ​​ensretterens fase eller ben Ia skal være mindre end den samlede mærkestrøm for de parallelkoblede ventiler

hvor Ki — faktor for sikkerhedsstrøm taget lig med 1,35-1,8.

Når ventiler er forbundet parallelt, fordeles strømmen mellem dem ujævnt, hvilket fører til overophedning og hurtigere svigt af højstrømsventiler og underudnyttelse af strømventiler. Den ujævne strømfordeling mellem parallelkoblede ventiler skyldes, at ventilerne i praksis adskiller sig en del fra hinanden i deres direkte grene af strøm-spændingskarakteristika og termiske modstande.

For at udligne strømmen mellem parallelkoblede ventiler kan der anvendes ohmske modstande forbundet i serie med ventilerne eller induktive strømdelere.

Ris. 1. Diagram over en induktiv strømdeler for to parallelkoblede ventiler: If — fasestrøm, I2v, I1v — ventilstrøm

Ris. 2. Skematisk over en induktiv strømdeler for tre parallelkoblede ventiler

Ohmiske modstande forbundet i serie med ventilerne bruges sjældent på grund af udseendet af yderligere tab og et fald i ensretterens effektivitet.

I højeffektinstallationer anvendes normalt induktive strømdelere.

I fig.1 viser et diagram af en induktiv strømdeler for to parallelforbundne ventiler. Separatoren består af en stålkerne, hvorpå to identiske spoler er viklet, forbundet på en sådan måde, at de magnetiske flux, der genereres af dem, er modsat i retning.

Med strømuligheden i de parallelle forgreninger opstår den resulterende magnetiske flux i kernen, hvilket skaber et yderligere spændingsfald i viklingen med en mindre strøm, hvorved der opnås en udligning af strømmen i viklingerne og i parallelforbundne ventiler. En lille mængde e er påkrævet for at udligne strømmen i parallelle ventiler. så skilleviklingerne består af et lille antal vindinger.

I fig. 2 viser et diagram af en induktiv strømdeler for tre parallelt forbundne ventiler. Splitteren består af en tre-bar magnetisk kerne med to spoler på hver strimmel. Hver af de parallelforbundne ventiler er forbundet til fasen gennem to serieforbundne spoler placeret på forskellige stænger. Når strømmen stiger i en parallel gren, induceres en yderligere e. etc. v. i de to andre grene og udligner således strømmen i viklingerne af skillevæg og ventiler.

Splittere implementeres på samme måde med et større antal porte forbundet parallelt. Antallet af serieforbundne ventiler i hvert ben eller fase vælges således, at den samlede nominelle omvendte spænding for alle serieforbundne ventiler er større end den maksimale omvendte spænding påført armen eller fasen med det valgte korrektionskredsløb (bro eller nul )

hvor Σrev.vent er summen af ​​nominelle reverse serieforbundne ventiler, max er den maksimale reverse spænding pr. fase eller arm for et givet ensretterkredsløb, Ki er spændingssikkerhedsfaktoren taget lig med 1,45-1,8.

Derfor vil antallet af porte forbundet i serie n2

Antallet af serieforbundne lavineventiler vælges lig med

For at sikre en jævn fordeling af omvendt spænding mellem de serieforbundne ventiler, er en kæde af serieforbundne shuntmodstande RШ, med ens modstand, forbundet parallelt med ventilerne, der fungerer som spændingsdeler. Modstandsværdien for shuntmodstandene RШ vælges afhængig af klassen og antallet af serieforbundne ventiler i området 1,5-5 kΩ.

Ujævnheden af ​​strømfordelingen langs de parallelle grene af en fase eller arm bør ikke overstige ± 5 % af den gennemsnitlige målte strøm i parallelgrenen, og ved en belastningsstrøm over 100 % af den nominelle tilstand bør kortslutningsstrømmen ikke overstige ± 10 %. Den uensartede fordeling af omvendte spændinger i ventilerne må ikke overstige ± 10 % af den gennemsnitlige driftsomvendte spænding påført ventilen.

I fig. 3 viser tilslutningsdiagrammet for en fase af BVK-1000/600-N ensretterenheden.

BVK ensrettere med lavineventiler er fabriksbygget med AC-overspændingsbeskyttelsesskabe og strømførende sider fjernet.

Overspændingsbeskyttelsen på AC-siden af ​​disse ensrettere består af kondensatorer C1 og modstande R1 forbundet i stjerne eller trekant, som er forbundet med faserne i transformatorens sekundære vikling (fig. 4).

Ris. 3.Tilslutningsdiagram for en fase af BBK-1000/600-N

Ris. 4. Skema af VAK ensretterblok med overspændingsbeskyttelse

Denne beskyttelse bruger kondensatorer KM-2-3.15 med en kapacitet på 7,5-8 mikrofarad, modstande PE-150 med en effekt på 150 W og en modstand på 5 ohm, og sikringer PK-3 med en sikring på 7,5 ampere.

Beskyttelse mod skiftende overspændinger på den ensrettede strømside ydes af to kondensatorer C2 IM-5-150, med en kapacitet på 150 mikrofarad, forbundet parallelt. To 5 ohm modstande R2 er forbundet i serie med dem. Kondensatorer med modstande er forbundet mellem de positive og negative poler på ensretterenheden gennem en PK-3 sikring med en 50 A sikring.

Ris. 5. Transformerventilens viklingsside overspændingsbeskyttelseskredsløb og ensrettet strøm

Overspændingen i DC-afbryderens skinner, når en højhastighedsafbryder afbryder kortslutningsstrømmene på ledningen, overstiger ikke 2 kV, dvs. overstiger ikke den dielektriske styrke af ventilernes seriekredsløb. Men ventilerne kan blive påvirket af overspændinger som følge af tilføjelse af overspændinger, når kortslutningsstrømme i ledningen afbrydes af højhastighedsafbrydere med overspændinger fra skiftestrømme i selve ventilerne.

For at beskytte halvlederensrettere mod overspænding anbefales et kredsløb med afledere og kondensatorer (fig. 5). RV1-00-begrænsere er monteret på ventilsiden af ​​transformeren, inklusive en mellem hver fase og transformatorens neutrale eller negative terminal.På grund af det faktum, at begrænserne udløses i en tid på 2 til 20 μs, og overspændinger forekommer i brøkdele af et mikrosekund, er det nødvendigt at installere kapacitanser på 0,5 μF parallelt med begrænserne. Kapacitanser er forbundet til ventilspolerne gennem PK-3 sikringer.

På siden af ​​den ensrettede strøm mellem de positive og negative poler tændes lavineventilerne med en samlet lavinespænding på 900 — 1000 V. Ventilerne er forbundet til den positive bus gennem PC-3 sikringer. Strukturelt er denne beskyttelse et getinax panel med sikring, to VL-200 lavineventiler og to monterede modstande. Panelet monteres i buret med en katodisk kontakt. I fig. 6 er et dimensioneret billede af det ensrettede strømoverspændingsbeskyttelsespanel.

For at beskytte mod atmosfærisk overspænding anbefales det at installere klemrækker på køreledningens positive (både trolleyledninger og negative) pol.

På grund af det faktum, at lavineventiler kortvarigt kan passere betydelige strømme i den modsatte retning, forbundet parallelt med ventilerne, kan RШ og R — C kredsløbene muligvis ikke installeres. Derfor har BVKL ensretterblokkene ikke R — C kredsløb, hvilket forenkler blokdiagrammet. Men for at sikre korrekt drift blev kredsløbet til overvågning af tilstanden af ​​ventilerne i kredsløbet RSh også bibeholdt i ensretterblokkene med lavineventiler.

Ris. 6. Overspændingsbeskyttelsespanel på den ensrettede strømside: a — set forfra, b — set ovenfra, 1 — modstande, 2 — lavineventiler, 3 — sikring PK -3

Kontrol af ventilernes tilstand udføres ved at specificere relæerne (blandere), der er forbundet til midtpunkterne af de parallelle grene af ventilerne i hver fase eller arm, som har det samme potentiale (eller en meget lille potentialforskel på grund af forskellene i ventilernes egenskaber).

I tilfælde af et ventilsvigt i en hvilken som helst arm på en parallel ventilgren, på grund af en ændring i denne arms modstand, opstår der en potentialforskel mellem blendernes tilslutningspunkter, hvilket er tilstrækkeligt til, at blenderen kan fungere og lukke Kontaktpersoner.

Blenderkontakten lukker kredsløbet for hver sekundærvikling af TC-signaltransformatoren og forårsager derved en ændring i magnetisk flux i det magnetiske kredsløb og aktiverer beskyttelsesrelæet, som igen lukker kredsløbet for et signal eller til at udløse ensretterenheden. Signaltransformatoren isolerer samtidig slukkerkontakterne fra 220 V-kredsløb.

Kontrolskabspanelet ved siden af ​​blenderne viser fase- og parallelkredsløbsnumrene, som blenderne er forbundet mellem. Et tabt flag på quencheren angiver, hvilket kredsløb der skal ledes efter fejl.

Ensrettere er lavet i form af rammemetalskabe med dobbeltdøre, for- og bagdøre og aftagelige sidevægge. Inde i skabene er der monteret aftagelige paneler af isoleringsmateriale, hvorpå ventiler med kølere er fastgjort. Ventilerne i et seriekredsløb er fastgjort til hvert panel.

For at give større dielektrisk styrke til ensretterenheden, for at reducere muligheden for overlapning mellem ventilerne eller deres luftkølere, er ventilpanelerne i kabinettet placeret på en sådan måde, at der er så lille potentialforskel mellem dem som muligt.

Inde i skabet er der på den ene side AC-skinner, hvortil der er forbundet parallelle ventilafgreninger via strømdelere. Tilførslen af ​​anode ledninger fra transformeren til samleskinnerne kan ske både nedefra og ovenfra På den anden side er der en katodestrimmel med shunt. Ensretterhuset er installeret på en sådan måde, at det ikke kun er muligt at servicere det forfra og bagfra, men også fra siden.

Oven på skabet er der monteret en ventilator, som skaber en strøm af køleluft nedefra og op. På ventilatorhuset er monteret et luftrelæ, som styrer strømmen af ​​køleluft.