Расчет управляемого выпрямителя (стр. 5 из 8)
Рис. 7.1. Перегрузочные характеристики преобразователя Idпрг = f(t)
7. Выбор аппаратов и элементов защиты выпрямителя
7.1 Защита от аварийных перегрузок автоматическими выключателями
Аварийные перегрузки, сопровождающиеся большими токами, возникают как при коротких замыканиях в элементах цепи переменного тока преобразовательной установки, так и при коротких замыканиях в нагрузке и повреждениях отдельных полупроводниковых приборов. В последних случаях протекание сверхтоков через исправные вентили приводит к резкому повышению температуры p-n перехода, что может послужить причиной прожога выпрямительного элемента. Защитная аппаратура при своем срабатывании призвана с минимальным запаздыванием, разорвать цепь короткого замыкания и тем самым ограничить электродинамические и термические воздействия аварийного режима на вентили и другие элементы электрической установки.
Поскольку наиболее чувствительными к токовым перегрузкам являются полупроводниковые приборы преобразовательной установки, то при всех повреждениях, связанных с протеканием сверхтоков через вентили (внешние и внутренние К.З.), производится их проверка на термическую стойкость. Устойчивость вентиля к аварийным перегрузкам характеризуется защитным показателем,
полупроводниковый прибор является устойчивым к воздействию сверхтоков, если значение теплового эквивалента при повреждении (тепловая энергия, выделяющаяся в полупроводниковом приборе при различных видах К.З.) не превышает защитного показателя.В качестве аппарата, защищающего оборудование электроустановки в аварийных режимах, используются автоматические воздушные выключатели (автоматы), срабатывающие при повышении в них тока до значения установки. Достоинство автомата в том, что в них совмещены устройство защиты и коммутационный аппарат, включающий и отключающий преобразователь в нормальных режимах. Места автоматов показаны на рис 5.1. Автомат, установленный в цепи переменного тока преобразователя (А1), отключается как при внешних, так и внутренних повреждениях. Автомат цепи постоянного тока (А2) отключается только при коротких замыканиях в нагрузке.
Первоначальный выбор автоматов производится по конструктивным особенностям: роду тока, числу полюсов, виду и количеству расцепителей и т. п. Дальнейшие условия выбора и проверки автоматов приведены в таблице 7.1 и заключаются в сравнении каталожных параметров автомата с соответствующими величинами нормального и аварийного режимов в защищаемой цепи.
Табл. 7.1 Основные условия проверки автоматов
| Параметр | Условия проверки | |
| Автомат А1 | Автомат А2 | |
| 1. Напряжение |  |  |
| 2. Ток |  |  |
| 3. Коммутационная способность |  |  |
| 4. Защищенность вентиля |  |  |
Выбираем автомат А1, отвечающий требованиям, указанным в таблице 7.1.
- ударный коэффициент (7.1) 
; 
; 
.Выбираем автоматический выключатель с электромагнитным расцепителем типа А3711Б (переменного тока) с техническими данными: [Л. 9]
- номинальное напряжение
- номинальный ток выключателя
- номинальный ток расцепителя
- предельно допустимый ожидаемый то КЗ
Проверяем А3711Б по условиям:
- условие выполняется, 
- условие выполняется, 
- условие выполняется.Выбираем автомат А2, отвечающий требованиям, указанным в таблице 7.1.
Выбираем автоматический выключатель с электромагнитным расцепителем типа А3711Б (постоянного тока) с техническими данными: [Л. 9]
- номинальное напряжение
- номинальный ток выключателя
- номинальный ток расцепителя
- предельно допустимый ожидаемый то КЗ
Проверяем А3711Б по условиям:
- условие выполняется, 
- условие выполняется, 
- условие выполняется.Окончательно принимаем в качестве А1 автоматический выключатель переменного тока А3711Б, в качестве А2 автоматический выключатель постоянного тока А3711Б.
7.2 Защита плавкими предохранителями
Для защиты полупроводниковых приборов при внутренних и внешних коротких замыканиях в некоторых случаях применяются специальные быстродействующие плавкие предохранители различных типов: ППА, ПП38, ПП57, ПП63. Наиболее часто применяются предохранители типа ПП57, которые имеют широкую гамму типоразмеров и выпускаются на номинальные напряжения Uпн = 220, 380, 660, 1250, 2000 В переменного тока и 160, 220, 440, 660, 1080 В постоянного тока и номинальные токи плавких вставок Iпн – 25…630 А.
Табл.7.2 Условия выбора предохранителей
| Параметр | Условия проверки |
| 1. Напряжение |  |
| 2. Ток плавкой вставки |  |
| 3. Коммутационная способность |  |
| 4.Защищенность вентиля |  |
Выбираем предохранители типа ПП57-3137
Проверяем предохранитель по условиям:
- условие выполняется, 
- условие не выполняется, 
- условие выполняется.Следовательно выбираем защиту только автоматическими выключателями.
7.3 Защита вентилей от перенапряжений
Переходные процессы в цепях вентильных преобразователей часто сопровождаются перенапряжениями, основными из которых являются: перенапряжения, обусловленные внутренними процессами в полупроводниковых приборах в моменты коммутации тока; коммутационные перенапряжения, возникающие в моменты отключения внешних цепей с индуктивностями и др. Перенапряжения могут привести к электрическому пробою приборов и коротким замыканиям. Для снятия возникающих перенапряжений применяют R-C цепочки, включаемые параллельно вентилям. Необходимую ёмкость конденсатора в такой цепочке можно определить по формуле:
, где (7.2) 
-напряжение короткого замыкания трансформатора, 
- повторяющийся импульсный ток и повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии; 
- амплитудное значение прямого тока.