ниы двигателя от преобразователя. Защита от исчезновения или чрезмерного уменьшения тока возбуждения осуществляется реле РОП, катушка которого включена в цепь обмоткн возбуждения. Если в процессе работы ток возбуждения исчезнет или снизится ниже допустимого уровня, что может привести прн малых нагрузках на валу двигателя к чрезмерному возрастанию его скорости, реле РОП отключится н разомкнет свой контакт в цепи катушки контактора КЛ. В результате якорь двигателя окажется отключенным от преобразователя. Реле РОП не разрешает также включить контактор КЛ и тем самым подключить двигатель к преобразователю, если ток возбуждения меньше допустимого уровня.

Защита от включения двигателя прн налнчнн напряжения на преобразователе выполняется с помощью реле РЭ, катушка которого включена через добавочное сопротивление Р<аоь\ на напряжение преобразователя, а размыкающий контакт РЭ введен последовательно с кнопкой КнП ( Пуск ). Если есть напряжение на преобразователе, то контакт РЭ разомкнут н нажатнем кнопки КнП нельзя включить контактор КЛ, а значит, и подключить двигатель к тирн-сторкому преобразователю. Прн нормальной работе двигателя кнопка КнП н контакт РЭ шунтируются вспомогательным контактом линейного контактора КЛ.

В схеме на рис 8.1 предусмотрена также защита от перенапряжений на обмотке возбуждения при обрыве цепн обмотки нли отключении автомата ВА1. Эта защита осуществляется разрядным вентилем Д н резистором Rp. Защита от коротких замыканий в цепи возбуждения и релейно-контакторной схеме осуществляется автоматами BAI и ВА2.

Наиболее уязвимыми элементами вентильного электропривода являются тиристоры вследствие нх невысокой перегрузочной способности по току н напряжению.

Прн эксплуатации вентильных преобразователей могут возникать различные аварийные режимы, при которых через вентнлн протекают токи, недопустимые по значению и длительности. Такие режимы, опасные для тиристоров, могут возникать вследствие внешних (на стороне постоянного тока) и внутренних коротких замыканий, опрокидывании инвертора, короткого замыкания в контуре уравнительных токов.

Внешние короткие замыкания на стороне постоянного тока преобразователя вызываются электрическим пробоем нли механическим повреждением изоляции, попаданием токопроводящнх предметов на находящиеся под напряжением части электрооборудования.

К внутренним коротким замыканиям относятся короткие замыкания в силовой схеме преобразователя. Они вызываются чаще всего потерей тиристорами закрывающих свойств н закорачиванием полупроводниковой структуры (пробой тиристора). Пробой может произойти из-за протекания чрезмерно большого тока нлн ухудшения условий охлаждения, что ведет к росту температуры тиристора и механическому разрушению полупроводниковой структуры. Может иметь место также усталостное разрушение полупроводниковой структуры прн циклической токовой нагрузке преобразователя. Пробой тиристора может наступить вследствие высокой скорости нарастания тока через тирнстор, а танже в результате воздействия значительных перенапряжений.

Опрокидывание инвертора может произойти из-за нарушения правильной коммутации тока с одного вентиля на другой. Оно мо-

быть вызвано пропуском открывания очередного тиристора, от-

шванием тиристора импульсом помех на управляющем электроде, а также самопроизвольным открыванием тиристора из-за перенапряжений или высокой скорости нарастания напряжения на тиристоре в прямом направлении. Нарушение правильности коммутации и опрокидывание инвертора могут быть вызваны увеличением угла коммутации из-за возрастания тока, например, при снижении напряжения питающей сети.

Короткие замыкания в уравнительном конт> ре реверсивного преобразователя с совместным управлением возникают в результате нарушения условия ai-faa>-180°, что приводит к появлению постоянной составляющей уравнительного тока, насыщению уравнительных дросселей и нарастанию уравнительного тока до аварийного значения. В реверсивном преобразователе с раздельным управлением группами вентилей короткое замыкание в контуре уравнительного тока происходит из-за ложного открывания вентиля в неработающей группе.

Тиристоры весьма чувствительны также н к перенапряжениям, возникающим в преобразователе. Причины этих перенапряжений могут быть различны. Периодические коммутационные перенапряжения возникают при закрывании вентиля из-за большой скорости обрыва (спада) обратного тока, которая достигает сотен ампер в микросекунду. Перенапряжения возникают при включении и отключении ненагруженного трансформатора, прн отключении выключателя в цепи выпрямленного тока

Внешние короткие замыкания на стороне переменного тока непосредственной опасности для вентилей и нагрузки (двигатель или обмотка возбуждения) не представляют, но протекающие при этом аварийные токн могут быть недопустимы для трансформатора илн анодных реакторов (при бестрансформаторном питании преобразователя). При этом должна быть предусмотрена зашита, отключающая трансформатор или реакторы от сети.

8.2. ЗАЩИТА ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ОТ ПЕРЕГРУЗОК ПО ТОКУ И ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

При всех повреждениях, вызывающих протекание опасных для полупроводниковых вентилей токов короткого замыкания или пс,-регрузки, должна вступать а действие токовая защита. Назначение защиты состоит б том, чтобы контролировать н предупредить превышение тока сверх допустимых пределов. При небольших перегрузках, не представляющих непосредственной опасности для преобразователя, нет необходимости в немедленном отключении. В этом случае токовая защита может выдавать предупредительный сигнал с тем, чтобы обслуживающий персонал принял меры по снижению нагрузки, илн воздействовать на автоматический регулятор, снижающий нагрузку. Прн больших перегрузках нли коротких замыканиях защита должна давать сигнал па отключение всего преобразователя или поврежденной его части. Так, при внешних коротких замыканиях и опрокидывании инвертора защита должна отключать преобразователь При внутренних коротких замыканиях (из-за пробоя вентиля) достаточно бывает отключить только поврежденный вентиль, оставив преобразователь в работе. Токовая защита вентилей должна удовлетворять таким требованиям, как макснмаль-

ное быстродействие, селективность, чувствительность и надежность.

Требования к быстродействию токовой защиты определяются перегрузочной способностью вентилей. Постоянная времени нагрева полупроводниковой структуры составляет сотые доли секунды поэтому при коротких замыканиях защита должна действовать уже в течение первого долупернода и предотвращать переход аварийного тока на следующий вентиль.

Требование селективности связано с обеспечением отключения только поврежденных элементов без нарушения работы преобразователя з целом, Так, прн наличии в преобразователе нескольких параллельно включенных тиристоров в одном плече необходимо отключить поврежденный тиристор, а преобразователь в целом может продолжать работать. Защита должна обладать высокой чувствительностью, т.е. срабатывать при возможно меньших аварийных токах, н быть надежной, т. е. всегда быть готовой к действию, не срабатывать ложно прн неисправности в своих цепях, не срабатывать от помех в сети

В тиристорных преобразователях малой и средней мощности (на выпрямленный ток до 1000 А) прн напряжениях 230 и 460 В для защиты при внешних коротких замыканиях применяются воздушные автоматические выключатели (установочные автоматы). Их устанавливают как со стороны постоянного тока, так и со стороны переменного тока. В случае питания тиристориого преобразователя от сети 6 нли 10 кВ защита преобразователя со стороны переменного тока осуществляется масляным выключателем.

В мощных преобразователях (выпрямленный ток больше 1000 А) на стороне постоянного тока применяются автоматические выключатели типа ВАБ. Автоматы защищают вентнлн от перегрузок и от внешних коротких замыканий на стороне постоянного тока. Время срабатывания автоматов, как правило, достаточно велико и может достигать 10-15 мс, т.е. такие автоматы не обладают необходимым быстродействием для защиты вентилей. Поэтому они применяются в сочетании с дополнительными устройствами, ограничивающими ток короткого замыкания на время срабатывания автомата на допустимом уровне. Роль такого устройства при перегрузках п коротких замыканиях на стороне постоянного тока может играть реактор, включенный в цепь выпрямленного тока. Однако он не может ограничить ток при коротком замыкании после реактора и при внутренних коротких замыканиях в преобразователе.

Наибольшее применение для ограничения тока, протекающего через вентили прн больших перегрузках илн внешних коротких замыканиях на стороне постоянного тока, нашла токовая отсечка (см. § 6.4). Токовая отсечка может давать сигнал также на отключение автоматов с дистанционным расцепителем как на стороне постоянного тока, так н на стороне переменного тока. Если тнристорный преобразователь предназначен для питания обмотки возбуждения двигателя илн генератора, токовая отсечка при £/т>-£/отс может или увеличить угол регулирования а до значения, прн котором ток через вентнлн будет иметь допустимое значение, нли вообще снять с тиристоров управляющие импульсы, что приведет к снижению тока до нуля. При работе тиристориого преобразователя на якорь двигателя токовая отсечка должна увеличить угол регулирования до требуемого значения. Снимать управляющие импульсы с тиристоров в таком преобразователе нельзя, так как это может привести