Для защиты тиристоров от внутренних и внешних коротких замыканий применяются специальные быстродействующие плавкие предохранители.
Кривая тока, проходящего через предохранитель при его срабатывании, характеризуется двумя зонами: плавления и гашения дуги. Действие предохранителя иллюстрирует рис. 3.1. Пунктиром показана кривая I тока короткого замыкания в контуре, не содержащем предохранителя, а сплошной линией 2 – ток короткого замыкания при срабатывании предохранителя. Плавкая вставка плавится в точке А и амплитуда тока короткого замыкания ограничивается сопротивлением возникшей дуги, величина которого после незначительного увеличения затем убывает до 0. Плавление плавкой вставки характеризуется для каждого типа предохранителей определенным значением интеграла зоны плавления:
,
где 
– интервал времени от начала нарастания аварийного тока до образования электрической дуги.
Значение 
характеризует свойство собственно плавкого предохранителя и не зависит от параметров цепи протекания аварийного тока. По мере горения электрической дуги аварийный ток ограничивается и снижается до нуля. Эта зона – зона гашения дуги характеризуется интегралом
,
где 
– интервал времени от момента образования дуги до момента отключения предохранителем цепи протекания аварийного тока.
Значение 
зависит от параметров аварийного контура: напряжения, тока, постоянной времени, 
контура.
Общее тепловое воздействие за время прохождения аварийного тока 
по цепи с предохранителем и защищаемым вентилем характеризуется полным интегралом отключения 
Быстродействующие предохранители имеют определенную зону разброса интегралов плавления и полного отключения. В связи с этим для определения селективности срабатывания предохранителей используют возможные верхние и нижние значения из приведенных в каталогах зон допустимого разброса интегральных значений (приложение 6). Для удобства графического изображения (чтобы не затемнять рисунок) зоны нижнего и верхнего отключения показаны на отдельных рисунках: А и В соответственно.
|
|
Плавкие предохранители могут устанавливаться в различных цепях силовой схемы: последовательно в цепи каждого тиристора или группы параллельно соединенных тиристоров, в первичной и вторичной обмотках питающего трансформатора или на стороне выпрямленного тока.
Очевидно, что наиболее целесообразно с точки зрения обеспечения защиты тиристоров преобразователя как от внутренних, так и от внешних коротких замыканий является установка предохранителей в цепях питающих фаз переменного тока.
Плавкие предохранители выбираются по режиму внутреннего короткого замыкания в указанной ниже последовательности:
1) рассчитывается действующее значение тока во вторичной (первичной) цепи питающего трансформатора 
, уравнения (2.4);
2) из приложения 5 выбирается ближайший тип предохранителя с номинальным током 
из условия 
В свою очередь при условии естественного охлаждения плавкая вставка должна выбираться с номинальным током 
;
3) рассчитывается действующее значение тока контура короткого замыкания
,
где 
– напряжение короткого замыкания питающего трансформатора;
4) по графикам приложения 6 для выбранной плавкой вставки 
и рассчитанному току короткого замыкания 
находится верхнее значение интеграла отключения , 
;
|
|
5) найденное в п.4 значение интеграла отключения предохранителя сравнивается с соответствующим допустимым значением интеграла выбранных тиристоров.
При этом должно соблюдаться условие защищенности тиристора
,
где – верхнее значение интеграла отключения предохранителя;
n – количество параллельно включенных тиристоров в плече;
S – коэффициент, учитывающий неравномерное деление тока между параллельно включенными вентилями (при n=I, S=0);
– допустимый перегрузочный параметр тиристора.
Если это соотношение не выполняется, то необходимо изменить параметры силовой схемы, т.е. решить одну из указанных ниже задач:
1) несколько снизить значение за счет увеличения индуктивного сопротивления 
в цепи переменного тока путем введения дополнительной индуктивности во вторичные или первичные фазы питающего трансформатора, что позволит ограничить ток в контуре короткого замыкания;
2) выбрать более мощный тиристор, с большим значением 
При включении предохранителя на первичной стороне трансформатора необходимо учитывать коэффициент трансформации:
.