Курсовая работа: Статический преобразователь средней мощности

(6.4).

6.4 Действующее значение линейного тока сетевой обмотки:

(6.5).

6.5 В большинстве случаев трехфазные магнитопроводы трансформаторов выполняют стержневой конструкции, несимметричными, плоскошихтованными. Выбираем диаметр стержня магнитопровода трансформатора с воздушным охлаждением для S_Т = 30 кВ×А [6, таб.3.2], D_с = 125 мм. Для D_с = 120 мм, согласно [6, таб.2.1], сечение стержня П₁ =112,3 cм² , сечение ярма П₂ = 115,3 см² , коэффициент использования площади круга k_и = 0,914.

6.6 Активное сечение стержня магнитопровода :

м² (6.7)

где К_З = 0,96 – коэффициент заполнения сечения сталью при жаростойком электроизоляционном покрытии с толщиной листов, равной 0,3 мм.

6.7 Число витков вторичной (вентильной) обмотки трансформатора:

витков (6.8)

где В = 1,2 Тл – электромагнитная индукция в трансформаторе с естественным воздушным охлаждением с классом нагревостойкости изоляции В; f_C = 50 Гц – частота питающей сети; q_С = 0,01 м² - активное сечение стержня магнитопровода.

6.8 Число витков первичной обмотки:

w₁ = n×w₂ = 1,7 × 48 = 81,72 » 82 витка (6.9)

6.10 Сечение провода первичной обмотки:

мм² (6.10)

где j =2 А/мм² – плотность тока в обмотках с классом нагревостойкости изоляции В для медного провода.

6.11 Сечение провода вторичной обмотки:

мм² (6.11)

7. Выбор устройств защиты от аварийных токов и перенапряжений

Для обеспечения надежной работы преобразователя необходимо использовать быстродействующие системы защиты. Защита может быть построена на базе коммутационных аппаратов и плавких предохранителей, а также выравнивающих RCD – цепочек.

7.1 Выбор автоматического выключателя

При возникновении аварийного тока на входе преобразователя можно использовать токоограничивающие выключатели переменного тока. В рассчитываемом преобразователе на стороне сетевой обмотки применяем автоматический выключатель переменного тока серии А3712Б, характеристики которого, согласно [7] приведены в таблице 6.1.

Таблица 7.1

Справочные данные автоматического выключателя переменного тока серии А3722Б.

Значение
Частота сети, Гц	50
Номинальное напряжение выключателя, В	380
Номинальный ток выключателей, А	250
Номинальный ток электромагнитных расцепителей, А	250
Уставка по току срабатывания, А	1600
Механическая износостойкость выключателей, кол-во срабатываний	16000

Автоматический выключатель серии А3712Б применяется для защиты электрических установок при коротких замыканиях, перегрузках и недопустимых снижениях напряжения; род тока – переменный; тип выключателя – токоограничивающий трехполюсный.

7.2 Выбор плавких предохранителей

Защита на базе плавких предохранителей применяется для предотвращения протекания токов КЗ через тиристоры. Выбираем предохранитель ПП57-3417 для защиты тиристоров: номинальный ток плавкой вставки I_ном =150 А при U_ном =380 В; при этом номинальные потери мощности плавкой вставки W_ном = 60 Вт.

Для защиты нагрузки выбираем предохранитель ПП57-3737: номинальный ток плавкой вставки I_ном =250 А при U_ном =380 В; при этом номинальные потери мощности плавкой вставки W_ном = 120 Вт.

7.3 Расчет параметров выравнивающих RCD - цепочек

Конденсаторы эффективно выравнивают напряжения на тиристорах в переходных режимах, но вместе с тем увеличивают ток в открытом состоянии на интервале отпирания. Эти токи можно ограничить демпфирующими резисторами, включенными последовательно с конденсаторами, сопротивление которых выбирается порядка нескольких десятков Ом. Для ограничения скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии, при которой может самопроизвольно включиться тиристор, параллельно демпфирующим резисторам включаются диоды, которые должны иметь как можно меньшее время восстановления запирающих свойств в обратном направлении.

Сопротивление демпфирующего резистора принимаем равным 20 Ом. Выбираем резистор: С1 - 8 - 1 - 20 - ±5%.

Емкость конденсаторов:

, (7.3)

где DQ_rr - наибольшая возможная разность зарядов восстановления последовательно включенных приборов, принимаем равной половине заряда восстановления применяемых тиристоров :

DQ_rr = 700 мкКл = 350 мкКл.

Параметры U_RSM , U_RM , DQ_rr , I_RM взяты из справочника [ 3 ] для тиристора типа ТБ113 - 200.

Принимаем: С=0,47 мкФ

Выбираем: К40У-9 – 400 В - 0,47 мкФ - ±20%.