3. Определение количества последовательно включенных тиристоров.

Количество тиристоров в последовательной цепочке должно быть таково, чтобы при заданном рабочем напряжении сети с учетом возможных отклонений, коммутационных и неповторяющихся перенапряжений, максимальное обратное напряжение на любом тиристоре выпрямителя не превышало бы соответствующего паспортного параметра тиристора. Число последовательно соединенных тиристоров в вентильном плече определяется по выражению:

, (9)

где U_пл.мах - максимальное значение обратного напряжения, воздействующего

на вентильное плечо в заданной схеме выпрямителя с учетом

бросков и колебаний напряжения в сети, В

U_{Т повт} - паспортное значение допустимого обратного напряжения на

тиристоре, U_{Т повт} = 2000В.

К_HU - коэффициент неравномерности распределения напряжения по

тиристорам, К_HU = 0,8.

Величина U_{пл. мах} определяется с учетом коммутационных перенапряжений:

,

где U_{в мах} - максимум обратного напряжения в заданной схеме выпрямителя при

номинальном напряжении сети;

k_γ - коэффициент, показывающий отношение величины

коммутационного перенапряжения к максимальному обратному

напряжению, k_γ = 1,35;

К_с - колебание напряжения в сети.

U_{в max} = 1,05 ∙ U_d0 = 1,05 ∙ 3450 = 3622,5 В

Тогда:

Следовательно из выражения (9):

 выбираем .

Количество последовательно включенных тиристоров должно быть проверено по условию воздействия неповторяющихся бросков перенапряжения.

где U_{d ном} - номинальное выпрямленное напряжение, В

k_UН - коэффициент амплитуды неповторяющегося напряжения,

К_Н - коэффициент неравномерности распределения напряжения по тиристорам, К_Н. = 0,9

U_Тнеп - паспортное значение неповторяющегося напряжения тиристора,

U_{Т неп} =.U_{Т повт}∙(1 + 0,2) = 2000 ∙ 1,2 = 2400 В

Тогда:

.

Из полученных значений "в" выбираем наибольшее, то есть принимаем в = 5

4. Определение общего количество тиристоров

Количество тиристоров выбранного типа, необходимое для комплектования выпрямителей подстанции, определяется по формуле:

5. Определение параметров резисторов и конденсаторов.

5.1 Равномерное распределение прямого тока в тиристорах.

При параллельном соединении тиристоров для равномерного распределения тока необходимо выбрать их с одинаковыми вольт–амперными характеристиками. Однако, даже с учетом этого требования, подбор не удается осуществить, т.к. с течением времени характеристики изменяются, что приводит к разбалансу токов в тиристорах плеча. Основываясь на обобщении эксплуатационных данных, можно более просто решить распределение токов по тиристорам с помощью резисторов Rс, через которые включаются в узловую точку аноды тиристоров, находящихся в одном ряду вентильного плеча. В выпрямительных агрегатах электрифицированных железных дорог сопротивление резисторов связи принимается равным 1…10 Ом. Изготавливают резисторы из нихромовой проволоки диаметром 0,6…1,0 мм.

5.2. Равномерное распределение обратного напряжения.

Как при параллельном, так и последовательном соединении тиристоров требуется применение дополнительных средств выравнивания прямых и обратных напряжений на закрытых тиристорах. Одним из наиболее распространенных способов выравнивания напряжения на закрытых последовательно соединенных тиристорах является шунтирование их активными сопротивлениями.

Сопротивление шунтирующего резистора определяется по формуле:

, Ом

где в – число последовательно включенных тиристоров в вентильном плече;

U_{Т повт} – паспортное значение допустимого повторяющегося обратного напряжения на тиристоре, В;

U_{пл. мах} – наибольшее обратное напряжение, воздействующее на тиристорное плечо в заданном преобразователе, В;

I_об – повторяющийся обратный ток в закрытом тиристоре (паспортный параметр), мА;

Мощность шунтирующего резистора определяется по выражению:

где К_а – коэффициент амплитуды, К_а =0,45.

Для исключения возможности попадания бросков перенапряжения на закрытые тиристоры дополнительно, в параллель шунтирующим резисторам, подключаются демпфирующие цепочки R_д,C_д. Значение емкости определяется по формуле:

где ω - угловая частота, ω = 314 1/с;

k - коэффициент неравномерности распределения напряжения, k = 0,9;

I_об - паспортные параметры тиристоров, соответственно В, мА.

Исходя из опыта проектирования и эксплуатации полупроводниковых выпрямителей тяговых подстанций, параметры демпфирующей цепочки рекомендуется выбирать в пределах R_д = 20…40 Ом, С_д = 0,25…2 мкФ.

Мощность резистора демпфирующего устройства выбирается в пределах Р_д = 10…15Вт

Принимаем: R_д= 25 Ом, Р_д = 15 Вт.

Конденсатор выбирается на рабочее напряжение