- •2011-02-01 Государственный экзамен по специальности «электроснабжение» Билет №25
- •1.Принцип работы и внешняя характеристика управляемого тиристорного преобразователя.
- •2. Составить схему замещения воздушной линии электропередачи.
- •3. Дифференциальная защита трансформаторов. Принцип действия. Защищаемая зона.
- •Дифференциальная токовая отсечка.
2011-02-01 Государственный экзамен по специальности «электроснабжение» Билет №25
Задача:
Рассчитать активную и полную мощность, тепловые и электрические потери, мощность компенсирующих устройств индукционной печи для плавки металла при следующих исходных данных:
вариант |
Металл |
GM, T |
CM, Дж/(кг . с0) |
λ, кДж/(кг .) |
tMK, 0c |
ηm |
ηэ |
cosφ |
сosφэ |
τпл ,ч |
U1,B |
1 |
Сталь |
1.0 |
590 |
282 |
1620 |
0.85 |
0.65 |
0.2 |
1.0 |
2.0 |
500 |
2 |
Чугун |
50 |
575 |
280 |
1450 |
0.8 |
0.7 |
0.16 |
0,95 |
3,5 |
2300 |
Вопросы:
Принцип работы и внешняя характеристика управляемого тиристорного преобразователя. Выпрямительный и инверторный режимы работы.
Составить схему замещения воздушной линии электропередачи. Как определяются параметры схемы замещения.
Дифференциальные защиты силового трансформатора. Ток небаланса. Принцип действия насыщающегося трансформатора тока.
Билет №25
1.Принцип работы и внешняя характеристика управляемого тиристорного преобразователя.
Для отпирания тиристоров в управляемом преобразователе необходимо подавать на их управляющие электроды отпирающий сигнал, до точки естественной коммутации - не имеет смысла, так как к переходу анод-катод тиристора до точки к приложено отрицательное запирающее напряжение. Следовательно, отпирание тиристоров возможно лишь с некоторым запаздыванием относительно точки естественной коммутации. Это запаздывание измеряется углом на рис. За. Для обозначения угла используются синонимы: угол управления, угол отпирания, угол запаздывания. При достаточно большой индуктивности нагрузки до момента отпирания следующего тиристора будет открыт предыдущий независимо от полярности напряжения в его цепи. Поэтому напряжение управляемого преобразователя также образуется из кусочков синусоид продолжительностью 2/m.
Величина выпрямленного напряжения находится из уравнения:
Ud = m/2∫m + m + U2m cost d(t) = Ud0 cos,
Из полученного выражения вытекает, что величину выпрямленного напряжения можно регулировать, изменяя величину угла .
Из рис.3б следует, что при достаточно больших углах мгновенное напряжение на нагрузке на некоторых значениях может стать отрицательным. Рассмотрим энергетические соотношения в этих случаях. Ток на выходе преобразователя не может изменять направление в силу односторонней проводимости вентилей. Направление, в котором течет ток, мы приняли за положительное. За положительное направление напряжения обмоток трансформатора принято направление, совпадающие с током. Когда мгновенные значения тока и напряжения совпадают по направлению, электрическая мощность из обмоток трансформатора передается в цепь выпрямленного тока. Когда напряжение в обмотке трансформатора становится отрицательным
(интервал в-с на рис.36), поток электрической энергии обратный. Таким образом, в рассматриваемом случае существует двусторонний обмен между цепью переменного и постоянного тока. Если площадь под положительной частью синусоиды больше, чем под отрицательной, то среднее значение мощности положительно, а это значит, что энергия ив переменного тока поступает в цепь постоянного. Такой режим называется выпрямительным. В выпрямительном режиме напряжение на нагрузке положительно, и из уравнения (2.1) следует, что такой режим существует при условии: 0 < < 90°.
При > 90° площадь под положительной частью синусоиды (рис.3б) становится меньше, чем под отрицательной, напряжение на нагрузке меняет полярность, и меняет направление поток энергии. Энергия в этом случае направлена из цепи постоянного тока в цепь тока переменного. Естественно, такой режим возможен лишь тогда, когда в цепи постоянного тока имеется источник эдс. Такой режим называется инвертированием.
Рассмотренные выше диаграммы рис.За и б и уравнение относятся к идеальному управляемому преобразователю. В реальном преобразователе индуктивность трансформатора вызывает появление перекрытия вентилей и соответствующее изменение диаграммы напряжений. Эти диаграммы для выпрямительного и инверторного режимов приведены на рис.3 в,г.
С учетом сопротивлений трансформатора напряжение реального управляемого преобразователя определяется уравнением:
Ud0 cos- Im(m/2xTР+rTP). Максимальное значение угла режиме инвертирования определяется необходимостью обеспечить надежное запирание тиристоров. Для этого после прекращения протекания тока через тиристор требуется приложить к переходу анод-катод запирающее напряжение в течение небольшого интервала tВОСТ рис.Зг после прекращения тока через тиристор фазы А к нему прикладывается запирающее напряжение величиной ав, постепенно уменьшающееся до нуля в течение интервала .Поэтому
MAX = 1800 - - MIN,
MIN = tВОСТ
При углах управления больших MAX восстановления запирающих: свойств тиристора не происходит и возникает аварийный режим опрокидывание инвертора.
Так как угол перекрытия т увеличивается при возрастании тока, то угол MAX будет уменьшаться, и отсюда с ростом тока должно уменьшаться максимальное напряжение на входе инвертора. Зависимость Udmax = f(Im) носит название ограничительной характеристики инвертора.