«Выбор вентилей для силового выпрямителя» - Курсовая работа

Содержание

1. Введение….3

2. Расчет аварийных режимов управляемого выпрямителя….5

2.1 Подготовка исходных данных….…5

2.2 Короткое замыкание на шинах выпрямленного напряжения….….8

2.3 Короткое замыкание при пробое тиристорного плеча….10

2.4 Проверка тиристоров по току рабочего режима….….11

3. Определение количества последовательно включенных тиристоров….13

4. Определение общего количества тиристоров….14

5 . Определение параметров резисторов и конденсаторов….…14

5.1 Равномерное распределение прямого тока в тиристорах….14

5.2 Равномерное распределение обратного напряжения…15

6. Вывод….….17

Литература….….….18

Приложение

Введение

В 20-е годы, имевшиеся к тому времени электростанции различных типов и мощ-ностей с помощью сетей повышенного напряжения начали соединять в районные энергосистемы. В последующем, по мере роста количества и мощностей электро-станций, протяженности сетей районных энергосистем и повышения напряжения в них, их стали соединять в объединенные энергосистемы (ОЭС). На территории Рос-сии было образовано одиннадцать ОЭС, из которых в настоящее время завершается формирование единой энергетической системы (ЕЭС). Внедрение электрической тяги практически шло параллельно с развитием всей энергетики России.

К настоящему времени успешно завершена электрификация примерно третьей части всей сети железных дорог (более 50 тыс. км). Электрифицированы, в первую очередь, наиболее грузонапряженные и трудные по профилю участки дорог и целые направления. Электрической тягой ежегодно осуществляется около 60% общих по сети грузовых перевозок, около 60% пассажирских в дальнем и местном и около 80% в пригородном движении.

До 1955 г. электрификация железных дорог велась на постоянном токе напряже-нием 1,65 и 3,3 кВ, с 1955 г. — на переменном токе 27,5 кВ и постоянном 3,3 кВ. С 1980 г. на ряде участков электрификация осуществляется на переменном токе по сис-теме 2 Х 25 кВ.

Энергию на тягу поездов получают от энергосистем через их высоковольтные ли-нии и районные подстанции и, непременно, через специальные тяговые подстанции, являющиеся элементами системы электроснабжения электрифицированных желез-ных дорог.

Каждая тяговая подстанция является ответственным электротехническим соору-жением (электроустановкой), оснащенной мощной современной силовой (трансфор-маторы, автотрансформаторы, полупроводниковые преобразователи, батареи кон-денсаторов), коммутационной (выключатели переменного и постоянного тока, разъе-динители, короткозамыкатели) и вспомогательной аппаратурой. Большая часть, кото-рой работает в режиме автотелеуправления. Насыщенность тяговых подстанций разнообразной по назначению аппаратурой существенно выше, чем равных по мощности и классу первичного питающего напряжения подстанций энергосистем. Это объясняется многофункциональностью тяговых подстанций — от них получают пи-тание не только электрические поезда, но также районные и нетяговые потребители железных дорог.

К схемам и конструкциям тяговых подстанций предъявляют определенные техни-ческие требования. Так, установленная мощность их трансформаторов и преобразо-вателей должна соответствовать спросу потребителей электроэнергии (электрических поездов, районных и нетяговых железнодорожных потребителей), коммутационная и вспомогательная аппаратура обеспечивать бесперебойное питание потребителей электроэнергии на требуемом уровне надежности. Очень важно также, чтобы качест-во электрической энергии соответствовало установленным нормам.

Оборудование тяговых подстанций непрерывно совершенствуется. Так, за по-следние 35 лет на тяговых подстанциях постоянного тока сменилось три поколения преобразователей, осуществляющих выпрямление переменного тока в постоянный. От машинных преобразователей незначительной мощности перешли к ртутным, а за-тем игнитронным выпрямителям средней мощности, в последние 10 лет — к мощным полупроводниковым выпрямителям и инверторам. В перспективе просматривается переход к полностью управляемым (тиристорным) двенадцатифазным выпрямителям и инверторам.

Появились мощные быстродействующие дуговые электромагнитные выключатели постоянного тока и разрядные устройства, облегчающие отключение этими вы-ключателями токов аварийного режима короткого замыкания (к.з.). Вместо ненадежных, имеющих ограниченные отключающую способность и ресурс масляных вы-ключателей, начинают применять высоконадежные, с большим ресурсом, электрога-зовые и вакуумные выключатели. В ближайшей перспективе ожидается появление бездуговых тиристорных и вакуумных выключателей постоянного тока, а в более да-лекой — бесконтактных тиристорных и контактно-тиристорных выключателей пере-менного тока на напряжение 10—35 кВ.

Широко используют пока еще несовершенные (из-за невысокого качества кон-денсаторов и коммутационной аппаратуры для отключения емкостных токов) уст-ройства поперечной и продольной компенсации, улучшающие качество электроэнер-гии, поставляемой тяговой подстанцией. Реальные достижения в конденсаторе и ап-паратостроении позволяют надеяться, что в ближайшее время надежные устройства компенсации появятся на подстанциях как переменного, так и постоянного тока.

Качественное изменение аппаратуры тяговых подстанций и схемных решений ее узлов произойдет в результате ожидаемого широкого использования в народном хо-зяйстве микроЭВМ и микропроцессоров. Грамотно эксплуатировать оборудование тяговой подстанции, уметь наблюдать и анализировать происходящие в нем процес-сы, при необходимости наметить пути усовершенствования отдельных узлов также, чтобы качество электрической энергии соответствовало установленным нормам.

Оборудование тяговых подстанций непрерывно совершенствуется. В перспективе просматривается переход к полностью управляемым (тиристорным) двенадцатифаз-ным выпрямителям и инверторам.

Появились мощные быстродействующие дуговые электромагнитные выключатели постоянного тока и разрядные устройства, облегчающие отключение этими вы-ключателями токов аварийного режима короткого замыкания. Вместо ненадежных, имеющих ограниченные отключающую способность и ресурс масляных выключате-лей, начинают применять высоконадежные, с большим ресурсом, электрогазовые и вакуумные выключатели. В ближайшей перспективе ожидается появление бездуго-вых тиристорных и вакуумных выключателей постоянного тока, а в более далекой — бесконтактных тиристорных и контактно - тиристорных выключателей переменного тока на напряжение 10—35 кВ.

Заключение

Расчет курсовой работы предусматривает выбор вентилей для управляемого вы-прямителя подстанции, ознакомление с вентилями, используемыми на подстанциях, параметрами вентилей и их свойствами, а так же со схемами включения и параметра-ми преобразовательных агрегатов тяговой подстанции, основными требованиями, по которым выбираются тиристоры. Курсовая работа включает расчет самого тяжелого аварийного режима и процессов, происходящих в выпрямителях при всех режимах работы.

В графической части выполнено составление однолинейной схемы подстанции с учетом принятых допущений. Построены диаграммы очередности подачи управляю-щих импульсов на вентильном плече. Временные диаграммы формирования обратно-го напряжения на тиристорном плече, диаграмма тока к.з. при пробое вентильного плеча выпрямителя показывают изменение напряжения и тока к.з.

Список литературы

Бурков А.Т. Электронная техника и преобразователи. – М.: Транспорт, 1999.

2. Засорин С.Н. и др. Электронная и преобразовательная техника. – М.: Транспорт, 1981.

3. Емельянов А.Г. Выбор вентилей для силового выпрямителя. Методические указания и задание на выполнение курсового проекта по дисциплине «Элек-тронная техника». – Чита: Изд ДВГУПС, 2000. – с.: ил.

4. Полупроводниковые выпрямители./Под ред. Ф.И. Ковалева и Г.П. Мостко вой. – М.: Энергия, 1978.

5. Ривкин Г.А. Преобразовательные устройства. - М.: Энергия, 1970.

6. Полупроводниковые преобразовательные агрегаты тяговых подстанций./ Под ред. С.Д.Соколова. – М.: Транспорт, 1979.

7. Справочник по эксплуатации тяговых подстанций и постов секционирония./ И.К.Давыдов, Б.И. Попов, В.М. Эрлих. – М.: Транспорт, 1978.

8. Силовые полупроводниковые приборы: Справочник/О.Г. Чебовский, Л.Г. Моисеев, Р.П. Недошивин. – М.: Энергоатомиздат, 1985.