Исследование коммутационных перенапряжений и их воздействия на полупроводниковые диоды в цепях оперативного постоянного тока электрических странций и подстанций

• Автор: Федоров, Юрий Константинович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕА
Глава I. ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА БЕЗ ИСКРЕНИЯ НА КОММУТИРУЮЩИХ КОНТАКТАХ 11. Обоснование расчетной схемы для анализа переходных процессов при коммутации индуктивных цепей постоянного тока.

12. Определение величины коммутационных

перенапряжений.

13. Определение параметров обмоток реле

и экспериментальная проверка методики расчета коммутационных перенапряжений . Глаза П. ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ ЦЕПЕЙ
ПОСТОЯННОГО ТОКА С ИСКРЕНИЕМ НА КОММУТИРУЮЩИХ КОНТАКТАХ 21. Механизм возникновения перенапряжений

высокой частоты . . . . .

22. Коммутационные перенапряжения в сети

оперативного постоянного тока.

23. Резонансные перенапряжения.
24. Коммутационные перенапряжения при
отключении с дугой
Глава Ш. ИССЛЕДОВАН ВОЗДЕЙСТВИЯ КОММУТАЦИОННЫХ
ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ 31. Установление критерия, определяющего необходимость применения защиты полупроводниковых диодов.
32. Характер изменения вентильных свойств
диодов в результате прохождения через них
импульсов обратного тока
33. Методика определения критического значения
импульсов обратного тока .
Глава ХУ. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ ОТ КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИИ
4. Схемы защит от коммутационных перенапряжений . . .
42. Изменение токов в обмотке реле и в защитной
цепочке при отключении .
43. Определение параметров защитных цепочек. . . . . .
44. Оценка влияния защитных цепочек на работу
схемы релейного устройства
45. Величина максимального тока через защитную
цепочку
46. Работоспособность релейного устройства при
повреждении защитной цепочки
47. Рекомендация по ограничению коммутационных
перенапряжений.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


На основании изучения коммутации обмоток реле; и другах катушек индуктивности в реальных условиях их работы в сети оперативного посто-янного; тока сделан вывод о том, что коммутационные перенапряжения возникают не только между зажимами обмотки коммутируемого реле, но также между коммутируемым полюсом обмотки и землей. Показано, что при коммутации линий в сети оперативного постоянного тока имеет. В результате проведенных исследований коммутации индуктивных цепей постоянного тока с дугой была получена формула расчета коммутационных перенапряжений, которые возникают в этих случаях. В третьей главе на основании полученных вольт-амперных характеристик диодов был сделан вывод о том, что выделяющаяся в вентильном слое полупроводникового диода энергия при лавинном пробое может характеризоваться током и его длительностью-. Именно эти величины предложено рассматривать в качестве действительного критерия допустимых воздействий при перенапряжениях. Для установления опасных значений импульсов обратного тока диодов, возникающих рри воздействии на них коммутационных перенапряжений, проведены исследования изменения вентильных свойств диодов. Показано, что, максимально, допустимое значение импульсов обратного така определяется, исходя из среднекритического их значения, представляющего среднеарифметическое всех критических значений импульсов обратного тока, при которых р-п переход (вентильный слой) диода нагревается до критической температуры, соответствующей переходу лавинного пробоя в лавинно-тепловой. В четвертой главе проведены аналитические исследования переходных процессов, возникающих при коммутации индуктивных цепей постоянного тожа с подсоединенной защитной цепочкой. Разработана методика определения параметров защитных цеполек, которая учитывает то, что. Обоснование расчетной схемы для анализа переходных процессов при коммутации индуктивных цепей постоянного тока. I. колебаний зубчатой формы (рис. Puc. Уоммутационные перенапряжения, Зозни-нающие 6 цепях оперативного постоянного тона элентринесних станций и подстанций. Рис. У2. Расчетная схема для анализа переходных процесса5 при номмутации индунтивных цепей постоянного тона ( 2 и) - ном мутирующий элемент, ? При безыскровой коммутации можно не учитывать процессы, происходящие на коммутирующих контактах, что существенно упрощает рассмотрение перенапряжений, давая возможность выявить основные закономерности их возникновения. В связи с этим переходный процесс, возникающий при безыскровой коммутации, является самым простым из рассмотренных выше и знание механизма его протекания может оыть полезным при исслздовании бо-лзе сложных процессов, возникающих при отключении с многократными искровыми пробоями межконтактного промежутка и с дугой. Процессы, происходящие при коммутации цепей постоянного тока, рассматривались в литературе и ранее [б,4ь] . Для изучения переходных процессов, возникающих при коммутации в цепях постоянного тока, необходимо разработать достаточно надежную расчетную схему. Как показывают эксперименты (рис. Это свидетельствует о том, что обмотка реле (катушка индуктивности) в общем случае должна быть представлена в виде цепи с распредеданными параметрами, состоящей из соединенных между собою колебательных контуров [,4«,4у] . Между тем, из анализа осциллограмм (рис. ЯЮ колебательного контура, цде Я,1 и С-соответственно активное сопротивление, индуктивность и результирующая межвитковая емкость оомотки реле (рис. Х-2). Для создания условия коммутации без искрения в экспериментах были использованы реле постоянного тока на номинальное напряжение 0 вольт, отключение оомоток которых происходило при пониженном напряжении источника питания (порядка 5~ Б). Обмотки реле, применяемые в цепях оперативного постоянного тока электрических станций и подстанций, как правило, имеют ферромагнитный сердечник. Для выяснения вопроса о характере влияния на переходный процесс при отключении индуктивной цепи увеличивающегося во времени сопротивления коммутирующего элемента (когда, например, в качестве последнего используется транзистор, работающий в ключевом режиме) этот элемент введен в расчетную схему (рис. Я и индуктивность Ь . Ниже (см.