Введение к работе
Актуальность темы. Эффективная работа устройств тягового электроснабжения, особенно на постоянном-токе. 3,3 ::В, невозможна
без надежной быстродействующей системы защиты от токов короткого---
аамыканлл.
В настоящее время наибольшее распространение а мире получили электромагнитные дуговые выключатели постоянного тока, основным недостатке:.: которых является наличие дуги, недожато-- ;оо быстродействие и ограи.."сними ргсурс, Нед^г^тяточное быстродействие не особенно заметно при существующих схема:: "-"п>ыл:: г"\т; ій^цггй о шестипульсовыми выпрямителями и реакторами сглаживающих устройств суммарной индуктивностью 6-12 мГн, замедляющими скорость нарастания токов близких коротких замыканий. Однако, недостаточное быстродействие может явиться тормозом при создании современных тяговых подстанций с двенадцати и двадцатичетырехпульсовыми выпрямителями, при которых достаточно иметь облегченные и экономичные сглаживающие устройства с индуктивностлми 1,5-3 мГн. Ограничения отключаемых токов близких к,з в этом случае возможно достичь только при большом быстродействии выключателя и при дополнительном условии, что характеристика вьислючателя близка к идеальной.
Недостаточный ресурс выключателя существенно удорожает и затрудняет эксплуатацию, требует частых осмотров и смены камер выключателей.
Наиболее близко к конструкции идеального по характеристикам отключения дугового выключателя подошли разработчики АО "Урал-электротяжмаш" при создании серии выключателей типа ВАТ с камерами на базе деионных решеток (выключатели автоматические токоо-граничивающие), в которых собственное время вьпспочателеи сведено примерно до 2-3 мс, а время подъема дуги до максимального значения
4 напряжения составляет не более 3-4 мс. Еще более близкими к идеальным характеристикам отключения обладают тиристорные выключатели, однако они дороги и экономически невыгодны в эксплу .тации при больших токах и напряжениях, так как в вентилях их, схемы при работе теряется большое количество энергии. Паллиативным решением является использование гибридных выключателей.
Цель работы. Целью диссертационной работы являются разработка и исследование основных уалов сверхбыстродействующего гибридного выключателя с собственным временем отключения порядка 1 мс и практически мгновенным подъемом напряжения на контактах выключателя.
Методика исследования. Решение поставленных задач осуществлялось на основе теоретического и экспериментального исследования работы узлов создаваемого СВ.
При расчете процесса отключения сверхбыстродействующим выключателем токов короткого замыкания использовались: метод математического моделирования, методы эквивалентных преобразований электрических схем, метод Руиге-Кутта четвертого порядка для решения систем дифференциальных уравнений. Расчеты проводились на ПЭВМ по программам, написанным на языке Турбо-Паскаль.
Научная попизпа диссертации определяется тем, что развивает теорию и практику процессов бездугового отключения больших постоянных токов в цепях с индуктивностью высокого напряжения (токов свыше 4000 А при напряжении 4000 Б).
Практическая ценность. Созданная методика расчета сверхбыстродействующего гибридного выключателя может быть использована при его проектировании.
Применение предлагаемого выключателя позволит за счет малого собственного времени отключения и практически мгновенного подъема напряжения на контактах выключателя добиться существенного эф-
5
фекта ограничения отключаемого тока короткого замыкания, повысить
надежность работы системы электроснабжения при практически беско
нечном ресурсе выключателя. '
Публикации, По материалам диссертации опубликованы две научные статьи (одна из них в соавторстве), одна статья находится в печати.
Структура " объем работгл. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 165 страницах г.іашшісяиспсг- текста,. ;ілл;остр::рсЕа::а 55 р::су:::;а:.::і, О таблицами. Список литературы, имеет 35 наименований.