Контроль трехфазного выпрямителя

Сообщение **Serex** » 10 авг 2019, 16:37

Добрый день.

Имеется силовой преобразователь 150кВт. Регулировка мощности в первичной обмотке трансформатора с помощью тиристоров. Дальше трансформатор и во вторичной обмотке 3-фазный выпрямитель (6 диодов). Изучаю вопрос защит в таком преобразователе. Конкретно не могу решить, чем контролировать исправность диода (-ов). Например если диод пробит, то получиться КЗ во вторичной обмотке трансформатора на треть периода, пока диод не испариться.
Как эту ситуацию контролируют, каким устройством?
Пока предположение: с помощью шунта в цепи постоянного тока (после диодов) измерять ток и сравнивать с ожидаемым значением. Но это все не быстро, какое-то бы реле специализированное.

Сообщение **MaksimNT** » 11 авг 2019, 06:27

Serex писал(а): ↑10 авг 2019, 16:37 Регулировка мощности в первичной обмотке трансформатора с помощью тиристоров....
..во вторичной обмотке 3-фазный выпрямитель (6 диодов).
..чем контролировать исправность диода (-ов).
Как эту ситуацию контролируют, каким устройством?

Контроль тока между питающей сетью и тиристорами.

Сообщение **Serex** » 11 авг 2019, 10:37

MaksimNT писал(а): ↑11 авг 2019, 06:27 Контроль тока между питающей сетью и тиристорами.

Для этого будут плавкие вставки и автоматический выключатель. Но был опыт, что это не очень эффективно. Правда там было всего электронное реле контролирующее нагрузку через трансформаторы тока и завышенный автомат. Реле заведено на расцепитель автомата. Трансформатор успел сгореть, а диод забрызгал все вокруг расплавленным металлом. Хотелось бы при пробое обойтись заменой только одного диода.

Сообщение **MaksimNT** » 11 авг 2019, 15:07

Serex писал(а): ↑11 авг 2019, 10:37
MaksimNT писал(а): ↑11 авг 2019, 06:27 Контроль тока между питающей сетью и тиристорами.
Для этого будут плавкие вставки и автоматический выключатель.

Не достаточное решение

Serex писал(а): ↑11 авг 2019, 10:37 ... не очень эффективно.
... электронное реле контролирующее нагрузку через трансформаторы тока и завышенный автомат.
Реле заведено на расцепитель автомата.
Трансформатор успел сгореть, а диод забрызгал все вокруг расплавленным металлом.

После автоматического вводного выключателя трансформаторы тока.
Нагрузкой трансформатора тока (при высокой, более 1 А, величине тока два трансформатора) шунт за ним мост выпрямительный и компаратор. Если один из компараторов фаз сработал, то триггер регистрирует ошибку и запрещает выдачу управляющих импульсов на тиристоры. Триггера ошибки сбрасываются только полным обесточиванием.

Сообщение **Serex** » 11 авг 2019, 17:46

MaksimNT писал(а): ↑11 авг 2019, 15:07 После автоматического вводного выключателя трансформаторы тока.
Нагрузкой трансформатора тока (при высокой, более 1 А, величине тока два трансформатора) шунт за ним мост выпрямительный и компаратор. Если один из компараторов фаз сработал, то триггер регистрирует ошибку и запрещает выдачу управляющих импульсов на тиристоры. Триггера ошибки сбрасываются только полным обесточиванием.

Я думаю электронное реле, что сейчас стоит, примерно так и работает. Только оно идет на расцепитель автомата, а не тиристоры. Электроника могла состариться (электролиты подсохли) и похоже не сработала. Но тут и наша вина, что контрольное опробование защит не проводили никогда.

Сообщение **MaksimNT** » 11 авг 2019, 18:34

Serex писал(а): ↑11 авг 2019, 17:46
MaksimNT писал(а): ↑11 авг 2019, 15:07 ...
Нагрузкой трансформатора тока (при высокой, более 1 А, величине тока два трансформатора) шунт за ним мост выпрямительный и компаратор.
...
Я думаю электронное реле, что сейчас стоит, примерно так и работает.
Только оно идет на расцепитель автомата, а не тиристоры.

Не совсем так

Часто применяемая в приводах постоянного тока, рассказанная мной схема, среагирует на полупериод === за 20 мс зафиксирует превышение и отключит.

А какое время реакции у установленного у Вас электронного реле ? 100 мс ? 3 сек ?
А какое время реакции у установленного у Вас расцепителя ? 10 мс ? 50 мс ?

Сообщение **Serex** » 11 авг 2019, 21:40

MaksimNT писал(а): ↑11 авг 2019, 18:34 Часто применяемая в приводах постоянного тока, рассказанная мной схема, среагирует на полупериод === за 20 мс зафиксирует превышение и отключит.

Хорошо, а виде готового устройства эта схема существует?

Отправлено спустя 4 минуты 27 секунд:
EOCR-3DE у нас такие стоят. Нет там слов про миллисекунды ))
Самое противное, что я так и не нашел на них мануала на английском языке.

Сообщение **MaksimNT** » 12 авг 2019, 18:10

Serex писал(а): ↑11 авг 2019, 21:44 Хорошо, а виде готового устройства эта схема существует?

Да.
Тиристорные трехфазные регуляторы мощности с цифровым управлением..
Для вашего применения следует подобрать с контролем тока в каждой фазе (с тремя трансформаторами тока).

Сообщение **Serex** » 12 авг 2019, 19:10

Ну я такой и планировал поставить. Спасибо за подсказку про 3 трансформатора.
У нас даже есть уже в одном месте такие тиристорные преобразователи, там явно цифровые и очень продвинутые. Жаль только продаются в Китае и руководство у меня только на китайском языке..

Еще от "меандра" пару есть, но выглядят намного проще и менюшка наверное параметров 10.

Во первых, приведите в порядок преды. Для тиристоров это должно быть как минимум aR. Если нет - придется поискать.
Во-вторых, по советским учебникам, каждый тиристор имел свой собственный предохранитель, последовательно с ним.
В-третьих, очень часто автомат имеет полное время срабатывания больше периода (по ПУЭ - не более 200мс для 0,4кВ). Воздействовать на него бесполезно. Защиты транса отстроить как положено.
Отсюда и надо думать. А вообще, если сами не проектируете выпрямитель, то приделать что-то снаружи можно только попробовать в порядке эксперимента. Поможет или нет - предсказать нельзя. Те же советские учебники почитайте по тиристорному приводу - там на уровне схемотехники была куча решений и все это закладывалось при разработке. Сможете повторить на коленке?

Сообщение **Serex** » 12 авг 2019, 22:03

Никита писал(а): ↑12 авг 2019, 20:46 Те же советские учебники почитайте по тиристорному приводу - там на уровне схемотехники была куча решений и все это закладывалось при разработке.

Да честно в планах поставить как раз готовый тиристорный преобразователь в первичной обмотке. У нас просто осталось 7 или 8 трансформаторов от демонтированного оборудования с водяным охлаждением, диодами и всей, всей обвязкой. Хотелось бы их чуть чуть допилить. Вот и думаю дополнительно к тиристорному регулятору во цепи вторичной обмотки еще какую то защиту поставить.
Я вот сейчас анализирую схему, по которой у нас больше 20 выпрямителей таких работает. Там тиристоры в первичной обмотке, ими управляет специализированная плата под это дело заточенная, а обратная связь с шунта после диодов берется. Т.е. если КЗ в диодах, плата думает что не хватает мощности и наоборот сильнее открывает тиристоры.

Никита писал(а): ↑12 авг 2019, 20:46 Во первых, приведите в порядок преды.

Преды - предохранители? Да их нет, совсем. Есть общий на два трансформатора автомат и электронные реле защиты. А в готовых тиристорных регуляторах уже как правило готовые предохранители установлены, как раз по предохранителю на один тиристор. Точнее там на каждую фазу симистор, т.е. если строго, один предохранитель на два тиристора (один симистор).

Никита писал(а): ↑12 авг 2019, 20:46 Защиты транса отстроить как положено.

А это что такое? где их настроить?

Отправлено спустя 1 час 1 минуту 35 секунд:

Serex писал(а): ↑12 авг 2019, 22:03 Точнее там на каждую фазу симистор,

Не, это все же сборка тиристоров, которая у нас собрана в семистор :)
у нас стоят Semikron SKKT 273

Serex писал(а): ↑12 авг 2019, 23:05 Да честно в планах поставить как раз готовый тиристорный преобразователь в первичной обмотке. У нас просто осталось 7 или 8 трансформаторов от демонтированного оборудования с водяным охлаждением, диодами и всей, всей обвязкой. Хотелось бы их чуть чуть допилить. Вот и думаю дополнительно к тиристорному регулятору во цепи вторичной обмотки еще какую то защиту поставить.
Я вот сейчас анализирую схему, по которой у нас больше 20 выпрямителей таких работает. Там тиристоры в первичной обмотке, ими управляет специализированная плата под это дело заточенная, а обратная связь с шунта после диодов берется. Т.е. если КЗ в диодах, плата думает что не хватает мощности и наоборот сильнее открывает тиристоры.

Сильнее, чем на естественную коммутацию их не открыть :) Вот Вы бы подробности написали, что за установка. Чаще всего регулирование делается по напряжению. Зачем нужны в регулировании токи с шунта в цепи диода я пока не понял. Если и регулировать ток, то в нагрузке.

Serex писал(а): ↑12 авг 2019, 23:05 Преды - предохранители? Да их нет, совсем. Есть общий на два трансформатора автомат и электронные реле защиты. А в готовых тиристорных регуляторах уже как правило готовые предохранители установлены, как раз по предохранителю на один тиристор. Точнее там на каждую фазу симистор, т.е. если строго, один предохранитель на два тиристора (один симистор).

Ну во-первых, это не симистор. В симисторах два тиристора встречно-параллельно, для того чтобы пропускать в обе стороны.
Во-вторых, имея обхий автомат на два транса, защиту обеспечить сложно, если вообще возможно. Преды - да, я про вставки. Обратите внимание на характеристику имеющихся. И если добавлять, то тоже сверхбыстрые.
Релейно-контактные схемы электронику защищают плохо. Делать надо тоже на уровне электроники - типа упомянутого запрета импульсов.

Serex писал(а): ↑12 авг 2019, 23:05 А это что такое? где их настроить?

Это тот самый аппарат в голове. Он должен быть не просто выключателем нагрузки, а аппаратом защиты. И характеристика его должна давать возможность чувствовать КЗ за трансформатором. Диоды/тиристоры это не спасет, но трансформатор от КЗ во вторичке должно спасать. Если нет возможности - надо ставить и по вторичке. А вообще - по вторичке надо защиту ставить в любом случае.

И все-таки, лучше не на кофейной гуще, а на схеме гадать :)

Сообщение **Jackson** » 13 авг 2019, 14:44

Serex писал(а): ↑10 авг 2019, 16:37 Как эту ситуацию контролируют, каким устройством?

Плавким предохранителем. Он сгорает и сигнализирует о проблеме (если с бойком). И всё.

Serex писал(а): ↑10 авг 2019, 16:37 Пока предположение: с помощью шунта в цепи постоянного тока (после диодов) измерять ток и сравнивать с ожидаемым значением. Но это все не быстро, какое-то бы реле специализированное.

И это сложно, я б сказал "по-немецки".

У диода/тиристора два нештатных состояния: обрыв и пробой. Пробой - это КЗ, Ловится предохранителем. Обрыв - это отсутствие напряжения/тока, это ловить сложнее (готовых приборов на постоянном токе нет). Но обрыв ловить тоже нужно, потому что обрыв одного из диодов в мосте Ларионова при неизменной мощности нагрузки приводит к перегрузке двух оставшихся плеч.

Так что моё предложение - предохранители с бойком в каждое плечо.

Только вот есть одна проблема. Мощность у Вас регулируется тиристорами, напряжение и ток будут сильно нелинейными, подобрать характеристику предохранителя может оказаться непростой задачей.

Отправлено спустя 1 минуту 25 секунд:

MaksimNT писал(а): ↑12 авг 2019, 18:10 Тиристорные трехфазные регуляторы мощности с цифровым управлением..
Для вашего применения следует подобрать с контролем тока в каждой фазе (с тремя трансформаторами тока).

Или так. только по причине нелинейности трансформаторы тока могут показывать погоду на Марсе вместо тока, однако для состояний "КЗ" и "обрыв" точности измерения хватит. Достаточно будет ловить несимметрию токов процентов 30%

Сообщение **Jackson** » 13 авг 2019, 15:13

Serex писал(а): ↑10 авг 2019, 16:37 Имеется силовой преобразователь 150кВт. Регулировка мощности в первичной обмотке трансформатора с помощью тиристоров. Дальше трансформатор и во вторичной обмотке 3-фазный выпрямитель (6 диодов).

Есть рац.предложение по экономии и повышению надёжности. Сейчас есть тиристоры

трансформатор

выпрямитель. Сделать трансформатор

тиристоры, а выпрямитель на диодах вообще не нужен.

Одна беда - ТС не обозначил хотя бы приблизительно напряжение и ток во вторичной обмотке. Если это, например, гальваника, токи могут быть совсем неприличные, предохранители на такие токи не только редки и дороги, но и конструктивно их втулить будет невозможно, что уж говорить о тиристорах...

Сообщение **Jackson** » 13 авг 2019, 16:34

Универсал писал(а): ↑13 авг 2019, 16:19 Одна беда - ТС не обозначил хотя бы приблизительно напряжение и ток во вторичной обмотке. Если это, например, гальваника, токи могут быть совсем неприличные, предохранители на такие токи не только редки и дороги, но и конструктивно их втулить будет невозможно, что уж говорить о тиристорах...

Есть такое дело.
Правда, в исходной схеме в этом случае диоды будут тоже неприличными, и где-то выше предлагали шунты поставить - посмотрите ради любопытства шунты на 5000 ампер, в основном их размеры и тепловыделения.

Чего на них смотреть, мне доводилось обслуживать выпрямители для гальваники. Обмотки шиной в ладонь, водяное охлаждение, так то всего лишь 3200 и 1600 ампер...

Сообщение **Serex** » 13 авг 2019, 20:50

Ну вот у нас типовой выпрямитель 3000А 55В . Это максимальные значения. Вроде как таких не достигаем даже. Рабочее значение ограничено в 120 кВт.

Jackson писал(а): ↑13 авг 2019, 15:13 Есть рац.предложение по экономии и повышению надёжности. Сейчас есть тиристоры трансформатор выпрямитель. Сделать трансформатор тиристоры, а выпрямитель на диодах вообще не нужен.

Есть у нас и такая схема. У нас там "каждой твари по паре" :) Но там просто тиристоры и никакой защиты. Обратная связь с шунта. Защита только в цепи первичной обмотки с помощью электронного реле на расцепитель автомата. Один такой сгорел, восстанавливать даже не стали. Не видел готовых тиристорных выпрямителей на 3000А, кроме как у нас и сейчас мы судорожно гадаем - чем это заменить.

Сообщение **MaksimNT** » 16 авг 2019, 03:28

Serex писал(а): ↑13 авг 2019, 20:50 Ну вот у нас типовой выпрямитель 3000А 55В . Это максимальные значения.
Вроде как таких не достигаем даже.
Рабочее значение ограничено в 120 кВт.
... кроме как у нас и сейчас мы судорожно гадаем - чем это заменить.

тут посмотрите
http://asc-ural.ru/about/offers/rec/ind ... onverters/
в Екатеринубрге в прошлом 10 летии еще пара фирм изготавливало...

А зарубежные выпрямители высокого тока 2-25 кА (видел от Mitsubishi, Siemens, ABB) под экспортынм запретом со времен Горбачева, как используемые для обогащения радиоактивных материалов..
Только от указанных вендоров в поставке с технологией (комплекс инжиниринг, трансформаторы, выпрямители, теплообменники, ванны и т.п. и т.д.)