Защита посредством автоматических выключателей (автоматов)

При питании ТП от трансформаторов мощностью 750-1000кВА (они наиболее распространены на заводских подстанциях) токи короткого замыкания могут достигать значений 20000-30000А т.е. превышать номинальные токи тиристоров в десятки раз. Тиристоры могут выдерживать такие токи лишь несколько миллисекунд. Но автоматические выключатели обычного исполнения (АЗ 100, АП-50, АК-63 и др.) имеют время отключения порядка 15ё45 миллисекунд. За это время тиристоры, как правило, успевают разрушиться. Таким образом, защитить тиристоры от к.з. посредством автоматических выключателей обычного исполнения без применения дополнительных мер невозможно т.к. быстродействие их недостаточно. Для того, чтобы защита автоматами была эффективной, необходимо ограничить величину тока к.з. до такого значения I_{К ДOP}, чтобы за время отключения автоматического выключателя тиристоры не успевали выйти из строя.

Для ограничения токов к.з. на вход ТП со стороны переменного тока включаются реакторы. Токоограничивающие реакторы одновременно ограничивают и скорость нарастания тока тиристоров (di/dt )при их включении, а при питании от одного общего трансформатора нескольких преобразователей уменьшают их взаимное влияние друг на друга из-за искажения формы синусоиды питающего напряжения (коммутационные провалы). Т.к. реакторы не должны уменьшать свою индуктивность при токах к.з., они выполняются воздушными без стального сердечника. В то же время следует учитывать, что при включении реакторов ток к.з. может снизиться настолько, что окажется меньше тока срабатывания автомата, т.е. чувствительность защиты окажется недостаточной. Кроме того, при уменьшении кратности тока к.з. (I_K / I_НОМ) время отключения автомата увеличивается. Поэтому даже при включении в подводящие провода токоограничивающих реакторов защитить ТП с помощью автоматов обычного исполнения все равно не удается. Для обеспечения требуемой чувствительности и надежности действия защиты следует применять автоматы специального исполнения с пониженной кратностью тока срабатывания максимального расцепителя (например, серии АП-ЗИТ-3,5, у которых ток срабатывания превышает номинальный в 3,5раза, а не в 10ё14 раз, как у автоматов обычного исполнения серии АП-ЗИТ или АЗ100).

Если в цепи выпрямленного тока вероятны частые короткие замыкания, то нужно применить защиту при помощи автоматических выключателей постоянного тока. Защита на стороне выпрямленного тока должна обязательно устанавливаться в случае использования рекуперативного торможения, т.е. инверторного режима работы ТП.

Следует отметить, что громоздкость и дороговизна большинства типов автоматических выключателей постоянного тока (например, выключателей типа ВАБ) ограничивают их применение.

Недостатком автоматических выключателей является возникновение перенапряжений при отключении аварийных токов. При использовании автоматов защита обычно выполняется таким образом, что одновременно с отключением автомата снимаются управляющие импульсы с тиристоров.