• где С/J-о и Гг-пороговое напряжение и динамическое сопротивление выбранного СПП при TjTj.

Учитывая, что допустимый аварийный ток СПП IfsmUtsm) имеет синусоидальную форму и угол проводимости Р=180эл. град, графическую зависимость Ps{t) можно строить как по формуле (4.82), так и по формуле:

для диода

Ps(t) = UtoIfsm sin [p (t/ti)] + rrllsM sin [p {tj ; (4.85a) для тиристора

Графическую зависимость ps{t) заменяют эквивалентной ей по нагреву зависимостью Ps{t) ступенчатой формы. Для этого вначале определяют длительность расчетных интервалов Тр1 для расчета ATsi и ATjgi и Тр2 для расчета ATjsz и Arjs„ax2, находят расположение их относительно зависимости Ps{t) и определяют длительность ступеней мощности Tv в пределах каждого расчетного интервала.

Если через СПП проходит один импульс аварийного тока с ti=lO ~ с, то принимают Тр1 = 6-10~ с, Тр2=Т£ и Ту=10" с. Начало интервалов совмещают с началом кривой Ps{t) (см. рис. 4.24, б).

Если через СПП проходит один импульс аварийного тока с ti> 10~ с, то принимают Тр] равным отрезку времени от начала аварийного тока до момента, когда значение Ps зависимости Ps{t) на спадающей ее части составит 0,9Psm (см. рис. 4.26, 6), Xp2 = Tj и Tv=10c. Начало интервалов Тр1 и Тр2 совмещают с началом кривой ps{t)- Разделение интервалов Тр и Тр2 на ступени производят, начиная от их конца в сторону опережения времени. При этом если длительность ступени в начале интервала получится меньше 10 ~ с, то ее следует объединить с предшествующей ступенью.

Если через СПП проходит один импульс аварийного тока с ti<\0 с, то длительность и расположение расчетных интервалов Xpi и Тр2 выбирают так же, как и в случае, когда ti> 10~ с. Длительность ступеней принимают равной отрезку времени по оси абсцисс зависимости Ps{t) от момента, когда psPsM, ДО момента, когда Ps=0,9Psm на спадающей части этой зависимости. Разделение интервалов Xpi и Хр2 на ступени производят так же, как и в случае, когда ;>10"с.

Если через СПП проходят два и большее число импульсов аварийного тока (см. рис. 4.2, а), то температуру перегрева определяют последовательно для одного, двух, трех и т. д. импульсов тока до тех пор, пока не будут найдены наибольшие возможные температуры перегрева, которые затем подставляют ,в формулы (4.74) и (4.81).

Г 123

Для замены такой зависимости ps{t) на эквивалентную зависимость ступенчатой формы заменяют импульс мощности потерь, в пределах которого рассчитывают температуру перегрева, эквивалентным импульсом ступенчатой формы так, как это рекомендовано в случае, когда Г,-<10~с или ti> 10~ с в зависимости от фактической длительности импульса; затем заменяют каждый из предшествующих импульсов эквивалентным импульсом прямоугольной формы, причем амплитуду прямоугольного эквивалентного импульса Pmv принимают равной амплитуде заменяемого импульса Pmv (рис. 4.27, б), а длительность эквивалентного импульса определяют по формуле

Xv=~v, (4.86)

где ti„-длительность заменяемого импульса мощности потерь {til и ti2 на рис. 4.27, б); Paw-среднее значение заменяемого импульса мощности при интервале усреднения, равном ti„.

Располагают эквивалентные прямоугольные импульсы мощности относительно соответствующих фактических импульсов так, чтобы середины интервалов т, и ti„ совпадали.

Расчетные интервалы Xpj и Хр2 относительно зависимости Ps{t) располагают так, чтобы начало их совпадало с началом первой ступени кривой Ps{t), а конец совпадал с окончанием последней ступени (рис. 4.27, б).

Температуры перегрева структуры ATjsi, АГ/smaxi, A7}smax2 и ATjs2 определяют в конце последней ступени v=8 соответствующего расчетного интервала по формуле (4.50), и при этом А Г,-соответствует искомой температуре перегрева, а Р,„,-мощности потерь ступеней зависимости PsU)-

Если значения Z,ft(6 ,) и Z,ft(6 v)5 входящие в формулу (4.50), близки друг к" другу, то " для повышения точности расчета целесообразно пользоваться формулой

7(8,)- Xi (-totvAof (v-l))-ffi(8„-v„)5 (4.87)

где P,ot(v-i)-средняя мощность потерь ступени (v-1), предшествующей ступени V.

Значения переходных тепловых сопротивлений th{b-v ) И Z,ft(6 указываются в информационных материалах для отрезков времени не менее 10" с. При расчете аварийных режимов требуемый интервал времени может оказаться меньше 10 с. В этом случае для интервала времени от 10 до 10~ с и при условии, что структура СПП включена на этом интервале полностью, переходное тепловое сопротивление может быть определено по формуле (4.9).

I Если в результате расчетов получим, что условие (4.73), 1(4.74) или (4.81) не выполняется, то следует выбрать прибор Рс ближайшим большим классификационным значением ударного аварийного тока, либо ограничить аварийный ток введением в схему токоограничивающих реакторов с достаточной индуктивностью, либо провести одновременно оба указанных мероприятия и повторить расчет. Окончательный вариант должен быть экономически обоснован.

4.5. ВЫБОР КОММУТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ СПП

Время включения. К коммутационным параметрам тиристора относят время включения и выключения, критическую к;корость нарастания тока при включении, критическую скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии [4.2].

К коммутационному параметру диода относят время восстановления запирающей способности в обратном направлении (время обратного восстановления).

Под переходным процессом включения понимают процесс перехода тиристора из закрытого состояния с низкой проводимостью в открытое состояние с высокой проводимостью.

Включение тиристора может происходить разными способами, однако для рассматриваемых тиристоров приемлемым является способ включения под воздействием импульса тока управляющего электрода.

Время включения по управляющему электроду tg, измеряют от момента, когда импульс управления достигает 10% своего ;еаибольшего значения, до момента, когда анодное напряжение тиристора понижается до 10% начального значения. (рис. 4.28).

Время включения устанавливается при активной нагрузке в цепи тиристора. При индуктивном характере нагрузки, как видно из рис. 4.28, анодное напряжение спадает быстрее, а анодный ток возрастает медленнее, т. е. время включения тиристора меньше, чем при активной нагрузке.

Время включения по управляющему электроду разделяют на время задержки (да и время нарастания tg,.

Под задержкой понимают начальный этап переходного процесса включения тиристора, охватывающий промежуток от момента, когда импульс управления достигает 10%) своего наибольшего значения, до момента, когда анодное напряжение понижается до 90% начального значения.

Время нарастания tg, определяют как интервал рремени Между моментом, когда напряжение тиристора понижается до 90% своего начального значения, и моментом, когда оно достигает 10% начального значения. При активной нагрузке

Гемя tg, соответствует увеличению тоКа тиристора от 10 до % установившегося значения. »25