THIẾT KẾ NGUỒN CHO BỘ LỌC TĨNH ĐIỆN.doc

đồ án điện tử công suất
Giỏo viờn hng dn : Dng Vn Nghi
Sinh viờn thc hin : V TRNG GIANG
Lp :TH3_K49
đề TàI 16:
Thiết kế ngU N CHO B LC TNH điện.
Các tham số yêu cầu :
Phơng án
in ỏp mt
chiu phớa cao ỏp
(kV)
Dũng mt chiu
(A)
Ngun nuụi
5 85 1.5 3*380,50Hz
Ch ơng IV
Thiết kế mạch lực
Điện áp ra tải là: U
d
=80 kV DC
Dòng điện làm việc là:1.5 A
Bất kì một hệ thống nào khi làm việc cũng có một tổn hao nhất định nào đó vì
vậy
ta thiết kế hệ thống với lợng dự trữ là 10% về công suất do đó ta chọn điện áp
tối đa trên tải là:
U
o
= 90KV
và dòng điện sẽ là I
d
=1.6(A)

công suất cực đại sẽ là P
max
=144 KW
trong đó công suất làm việc là P
lv
=120 KW
I )Tính toán thiết kế máy biến áp lực
a. Các mức điện áp :
*Điện áp lớn nhất sau chỉnh lu :
U
do
= U
d
+ U
v
+ U
ba
+ U
dn
Trong đó:
U
d
- điện áp chỉnh lu;

U
v
- sụt áp trên các van (trị số này đợc lấy từ các thông số
của các van đã chọn ở trên) ;

U

ba
=

U
r
+

U
l
- sụt áp bên trong biến áp khi có tải,
bao gồm sụt áp trên điện trở

U
r
và sụt áp trên điện cảm

U
l
những đại lợng này phụ thuộc vào từng loại vật liệu
cấu tạo máy biến áp khi chọn sơ bộ vào khoảng (5
ữ
10)
%
;

U
dn
- sụt áp trên dây nối;
U
dn

= R
dn
.I
d
=(.l/S).I
d
.
Ta chọn sơ bộ điện áp sụt trên diện trở và điện kháng là 5%, điện áp sụt áp
trên các van là 120V do đó ta có điện áp lúc không điều chỉnh là
U
do
= U
d
+ U
ba
= 90000.1,05 +120 = 94620
V=94,62(kV)
Vậy điện áp thứ cấp máy biến áp là
U
2
= 94,62:2,34=40,43(KV)
Dòng qua cuộn thứ cấp:
I
2
= 0,861I
d
= 1,38(A)
Vậy tỉ số biến đổi máy biến áp là:
Tính hệ số biến áp m=
1

2
U
U
=
40430
380
106
=> I
1
=m.I
2
=106.1,38 = 146,28(A)
Điện áp ngợc max mà các điốt phải chịu là:
U
ng, max
=2,45U
2
=2,45.40,43=99 (kV)
và dòng điện tải là :I
dđm
=I
d
=1,6( A.)
Trị số dòng TB chạy qua diot:
I
tbv
=I
d
/3=1,6/3=0,53 (A)
2) Tính chọn điốt:

- Chọn hệ số dự trữ về điện áp: k
u
=1,6
- Chọn hệ số dự trữ về dòng: k
i
=1,2
Cần chọn điốt ít nhất chịu đợc điện áp ngợc:
U
ngợc max
= 1,6. U
nm
= 1,6 . 99 = 158.4 kV
và dòng: I
tbmax
=1,2.0,473=1,92 A
Từ thông số trên ta chọn Điốt loại RA205420XX.
U
n
=5400 V, U=1,45 V
Số lợng điốt cần dùng là: n=
5400
U
maxi
=30 chiếc.
Sụt áp trên 2 dãy điốt là:

U
d
=2.1,45.30 =87 V
3)Tính chọn Thysistor:

Tính chọn thyristor ta phải dựa vào các thông số cơ bản sau:
- Điện áp ngợc lớn nhất cho phép trên van : U
nmax

- giá trị dòng trung bình cho phép chạy qua thyristor
Các thong số này phụ thuộc vào điều kiện làm việc của van ,vào mức độ làm
mát .
Các thông số có thể tính nh sau:
Điện áp ngợc lớn nhất mà Thysistor phải chịu:
U
nmax
= U
L
= 380 V
Suy ra điện áp của van cần chọn là:
U
nv
=k
dt
.U
nmax
=1,6.380 = 608 V
Dòng điện hiệu dụng của van đợc tính theo dòng hiệu dụng:
I
lv
= I
hd
=146,28(A)
Chọn điều kiện làm việc của van là có cánh tỏa nhiệt và đầy đủ diện tích tỏa
nhiệt, không có quạt đối lu không khí, với điều kiện đó cờng độ dòng

điện định mức của van cần chọn:
I
dm
=k
i.
I
lv
= 3.146,28=438,84 (A)
Nh vậy chọn van thoả mãn các thông số sau:U
max
=608V,I
max
=438,84A
Từ các điều kiện trên ta chọn van loại TO200AA
U
nmax
= 800(V)
I
đmmax
=660(A)
T
o
C
max
vỏ van=55
o
C
Uđk=3(V) điện áp điều khiển nhỏ nhất đảm bảo dòng điều khiển
mở van
Iđk=0.1(A) dòng điều khiển nhỏ nhất đảm bảo mở đợc van

4)Bảo vệ van
Tiristor rất nhạy cảm, với điện áp quá lớn vợt quá điện áp định mức, có thể
làm hỏng van, vì vậy ta phải có những biện pháp bảo vệ quá điện áp cho van.
Nguyên nhân gây ra quá điện áp có hai loại:
+ Nguyên nhân nội tại: là sự tích tụ điện tích trong các van bán dẫn, khi
khoá thyristor bằng điện áp ngợc các điện tích trên đồi ngợc hành trình tạo nên
dòng điện ngợc trong khoảng thời gian rất ngắn. Sự biến thiên đột ngột nhanh
chóng của dòng điện ngợc tạo ra sức điện động cảm ứng rất lớn trong các điện
cảm dẫn đến các tiristor xuất hiện quá áp
+ Nguyên nhân bên ngoài: thờng xảy ra ngẫu nhiên nh khi cắt không tải
một máy biến áp trên đờng dây, khi cầu chì bảo vệ nhảy, khi có sấm sét
RC bảo vệ quá điện áp do tích tụ điện tích gây nên

impdmp
U,U
giá trị cực đại cho phép của điện áp thuận và ngợc đặt
lên thyristor một cách chu kỳ cho trong sổ tay tra cứu

imnpdmnp
U,U
giá trị cực đại cho phép của điện áp thuận và ngợc đặt
lên điôt hoặc thyristor một cách không chu kỳ, cho trong sổ tay

im
U
giá trị cực đại của điện áp ngợc thực tế đặt lên Điôt hoặc Tiristor
b- là hệ số dự trữ về điện áp
k- là hệ số quá điện áp
Các bớc tính toán
- xác định hệ số quá điện áp theo công thức

Uim*b
U
k
imp
=
- xác định các thông số trung gian
)k(R);k(R);k(C
*
min
*
max
*
min
(hình vẽ)
- tính
max
|
dt
di
khi chuyển mạch
- xác định các đại lợng tích tụ
)
dt
di
(fQ
=
sử dụng các đờng cong cho trong
sổ tay tra cứu
- tính các thông số trung gian

Q2
LU
RR
Q2
LU
R
U
Q2
CC
im
*
max
im
*
min
im
*
min

=