По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 62-83:621.314.5

Оценка надежности тиристорных блоков систем возбуждения генераторов

Тремясов В. А. канд. техн. наук, доцент, кафедра электроэнергетики, Сибирский федеральный университет, г. Красноярск, e-mail: emf_tva@mail.ru
Табастаев М. В. магистрант, кафедра электроэнергетики, Сибирский федеральный университет, г. Красноярск, e-mail: maximmarkirovki@mail.ru

В статье изложены основные положения предложенного метода для вычисления показателей надежности тиристорных блоков возбудителей турбои гидрогенераторов. Получены аналитические выражения, учитывающие зависимость интенсивности отказа тиристоров от режима их работы и действия предохранителей, выполнено сравнение способов резервирования тиристоров в плече возбудителя. Анализ надежности полупроводниковых преобразователей возбудителей мощных генераторов является актуальным, поскольку связан с отключением генератора.

Литература:

1. ГОСТ 21558-2000. Системы возбуждения турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов. – М.: Изд-во Госстандарта, 2000.

2. Калибаева Ж.К. Анализ отказов и надежности полупроводниковых приборов и интегральных микросхем // Молодой ученый. – 2014. – № 8.1 (67.1). – С. 13–16.

3. Диллон Б., Синг Ч. Инженерные методы обеспечения надежности систем / Пер. с англ. Е.Г. Коваленко / под ред. Е.К. Масловского. – М.: Мир, 1984. – 318 с.

4. Костелянец В.С., Надпорожская А.А. Исследование надежности полупроводниковых преобразователей // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. – 1980. – № 2. – С. 45–53.

Надежная эксплуатация силовых полупроводниковых преобразовательных устройств во многом определяется техническим состоянием их основных элементов – силовых полупроводниковых приборов.

Для систем возбуждения синхронных генераторов ГОСТом регламентируются значения коэффициента готовности и интенсивности отказа тиристорных блоков, сопровождающихся отключением генератора от сети, а также указываются требования к резервированию в плечах возбудителя [1].

Существующие методы расчета надежности не в полной мере учитывают особенности и режимы работы таких силовых полупроводниковых устройств.

Цель данной работы состояла в разработке метода оценки надежности, в котором было бы учтено действие предохранителей и зависимость интенсивности отказа тиристоров от режима их работы. Расчетные схемы возбудителей состоят из источника питания и одного или двух трехфазных мостовых преобразователей. В предлагаемом методе принималось условие отсутствия резервного возбудителя на электростанции.

Преобладающим видом отказа у тиристоров, как и у многих силовых кремниевых устройств, является пробой вентильного элемента. Интенсивность отказа с пробоем λпб определяется нагрузкой кремниевых устройств прямым током. Вторым видом отказа у силовых полупроводниковых устройств является обрыв цепи вентильного элемента – λоб, который обычно вызывается производственными дефектами. Анализ отказов тиристоров, по экспериментальным данным [2], показал, что интенсивности отказов в случае пробоя элемента и обрыва цепи соответственно составляют: λпб = 0,48 ∙ 10–6 1/ч; λоб = 0,12 ∙ 10–6 1/ч.

Расчет надежности тиристорных блоков системы возбуждения можно выполнить следующими методами: с помощью основных теорем теории вероятности или путем составления и решения системы дифференциальных уравнений, описывающих марковский процесс перехода системы из одного состояния в другое [3].

Для описания вероятностного метода на рис. 1 представлен блок тиристорного выпрямителя, состоящего из m параллельных ветвей, содержащих в себе n последовательно соединенных тиристоров и быстродействующий плавкий предохранитель.

Для Цитирования:
Тремясов В. А., Табастаев М. В., Оценка надежности тиристорных блоков систем возбуждения генераторов. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2021;8.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: