Luận văn Giới thiệu chung về lò nấu thép

Chương 1.Giới thiệu chung về lò nấu thép 1.1.Tìm hiểu về lò nấu thép - Ngành luyện kim ra đời từ rất lâu, sản phẩm của nó đáp ứng được nhu cầu trong moi lĩnh vực. Trong thời gian đầu, các phưong pháp luyện thép cổ điển như: lũ cao, lũ Mactanh- đây là những loại lũ dựng nhiờn liệu đốt như củi than… Ngày nay, với sự sử dụng rộng rói của điện năng thỡ phương phá nấu luyện thép bằng điện chiếm ưu thế: Nấu luyện thộp bằng lũ điện là phương pháp nhanh nhất, mang lại hiệu quả kinh tế cao vỡ phương pháp này biến đổi điện năng thành nhiệt năng Điều chỉnh nhiệt độ dễ dàng, khả năng tự động hoá cao và có khả năng luyện, nấu được nhiều loại thép khác nhau, dùng cho mục đích khác nhau. It gây ô nhiễm môi trường. Cú cỏc loại lũ phổ biến sau: lũ hồ quang, lũ điện trở, lũ cảm ứng. Trong cỏc loại lũ điện trên thỡ lũ cảm ứng cú cỏc ưu điểm nổi trội hơn cả: Nấu chảy được kim loại sạch nhất, vận hành đơn giản và có thể nấu chảy trong chân không hay trong môi trường đặc biệt. So với lũ điện trở và lũ hồ quang thỡ hiệu quả nhiệt của lũ điện cảm ứng là 80% so với 60%-75% của 2 lũ kia và hiệu suõt nhiệt lờn tới 96%. Tuy nhiờn lũ cảm ứng cú hệ số cụng suất giảm khi điện trở của vật liệu giảm và để tăng nhệ số này thường người ta mắc các tụ điện song song với lũ. Nhiệt độ của xỉ thấp cho nờn khú cú thể tinh luyện thộp. Một điểm chú ý trong lũ điện cảm ứng là tần số lũ càng cao khi khối lượng phối liệu nấu trong nũi mẻ thấp. 500 000Hz đối với lũ nhỏ, nấu thớ nghiệm 10g - 100g. 8000Hz - 4000Hz đối với lũ thớ nghiệm nấu vài kg. 2000Hz đối với lũ cụng nghiệp nhỏ, một mẻ 50 kg - 500kg. 1000Hz đối với lũ một mẻ 250kg-2000kg. 50Hz (tần số cụng nghiệp) với cỏc lũ nấu lớn trong cụng nghiệp Nói riêng về lò cảm ứng * Lò cảm ứng Theo ứng dụng có thể chia làm 2 loại là: lò có lõi sắt và không có lõi sắt. - Loại lò có lõi sắt ở giữa: xuất hiện sức điện động hỗ cảm vào nguyên liệu rắn: E2 = 4,44.f.W2.(.10-8 (V) f - tần số (Hz), chu kỳ (s) W2 - số vòng cuộn dây thứ cấp ( - từ thông sinh ra ở lõi sắt (Wb) Nhờ dòng xoay chiều gây ra cho từ trường nam châm của lõi sắt mà kim loại rắn được nung nóng dần, cuối cùng chảy vào rãnh và có thể lấy ra ngoài. Loại này ít thông dụng vì năng suất không cao, xỉ luôn luôn bị nguội. - Loại không có lõi sắt rất thông dụng hiện nay: Đặc điểm của loại lò này là từ trường từ cuộn dây cảm ứng được dẫn thẳng vào kim loại. Tại đây sinh ra dòng điện hỗ cảm có cường độ không đều trên dây đồng. Mật độ dòng điện tập trung ở mặt ngoài dây, ở giữa giảm dần. Ưu điểm của lò cảm ứng không có lõi thép là: - Có thể luyện được hợp kim có độ sạch cao - Luyện được hợp kim đồng nhất, thành phần hoá học trong bể lò đồng đều do sự xáo trộn gây ra bởi lực điện động. - Kim loại luyện có nhiệt độ cao và đạt được nhiệt độ cực đại trong toàn bộ khối kim loại. - Kim loại cháy ít do nung kim loại từ trong ra ngoài. - Hiệu suất, năng suất lò cao. - Điều chỉnh công suất và nhiệt độ đơn giản, dễ dàng, phạm vi rộng. Lò cảm ứng được ứng dụng để luyện thép chất lượng cao và các hợp kim đặc biệt khác có yêu cầu độ sạch cao, đồng đều và chính xác về thành phần hoá học. Cấu tạo của lò Gồm hai bộ phận chính là vòng cảm ứng và nồi lò. - Vòng cảm ứng làm bằng đồng hoặc ống sắt dẹt. Vì dòng qua vòng cảm ứng cỡ hàng ngàn ampe nên tổn hao điện chiếm tới 25 (30% công suất hữu ích của thiết bị. Do vậy cần làm mát vòng cảm ứng. Làm mát bằng không khí cho phép mật độ dòng điện 2 ( 5A/mm2. Làm mát bằng nước trong vòng cảm ứng rỗng cho phép dòng điện tới 50 ( 70A/mm2. - Nồi lò làm bằng vật liệu chịu lửa. 1.2.Tìm hiểu về tải 1.2.1.Đặc tính tải trong quá trình nấu thép Tải lò nấu thép là tải có tính cảm kháng.Đầu tiên ta dễ nhận thấy tải phụ thuộc nhiệt độ theo công thức Rt = R0 *(1 + ỏ *t) ; Tải lò nấu thép là tải có tính biến động, thông qua đồ thị dưới T 7800 9000 (: là độ từ thẩm của thép (: là suất điện trở của thép((cm) Nhận thấy khi nhiệt độ khoảng 800-9000c thì tải mất tính cảm kháng ,chỉ còn tính thuần trở (do ỡ giảm mạnh ,còn ủ tăng mạnh) Tải lò nấu thép là tải ngắn mạch , nên nguồn cấp cho tải phải làm việc ở chế độ ngắn mạch, do đó ta chọn nguồn cấp cho tải là nghịch lưu nguồn dòng 1.2.2.Quan hệ f,p,U Nhiệt đôt nóng kim lọai được tính theo công thức W=I12. n2 . 2
2.
.
(W) Trong đó: I1 : dòng điện trong cuộn cảm ứng (A) n : số vòng dây cuộn cảm ứng d : đường kính trong lò h : chiều cao mẻ liệu (cm) I1.n : số ampe vòng Từ công thức trên ta thấy: Năng lượng biến thành điện năng ở trong mẻ liệu tỉ lệ thuận với bình phương ampe vòng, tức tỉ lệ với cường độ từ trường và căn bình phương điện trở riêng và tần số. Wnhiệt
H2
I2 Wnhiệt

Như vậy để tăng lượng nhiệt cung cấp cho vật liệu có thể tăng cường độ dòng điện hoặc tần số. Nhưng trong thực tế không thể tăng dòng điện lên mãi vì dây phải rất lớn và quá nóng, có thể nóng chảy (dù có nước làm mát). Thường dùng phương pháp tăng tần số, do vậy lò cảm ứng còn gọi là lò cao tần. * Mặt khác tần số còn ảnh hưởng đến kích thước của cục nguyên liệu. Năng lượng truyền từ nguồn điện (tần số), qua vòng cảm ứng, biến đổi thành năng lượng trường điện từ. Trong vật gia nhiệt điện năng dòng xoáy cảm ứng được chuyển thành nhiệt năng. Khi truyền sâu trong kim loại, độ lớn của các vectơ E, H (hai thành phần của trường điện từ) bị giảm dần và năng lượng trường điện từ cũng giảm dần (theo độ sâu truyền z). Độ sâu thẩm thấu:
Trong đó:
: tần số (rad)
=
: hệ số từ thẩm tuyệt đối của kim loại.
: hệ số từ thẩm tương đối của kim loại
= 4.
.10-7 H/m : hệ số từ thẩm chân không
: điện dẫn của kim loại Tính toán và thực tế cho thấy khi z = ( thì 0,864 phần năng lượng điện từ có ở bề mặt kim loại bị tiêu tán để đốt nóng lớp kim loại dày (, còn 0.316 phần năng lượng tiếp tục truyền sâu vào lớp kim loại bên trong. Tần số càng lớn thì ( càng nhỏ và năng lượng điện từ càng tập trung đốt nóng ở lớp mặt ngoài của kim loại. Do đó để giảm năng lượng điện mất mát trên một tấm kim loại và quá trình nấu chảy nguyên vật liệu cần thiết phải tính toán một cách hợp lý và tỉ mỉ những kích thước cục nguyên liệu và chất khít chặt với tần số tương ứng. Để có hiệu suất nấu chảy kim loại cao, khi tần số càng lớn thì kích thước cục nguyên liệu càng phải nhỏ, còn đối với tần số thấp hơn kích thước cục nguyên liệu có thể to hơn. Ví dụ: Tần số (Hz) Kích thước cục nguyên liệu (mm) 500
20 1000 10 10000 5 Nếu khi tấn số rất lớn hơn nữa thì kích thước cục nguyên liệu nhỏ hơn 5mm. * Tấn số cũng có quan hệ chặt chẽ với bản chất cuă vật liệu và công suất của lò. Công thức gần đúng để tính tần số dòng điện là: fmin

Công thức trên cho thấy rằng khi công suất lò lớn, nghĩa là khi bán kính liệu hoặcdung tích của lò lớn cũng như khi điện trở của liệu nhỏ, tần số của dòng điện cung cấp có thể lấy thấp hơn. Đối với những kim loại như sắt, niken, crôm cũng như hợp kim của chúng người ta thường dùng tàn số trong giới hạn 1000 ( 3000 Hz. Đối với bạc, đồng, đồng thanh, đồng đỏ, hợp kim bạc niken, đồng niken tần số có thể dùng từ 50 ( 500 Hz. Để đảm bảo cả yêu cầu kinh tế và kỹ thuật, việc lựa chọn tần số phụ thuộc rất nhiều vào công suất của lò. Quan hệ giũă tần số và công suất của lò được thể hiện qua những số liệu sau: Công suất lò (kW) Tần số (Hz) <150 2000 ( 3000 250 ( 500 1000 750 ( 1000 500 >1200 150 Hiện nay việc lựa chọn tần số dòng điện cung cấp cho lò không có lõi sắt để luyện thép vẫn được lựa chọn như trên. Chương 2.Phương án thiết kế Sơ đồ khối của bộ biến tần cấp cho là nấu thép
Trong đó: U21 : điện áp vào bộ chỉnh lưu. Ud1 =Kcl*U21 *cosỏ : điện áp ra bộ chỉnh lưu (điện áp vào bộ lọc) Ud2 = Knl*U22
: điện áp vào bộ nghịch lưu (sau bộ lọc) U2 : điện áp ra bộ nghịch lưu (điện áp tải) Phương trình cân bằng điện áp Ud1 = Ud2 Kcl*U21 *cosỏ = Knl*U22 *cos ửt Với ỏ là góc mở chỉnh lưu, còn ửt là góc tải Từ lí luận trên , ta thấy yêu cầu với mạch chỉnh lưu Mạch chỉnh lưu có chức năng cấp nguồn cho mạch nghịch lưu dòng 1 chiều cho mạch nghịch lưu, tức là giữ cho Id= const Mạch chỉnh lưu điều chỉnh công suất trong quá trình nấu chảy vật liệu,vì khi góc tải ửt thay đổi thì ỏ cũng phải thay đổi cho phù hợp. 2.1.Phân tích đề xuất phương án. Chọn nghịch lưu nguồn dòng cộng hưởng vì Tạo tần số cao f = 1 – 30 kHz Phụ tải có tính cảm kháng , nên ta mắc song song vào tải tụ , để tạo mạch vòng dao động hình Sin của I hoặc U.Nhờ đó có thể sử dụng Thyristor thường và xung điều khiển là các xung đơn,van chuyên mạch tự nhiên Từ công thức Kcl*U21 *cosỏ = Knl*U22 *cos ửt ,mặt khác , quá trình nấu thép thì tải luôn thay đổi , hay ửt luôn biến động .Để đảm bảo cho quá trình năng lượng được tốt , người ta chọn nghịch lưu độc lập nguồn dòng lam việc ở chế độ cộng hưởng , tức là luôn giữ cho cos ửt = const , khi đó công suất nguồn qua bộ biến tần là max, tổn hao min Dòng hình sin nên giúp giảm kích thước bộ lọc 2.2.Lựa chọn phương án chỉnh lưu Từ yêu cầu ta suy ra mạch chỉnh lưu phải là chỉnh lưu có điều khiển. Công suất của lò nấu là P = 140 kW, nguồn điện sử dụng là nguồn điện 3 pha nên chúng ta dùng chỉnh lưu điều khiển 3 pha (nếu dùng chỉnh lưu điều khiển 1 pha công suất tải lớn sẽ làm xấu lưới điện) Ta có các phương án: Chỉnh lưu hình tia 3 pha Chỉnh lưu cầu 3 pha Chỉnh lưu hình tia 6 pha Nhưng chúng ta thấy rằng: Chỉnh lưu hình tia 3 pha có nhược điểm: chất lượng điện áp thấp, hệ số đập mạch nhỏ nếu công suất tải lớn sẽ ảnh hưởng xấu đến hệ số cos( của lưới điện, làm méo lưới điện và buộc phải dùng đến biến áp lực. Chỉnh lưu hình tia 6 pha tuy chất lượng điện áp tốt nhưng việc chế tạo máy biến áp lực 6 pha tốn kém, phức tạp, giá thành cao nên phương án này cũng không khả thi. Như vậy chúng ta sẽ thiết kế phần chỉnh lưu cho bộ nguồn lò nấu thép dùng sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển, bao gồm: Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển đối xứng Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển không đối xứng Sau đây em xin phân tích cụ thể từng phương án và đi đến lựa chọn phương án cuối cùng để thiết kế chi tiết. 2.2.1. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển không đối xứng Sơ đồ nguyên lý:
Dạng điện áp và dòng điện:

Phân tích sơ đồ: Sơ đồ cầu 3 pha không đối xứng gồm 3 tiristor và 3 diode chia làm 2 nhóm: - Nhóm catot chung : T1, T3, T5 - Nhóm anod chung : D2, D4, D6 Điện áp các pha: Ua =
U2sin( Ub =
U2sin(( -
) Uc =
U2sin(( -
) Khi làm việc các diode chuyển mạch tự nhiên còn các tiristo chuyển mạch ở các thời điểm cấp xung điều khiển theo góc điều khiển (. Khi (60o sẽ xuất hiện các giai đoạn 2 van thẳng hàng cùng dẫn điện đồng thời T1-D4, T3-D6,T5-D2; khi đó dòng điện Id = 0 chỉ chảy trong tải mà không chảy về nguồn nên năng lượng được giữ ở tải không trả về nguồn. Ta có thể coi sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha không đối xứng tương đương 2 mạch chỉnh lưu hình tia: Chỉnh lưu hình tia 3 pha điều khiển gồm T1, T3, T5 có: UK =
= 1,17U2cos( Chỉnh lưu hình tia 3 pha không điều khiển gồm D2, D4, D6 có: UA =
= 1,17U2 Tổng hợp lại ta có: Chế độ và chức năng Điện áp trên mạch tải: Ud = UK + UA = 1,17U2(1 + cos() = 2,34U2.
= Udmax.
Chế độ hoạt động: chế độ chỉnh lưu với ( = 0 ( (, Ud = 0 ( Udmax Chức năng: ổn định điện áp và dòng ra tải bằng cách thay đổi ( Thông số chọn van: Điện áp ngược lớn nhất đặt lên van:
Dòng trung bình qua van: Iv = Id/3 Ưu nhược điểm của sơ đồ: - Ưu điểm: Mạch điều khiển đơn giản Hệ số cos( lớn - Nhược điểm: Không hoàn trả năng lượng về nguồn được khi 2 van thẳng hàng cùng dẫn điện Chất lượng điện áp thấp, hệ số đập mạch nhỏ (mđm=3) nên yêu cầu cao về bộ lọc. Làm lệch pha lưới điện khi thay đổi góc điều khiển 2.2.3. Chỉnh lưu điều khiển 3 pha đối xứng Sơ đồ nguyên lý:
Dạng điện áp và dòng điện
Phân tích sơ đồ: Sơ đồ cầu 3 pha đối xứng gồm 6 Tiristor, chia làm 2 nhóm : - Nhóm catot chung: T1, T3, T5 - Nhóm anod chung: T2, T4, T6 Điện áp các pha: Ua =
U2sin( Ub =
U2sin(( -
) Uc =
U2sin(( -
) Hoạt động của sơ đồ: Giả thiết T5, T6 đang cho dòng chảy qua VK = UC; VA = UB - Khi
cho xung điều khiển mở T1. Thyristor này mở vì Ua>0. Sự mở của T1 làm cho T5 bị khoá lại một cách tự nhiên vì Ua > Uc. Lúc này T6 và T1 cho dòng đi qua. Điện áp r a trên tải:
- Khi
cho xung điều khiển mở T2. Thyristor này mở vì T6 dẫn dòng, nó đặt
lên catot T2 mà Ub > Uc. Sự mở của T2 làm cho T6 khóa lại một cách tự nhiên vì Ub > Uc. Lúc này T2 và T1 cho dòng đi qua. Điện áp trên tải:
Các xung điều khiển lệch nhau
được lần lượt đưa đến các cực điều khiển của các thyristor theo thứ tự 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1,….Trong mỗi nhóm, khi 1 thyristor mở thì nó sẽ khoá ngay thyristor trước nó, như trong bảng sau: Thời điểm  Mở  Khoá   (1 = (/6 + (  T1  T5   (2 =3(/6 + (  T2  T6   (3 = 5(/6 + (  T3  T1   (4 = 7(/6 + (  T4  T2   (5 = 9(/6 + (  T5  T3   (6 = 11(/6 + (  T6  T4   Điện áp trên tải Ud = VK - VA là khoảng cách thẳng đứng giữa hai đường bao:
=
Chế độ và chức năng: Điện áp trên mạch tải: Chế độ hoạt động: - Chế độ chỉnh lưu với ( = 0 ( (/2, Ud = 0 ( Udmax - Chế độ nghịch lưu phụ thuộc với ( = (/2 ( (, Ud = -Udmax ( 0 Chức năng: ổn định điện áp và dòng ra tải bằng cách thay đổi ( Thông số chọn van: Điện áp ngược lớn nhất đặt lên van:
Dòng trung bình qua van: Iv = Id/3 Ưu nhược điểm của sơ đồ: - Ưu điểm: Chất lượng điện áp tốt nên việc thiết kế bộ lọc đơn giản, tiết kiệm. Có khả năng hoàn trả năng lượng về lưới tốt khi tải có tính chất cảm kháng. Dòng điện máy biến áp đối xứng khi thay đôỉ góc ( Nhược điểm: - Mạch điều khiển phức tạp nhưng có thể khắc phục được. - Dải điều chỉnh Ud hẹp - Hệ số sử dụng máy biến áp thấp hơn vì cosửba = cos ỏ Với máy biến áp, ta có Với máy biến áp điều chỉnh công suất Sba = 1,05*Pđmax Với máy biến áp có chức năng nguồn áp một chiều S ba =1,05* Pđmax*
2.3. Kết luận Qua việc phân tích hai phương án trên, ta thấy chọn sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển đối xứng là phù hợp nhất do đáp ứng được các yêu cầu đặt ra với những ưu điểm nổi bật: - Hiệu suất sử dụng máy biến áp tốt nhất trong các sơ đồ chỉnh lưu. - Chất lượng điện áp tốt nên thiết kế bộ lọc đơn giản, tiết kiệm. - Có khả năng hoàn trả năng lượng về lưới tốt nhất khi tải có tính chất cảm kháng. - Dòng điện thứ cấp máy biến áp đối xứng khi thay đổi góc ( nên không ảnh hưởng xấu tới các hộ tiêu thụ điện xung quanh. Với các thông số Dải điều chỉnh điện áp Ud = 154- 277v Điện áp định mức ra Ud = 277v Dòng điện ra Id = P/Ud = 200000/277= 722A CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN MẠCH LỰC Cỏc thụng số ban đầu Pt = 200 KW Ura = 500 V Ung =3*380V fra = 12000 Hz
Chọn thời gian phục hồi của van trong nghịch lưu là : tr = 20
s Gúc nghịch lưu nhỏ nhất : õmin =
tr = 2ù.1000.20.10-6 = 0,1256 rad → õ ≥ 0,1256 rad = 7,20 Thường õ gấp 2ữ 2,5 õmin Ta chọn õ = 200 Ta cú :


3.1.Tính toán bộ lọc Lọc bằng điện cảm rất phù hợp với tải công suất lớn vì công suất càng lớn thì điện trở tải Rt sẽ càng nhỏ và dễ dàng thực hiện điều kiện lọc tốt là XL>> Rt
(116_ĐTCS) Với mđm=6 chọn góc đk ỏ =100 → kđmv= 0,083 Chọn kđmr= 0,02 →
→
; với
Thay số vào ta được :
*Chỳ ý : Bộ lọc được làm mỏt bằng nước 3.2.Tính toán máy biến áp Chọn MBA 3 fa / 3 trụ đấu Y/Y, làm mỏt bằng khụng khớ tự nhiờn. S = ks.Pd = 1,05.200.103 = 210.103 (VA) = 210 (KVA) Để đảm bảo đưa ra đến tải điện ỏp 423V với dũng điện 472,8A thỡ ta cần phải bự cỏc sụt ỏp , vỡ vậy điện ỏp Ud thực tế cần cú là : Ud = Udo cos ỏ = Udđm+ ∆Ulưới+ ∆Uvan + ∑∆UR + ∑∆Uó chọn gúc ỏ = 100 – gúc dẫn dự trữ * Udđm= 422 V * ∆Ulưới : Sụt ỏp nguồn xoay chiều dưới trị số định mức ∆Ulưới =( 10% ữ 20%) Uf lưới = 10% .220=22 (V) * ∆Uvan : Sụt ỏp trờn cỏc van dẫn ( lấy tương đối = 1.75) ∆Uvan= 2.1,75 = 3,5 (V) ( sơ đồ cầu ) * ∑∆Ur : Sụt ỏp do thành phần 1 chiều dũng tải gõy ra bao gồm : + Sụt ỏp trờn điện trở dõy quấn MBA sơ đồ cầu ∆Urba= 2.Id.Rba với Rba= er . m U22/ S ba Chọn er = 2% vậy : ∆Urba
+ Sụt ỏp trờn dõy dẫn ( bỏ qua ) + Sụt ỏp trờn bộ lọc ∆Uloc=5ữ10% Uddm=5%.423=21,15 (V) * ∑∆Uó : Sụt ỏp do hiện tượng trựng dẫn. Chỉ xột điện cảm MBA ( bỏ qua điện cảm lưới điện ) ta cú ∑∆Uó = Kó.Xba.Id
Chọn ex = 8% vậy : ∑∆Uó
= 0.04Udo Vậy : Udocos10 = 423 + 22 + 3,5 + 0,01Udo + 21,1 + 0,04Udo Udo =502 (V) →
Hệ số MBA :
Dũng thứ cấp :
Dũng sơ cấp : I1
Cụng suất MBA : Sba = 210 (kVA) 3.3. Tớnh chọn van lực : * Ta có U2=214,7 V → Ung max=
Điện ỏp ngược van cần chọn : Ung van=Ku.Ung max Chọn Ku = 1,7 Ung van = 1,7. 526 =849(V) * Dũng trung bỡnh qua van : Itb van= Id/3 =472,8/ 3 = 157,6 (A) Dũng cho phộp qua van : Icp= Ki .Itbvan Chọn Ki = 1,6 Icp = 1,6 . 157,6 = 252,16 (A) *Trờn cơ sở cỏc thụng số Ung van và Icp ta chọn 6 Thyristor loai T15-100 với cỏc thụng số sau : Điện áp ngược Ung=1800 V Dũng cho phộp qua van Icp= 300 A Tốc độ biến thiên điện áp
Tốc độ biến thiờn dũng
Dòng điều khiển IGK =300 mA Điện áp điều khiển UGK = 4 V Điện ỏp rơi trờn van ∆U =1,6 V 3.4. Tớnh toỏn bảo vệ van : 3.4.1 . Bảo vệ quỏ nhiệt : Làm mỏt bằng nước tuần hoàn với lưu lượng 10lit/phỳt , nhiệt độ nước làm mỏt khoảng 250C 3.4.2.Bảo vệ quá dòng Do công nghệ chế tạo van bán dẫn phát triển nên khi chọn van ta đã chọn van có dòng điện định mức lớn hơn nhiều so với dòng điện làm việc do đó có thể bỏ qua sự quá dòng điện lâu dài .Vì vậy chúng ta chỉ cần xem xét các biện pháp bảo vệ quá dòng ngắn hạn cho van bán dẫn như trên hình và theo tính toán sau đây: *Dùng cầu chì bảo vệ: Cầu chì dùng để chống sự cố ngắn mạch • Nhóm cc1: Đặt ở l−ới điện có dòng định mức I1CC = 1,1.I2 = 1,1.386 = 424,6 A Chọn 3 cầu chỡ loại GSGB150 • Nhóm cc2: Mắc nối tiếp van có dòng điện định mức I2CC = 1,1.Itbvan = 1,1. 157,6 = 173,36 A Chọn 6 cầu chỡ loại GSGB75 • Nhóm cc3: Mắc sau bộ chỉnh l−u có dòng định mức I3CC = 1,1.Id = 1,1.472,8 = 520,08 A Chọn cầu chỡ loại GSGB200 Sơ đồ mạch lực
*Dùng Aptomat bảo vệ Aptomat dùng để đóng cắt mạch động lực, tự động ngắt mạch khi quá tải và ngắn mạch Tiristo, ngắn mạch đầu vào bộ biến đổi ( ngắn mạch sơ cấp máy biến áp). Chọn Aptomat có các thông số: Có ba tiếp điểm chính, Đóng cắt bằng nam châm điện. Dòng điện làm việc qua Aptomat: Ilv = I1 = 387,5A Dòng điện Aptomat cần chọn: Idm = 1,2.Ilv = 1,2 . 387,5 = 465A Chỉnh định dòng ngắn mạch. Inm = 2,5.Ilv = 2,5. 387,5 = 968,75 A Dòng quá tải. Iqt = 1,5.Ilv = 1,5. 387,5=581,25 A Thời gian tác động phải nhỏ t ≤10 ms Ta chọn loại NS350N do hóng Mergin Gerin (Phỏp ) chế tạo *Ngoài ra ng−ời ta còn lắp thêm cầu dao để cách ly khi sửa chữa Chọn cầu dao có dòng điện định mức ICD=1,1 . I1 =1,1 . 387,5 =426,25 A Chọn ICD = 500 A 3.4.3. – Bảo vệ quỏ ỏp cho van : * Bảo vệ xung từ điện áp lưới Ta thực hiện bằng cách mắc mạch RC nh− sau:
Chọn theo kinh nghiệm : R1p = 20 Ω; C1p = 3ỡF. *Bảo vệ quá điện áp cho quá trình đóng cắt Tiristo Ta thực hiện bằng cách mắc song song một mạch RC với Tiristo.
Khi có sự chuyển mạch các điện tích tích tụ trong lớp bán dẫn phóng ra ngoài tạo thành dòng điện ng−ợc trong khoảng their gian ngắn, sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện ng−ợc gây ra sức điện động cảm ứng rất lớn trong các điện cảm làm cho quá áp giữa Anod và Catod của Tiristo. Khi có mạch R2, C2 mắc song song với Tiristo tạo ra mạch vòng phóng điện tích trong quá trình chuyển mạch nên Tiristo không bị quá điện áp. Chọn theo kinh nghiệm : R2p = 40Ω , C2p = 2,2ỡF.