Представленные в табл. 6 сопротивления короткого замыкания являются одними из основных параметров трансформатора, существенно влияют на его конструкцию и массогабаритные показатели, а также параметры преобразователя. В двухобмоточном преобразовательном трансформаторе, ВО которого состоит из одной части и питает одну преобразовательную секцию, используется понятие сквозного короткого замыкания, которое определяет уровень аварийных токов, значение коэффициента мощности, а также изменение выпрямленного напряжения преобразователя в рабочих режимах. Требования к напряжениям короткого замыкания трансформаторов, имеющих ВО, расщепленную на две и более части, каждая из которых предназначена для питания отдельной преобразовательной секции, такие же, что и для трансформаторов с одной частью ВО и вытекают из необходимости ограничивать аварийный ток в трансформаторе и преобразовательной секции при коротком замыкании на шинах преобразователя, так как от его величины зависит электродинамическая и термическая стойкость трансформатора и преобразователя. Значение сквозного напряжения КЗ определяет также выбор уставок защиты электрооборудования. Если ВО трансформатора состоит из нескольких частей с одинаковой схемой соединения, увеличение сквозного сопротивления КЗ, вызванное требованием ограничения тока, приводит к росту потребления реактивной мощности и ухудшению коэффициента мощности преобразовательного агрегата. Если же ВО содержит несколько частей с разными схемами соединения, указанной зависимости может и не быть, так как потребление реактивной мощности зависит от сопротивления КЗ трансформатора в режиме коммутации. В наиболее распространенных сложных схемах преобразования, каковыми являются двенадцатифазные, одновременно коммутируют вентили половины преобразовательных секций, питаемые от частей ВО с одинаковой схемой соединения (при угле коммутации не более 30 эл. град.). Так как индуктивное падение напряжения преобразователя зависит от индуктивной составляющей напряжения КЗ коммутации, в значительной мере определяющего величины выпрямленного напряжения и коэффициента мощности агрегата, то требования к данному виду сопротивления КЗ трансформатора сводится к его минимизации. Из понятия напряжения КЗ коммутации следует, что в преобразовательном трансформаторе столько сопротивлений коммутации, сколько групп соединений обмоток имеет трансформатор. Как правило, существует требование к определенному соотношению этих сопротивлений коммутации, что связано с требованием обеспечить заданное деление тока между параллельными преобразовательными секциями, питающимися от частей с разными семами соединения. Для выравнивания тока между запараллеленными преобразовательными секциями, питающимися от частей ВО с одинаковой схемой соединения, должно выполняться требование равенства сопротивлений коммутации частей. Выполнение заданного соотношения между сопротивлениями коммутации частей позволяет трансформатору, питающему преобразователь с любой сложной схемой преобразования, осуществлять функцию делителя тока между преобразовательными секциями, обеспечить высокую нагрузочную способность агрегата, снизить потери от неравномерного деления тока. Наиболее часто встречающимся аварийным режимом короткого замыкания преобразовательного трансформатора в эксплуатации является короткое замыкание одной части ВО, развивающееся из «пробоя» вентиля преобразовательной секции. В этом случае аварийный ток короткого замыкания ограничивается сопротивлением частичного КЗ. Следовательно, величина напряжения частичного КЗ определяется необходимостью обеспечить электродинамическую стойкость трансформатора и необходимостью осуществить при пробое вентиля надёжную защиту преобразователя с помощью предохранителя, включенного последовательно с вентилем, либо другими защитными аппаратами.
И, наконец, последним видом напряжения короткого замыкания, к которому предъявляются нормированные требования, является напряжение КЗ расщепления, что объясняется двумя причинами. Первая из них обусловлена случаем, когда преобразователь питается от трансформатора, ВО которого расщеплена на несколько частей с разными схемами соединения, питающих преобразовательные секции, каждая из которых работает на свою нагрузку. Вторая — когда такие её преобразовательные секции запараллелены и работают на общую нагрузку. В первом случае независимая работа каждой преобразовательной секции от нагрузки любой другой может быть обеспечена при минимальном взаимном влиянии между частями ВО. Последнее приводит к требованию выполнения трансформатора с максимально возможными величинами индуктивных сопротивлений расщепления. Во втором случае, в агрегатах со сложными схемами преобразования (12-фазное и выше), когда преобразовательные секции за-параллелены на одну общую нагрузку, сопротивление расщепления играет роль ограничителя уравнительного тока между преобразовательными секциями. Этот уравнительный ток возникает из-за разности мгновенных значений выпрямленных напряжений преобразовательных секций, присоединенных частям вентильной обмотки, имеющим разные схемы соединения. Следует отметить, что в ограничении уравнительного тока между преобразовательными секциями кроме сопротивления расщепления участвует и сопротивление коммутации.
Таким образом, для ограничения уравнительного тока и уменьшения потерь от высших гармоник целесообразно увеличивать сопротивления расщепления и коммутации.
Внешняя характеристика преобразователя
Зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от среднего значения выпрямленного тока называют внешней характеристикой преобразователя, рис. 2. С увеличением тока нагрузки возрастают падения напряжения на элементах схемы и выпрямленное напряжение уменьшается. Падения напряжения делят условно на три составляющие: индуктивное падение напряжение
Рис. 2. Внешнее характеристики управляемого преобразователя.
В цепи коммутации AUX, активное падение напряжения AUn падение напряжения в вентилях выпрямителя AUe. Падение напряжения в вентилях считают не зависящим от тока нагрузки и принимают равными сумме падений напряжений всех последовательно включенных вентилей при протекании через них номинального тока.
Регулирование выпрямленного напряжения и стабилизация выпрямленного тока
Преобразователи, в зависимости от их назначения, работают в весьма разнообразных режимах. Во всех случаях, отклонение напряжения от номинального значения существенно влияет на технико-экономические показатели электрических установок. В условиях эксплуатации возникает необходимость поддерживать выпрямленное напряжение постоянным или меняющимся по определенному закону, а также стабилизировать в ряде случаев выпрямленный ток.