Каждая преобразовательная секция состоит в зависимости от типа агрегата из одной или нескольких вентильных секций и щита управления.
Каждая вентильная секция состоит из одного или двух силовых шкафов и шкафа ввода. В каждом силовом шкафу расположены 24 вентильных блока серии БВП (рис. 19). Силовой шкаф собран из трех кассет, в каждую из которых вставляют восемь тиристорных блоков, соединяющихся с одной фазой вентильной обмотки (четыре блока спереди и четыре сзади). Конструкция силового шкафа обеспечивает точность деления тока (с учетом делителей тока) между блоками не хуже ±2,5%).
Кассета (рис. 20) представляет собой коробчатую конструкцию, состоящую из двух пластмассовых рамочных оснований и боковых изоляционных щек. На нижнем основании установлены ответные гнездовые колодки штепсельных разъемов управления и отверстия-гнезда блочных штырей-ловителей. В центральной части кассеты по горизонтальной оси ее симметрии между изоляционными стенками установлен шинный блок, представляющий собой сборку положенных плашмя друг на друга и изолированных между собой прокладками шин. На шинах в определенном порядке установлены контактные ножи — ответные части силовых губчатых разъемов, установленных в вентильных блоках. Блоки при установке в кассету сочленяются силовыми разъемами с шинным блоком, образуя ту электрическую схему, которая задана конструкцией шинного блока. Выводы шинного блока для подсоединения к внешней сборной ошиновке выходят за пределы кассеты через окно в одной из изоляционных щек. При индивидуальном охлаждении над вентильными блоками находится вентилятор.
Рис. 19. Силовая вентильная секция:
а — двухшкафная: б — одношкафная
В шкафу ввода крепят сборную ошиновку преобразовательной секции. Внутри шкафа ввода производится также пересоединение шин для обеспечения необходимого соединения вентильных мостов, находящихся в крайних шкафах.
Шкаф ввода может иметь различные варианты подвода сборной ошиновки: подвод переменного и постоянного тока сверху, подвод переменного и постоянного тока снизу, подвод переменного тока сверху и постоянного тока снизу, подвод постоянного тока сверху и переменного тока снизу.
На двери шкафа ввода расположены измерительные приборы, автоматический выключатель вентилятора и лампочки сигнализации.
Для нереверсивных агрегатов на 1600 и 2500 А, имеющих мостовую схему выпрямления, вентильная секция состоит из одного силового шкафа и шкафа ввода (см. рис. 19,6).
Охлаждение силовых шкафов. При прохождении через тиристор рабочего тока в нем теряется определенное количество энергии, которое частично идет на нагрев прибора, а частично отводится во внешнюю среду. Вследствие малой теплоемкости кремниевой
структуры, в которой происходит основное тепловыделение, требуется ограничение даже кратковременных перегрузок и интенсивное охлаждение прибора. В противном случае нагрев полупроводниковой структуры может превысить допустимое значение и привести к выходу из строя тиристора.
Рис. 20. Кассета силовой части двухстороннего заполнения на восемь втычных блоков со сборной ошиновкой: I — каркас; 2 — шинный блок; 3 — контактные ножи
В каждом тиристоре типа Т2-320 (T3-320) при номинальной загрузке потребляется мощность около 0,15 кВт. В силовом шкафу вентильной секции установлено 48 тиристоров, поэтому потери в нем (с учетом потерь в предохранителях, индукционных делителях и силовой ошиновке) составляют около 10 кВт. Для обеспечения надежной работы в преобразователях серий ТПЗ и ТПРЗ применено принудительное воздушное охлаждение. Температура охлаждающего воздуха должна быть не более 40 °С, содержание нетокопроводящей пыли не более 0,7 мг/м3. Расход воздуха на одну вентиляционную шахту 3000 м3/'ч, перепад давления не более 300 н/м2, направление потока воздуха, подаваемого в вентиляционную шахту, — снизу вверх, перепад температур входящего и выходящего воздуха не более 14 "С.
В преобразователях применены два варианта системы охлаждения: индивидуальная с помощью вентиляторов, встроенных в каждую вентиляционную шахту, или централизованная (при охлаждении всех вентильных секций общим выносным вентилятором). При этом внешняя вентиляционная система в поставку завода — изготовителя преобразователей не входит.
Независимо от выбранного варианта в силовом шкафу применена единая конструкция внутренней системы охлаждения. При помощи изоляционных панелей и встроенных блоков БВП в шкафу создана вентиляционная шахта, которая пластмассовыми стенками блоков как бы разделена на три вертикальных отсека. В крайних отсеках один под другим расположены тиристоры, радиаторы которых создают благоприятные условия для протекания воздушного потока. В центральном отсеке ярусами (по фазам А, В и С) расположены остальные элементы вентильных цепочек — предохранители, индукционные делители тока, силовые разъемы и соединительная ошиновка. Скорость воздушного потока между ярусами при этом меньше, чем в крайних отсеках. В стенках, отделяющих центральный отсек от крайних, между ярусами имеются окна. Вентиляционная шахта выполнена герметичной и подсоединена к вытяжной вентиляционной системе. При работе преобразователя все элементы вентильных цепочек и соединительная ошиновка обдуваются воздушным потоком, проходящим по вентиляционной шахте. В центральном отсеке в местах сосредоточения элементов вентильных цепочек сопротивление прохождению охлаждающего воздушного потока больше, чем в крайних отсеках. В результате этого среднее значение скорости воздушного потока в крайних отсеках выше, чем в центральном. Эта разница скоростей особенно велика в тех сечениях шкафа, где в центральном отсеке имеются участки, свободные от элементов вентильных цепочек, т. е. между ярусами. Благодаря этой существенной разнице скоростей и как следствие давлений через окна в стенках центрального отсека происходит подсос воздуха в крайние отсеки. Подсос воздуха из центрального отсека приводит к тому, что скорость воздуха в крайних отсеках увеличивается от одного яруса центрального отсека к другому, перепад температур охлаждающего воздуха по высоте шкафа уменьшается. В результате этого все тиристоры оказываются практически в одинаковых температурных условиях.
При такой компоновке все элементы вентильных цепочек также находятся в потоке охлаждающего воздуха.
Щит управления состоит из трех (рис. 21, а) или двух ( рис. 21, б) шкафов каркасного типа двухстороннего обслуживания. Для агрегатов, собранных по мостовой схеме, используется ЩТУ из двух шкафов, для остальных —- из трех шкафов.
В двух крайних шкафах расположена блочная система управления и блоки конденсаторов и вентилей. В среднем шкафу установлены трансформаторы, сборки сопротивлений и зажимные рейки цепей управления. На двери этого шкафа расположены измерительные приборы, кнопки, ключи управления и автоматические выключатели.
Все щиты управления преобразователем для защиты обслуживающего персонала снабжены блокировкой.
Системы управления имеют блочную конструкцию, состоящую из кассет коробчатого типа, жестко закрепленных на раме шкафа, и блоков управления, установленных в кассеты с лицевой стороны шкафа и сочлененных с цепями управления при помощи прямоугольных штепсельных разъемов. Обзор и обслуживание розетки штепсельного разъема, установленного на задней панели кассеты, и сборных блоков с зажимами производится через проем двери обратной стороны шкафа.
Форма и габариты основных элементов систем управления выбраны из условия рационального использования объема преобразовательного шкафа, содержащего также узлы защиты от перенапряжений (блоки вентилей и конденсаторов) и другие функциональные узлы. Лицевая панель блока с вынесенными на ее поверхность элементами и обрамление кассеты сочетаются с соответствующими деталями вентильных блоков. Кассета допускает установку блоков управления двух типов — одинарных и сдвоенных — в любой комбинации, но не более четырех одинарных блоков.
Металлоконструкция (каркас) блока также имеет два исполнения — одинарное и сдвоенное. Сдвоенный каркас состоит из двух одинарных.
Одинарный каркас состоит из двух силуминовых рамок, четырех скоб, перфорированного днища и передней крышки. Все элементы соединены между собой винтами в коробчатую систему. На передней крышке находятся ручка для установки блока и невыпадающий винт для его фиксации в кассете. На задней рамке установлены два штыря-ловителя и имеются отверстия для крепления вилки штепсельного разъема. Перфорация на скобах выполнена с определенным шагом и служит для крепления направляющих втычных ячеек управления, розеток штепсельных разъемов и тяжелых элементов (трансформаторы, реле и т. д.).
В верхней части каркаса к передней и задней силуминовым рамкам крепится штампованная рейка для фиксации втычных ячеек в блоке.
