SU1132312A1 - Вакуумный выключатель переменного тока - Google Patents

Abstract

1. ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий основную вакуумную камеру с индукционнодинамическим приводом размыкани  контактов, две вспомогательные вакуумные камеры с индукционно-динамическими приводами замьшанн  и размыкани  контактов, предварительно зар жаемый гас щий конденсатор, предварительно зар жаемьй коммутирующий конденсатор и два тиристора, причемкатушка индукционно-динамического привода замыкани  первой вспомогательной вакуумной камеры через первый тиристор подключена параллельно предварительно зар жаемому коммутирующему конденсатору, о тличающийс   тем, что, с целью повышени  коммутационной способности, быстродействи  и надежности, выключатель снабжен токоограничивающим резистором, дросселем насьщени , катушкой индуктивности , вторым предварительно зар жаемым коммутирующим конденсатором , двум  датчиками максимального тока, блоком временной задержки и двум  блоками усилени  и формировани  импульсов управлени  тиристорами , причем перва  вспомогательна  вакуумна  камера,предварительно зар жаемый гас щий конденсатор, катушка индуктивности и втора  дополнительна  вакуумна  камера соединены последовательно, указанна  последовательна  цепь включена параллельно основной вакуумной камере, токо- ограничивающий резистор и дроссель насьш ени  соединены последовательно и шунтируют последовательно соеди ненные первую вспомогательную вакуумную камеру, предварительно зар женный гас ш 1й конденсатор и ка- § тушку индуктивности, катушка индукци онно-динамического привода размыкани  основной вакуумной камеры вклю ,чена параллельно катушке индукционно динамического привода замыкани  первой вспомогательной вакуумной камеры , в контур, содержащий параллельно соединенные указанные катушки, первый тиристор и первый предвари ,тельно, зар жаемый коммутируищий конденсатор , включен первый датчик максимального тока, катушка индукщйоннодинамического привода размыкани  второй вспомогательной вакуумной камеры через второй тиристор подключена параллельно второму предварительно зар жаемому коммутирующему конденсатору , управл ющий электрод первого тиристора через первый блок усилени  и формировани  импульсов управлени  соединен с выходом второго датчика максимального тока, включенного в цепь основной вакуумной камеры, управл ю1ций электрод второго тиристора через второй блок

Description

усилени  и формировани  импульсов управлени  соединен с выходом блока временной задержки, вход которого подключен к выходу первого датчика максимального тока.

2. Выключатель по п. 1, отличающийс  тем, что него введены зар дный резистор и диод, причем зар дный резистор и диод соединены последовательно и включены между точкой соединени  первой вспомогательной вакуумной камеры и гас щего конденсатора и заземл ющим выводом выключател .

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к аппаратам пе ременного тока, с вакуумными камерам Известны выключатели такого рода содержащие основную и вспомогательную камеры, предварительно зар женный гас щий конденсатор и катушку индуктивности в контуре, щунгирующе контакты С 13. Недостатком такого выключател   вл етс  высокий уровень перенапр жени  гас щей емкости в момент откл чени  сильноточных индуктивных цепей Такой выключатель может использоват с  только дл  отключени  цепи посто нного тока. Известно также устройство дл  бе дуговой коммутации цепей переменного тока. Содержащее основную вакуумную камеру с индукционно-динамическим приводом размыкани  контактов и две вспомогательные вакуумные камеры с индукционно-динамическим приводом замыкани  и размьжани  контактов, гас щий конденсатор с предварительным зар дом и тиристоры в отдельной цепи с ком сутирующей емкостью, Недостатком этого устройства  вл етс  низка  коммутационна  способ ность в услови х высоковольтных цеп х с индуктивной нагрузкой ввиду включени  катушек индукционно-динамического привода и тиристоров в цепь гас щего конденсатора, недостаточное быстродействие при размы кании цепи тока основной вакуумной камерой только после замыкани  контактов вспомогательной вакуумной камеры в шунтирующей цепи, а также низка  надежность вследствие возможности повторного загорани  дуги при размыкании контактов основной вакуумной камеры при переходе в них тока через нуль в случае резкого изменени  тока в цепи нагрузки. Целью изобретени   вл етс  повышение коммутационной способности, быстродействи  и надежности выключател  . Указанна  цель достигаетс  тем, что в вакуумньш выключатель переменного тока, содержащий основную вакуумную камеру с индукционно-динамическим приводом размыкани  контактов,две вспомогательные вакуумные камеры с индукционно-динамическими приводами замыкани  и размыкани  контактов,предва рительно зар жаемый гас щий конденсатор , предварительно зар жаемый коммутирующий конденсатор и два тиристора , причем катушка индукционнодинамического привода замьжани  первой вспомогательной вакуумной камеры через первый тиристор подключена параллельно предварительно зар жаемому коммутирующему конденсатору, введены токоограничивающий резистор, дроссель насыщени , катушка индуктивности , второй предварительно зар жаемый коммутирующий конденсатор, два датчика максимального тока, блок временной задержки и два блока усилени  и формировани  импульсов управлени  тиристорами,причем перва  вспомогательна  вакуумна  камера, предварительно зар жаемый конденсатор, катушка индуктивности и втора  дополнительна  вакуумна  камера соединены последовательно, указанна  последовательна  цепь включена параллельно основной вакуумной камере, токоограничивающий резистор и дроссель насыщени  соединены последовательно и шунтируют последовательно соединенные, первую вспомогательную вакуумную камеру, предварительно зар жаемый гас щий конденсатор и катушку индуктивности , катушка индукционно-динамического привода размыкани  основной вакуумной камеры включена параллельно катушке индукционно-динамического привода замыкани  первой вспомогательной вакуумной камеры, в контур, содержасций параллельно соединенные указанные катушки, первы тиристор и первый предварительно зар жаемый коммутирующий конденсатор, включен первый датчик максимального тока, катушка индукционно-дйнамического привода размыкани  второй вспомогательной вакуумной камеры через второй тиристор подключена парал лельно второму предварительно зар жаемому коммутирующему конденсатору управл ющий электрод первого тиристо ра через первый блок усилени  и форм ровани  импульсов управлени  соедине с выходом второго датчика максимального тока, включенного в цепь основной вакуумной камеры, управл ющий электрод второго тиристора через второй блок усилени  и формировани  импульсов управлени  соединен с выходом блока временной задержки, вход которого подключен к выходу nep вого датчика максимального тока. Кроме того.в устройство введены зар дный резистор и диод, причем зар дный резистор и диод соединены последовательна и включены между точко соединени  первой вспомогательной вакуумной камеры и гас щего конденса тора и заземл ющим выводом выключател  . На чертеже изображена принципиаль на  схема выключател . . Выключатель содержит основную вакуумную камеру 1, к которой подключен шунтирующий контур, состо щий из контактов первой вспомогательной камеры 2, предварительно зар женного конденсатора 3 катушки 4 индуктивно ти и контактов второй вспомогательной вакуумной камеры 5. К контактам основной вакуумной камеры 1 через контакты второй вспомогательной вакуумной камеры 5 подключена также цепь, состо ща  из дроссел  6 насыщени  и токоограничивающего резисто ра 7. Катушка индукционно-динамичес кого привода размыкани  основной ва куумной камеры 8 и замыкани  контак тов первой вспомогательной вакуум1 124 ной камеры 9 включены параллельно или последовательно в отдельном контуре с коммутирующим конденсатором 10 с предварительным зар дом через тиристор 11 и датчик 12 максимального тока. Катушка индукционно-динамического привода размыкани  второй вспомогательной вакуумной камеры 13 включена через тиристор 1А в контур с отдельной коммутациенной емкостью 15, причем катоды обоих тиристоров присоединены к минусовым выводам предварительно зар женных коммутирующих конденсаторов 10 и 15. Управл ющий электрод тиристора 11 подключен к выходу датчика максимального тока 16 через блок 17 усилени  и формировани  импульса на отключение выключател  . Управл ющий электрод тиристора 14 подключен к выходу датчика максимального тока через блок временной задержки 18 и блок 19 усилени  и формировани  импульса управлени  размыкани  контактов второй вспомога тельной вакуумной камеры 5. Дл  осуществлени  предварительного зар да к минусу гас щего конденсатора подключена цепочка, состо ща  из диода 20 и резистора 21, котора  вторым концом подключена к заземп ющему выводу.Выключатель работает следующем образом. При отключении выключател  в автоматическом режиме срабатывает дат-чик максимального тока от заданной уставки по току, импульс которого усиливаетс  блоком 17 и подаетс  на управл ющий электрод тиристора 11. При отпирании тиристора 11 предварительно зар женный конденсатор 10 разр жаетс  на катушку 8 и 9 индукционнр-дннамического привода размыкани  контактов основной вСкуумной камеры 1 и замыкани  контактов первой вспомогательной вакуумной камеры 2. После замыкани  контактов первой вспомогательной вакуумной камеры предварительно зар женный гас щий конденсатор 3 разр жаетс  в колебательном контуре, образованном в цепи через катушку индуктивности 4, замкнутый контакт второй вспомогател1 ,ной вакуумной камеры 5 и размыкающеес  с кратковременной дугой контакты основной вакуумной камеры 1, котора  гаснет под воздействием энергии встречного разр да гас щего конденса5 тора. Если направление тока отключе ни  и тока разр да гас щего конденсатора совпадают, то гашение дуги происходит после перезар да гас щег конденсатора 3 с частотой собственных колебаний в гас щем контуре вьш частоты сети переменного тока. Посл гашени  дуги, между контактами основной вакуумной камеры ток протека ет в шунтирующую цепь с гас щим кон денсатором 3, дросселем 6 насыщени  и токоограничивающм резистором 7, причем дроссель 6 насыщени  предотвращает разр д гас щего конденсатора контуре позиции(3-4-7-6-2)после замыкани  контактов первой вспомогательной вакуумной камеры 2. При срабатывании датчика 12 максимального тока в цепи катушек 8 и 9, кот рый вьиает импульс на вход блока 18 временной задержки, рассчитанной на врем , достаточное дл  перетекани  тока из контактов основной вакуумной камеры в шунтирующую цепь и полного тока ограничени . Из блока 18 импульс подаетс  на вход блока,19 формировани  и усилени , затем на управл ющий электрод тиристора 14, при отпирании которого срабатывает катушка индукционно-динамического привода 13 при разр де коммутирующего конденсатора 15, при этом размыкаютс  контакты второй вспомогательной вакуумной камеры 5. Процесс выключени  заканчиваетс  лри подходе тока через контакты вспомогательной вакуумной камеры 5 к нулю. Размыкание контактов второй вспо могательной вакуумной камеры 5 вбли зи нул  тока обеспечиваетс  схемой автоматики управлени , включающей элементы: датчик 12 максимального тока, блок 18 временной задержки, блока 19 формировани  и усилени  им пульсов управлени  тиристором 14, а также индуюционно-динамического при вода с катушкой 15, котора  осущест вл ет размыкание второй вспомогател ной вакуумной камеры 5. Выключатель предназначен как дл  работы в автоматичеком режиме с це12 лью защиты цепи от воздействи  токов короткого замыкани , так и дл  оперативного отключени  нагрузок с частыми . коммутаци ми, в частности он будет использован в сет х 6-10 кВ дл  электроснабжени  сталеплавильных печей . Кроме того, выключатель может быть использован дл  защиты полупроводниковых подстанций от ненормальных режимов в подземных сет х шахтной электровозной откатки. Высока  коммутационна  способность и быстродействие обеспечиваютс  наличием в цепи шунтирующего контура токоограничивающего резистора и независимо от сетевого напр жени  индукционно-динамического привода замыкани  и размыкани  вакуумных камер. Выключатель обеспечивает снижение уровн  коммутационных перенапр жений на гас щей емкости ввиду шунтировани  ее в момент коммутации токоограничивающим резистором и окончательного отключени  второй вспомогатель|ной вакуумной камерой переменного тока, ограниченного этим резистором при размыкании контактов вблизи нул  отключаемого сетевого тока. Кроме того, выключатель реагирует на определенньш уровень уставки тока срабатьгоани  и, тем самым, обеспечивает устойчивое соотношение временных параметров при коммутации, реагиру  мгновенно на отключение при наличии аварийного тока, исключа  врем  вьщержки начала размь1кани  контактов основной ваку5гмной камеры, его перехода вблизи тока нул , как этого требуют услови  синхронной коммутации . Выключатель обладает повышенной надежностью ввиду отсутстви  тиристоров в качестве ключевых элементов в.силовой высоковольтной цепи . Применение выключател  в электроустановке с частыми коммутаци ми больших токов и коротким замыканием позволит повысить эффективность технологических процессов и увеличить срок службы силовых схем электрооборудовани  .

/б

17

©

-.-h

f9

/J

Claims (2)

1. ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий основную вакуумную камеру с индукционнодинамическим приводом размыкания контактов, две вспомогательные вакуумные камеры с индукционно-динамическими приводами замыкания и размыкания контактов., предварительно заряжаемый гасящий конденсатор, предварительно заряжаемый коммутирующий конденсатор и два тиристора, причем· катушка индукционно-динамического привода замыкания первой вспомогательной вакуумной камеры через первый тиристор подключена параллельно предварительно заряжаемому коммутирующему конденсатору, о тличающийс я тем, что, с целью повышения коммутационной способности, быстродействия и надежности, выключатель снабжен токоограничивающим резистором, дросселем насыщения, катушкой индуктивности, вторым предварительно заряжаемым коммутирующим конденсатором, двумя датчиками максимального тока, блоком временной задержки · и двумя блоками усиления и формирова- ния импульсов управления тиристорами, причем первая вспомогательная вакуумная камера,предварительно заряжаемый гасящий конденсатор, катушка индуктивности и вторая дополнительная вакуумная камера соединены последовательно, указанная последовательная цепь включена параллельно основной вакуумной камере, токоограничивающий резистор и дроссель насыщения соединены последовательно и шунтируют последовательно соединенные первую вспомогательную вакуумную камеру, предварительно заряженный гасящий конденсатор и катушку индуктивности, катушка индукционно-динамического привода размыкания основной вакуумной камеры вклю,чена параллельно катушке индукционнодинамического привода замыкания первой вспомогательной вакуумной камеры, в контур, содержащий параллельно соединенные указанные катушки, первый тиристор и первый предварительно. заряжаемый коммутирующий конденсатор, включен первый датчик максимального тока, катушка индукционнодинамического привода размыкания второй вспомогательной вакуумной камеры через второй тиристор подключена параллельно второму предварительно заряжаемому коммутирующему конденсатору, управляющий электрод первого тиристора через первый блок усиления и формирования импульсов управления соединен с выходом второго датчика максимального тока, включенного в цепь основной вакуумной камеры, управляющий электрод второго тиристора через второй блок усиления и формирования импульсов управления соединен с выходом блока временной задержки, вход которого подключен к выходу первого датчика максимального тока.

2. Выключатель по π. 1, отличающийся тем, чтов него вве дены зарядный резистор и диод, причем зарядный резистор и диод соединены последовательно и включены между точкой соединения первой вспомога тельной вакуумной камеры и гасящего конденсатора и заземляющим выводом выключателя.