Выключатель постоянного тока

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к коммутационным аппаратам. Каждый разрыв или отдельные группы разрывов шунтированы цепочками 19, 20 из индуктивности 17, 18 и емкости 15, 16, а также высоконелинейными резисторами. Все или часть разрывов выключателя имеют вспомогательный неподвижный контакт 9, 10, к которому присоедиГ9 , нена указанная цепочка. Другим концом цепочка присоединена к ocнoвнo ry неподвижному контакту 3, 4. Подкл очение цепочки и начало процесса гашения дуги производятся в тот момент, когда подвижный контакт приходит в соприкосновение с вспомогательным неподвижным контактом 9, 10. Расстояние между основным и вспомогательным неподвижными контактами различно в различных разрывах или группах разрывов, благодаря чему гашение дуги в них происходит поочередно и поочередно отключаемый ток переходит в шунтирующие резисторы. Благодаря слабой зависимости напряжения на резисторах от протекаемого тока происходит снижение отключаемого тока к моменту гашения дуги в каждой последующей группе разрывов, что позволяет для каждой последующей группы рывов применять меньшие значения шунтирующих емкостей. 1 ил. с (Л со О5 сл О5 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

65164 А1 (191 1111 (51)4 H 01 Н 33/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4076153/24-07 (22) 05.05.86 (46 ) 07.01.88. Бюл. М 1 . (71) Всесоюзный электротехнический институт им. В.И.Ленина (72) К.И.Серяков, В.Г.Егоров и В.P.Ãåð÷èêîâ (53) 621.316.524(088.8) (56) Vithavathil I Bachmann B.

HVDc circuit breaker development.

October, 24-24, 1983, Philadelphia, США (54) В11КЛ10ЧАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к области электротехники, в частности к коммутационным аппаратам. Каждый разрыв или отдельные группы разрывов шунтированы цепочками 19, 20 из индуктивности 17, 18 и емкости 15, 16 а также высоконелинейными резисторами.

Все или часть разрывов выключателя имеют вспомогательный неподвижный контакт 9, 10, к которому присоедииена укаэанная цепочка. Другим концом цепочка присоединена к основному неподвижному контакту 3, 4. Подключение цепочки и начало процесса гашения дуги производятся в тат момент, когда подвижный контакт приходит в соприкосновение с вспомогательным неподвижным контактом 9, 10. Расстояние между основным и вспомогательным неподвижными контактами различно в различных разрывах или группах разрывов, благодаря чему гашение дуги в них происходит поочередно и поочередно отключаемый ток переходит в шунтирующие резисторы. Благодаря слабой зависимости напряжения на резисторах от протекаемого тока происходит снижение отключаемого тока к моменту гашения дуги в каждой последующей группе разрывов, что позволяет для каждой последующей группы разрывов применять меньшие значения шунтирующих емкостей. 1 ил.

1365164 разом.

После подачи команды на отключение разрывные контакты 3, 5 и 4, 6 расходятся и между ними зажигается дуга. При достюкении контактом 11 контакта 9 дуга н дугогасительном устройстве 1 шунтируется колебательным контуром, состоящим из емкости

15 индуктивности 16. В цепи, содержащей дугу, емкость и индуктивность, возникает колебательный ток, который суммируется в Лугогасительном уст50

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационной аппаратуре высокого напряжения, и предназначено для коммутации посто5 янного тока.

Цель изобретения — снижение емкости шунтирующих конденсаторов, снижение стоимости выключателя, повышение его надежности и уменьшение коммутационных перенапряжений.

На чертеже представлена схема выключателя постоянного тока с двумя дугогасительными устройствами.

В дугогасительных устройствах 1 и

2 имеются неподвижные разрывные контакты 3 и 4 и поднижные разрывные контакты 5 и 6. Токоподвод к неподвижным контактам осуществляется через вводы 7 и 8. Имеются также дополнительные неподвижные включающие контакты 9 и 10 и дополнительные подвижные включающие контакты ll и 12. Токоподнод к неподвижным включаищим контактам осуществляется через вводы 13 и 14, рассчитанные только на напряжение горения дуги. Оба дугогасительных устройства соединены последонательно. Параллельно каждому из них включены колебательные контуры, состоящие из емкостей 15 и 16 и индуктинностей 17 и 18 и предназначенные для создания искусственных нулей тока н дугогасительных устройствах в процессе отключения постоянного тока. Колебательные контуры под- 35 соединены через вноды 7, 8 и 13, 14 к неподвижным контактам 3, 4 и 9, 10.

Дугогасительные устройства шунтированы также нелинейными резисторами 19 и 20. Оба дугогасительных устройства

40 имеют идентичные характеристики размыкания разрывных контактов, однако расстояние Я, между дополнительными контактами 11 и 9 в устройстве 1 меньше, чем расстояние S; между контак- 45 тами 12 и 10 в устройстве 2.

Выключатель работает следующим обройстве 1 с отключаемым постоянным током. При достижении суммарным током нулевого значения происходит гашение дуги в дугогасительном устройстве 1 и ток после заряда емкости 15 до напряжения, равного падению напряжения в резисторе 19 при этом токе, перебрасывается в резистор 19. При отключении номинального тока отключения I напряжение на резисторе будет равно kUn,/N, причем число взрывов и в первой группе выбрано таким образом, чтобы выполнялось условие

kUn,/N>U. Так как напряжение на выключателе превосходит напряжение

1 источника, ток начнет снижаться до значения I,, определяемого вольт-амперной характеристикой резистора

I/I „=(kn /N) .

Спад тока к I происходит асимптотически. Время снижения перенапряжения приблизительно в 2 раза определяется выражением at „=I.I/aU„, где !1,=

=kn U/N; U — перенапряжение на выключателе сразу после гашения дуги в первой группе дугогасительных уст-ройств.

Расчеты показывают, что спустя время, равное 2at „, напряжение на выключателе практически уже не отличается от напряжения источника, а ток близок к I . Эта временная выдержка осуществляется, если разность расстояний между контактами Б -S, больше чем ч,. Спустя время, не меньшее, чем at происходит включение контактов 12 и 10 дугогасительного устройства ?, н результате чего в колебательном контуре, содержащем емкость 16, индуктивность 18 и дугу между контактами 4 и 6, развивается колебательный процесс и происходит гашение дуги. Но так как отключаемый ток к этому моменту времени стал меньшим, для его отключения потребуются меньшие значения шунтирующей емкости.

Выключатель постоянного тока может содержать число групп дугогасительных устройств большее, чем два.

При соответствующей разнице в расстоянии между вспомогательными контактами, определяемой выражением

4Sp>ч?Л>,!dU<, где aU<=kn 1!/N — перенапряжение на выключателе при включении 1-й группы резисторов, а ток в сети к этому моменту времени, отключаемый ток н 1-й груп1353154

15

25

35

50 где v

U и

N пе будет меныце н сравнении с преЛЬ>дущей, что поэноли г иметь в этой группе шунтируюшую цепь с меньшей емкостью. Такое последонательное от5 ключение способствует также еще большему огранич«нию перенапряжения на выключателе.

Преимущества выключателя можно проиллюстрировать на примере ныключателя t 750 кВ, каждый полюс которого содержит шесть разрывов, разделенных на две группы, по четыре и два разрыва. Пусть при отключении номинального тока отключения допустимая кратность напряжения на разрыве достигает 1,.7. В этом случае, если первой отключается группа из четырех разрывов, после гашения дуги на резисторе возникает напряжение, равное

U„4.1,7=1,13 где U

l напряжение источника, При вольт-амперной характеристике резистора, описываемой уравнением =-сопнт.Т " ", при снижении напряжения с 1,13 U„„ до

11„ ток снизится более чем в 20 раэ.

Этот уменьшенный ток необходимо отключать второй группе разрывов. Как показывают расчеты, необходимая ь.я этого емк .-.ть (отнесенная к единичному разрыву,, уменыпается более чем в 20 раз, т.е. станонится малой добавкой к емкости паря и группы. Таким образом, в рэссMr3 раином случае экономия н необходимых цля отключения конденсаторах является почти полуторной.

Дополнительная экономия в стоимости выключателя г оянляется также за счет отказа от специальных нключающих аппаратов,я известном устрой-стве шесть вакуумных дугогасительных камер)и специальных устройств управления включающими аппаратами. Исключение из конструкции таких аппаратов 45 повышает такж надежность всего ныключателя в целом, Преимуществом выключателя является также снижение коммутационных перенапряжений в линии, возникающих при отключении тока. В рассмотренном случае при отключении тока первой группой разрывов кратность перенапряжения составляет 1,13, а при отключении второй группой будет равна

1+ — -1,7=1,57, что меньше перенапряжений, возникающих на выключателе при одновременном включении шунтирующих конденсаторов, как это сделано н известном устройстве. Еще большее ограничение перенапряжения будет при трехступенчатой работе выключателя.

В этом случае второй и третьей группами разрывов будут соответственно пятый и шестой разрывы. При их последонательном отключении перенапря1 жение будет равно 1+ — 1,7=1,28.

Формула изобретения

Выключатель постоянного тока, содержащий по крайней мере два дугогаситепьных устройства с разрывными контактами, по крайней мере. один из которых в каждом устройстве является подвижным, шунтирующие нелинейные резисторы и шунтирующие конденсаторы, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью снижения емкости шун гпрующих конденсаторов, снижения сгоимости выключателя, повышения его надежности и уменьшения коммутационных перенапряжений, укаэанные дугогасительные устройства соединены последовательно, образуя группы, по крайней мере в одном из дугогасительных устройств из каждой группы недены дополнительный ввод и дополнительный неподвижный контакт, а на контактодержателе подвижного разрывного контакта расположен дополнительный подвижный контакт, причем расстояние между дополнительными подвижными и неподвижными контактами н (1+1 ) -й группе дугогасительньгх устройств больше соответствующего расстояния в 1-й. группе на Л Б, определяемое выражениями уLI

dS > - — - — -» при 1=1; ц(к, /Й-1) vLI " 17Кп 7N 77Кп 7И17 пР

vLI

8S

1 =!

Б(кп,/И)(кп,/N) П (1+Кп, /N) при 1>2, *2 скорость движения контактов; индуктивность линии; номинальный ток отключения напряжение источника; число разрывов в 1-й группе; полное число разрывов н выключателе;

5 1 365164

1=сон",t, Составитель В.Попова

Редактор Н.Егорова Техред М.Ходанич Корректор А.Обручар

Заказ 6619/46

Тираж 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 допустимый коэффициент перенапряжения на одном разрыве показатель степени в вольтамперной характеристике резистора; а шунтирунние конденсаторы присоединены к вводам неподвижных разрывных контактов и дополнительных неподвижных контактов.