Устройство для синтетических испытаний выключателя с воспроизведением апериодической составляющей тока отключения

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для синтетических испытаний выключателей переменного тока высокого напряжения. Цель изобретения - повышение достоверности испытаний и надежности устройства. В начальный момент контакты аппаратов 5,12 и 17 разомкнуты, а 6,11,15 и 19 замкнуты. Контакты испытуемого выключателя, подключенного к выводам 23 и 24, также замкнуты. При проведении опытов замыкаются контакты аппарата 5 и происходит заряд индуктивного накопителя энергии 16. Затем размыкаются контакты аппарата 6, замыкаются контакты 17 и начинают размыкаться контакты блока 15, на которых загорается дуга. Под действием падения напряжения дуги в блоке 15 ток в контуре 13 снижается, и индуктивный накопитель 16 разряжается на испытуемый выключатель. После погасания дуги на контактах 15 выпрямитель 14 отсоединяется от накопителя 16. Затем включаются контакты 12, и в контуре 25 наводится переменный ток. С этого момента через испытуемый выключатель проходит суммарный ток контуров 16 и 25. В требуемый момент времени размыкаются контакты испытуемого выключателя и контакты 19, а к выводам 23 и 24 подается высокое напряжение. После погасания дуги на контактах испытуемого выключателя на них блок 22 формирует восстанавливающееся напряжение. Предложенное устройство позволяет проводить испытания высоковольтных выключателей с любым содержанием апериодической составляющей тока короткого замыкания. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0 „„1583888 (51)5 С О1 Е 31 32

А1 фПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ь1 А BToPGNoMY сВидетельстВУ

СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

П И ГКНТ СССР

21) 4396459/24-07 22) 23.03.88 46) 07.08.90. Бюл,. 11 29 71) Научно-исследовательский центр о испытанию высоковольтной аппаратуы

172) Г.В. Чучукин

53) 621. 316. 542.004. 5 (088 ° 8)

156) Патент ФРГ У 1025986, . С 01 R 37/03, 1958. (154) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ

° ° ° °

СПЫТАНИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ С ВОСПРОИЗВЕНИЕМ АПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ

КА ОТКЛЮЧЕЙИЯ (7) Иеобратеиие относится к электрртехиике и предназначено для сиитетических испытаний выключателей пер менного тока мясокого напряжения. ь изобретения — повьппение досто° ° °

s рности испытаний и надежности устр йства. В начальный момент контакты аратов 5, 12 и 17 разомкнуты, а

6 11, 15 и 19 замкнуты, Контакты и пытуемого выключателя, подключенн го к выводам 23 и 24, также эамкну-, При проведении опытов замыкаются . к нтакты аппарата Ь и происходит за2 ряд индуктивного накопителя 16 энер-1 гии. Затем размыкаются контакты аппарата 6, замыкаются контакты 17 и начинают размыкаться контакты блока

15, на которых загорается дугa. Под действием падения напряжения дуги в блоке 15 ток в контуре 13 снижается, и индуктивный накопитель 16 разряжается на испытуемый выключатель °

После погасания дуги на контактах

15 выпрямитель 14 отсоединяется от накопителя 16. Затем включаются контакты 12, и в контуре 25 наводится переменный ток. С этого момента через испытуемый выключатель проходит суммарный ток контуров 16 и 25. В требуемый момент времени размыкаются контакты испытуемого выключателя и контакты 19, а к выводам 23 и 24 подается высокое напряжение. После погасания дуги на контактах испытуемого выключателя на них блок 22 формирует восстанавливающееся напряжение.

Предложенное устройство позволяет проводить испытания высоковольтных выключателей с любым содержанием апериодической составляющей тока короткого замыкания. 2 ил.

1583888

Изобретение относится к. электротехнике и предназначено для синтетических испытаний на отключающую способность мощных выключателей перемен5 ного тока высокого напряжения, устанавливаемых в энергосистемах с повы шенным содержанием апериодической (составляющей в токе короткого замыкания. 10

Цель изобретения — повышение достоверности испытаний и надежности устройства.

На фиг.l представлена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временные диаграммы токов и напряжений на испытуемом выключателе.

Устройство для синтетических испытаний выключателя с воспроизведе- 2р, нием апериодической составляющей тока отключения содержит трехфазный ударный генератор 1, первый 2 и второй 3 однофазные ударные транс- . форматоры, контур 4, включающий в 25 себя последовательно соединенные включающий аппарат 5, защитный.выключатель 6, регулируемый, реак гор 7, фазы А, первичную обмотку первого

1 трансформатора 2 и регулируемый реактор 8 фазы В, контур 9, включающий в себя последовательно соединенjные регулируемый реактор 8 фазы В, первичную обмотку ударного трансформатора 3, регулируемый реактор 10, защитный выключатель 11 и включающий аппарат 12 фазы С, контур 13, ° включающий в себя вторичную обмотку ударного трансформатора 2, выпрямителы-ые элементы 14, соединенные по однофазной мостовой схеме и последовательно соединенные блок 15 размыкания, например, в виде выключателя и.индуктивный накопитель 16 .энергии, параллельно которому подключены последовательно соединенные блок 1 7 замыкания, например, в виде включающего аппарата, первый регулируемый резистор 18, отключающий элемент 19, управляемый дуговой промежуток 20 и источник 21 высокого налряжения. Параллельно управляемому дуговому промежутку 20 и источнику 21 высокого напряжения подключены схема 22 формирования восстанавлнвающегося напряжения и клеммы 23 и 24 для подключения испытуемого выключателя. Контур 25 переменного тока включающий в себя вторичную обмотку ударного трансформатора 3 и второй регулируемый резистор 26, подключен параллельно-последовательно соединенным отключающему элементу

19 и блоку 22 формирования восстанавливающегося напряжения. Цепи управления блоком 17 замыкания, блоком

15 размыкания и включающим аппаратом 12 связаны с блоком 27 подачи импульса на управляемый дуговой проI межуток 20 и через блок 28 задержки импульсов.

Устройство работает следующим об,разам.

В начальный момент контакты включающих аппаратов 5 и 12 и блока 17 замыкания разомкнуты, а защитных выключателей 6 и 11, блока 15 размыкания, отключающего элемента

19 и испытуемого выключателя, подключенного к клеммам 23 и 24 — замкнуты..После подачи команды на проведение опыта в момент йо (фиг.2) замыкаются контакты включающего аппарата 5 и в контуре 4 начинает протекать ток, который наводит ток во вторичной обмотке трансформатора 2.

Этот ток выпрямляется выпрямительными элементами 14, проходит индук" тивный накопитель 16 энергии и возвращается через блок 15 размыкания и выпрямительные элементы 14. Таким образом происходит заряд индуктивного накопителя энергии 16 до требу емой величины тока.

Нарастание тока 29 заряда про сходит по экспоненциальному закону (фиг.2), При достижении током 29 требуемой величины (момент t,),размыкаются контакты защитного выключателя 6, замыкаются контакты блока

17 замыкания и начинают расходиться контакты блока 15 размыкания, между которыми загорается электрическая дуга (или увеличивается сопротивление блока). Падение напряжения на дуге (или рост сопротивления) обуславливает снижение тока 29 в контуре 13 и одновременно заставляет индуктивный накопитель 16 энергии разряжаться на цепь, состоящую из блока 17 замыкания, первого регулируемо"

ro резистора 18, отключающего элемента 19 и испытуемого выключателя подключенного к клеммам 23 и 24.

Таким образом, через испытуемый выключатель начинает протекать ток

30. В момент tg .дуга в блоке 15 раз5 1583888 б мыкания гаснет (сопротивление дости— гает максимального значения) и отде-. ляет выпрямитель 14 от контура, содержащего индуктивный накопитель 16 энергии, блок 17 замыкания, первый

5 регулируемый резистор 18 и испытуемый выключатель, подключенный к клем-. мам 23 и 24. В этот же момент в максимум напряжения замыкаются контакты включающего аппарата 12, замыкая цепь контура 9, в котором начинает протекать ток, обтекающий первичную обмотку трансформатора 3 и наводящий в его вторичной обмотке и контуре. 25 ток 31.

С момента tg через испытуемый выкI лючатель проходит суммарный ток 32, имеющий апериодическую составляющую (ток 30 от индуктивного накопителя 20

16 энергии) и периодическую составляющую (ток 31 от ударного генератора 1). Постоянная времени затухания тока в цепи испытуемого выключателя определяется индуктивностью накопителя 16 и величиной сопротивления регулируемого резистора 18.

Величину зарядного тока 29 можно менять путем изменения длительности интервала времени -, величи- 30 ны индуктивности регулируемых реакторов 7 и 8, коэффициента трансформации ударного трансформатора 2.

Величину синусоидального тока 31 можно изменять не только изменения5 ми напряжения генератора 1, но и путем изменения величины реактивности регулируемых реакторов 8 и 10, кбэффициента. трансформации ударного трансформатора 3. Различные сочета- 40 ния указанных величин позволяют создавать режимы испытаний с различными содержаниями апериодической сос-: тавляющей в .точках короткого замыка ния, причем амплитуда тока 30 может 45 превышать амплитуду тока 31.

150 30 < <—

В требуемый момент времени, например t>, размыкаются контакты отключающего элемента 19 и испытуемого выключателя, подключенного к клеммам

23 и 24, и в них возникают электрические дуги. Незадолго до подхода суммарного тока 32 к нулю блок 27 подачи импульса поджигает (момент } управляемый дуговой промежуток 20 и, таким образом, подключает параллельно контактам испытуемого выключателя, подключенного к клеммам 23 и 24, источник 21 высокого напря жения с током 33 .повышенной частоты.

Таким образом, с момента t через испытуемый выключатель текут суммарные токи 32 и 33, а через отключающий элемент 19 — только ток 32.

Когда ток 32 в отключающем элементе

19 пройдет через нулевое значение (MoNBHT ty) и дуга в нем погаснет, а испытуемый выключатель оказывает- ся подключенным к источнику 21 высокого напряжения и все дальнейшие процессы определяются только параметрами -этого источника, после гашения дуги в испытуемом выключателе (при

t ) на его контактах восстанавлив;;ет6 ся напряжение, которое определяетс; элементами блока 22 формирования напряжения.

Согласно ГОСТУ время сi от моменra

t > погасания дуги в отключающем элементе 10 до момента t< погасаник дуги в испытуемом выключателе должно удовлетворять условию где Т вЂ” период колебания тока 33 повышенной частоты.

С момента t загорания электри iec3 кой дуги в отключающем элементе 19 и испытуемом выключателе под ее воздействием апериодическая составляющая:(ток 30) будет вытесняться в параллельную ветвь, т.е. в контур 25.

Этому процессу будет препятствовать второй регулируемый резистор 26; После погасання дуги в отключающем элемент 19 (с момента t <) резистор 26 ограничит длительность воздействия проникшей в контур 25 апериодической составляющей на ударный трансформатор 3 и защитный выключатель 11.

Спустя некоторое время защитный выключатель 11 отключит остаточный ток контура 9.

Управление коммутационными аппаратами (включающими аппаратом 5, защитным выключателем 6, блоком 17 замыкания, отключающим элементом 19, испытуемым выключателем и защитным выключателем 11) может производиться от прибора управления опытом (не показан). Прибор управления опытом представляет собой таймер, генерирующий последовательность сигналов управления коммутационными элементами

1583888 устройства и объектом испытания в соответствии с временной диаграммой (фиг.2)

Для исключения аварийных ситуаций связанных с возможным отказом либо блока 17 замыкания, либо блока 15 размыкания, управление блоком 15 размыкания, включающим аппаратом 5 и,поджигом управляемого дугового про- 10 межутка 20 сделано зависимым от срабатывания блока 17 замыкания. При нормальном срабатывании блока 17 замыкания подается сигнал управления на размыкание блока 15 размыкания.

В свою очередь, при нормальном срабатывании.блока 15 размыкания подается импульс управления на включение включающего аппарата 5 и через блок

28 задержки импульсов на блок 27 пода-2О чи импульса на поджиг управляемого дугового промежутка 20. Функция блока 28 задержки импульсов состоит в том, чтобы полученный сигнал от блока 15 размыкания (момент t2) задер- 25 жать и выдать в момент t . 3 случае отказов блока 17 и блока l5 контур

25 и источник 21 высокого напряже-" ния подключены не будут, Таким образом обеспечивается надежность работы устройства.

Изобретение позволяет проводить .испытания выключателей высокого нап-. ряжения с,различным содержанием апериодической составляющей в токе короткого замыкания при постоянных времени затухания апериодической составляющей 0,1-1,0 с и более. Таким образом можно воссоздать любые ситуации, которые возникают в реальной О мощной сети электропередачи при отключении коротких замыканий.

Формула изобретения

Устройство для синтетических ис- пытаний выключателя с воспроизведением апериодической составляющей тока отключения, содержащее трехфазный ударный генератор, два ударных трансформатора, выпрямитель, ин,дуктивный накопитель энергии, два ц» реактора, первый резистор, первый включающий аппарат, отключающий элемент, .управляемый дуговой промежу"( ток, блок формирования восстанавливающего ся напряжения, исто ццшвысокого напряжения и выводы подключения испытуемого выключателя, причем вывод первой фазной обмотки генератора подключен к первому выводу пер- . вого включающего аппарата, вторичная обмотка первого ударного трансформатора подключена к выводам переменного тока выпрямителя, первый вывод постоянного тока выпрямителя соединен с первым выводом для подключения испытуемого выключателя и с первым выводом источника высокого напряжения, выводы для подключения испытуемого выключателя зашунтированы блоком формирования восстанавливающегося напряжения, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения достоверности испытаний и надежности устройства, в него введены второй включающий аппарат, два защитных выключателя, третий резистор, блек включения, блок отключения и второй резистор,.причем второй вывод первого включающего аппарата через поспедбвательно соединенные первый защитный выключатель и первый реактор соединен с первым выводом первичной обмотки первого трансформатора, второй вывод которого через второй реактор соединен с выводом второй фазной обмотки ударного генератора, второй вывод первичной обмотки первого трансформатора через первичную обмотку второго трансформатора, третий реактор, второй защитный выключатель и второй включающий аппарат- соединен с выводом третьей фазной обмотки ударного генератора, второй вывод постоянного тока. выпрямителя, блок размыкания, блок замыкания, первый резистор, отключающий элемент, управляемый дуговой промежуток и второй вывод источника высокого напряжения соединены в последовательную цепь, один из выводов индуктивного накопителя энергии подключен к точке соединения блока размыкания и блока замыкания, а другой вывод накопителя энергии соединен с первым выводом постоянного тока выпрямителя, второй вывод для подключения испытуемого аппарата подключен к точке соедине- ния отключающего элемента и управляемого дугового промежутка, один из выводов вторичной обмотки второго трансформатора через второй резистор соединен с первым выводом для подключения испытуемого выключателя, а другой вывод вторичной обмотки второго трансформатора подключен к точке соединения резистора и отключающего элемента.

1583888

Составитель А. Колядин

Техред Л.Сердюкова

Корректор М. Пожо

Редактор А.- Козориз

Заказ 2253 Тирах 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СЧСР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101