Высоковольтный коммутационно-измерительныйаппарат

 

О П И С А Н И Е 2!3126

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сооетокнх

Социалиотичеоких

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21с, 35/10

Заявлено ОЗ.VI.1966 (№ 1082019/24-7) с присоединением заявки №

МПК Н 02с

УД К 621.316.542.064.241.

027 3 (088 8) Приоритет

Опубликовано 12.Ш.1968. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 31Л .1968

Комитет по делам изобретений и открытий при Споете тоиниотроо

СССР

Авторы изобретения

И. Б, Болотин, Ю. И. Вишневский, М. А. Грейсух, С. С. Гутнер, Ю. А. Филиппов

Завод «Электроаппарат»

Заявитель

8bICOKOBOJlbTHblA КОММУТАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЬ1И

АППАРАТ

Известны высоковольтные коммутационные аппараты, например выключатели, содержащие встроенные или отдельно устанавливаемые трансформаторы тока, первичная обмотка которых включена в линию электропередачи последовательно с коммутационным устройством, а вторичные обмотки питают цепи измерения и защиты, и командный орган для управления указанным коммутационным аппаратом, расположенный на потенциале земли.

Командный импульс с потенциала земли к управляющему органу коммутационного аппарата может быть передан при помощи механической, гидравлической или пневматической системы. Скорость передачи командного импульса в перечисленных системах ограничена скоростью распространения возмущений в механической тяге, жидкости или газа, а также их инерционностью. Известны высоковольтные коммутационные аппараты, в которых командный импульс передается с помощью направленного концентрированного светового луча.

Однако передаваемой таким образом энергии недостаточно для приведения в действие управляющего органа, и на высоком потенциале должен находиться дополнительный источник энергии, например аккумулятор со специальным зарядным устройством, сложная электронная аппаратура и средства, обеспечивающие работу устройства в условиях наружной установки.

Высоковольтные коммутационные аппараты, в которых для передачи командных импульсов применяются рассмотренные выше устройства, конструктивно сложны, недостаточно надежны и при высоких номинальных напряжениях в большинстве случаев не обеспечивают необходимого быстродействия.

10 В предложенном коммутационно-измерительном аппарате, с целью повышения его быстродействия, упрощения конструкции и повышения надежности работы, трансформатор тока снабжен дополнительными управляющи15 ми обмотками, одна из которых расположена на потенциале земли и подключена к командному органу, а другая расположена на потенциале первичной обмотки трансформатора ro а и подключена к управляющему органу ком20 мутационного устройства, В аппарате полностью или частично использована магнитная система трансформатора тока; изоляцией между управляющими обмотками служит основная изоляция трансформатора тока; и час25 тота электрического сигнала, поступающего от командного органа отлична от частоты цепи, в которой установлен коммутационно-измерительный аппарат.

С целью компенсации э.д.с., индуктирую213126 щейся на управляющих обмотках вследствие протекания линии тока по первичной обмотке трансформатора тока, применен компенсирующий трандфрЯЩ ор; состоящий из первичной обмо гЖ, дв % вторичйых обмоток и сердечника, причем первичная обмотка включена последовательно с первичной обмоткой трансформатора тока, одна вторичная обмотка включена последовательно и встречно с управляющей обмоткой трансформатора тока, а другая вторичная обмотка включена на нагрузку, и все обмотки имеют потенциал первичной обмотки трансформатора тока.

Для уменьшения влияния на измерительные цепи трансформатора тока управляющая обмотка, соединенная с командным органом, имеет сердечник, изолированный от магнитной системы трансформатора тока, причем этот сердечник снабжен дополнительной размагничивающей обмоткой, замкнутой на нагрузку.

Одна из вторичных обмоток служит одновременно управляющей обмоткой, причем командный сигнал подается на эту обмотку через изолирующий трансформатор, вторичная обмотка которого включена последовательно в цепь вторичной обмотки трансформатора тока, По своему быстродействию предложенный аппарат значительно превосходит коммута ционные аппараты, где передача управляющего сигнала осуществляется при помощи механической, гидравлической или пневматической систем, и равноценен аппарату, управление которым осуществляется световым сигналом. В то же время по своей надежности и простоте конструкции он значительно превосходит известные коммутационные аппараты. Особенно ощутимы преимущества предлагаемого коммутационно-измерительного аппарата при сверхвысоких номинальных напряжениях — 500 кв, 750 кв и выше.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого коммутационно-измерительного аппарата; на фиг. 2 — принципиальная схема трансформатора тока, в котором одна из вторичных обмоток используется как первичная управляющая обмотка; на фиг. 3 — принципиальная схема трансформатора тока, в котором первичная управляющая обмотка намотана на два сердечника трансформатора тока; на фиг. 4 — электрическая схема одноступенчатого трансформатора тока с первичной и вторичной управляющими обмотками; на фиг. 5 — электрическая схема каскадного трансформатора с первичной и вторичной управляющими обмотками; на фиг. 6 — принципиальная схема трансформатора тока, в которой первичная управляющая обмотка намотана на отдельный сердечник, изолированный от магнитной системы трансформатора тока; на фиг. 7 — конструктивное выполнение трансформатора по схеме на фиг. 6; на фиг. 8 — электрическая схема компенсирующего трансформатора и его включение в схему коммутационно-измерительного аппарата.

Коммутационно-измерительный аппарат содержит коммутационное устройство 1, его управляющий орган 2, трансформатор тока 8, изоляцию 4 коммутационного устройства и его управляющего органа от потенциала земли, линию 5 передачи командного импульса с трансформатора тока на управляющий орган и устройство б, формирующее управляющий импульс в электрический сигнал с несущей частотой, отличной от частоты цепи, в которой установлен высоковольтный коммутационноизмерительный аппарат.

Трансформатор тока содержит магнитные сердечники 7, 8, 9 с намотанными на них вторичными обмотками U> — U>. Все сердечники охвачены первичной обмоткой 10 трансформатора тока и вторичной управляющей обмоткой 11. Командный сигнал подается на промежуточный трансформатор 12, вторичная обмотка которого Y — Y> включена последовательно со вторичной обмоткой U> — U> на сердечнике 7. В цепи вторичных обмоток включены фильтры 1З для фильтрации несущей частоты командного сигнала.

Первичная управляющая обмотка может быть намотана на один или несколько сердечников трансформатора тока. На фиг. 3, например, первичная управляющая обмотка Y — Y> намотана на два сердечника 7 и 8 со вторичными обмотками U — U . Управляющая обмотка 11 находится под одним потенциалом с первичной обмоткой Л,— Л трансформатора тока.

В случае каскадного трансформатора, как один из возможных вариантов, управляющая обмотка У вЂ” Y может быть намотана на два сердечника. Тогда Л вЂ” Л вЂ” первичная обГ,I мотка нижнего элемента каскада; U> — Ug вторичная обмотка верхнего элемента каскада; Л,— Л вЂ” первичная обмотка верхнего элемента каскада; U> — U> — вторичная управляющая обмотка, которая находится под .одним потенциалом с первичной обмоткой верхнего элемента каскада.

Первичная управляющая обмотка У> У может быть намотана на отдельный сердечник 14, изолированный от магнитной системы трансформатора тока — сердечников 7, 8, 9.

Все сердечники с обмотками охвачены первичной обмоткой 10 и вторичной управляющей обмоткой 11. На сердечник 14 намотана также размагничивающая обмотка Pj — P .

В показанном конструктивном варианте трансформатора тока вся изоляция 15 наносится на вторичные обмотки, расположенные в корпусе, находящемся под потенциалом линии передачи. Обычно электрическое поле в изоляции регулируется конденсаторными обкладками. На фиг. 7 показана только наружная обкладка 1б, имеющая потенциал линии передачи и первичной обмотки трансформатора тока, основание 17 изоляционного вывода вторичных обмоток 18, выполненное из металлической трубы, изоляция 19 вывода вторичных обмоток и выводные концы 20 вторичных обмоток

213126 трансформатора тока и первичной управляющей обмотки.

На фиг. 8 показана электрическая схема компенсирующего трансформатора 21 и его включение в схему коммутационно-измерительного аппарата. Как один из вариантов, показан каскадный трансформатор тока 22. Первичная обмотка 28 трансформатора тока и первичная обмотка 24 компенсирующего трансформатора включены последовательно. Вторичная управляющая обмотка трансформатора тока

Y — 1 включена последовательно и встречно со вторичной обмоткой компенсирующего трансформатора Кг — К . Кроме того, на схеме обозначены следующие элементы: 25 — сердечник компенсирующего трансформатора;

2б — дополнительная обмотка компенсирую:цего трансформатора; 27 — нагрузка дополнительной обмотки 2б; 28 и 29 — сердечник и вторичная обмотка верхней ступени каскадного трансформатора тока; 30 — первичная обмотка нижней ступени каскадного трансформатора тока.

Таким образом, предложенный высоковольтный ком мутационно-измерительный аппарат, содержащий коммутационное устройство с его управляющим органом, расположенные на высоком потенциале, и одноступенчатый или каскадный трансформатор тока, включаемый в

ЛЭП последовательно с коммутационным устройством и установленный отдельно от него, или объединенный с коммутационным устройством в одну конструкцию трансформатор тока, кроме целей измерения тока в ЛЭП, служит гакже устройством для передачи электрического командного сигнала на управляющий орган.

Предмет изобретения

1. Высоковольтный коммутационно-измерительный аппарат, содержащий коммутационное устройство с его управляющим органом, расположенные на высоком потенциале трансформатор тока с первичной обмоткой, включаемой в линию электропередачи последовательно с коммутационным устройством и вторичными обмотками, питающими цепи измерения и защиты, устанавливаемый отдельно или объединенный с коммутационным устройством в одну конструкцию, и командный орган для управления указанным коммутационным устройством, расположенный на потенциале земли, отличающийся тем, что, с целью повышения его быстродействия и надежности работы, и упрощения конструкции, трансформатор тока снабжен дополнительными управляющими обмотками, одна из которых расположена на потенциале земли и подключена к командному органу, а другая расположена на потенциале первичной обмотки трансформатора тока и подключена к управляющему органу коммутационного устройства, причем полностью или частично использована магнитная система трансформатора тока, в качестве изоляции между управляющими обмотками использована основная изоляция трансформатора тока и частота электрического сигнала, поступающего от командного органа, отлична от частоты цепи, в которой установлен коммутационно-измерительный аппарат.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью компенсации э.д.с., индуктирующейся на управляющих обмотках вследствие протекания тока линии по первичной обмотке транс25 форматора тока, применен компенсирующий трансформатор, содержащий магнитопровод, первичную и две вторичные обмотки и причем

его первичная обмотка включена последовательно с первичной обмоткой трансформатора

50 тока, одна из вторичных обмоток включена последовательно и встречно с управляющей обмоткой трансформатора тока, а другая включена на нагрузку, и все обмотки имеют потенциал первичной обмотки трансформатора

35 тока.

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияний на измерительные цепи трансформатора тока, управляющая обмотка, соединенная с командным органом, 40 имеет сердечник, изолированный от магнитной системы трансформатора тока, причем этот сердечник снабжен дополнительной размагничивающей обмоткой, замкнутой на нагрузку.

4. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, 45 что одна из вторичных обмоток трансформатора тока служит одновременно управляющей обмоткой, причем командный сигнал подается на эту обмотку через изолирующий трансформатор, вторичная обмотка которого включена

50 последовательно в цепь вторичной обмотки трансформатора тока.