Бездуговое трехфазное отключающее устройство

 

Союз Советсник

Социалистические

Республик

<п>989600

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22)Заявлено 28.04.81 {21) 3284260/24-07 с присоединением заявки М (23 ) П р нор итет

Опубликовано 15,01.83. Бюллетень М 2

Дата опубликования описания 15.0! .83 (5! )М. Кл.

Hа1Н 9ДВ

Гееудврстееалые кемлтет

СССР ао лелем лзейретевий и втерытий (53) ИЖ621.3. .064.2(088.8) (72) Авторы изобр етен и я

Г,И.Буйнов, А.И,Ковалев.и Л.И.Ковтун (7I ) Заявитель (54) БЕЗДУГОВОЕ ТРЕХфАЗНОЕ ОТКЛЮЧАЮЩЕЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электроаппаратостроению и может быть исполь- зовано дЛя коммутации силовых трехфазных цепей переменного тока, Известны устройства для бездуговой коммутации силовых цепей переменного тока, содержащие главные контакты, удерживаемые во включенном положении защелкой, пик-трансформатор, входной обмоткой которого является отключаемая токовая цепь, а в выходную обмотку включены диод, кнопка управления и катушка электромагнита защелки. Главные контакты имеют пружинный привод отключения и жестко связаны с сердечником еще

l5 одного электромагнита, катушка которого постоянно обтекается током отключаемой цепи, Параллельно глав-, ным контактам включена цепочка из

:вспомогательного отключающего устройства и еще одного диода(Ц .

Эти устройства, объединяющие принципы бездугового синхронного отклю" чения, имеют невыоокую точность синх-. ронизации отключения главных контактов, зависящую от жесткости.отключающей пружины и параметров катушки электромагнита привода, сложное конструктивное рещение, Эти недостатки существенны при использовании таких устройств в трехфазных цепях.

Известно также устройство бездуговой коммутации цепей переменного тока, которое содержит основной и до" полнительные вакуумные выключатели с индукционно-динамическими приводами, коммутирующий конденсатор и тиристоры, пик"трансформатор, мост из полупроводниковых вентилей, триггер со счетным входом, кнопку подачи команды на отключение, дополнительные конденсаторы, синхронизирующий блок и путевые выключатели 12 1.

Это .устройство обладает высоким быстродействием, однако сложное в твх" нической реализации, имеет большив га-, бариты, вес, дорогостоящее, так как

3 98960 на каждую фазу приводится три вакуумных выключателя и три коммутирующих, емкостных накопителя.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для бездуговой коммутации трехфазных цепей переменного тока, которое содержит вакуумные выключатели с импульсными приводами, синхронизирующий блок, включенный в одну из фаз отключаемой цепи, пик-трансформатор, первичной обмоткой которого является фаза цепи, а вторичная обмотка через выпрямительный мост подключена к входу триггера со счетным входом предварительно заряжаемые коммутирующий и дополнительный конденсаторы, тиристоры, путевой выключа- тель, три импульсных трансформатора, каждый из которых имеет одну входную 20 и две выходные обмотки, и отделитель с электромагнитным приводом и цепью питания Qg, Недостатком этого устройства остается сложность схемного решения. 25

Цель изобретения - упрощение устройства для бездуговой коммутации трехфазных цепей переменного тока, Укаэанная цель достигается тем, что в бездуговом трехфазном отключающем устройстве, содержащем два выключателя с импульсными приводами, включаемых в одну и другую фазы отключаемой цепи, синхрониэирующий

35 блок, включаемый в одну фазу отключаемой сети, предварительно заряжаемые коммутирующий и дополнительный конденсаторы, тиристоры, диоды, три импульсных трансформатора, путевой выключатель и отделитель с электромагнитным приводом, включаемый в третью фазу отключаемой цепи, выходная обмотка одного из импульсных трансформаторов, входная обмотка

45 которого включена в цепь импульсного входа синхронизирующего блока, выполнена со средней точкой, крайние выводы выходной обмотки указбИного трансформатора через диоды сое50 динены с управляющими электродами одного и другого тиристоров, средний вывод выходной обмотки подключен к катодам одного и другого тиристоров и к отрицательной обкладке дополнительного конденсатора, 55 аноды одного и другого тиристоров соединены с пойожительной обкладкой дополнительного конденсатора соот0 4 ветственно через входные обмотки другого и третьего импульсного трансформаторов и цепи управления третьего и четвертого тиристоров, выходные обмотки другого и третьего импульсных трансформаторов подключены соответственно к цепям управле-. ния пятого и шестого тиристоров, анод третьего и катод четвертого тиристоров объединены и подключены к одному из выводов . выключателя, включаемого в другую фазу отключаемой цепи, другой вывод указанного выключателя соединен с катодом пятого и анодом шестого тиристоров, катоды третьего и шестого тиристоров объединены и подключены к одной иэ обкладок коммутирующего конденсатора, другая обкладка кЬторого через катушку отключения указанного выключателя соединена с анодами четвертого и пятого тиристоров, путевой выключатель механически связан с контактной системой выключателя, включаемого в другую фазу отключаемой цепи и установлен в цепи электромагнитного привода отделителя.

На чертежа изображена схема устройства, /

Оно содержит выключатель 1, напри- мер быстродействующий однополюсный автоматический выключатель, с приводом импульсного типа, стоящий в первой фазе трехфазной цепи переменного тока, синхронизирующий блок 2, вырабатывающий импульс синхронизации на привод выключателя 1 перед нулем тока в первой фазе, например, в случае превышения током величины уставки (короткое замыкание); импульсный трансформатор 3, входная обмотка 4 которого включена в импульсную цепь выходного сигнала синхронизирующего блока 2, а выходная обмотка

5,1, 5.2 этого импульсного трансформатора имеет среднюю точку; диоды

6 и 7, подключенные анодами к выходам, обмотки 5 1., 5,2, а катодами к управляющим электродам тиристоров 8 и 9 соответственно, дополнительный предварительно заряжаемый конденсатор 1О, еще два импульсных трансформатора 11 и 12, имеющие входные обмотки 13 и 14 и выходные обмотки 15 и 16 соответственно. Дополнительный конденсатор

10 своей отрицательной обмоткой соединен со средней точкой выходной обмотки импульсного трансформатора 3

5 9896 и с катодами тиристоров 8 и 9. Положительная обкладка конденсатора 10 соединена с двумя выводами входных обмоток 13 и 14 импульсных трансформаторов 11 и 12. Два других вывода обмоток 13 и 14 соединены с анодами тиристоров 8 и 9 через цепи управления 17 и 18 двух коммутирующих тиристоров 19 и 20 соответственно. Выходные обмотки 15 и 16 импульсных транс- 1о форматоров 11 и 12 соединены с цепями управления коммутирующих тиристо ров 2.1 и 22 соответственно. Устройство содержит также коммутирующий конденсатор 23 и последовательно, 15 с ним соединенную катушку отключения 24 выключателя 25, стоящего в другой фазе отключаемой цепи, отделитель 26 в третьей фазе отключаемой цепи с электромагнитным приводом 27, в 26 цепь питания которого включен путевой выключатель 28, механически связанный с контактной системой выключателя 25.

Устройство работает следующим об- 25 разом.

При подаче команды на отключение (сигнал от реле защиты в случае превышения током величины уставки или нажатие оператором кнопки и выходной зО цепи синхронизирующего блока) синхронизирующий блок 2 выдает импульс тока на срабатывание быстродействующего привода выключателя 1, Этот импульс тока обтекает входную обмотку 4 им35 пульсного трансформатора 3, В зависимости от полярности синхронизирующего импульса, импульс в выходной обмотке трансформатора 3 благодаря наличию диодов 6 и 7, обтекает либо ее половину 5.1, либо 5.2. Таким обра-.. зом,:в зависимости от полярности синхронизирующего импульса, а значит и от полярности полуволны тока в первой фазе, непосредственно предшествуют

45 щеи нулевому значению тока, отпирается тиристор 8 либо тиристор 9. Следовательно, конденсатор 10 разряжается либо на входную обмотку 13 трансформатора 11 и цепь управления 17, либо на входную обмотку 14 трансформа50 тора 12 и цепь управления 18. В первом случае отпираются коммутирующие тиристоры 19 и 21, а во втором - тиристоры 20 и 22. Схема настраивается таким образом, что если нулевому значению тока в первой фазе с выключа" телем 1 предшествует положительная полуволна тока (направление указано

00 6 стрелкой) и во второй фазе с выключателем 25 в момент нуля тока в первой фазе, полуволна тока положительная (направление указано стрелкой), то импульс появляется в полуобмотке 5.1 трансформатора 3, отпирается тиристор 8 и конденсатор 10 разряжается на обмотку 13 и в цепь управления 17 коммутирующего тиристора 19. С выходной обмотки 15 трансформатора 11 снимается импульс на от.пирание тиристора 21. Коммутирующий конденсатор 23 разряжается через выключатель 25, создавая импульс противотока на его контактах. Одновременно он разряжается через катушку отключения 24 выключателя 25. При достаточно высоком быстродействии выключателя 25, время обтекания током катушки 24 и время расхождения контактов соизмеримы, отключение второй фазы цепи, как и первой, произойдет" в момент нуля тока на контактах выключателя, т,е. без загорания дуги.

В результате коммутации конденсатор

23 перезаряжается и напряжением о6ратной полярности запирает тиристоры 19 и 21, В момент размыкания контактов выключателя 25 замкнется путевой выключатель 28, подключая электромагнит 27 к цепи питания. В результате чего отделитель 26 будет отключать последнюю фазу обесточенной цепи. В том случае, если нулевому значению тока в первой фазе будет предшествовать отрицательная полуводна тока, во второй фазе (с выключателем 25), в момент нуля тока в первой фазе будет проходить отрицательная полуволна тока. Импульс тока появится на полуобмотке 5,2 трансформатора

3, откроется тиристор 9 и конденсатор 10 разрядится на входную обмотку

14 трансформатора 12 и Цепь управ" ления 18 тиристора 20. Импульс с выходной обмотки 16 трансформатора 12 откроет тиристор 22. В результате конденсатор 23 разрядится через выключатель 25 также создавая импульс противотока на его контактах. устройство будет работать аналогично, осуществляя бездуговое отключение трехфазной цепи, Описанное устройство может применяться для быстрого и бездугового отключения номинальных токов и симметричных коротких замыканий, например, металлических трехфазных корот-. ких замыканий с предварительным искус-

989600 ственным замыканием цепи с помощью короткозамыкателя.

В отличие от известных оно имеет простое схемное решение, при сохранении высокого быстродействия,, Исключение целого ряда полупроводниковых приборов, триггера, пин-трансформатора (в отличие от прототипа), позволяет еще более снизить стоимость вес, габариты, повысить надежность 10 работы, формула изобретения

Бездуговое трехфазное отключающее устройство, содержащее два выклю" чателя с импульсными приводами, имеющими катушки отключения, включаемые в одну и другую фазы отключаемой це- го пи, синхронизирующий блок, включаемый в одну фазу.отключаемой цепи, предварительно заряжаемые коммутирующий и дополнительный конденсаторы, тиристоры диоды три импульсных 25 трансформатора, путевой выключатель и отделитель с электромагнитным приводом, включаемый в третью фазу отключаемой цепи, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения д устройства, выходная обмотка одного из импульсных трансформаторов, входная обмотка которого включена в цепь импульсного выхода синхронизирующего блока, выполнена со средней точкой, крайние выводы выходной обмотки указанного импульсного трансформатора через диоды соединены с управляющими электродами одного и другого тиристоров, средний вывод выходной обмотки указанного импульсного трансФорматора подключен к катодам одного и другого тиристоров и к отрицательной обкладке дополнительного кон" денсатора, аноды одного и другого тиристоров соединены с положительной обкладкой дополнительного конденсатора соответственно через выходные обмотки другого и третьего импульеного трансформаторов и цепи управления третьего и четвертого тяристоров, входные обмотки другого и третьего и импульсных трансформаторов подключены соответственно к цепям управления пятого и шестого тиристоров, анод третретьего и катод четвертого тиристоров объединены и подключены к одному из выводов выключателя, включаемого в другую фазу отключаемой цепи, другой вывод указанного выключателя соединен с катодом пятого и анодом шестого тиристоров, катоды третьего и шестого тиристоров объединены и подключены к одной из обкладок коммутирующего конденсатора, другая обкладка которого через катушку отключения привода указанного выключателя соединена с анодами четвертого и пятого тиристоров, путевой выключатель механически связан с контактной системой выключателя, включенного в другую фазу отключаемой цепи, и установлен в цепи электромагнитного привода отделителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Патент ФРГ и 1257934, кл. 21 C 36/07, 1967, 2. Авторское свидетельство СССР

И 773762, кл. H 01 Н 9/30, 1980.

3, Авторское свидетельство СССР

rio заявке У 2842885/24-07, 2).05,80.

989600 а b c акаэ 113

70 ираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного коиитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель А, Каретников

Редактор А. Долинич Техред M. Надь Корректор Е Рошко