Высоковольтный комбинированный выключатель переменного тока

 

1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий главную токовую цепь, включающую в себя главные контакты, зашунтированные тиристорным блоком, состоящим из последовательно соединенных пар встречно-параллельно включенных силовых тиристоров, каждая из которых защунтирована защитной RC-цепью, блок управления силовыми тиристорами, включающий в себя трансформаторы тока, подключенные последовательно с главными контактами, и выпрямители, электромагнитный привод главных контактов с блок-контактами , отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе выключателя , в блок управления силовыми тиристорами введены два маломощных тиристора, маломощные симисторы и узел распределения управляющих импульсов, причем трансформаторы тока блока управления силовыми тиристорами включены в главную токовую цепь вне параллельно соединенных главных контактов и -тиристорного блока, каждый из маломощных тиристоров и симисторов подключен через выпрямитель к вторичной обмотке соответствующего трансфор.матора тока, один из маломощны.ч тиристоров - последовательно с управляющи.м электродом одного из силовых тиристоров первой пары встречно-параллельно включенными силовых тиристоров тиристорного блока, другой маломощный тиристор - последовательно с управляющим электродом одного из силовых тиристоров последней пары встречно-параллельно включенных тиристоров тиристорного блока, а маломощные симисторы - последовательно с управляющими электродами двух силовых тиристоров, по одному из соседних пар встречно-параллельно включенных силовых тиристоров тиристорного блока, начиная с первой пары, управляющие электё роды маломоц-1ных тиристоров и симисторов подключены к узлу распределения управляю (Л щих импульсов. 2. Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что узел распределения управляюп1их импульсов содержит кабельно-трансформаторную цепь, вспомогательный тиристор, интегрирующую RC-цепь и пик-трансформатор , причем кабельно-трансформаторная цепь подключена через выпрямитель к вторичной обмотке трансформатора тока последовательно с резистором интегрирующей RC-цепи и вспомогательным тиристором, ( к управляющему электроду которого через блок-контакты электромагнитного привода главных контактов подключена вторичная обмотка пик-трансформатора, первичная обмотка которого включена последовательно с главными контактами параллельно тиристорному блоку.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Ы)„„1101914 зы Н 01 Н 9/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3470273/24-07 (22) 16.07.82 (46) 07.07.84. Бюл. № 25 (72) В. П. Лунин и В. Я. Фролов (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. M. И. Калинина (53) 621.318.563 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 641528, кл. Н 01 Н 33/59, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 811349, кл. Н 01 Н 9/30, 1980. (54) (57) 1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫИ КОМБИ.НИРОВАННЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий главную токовую цепь, включающую в себя главные контакты, зашунтированные тиристорным блоком, состоящим из последовательно соединенных пар встречно-параллельно включенных силовых тиристоров, каждая из которых зашунтирована защитной RC-цепью, блок управления силовыми тиристорами, включающий в себя трансформаторы тока, подключенные последовательно с главными контактами, и выпрямители, электромагнитный привод главных контактов с блок-контактами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе выключателя, в блок управления силовыми тиристорами введены два маломощных тиристора, маломощные симисторы и узел распределения управляющих импульсов, причем трансформаторы тока блока управления силовыми тиристорами включены в главную токовую цепь вне параллельно соединенных главных контактов и тиристорного блока, каждый из маломощных тиристоров и симисторов подключен через выпрямитель к вторичной обмотке соответствующего трансформатора тока, один из маломощных тиристоров последовательно с управляющим электродом одного из силовых тиристоров первой пары встречно-параллельно вкл|оченными силовых тиристоров тиристорного блока, другой маломощный тиристор последовательно с управляющим электродом одного из силовых тиристоров последней пары встречно-параллельно включенных тиристоров тиристорного блока, а маломогцные симисторы - — последовательно с управляюгцими электродами двух силовых тиристоров, по одномi нз соседних пар встречно-параллельно включенных силовых тиристоров тпристорного блока, начиная с первой пары, управляющие электроды маломощны.; тиристоров и симисторов подключены к узлу распределения управляющих импульсов.

2. Выключатель по и. 1, отличающийся тем, что узел распределения управляющих импульсов содержит кабельно-трансформаторную цепь, вспомогательный тиристор, интегрирующую RC-цепь и пик-трансформатор, причем кабельно-трансформаторная цепь подключена через выпрямитель к вторичной обмотке трансформатора тока последовательно с резистором интегрирующей

RC-цепи и вспомогательным тиристором, к управляющему электроду которого через блок-контакты электромагнитного привода главных контактов подключена вторичная обмотка пик-трансформатора, первичная обмотка которого включена последовательно с главными контактами параллельно тиристорному блоку.

1101914

Изобретение относится к электротехнике ° и может быть использовано в высоковольтных коммутирующих устройствах переменного тока.

Известны высоковольтные выкл юч атели переменного тока и устройства, контур силового блока которых имеет главные контакты, зашунтированные ветвью встречно-параллельно соединенных тиристоров с цепями управления и защитными RC-цепочками, а также включенные последовательно с главными контактами трансформаторы тока (1).

Недостатком выключателей является наличие управляющего сигнала на входе тиристоров при замкнутых контактах силовой цепи на протяжении всего процесса эксплуатации аппарата, в результате чего допустимая величина тока управления весьма ограничена и для силовых полупроводниковых приборов находится в пределах 0,4—

0,8 А.

Однако такие параметры управляющего сигнала не обеспечивают надежной работы тиристоров в схеме аппарата с большими скоростями нарастания анодного тока. Критическим является режим работы выключателей, когда размыкание контактов будет происходить в начале полупериода тока, где амплитуда тока импульса управления может оказаться меньше минимального тока отпирания. Кроме того, наличие трансформаторов тока в цепи главных контактов увеличивает индуктивность контура в силовой цепи и переходном режиме и, следовательно, продолжительность перехода тока в тиристорную ветвь при отключении. Последствием этого является увеличение длительности горения электрической дуги.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является высоковольтный выключатель переменного тока, контур силового блока которого содержит главные контакты, зашунтированные цепью из пар встречно-параллельно соединенных тиристоров с распределительными RC-цепочками, разъединитель, включенный последовательно с главными контактами, а вторичные обмотки трансформаторов тока включены между управляющими электродами двух встречно соединенных тиристоров, имеющих одинаковый потенциал своих катодов (2) .

Недостатком известного выключателя также является наличие большой индуктивности контура силового блока.

Цель изобретения — повышение надежности в работе выключателя посредством сокращения длительности горения электрической дуги.

Поставленная цель достигается тем, что в высоковольтном комбинированном выключателе переменного тока, содержащем главную токовую цепь, включающую в себя главные контакты, зашунтированные тиристорным блоком, состоящим из последовательно

1О

55 соединенных пар встречно-параллельно включенных силовых тиристоров, каждая из которых зашунтирована защитной RC-цепью, блок управления силовыми тиристорами, включающий в себя трансформаторы тока, подключенные последовательно с главными контактами, и выпрямители, электромагнитный привод главных контактов с блок-контактами, в блок управления силовыми тиристорами введены два маломощных тиристора, маломощные симисторы и узел распределения управляющих импульсов, причем трансформаторы тока блока управления силовыми тиристорами включены в главную токовую цепь вне параллельно соединенных главных контактов и тиристорного блока, каждый из маломощных тиристоров и симисторов подключен через выпрямитель к вторичной обмотке соответствующего трансформатора тока, один из маломощных тиристоров последовательно с управляющим электродом одного из силовых тиристоров первой пары встречно-параллельно включенными силовых тиристоров тиристорного блока, другой маломощный тиристор — последовательно с управляющим электродом одного из силовых тиристоров последней пары встречно-параллельно включенных тиристоров тиристорного блока, а маломощные симисторы — последовательно с управляющими электродами двух силовых тиристоров, по одному из соседних пар встречно-параллельно включенных силовых тиристоров тиристорного блока, начиная с первой пары, управляющие электроды маломощных тиристоров и симисторов подключены к узлу распределения управляющих импульсов.

Узел распределения управляющих импульсов содержит кабельно-трансформаторную цепь, вспомогательный тиристор, интегрирующую RC-цепь и пик-трансформатор, причем кабельно-трансформаторная цепь подключена через выпрямитель к вторичной обмотке трансформатора тока последовательно с резистором интегрирующей RC-цепи и вспомогательным тиристором, к управляющему электроду которого через блок-контакты электромагнитного привода главных контактов подключена вторичная обмотка пиктрансформатора, первичная обмотка которого включена последовательно с главными контактами параллельно тиристорному блоку.

На чертеже изображена принципиальная схема выключателя.

Выключатель содержит главные контакты 1, управляемые приводом 2, тиристоры 3, защитные RC-цепи 4, трансформаторы 5 тока, включенные вне контура силового блока, выпрямительные мосты 6, два тиристора и симисторы в цепи управления силовых полупроводниковых приборов 7, ограничители 8 напряжения, кабельно-трансформаторную цепь 9 распределения управляющих импульсов, которая состоит из вспомогатель1101914

30 ного тиристора 10, резисторов 11 и 12, конденсаторов 13 и 14, пик-трансформатора 15, первичная обмотка которого включена в главную токоведущую цепь в контур силового блока, а вторичная обмотка через блокконтакты 16 привода 2 главных контактов подключена к управляющему переходу вспомогательного тиристора 10, разъединитель 17, ограничительный резистор 18.

Выключатель работает следующим образом.

1О

После подачи команды на размыкание главных контактов 1 срабатывает электромагнит привода 2 и замыкаются его блокконтакты 1 в цепи вторичной обмотки пиктрансформатора 15, при этом выходной сигнал трансформатора поступает на вход вспомогательного тиристора 10 кабельно-трансформаторной системы 9 управления. В начале каждого полупериода тока на вход тиристора 10 поступает выпрямленный посредством двухполупериодного выпрямителя 6 gp сигнал (в среднем время от начала подачи команды на отключение до момента размыкания контактов составляет 2 — 4 полупериода промышленной частоты). После включения тиристора 0 посредством кабельнотрансформаторной системы 9 включаются симисторы и тиристоры, и управляющий сигнал с трансформаторов 5 тока поступает на входы силовых полупроводниковых приборов 7. По истечении нескольких полупериодов тока главные контакты 1 начинают размыкаться и как только напряжение на них достигает величины, достаточной для включения последовательно соединенных тиристоров 3, последние переключаются в проводящее состояние и ток переходит в шунтирующую ветвь. К моменту перехода тока через нуль деионизируется промежуток между контактами 1.

Восстанавливающееся напряжение распределяется с помощью RC-цепей 4 по тиристорам 3, которые и выдерживают приложенное возвращающееся напряжение до момента размыкания контактов разъединителя 17.

Резисторы 11 и 12 и конденсаторы 13 и 14 служат для формирования импульса тока в цепи кабельно-трансформаторндй системы 9 управления заданной длительности и амплитуды. Стабилитроны 8 предназначены для ограничения индуцируемого на вторичных обмотках напряжения до допустимой величины напряжения управления тиристорами, а в цепи вспомогательного тиристора 10 (для поддержания порогового напряжения переключения) больше уровня напряжения помехи.

Экономическая эффективность работы такого аппарата заключается в сокращении длительности горения электрической дуги на главных контактах. Это объясняется тем, что трансформаторы тока, обладающие собственной индуктивностью, а., следовательно, способствующие увеличению длительности перехода тока в шунтирующую ветвь, в отличие от известного подключены в главную токоведущую цепь вне контура силового блока выключателя. С целью повышения надежности работы тиристоров кратковременность подключения тока управления (на стадии процесса отключения) позволяет обеспечить выдачу управляющего сигнала достаточной мощности для безаварийной работы полупроводниковых приборов в режиме больших скоростей нарастания анодного тока.

1!01914

Составитель А. Каретникова

Редактор Е. Лушникова Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 4687/37 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП кПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4