УСТРОЙСТВО КОММУТАЦИИ ШУНТИРУЮЩЕГО РЕАКТОРА Российский патент 1997 года по МПК H01H33/16 H02H9/04 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим аппаратам высокого напряжения для коммутации шунтирующего реактора (ШР), и может быть использовано в распределительных устройствах с многоразрывным выключателем в цепи ШР, который в рабочем режиме сети может быть длительно отключен, а при перенапряжениях в сети должен быть включен.

Известно устройство включения шунтирующего реактора с выключателем, имеющим дугогасящие контакты и отделитель, параллельно которому присоединен искровой промежуток [1]
Недостатком этого технического решения является существенная трудность его осуществления с выключателями без отделителей, которые изготавливаются в настоящее время как в стране, так и за рубежом.

Известно устройство для защиты от перенапряжений установок продольной емкостной компенсации, в котором параллельно контактам отделителя выключателя присоединены искровой промежуток и резистор [2]
Недостатком этого технического решения при его использовании для коммутации ШР является необходимость изменения конструкции выключателя, так как выпускаемые в настоящее время выключатели отделителя не имеют.

Известно также устройство автономного включения ШР с выключателем без отделителя, но с увеличенным числом дугогасящих разрывов, параллельно части которых установлены искровые промежутки [3] Это техническое решение является наиболее близким к заявляемому. Поэтому оно выбрано в качестве прототипа предложенного технического решения.

Недостатками данного технического решения является использование для коммутации ШР более дорогого, чем стандартный сетевой выключатель, специального аппарата, названного включателем-отключателем, с независимым управлением каждой из двух его частей (полуполюсов), что ведет к увеличению вероятности неодновременного отключения полуполюсов и, как следствие этого, к увеличению вероятности перенапряжений на контактах отключившегося первым полуполюса включателя-отключателя и к увеличению вероятности отказа включателя-отключателя в отключении ШР.

Целью настоящего изобретения является автономное включение ШР при перенапряжениях в сети, а также ограничение перенапряжений при отключении ШР сетевым выключателем общеэнергетического назначения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство коммутации ШР, содержащее многоразрывный выключатель с емкостным делителем напряжения, ключ управления включением с входом для сигнала на включение и искровой промежуток, присоединенный параллельно части дугогасящих разрывов, дополнительно содержит варисторы, соединенные последовательно с указанным искровым промежутком и присоединенные параллельно другой части дугогасящих разрывов, не зашунтированных искровым промежутком, а также включенный в цепь искрового промежутка измерительный трансформатор, вторичная обмотка которого соединена с входом ключа управления для сигнала на включение шунтирующего реактора. При этом указанный измерительный трансформатор может быть выполнен в виде трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в цепь искрового промежутка, а между указанными трансформатором тока и ключом управления введен изолирующий трансформатор или изолирующий световод.

На чертеже представлено предлагаемое устройство коммутации шунтирующего реактора, где показана схема устройства в составе дугогасящих разрывов 1 и емкостного делителя напряжения 2 выключателя между объектом высокого напряжения 3 и шунтирующим реактором 4, шунтирующие варистор 5 и искровой промежуток 6, а также трансформатор тока 7 в цепи искрового промежутка 6, соединенный через изолирующий элемент 8 с ключом управления включением 9 выключателя. Показанные на чертеже привод 10 и схема связи предлагаемого устройства с источником оперативного тока 11 и блоком автоматики включения 12 шунтирующего реактора 4, так же как сами коммутируемые объекты 3 и 4 необходимы для пояснения работы устройства, но в формулу изобретения не включены.

Устройство, представленное на чертеже, работает следующим образом.

При перенапряжениях в сети, превышающих пробивное напряжение искрового промежутка, происходит его пробой и включение ШР (через варистор) при отключенном выключателе. Пробивное напряжение искрового промежутка принимается несколько сниженным (на 20 30%) по сравнению с половиной допустимого для изоляции, т.к. делитель напряжения обеспечивает на искровом промежутке половину фазного напряжения. Более низкая величина пробивного напряжения принята, чтобы подключение ШР могло повлиять на величину перенапряжений.

Срабатывание искрового промежутка фиксирует измерительный трансформатор тока в его цепи и формирует сигнал на включение выключателя.

При отключении ШР в любом из трех возможных случаев (оба дугогасящих разрыва отключают одновременно, запаздывает дугогасящий разрыв, шунтированный варистором, запаздывает разрыв, шунтированный искровым промежутком) перенапряжения на контактах выключателя достигают 2,8 2,5 Иф. Напряжение на искровом промежутке в первых двух указанных случаях в 2 раза меньше, но т.к. это выше его пробивного напряжения, то в результате все контакты выключателя будут отключены, искровой промежуток пробит и все напряжение ляжет на варистор.

В последнем указанном случае (при запаздывании разрывов, шунтированных искровым промежутком) напряжение на контактах выключателя также ляжет на варистор. Таким образом, в любом случае варистор создает практически бестоковую паузу в течение значительной части полупериода переменного тока, чем обеспечивает погасание дуги в искровом промежутке и успешное отключение ШР. Максимальное значение тока в рассматриваемом режиме отключения не превысит 100 300 А.

При отключении КЗ на ШР отключаемый ток на два порядка выше, чем при отключении рабочего тока. Восстанавливающееся напряжение на контактах выключателя может вызвать в этом режиме пробой искрового промежутка. Однако варистор, включенный последовательно с искровым промежутком, приведет к снижению тока до величин того же порядка, что и в режиме отключения рабочего тока ШР. Для надежности могут быть использованы известные искровые промежутки с перемещающейся дугой, которые имеют повышенную дугогасящую способность.

Предложенное техническое решение найдет применение в распределительных устройствах с шунтирующими реакторами, которые в рабочем режиме сети могут быть длительно отключены, а при перенапряжениях в сети должны быть включены, т.к. являются одним из элементов системы ограничения перенапряжения.

Использование: в области электротехники, в распределительных устройствах с многоразрывными выключателями. Сущность: устройство представляет собой многоразрывный выключатель с емкостным делителем напряжения, контакты которого шунтированы соединенными последовательно варистором и искровым промежутком, в цепь которого включен измерительный трансформатор. Его вторичная обмотка соединена с ключем управления включением выключателя шунтирующего реактора (ШР). Между измерительным трансформатором и ключем управления включен изолирующий трансформатор или изолирующий световод. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство коммутации шунтирующего реактора, содержащее многоразрывный выключатель с емкостным делителем напряжения, ключ управления включением с входом для сигнала на включение и искровой промежуток, присоединенный параллельно части дугогасящих разрывов, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит варисторы, соединенные последовательно с указанным искровым промежутком и параллельно другой части дугогасящих разрывов, а также включенный в цепь искрового промежутка измерительный трансформатор, вторичная обмотка которого соединена с входом ключа управления для сигнала на включение шунтирующего реактора. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что измерительный трансформатор выполнен в виде трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в цепь искрового промежутка. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что между трансформатором тока и ключом управления введен изолирующий трансформатор. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что между трансформатором тока и ключом управления включен изолирующий световод.