Способ бездугового отключения переменного тока и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК H01H33/59 

2. Устройство Для беэЯугового отключения переменного тока, содержащее основные отключакядие контакты, зашунтировакные фазосдвигающей цепью, дополнительные контакты, пик-трансформатор,. выход которого через замыкающий контакт управления соединен с блоком независимого расцепления дополнительных контактов, отличающеес, я тем, что, с целью повышения надежности и обеспечения селективности отключения токов коротких замыканий, в него вецены низкоомный . токоограничивающий резистор и управляю шее реле с замыкающим с выдержкой

времени контактом, в качестве фазосдвигающей цепи использована последовательная 1.С-цепь, в качестве замыкающего контакта управления использован замыкающий с вьщержкой времени контакт управляющег о реле, низкоомный токоограничивающий резистор и обмотка реле соединены последовательно и подключены параллельно основным отключающим контактам, причем пик-трансформатор включен последовательно с фазосдвигающей цепью, а дополнительные контакты - последовательно с основными отключающими контактами.

1. Способ бездугового отключения переменного тока, при котором отключа°ют основной ток с помощью основных контактов при поступлении команды на от,ключение, затем в па;раллеяьной основным контактам цепи формируют вспомогательный ток, имеющий заданный фазовый сдвиг по отношению к основному току, формируют управляющие импульсные сигналы при .переходе тока через нуль и отключают .ток по сигналу управляющего импульса, отли чающи. йся тем, что, с целью повышения надежности и обеспечения селективности отключения токов короткого замыкания, упрашяющие импульсы формируют при переходе через нуль вспомогательного тока и отключают по сигналу управляющего импульса основной ток § с помощью дополнительных контактов. (Л ./ 7 IsD О5 7 ОО сд ih 7

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для бездугового отключения цепей переменного тока.

Известен способ бездугового отключения, основанный на использовании характерных точек кривой тока, по которому фиксируют момент перехода тока через естественный нуль, измеряют и запоминают каким- 1ибо методом длительность первой под овины полуволны тока от момента прохождения током максимального значения, производят отсчет времени формирования сигнала синхронизации с заданным упреждением нудя тока и по команде этого сигнала производят отключение токовой цепи ij. Недостатком способа является сложность его реализации, поскольку для этого требуется целый ряд специальных блоков. Кроме того, способ может быть применен для цепей с относительно большим временем срабатывания релейной защиты.

Известен аналогичный способ, при котором в параллельной основным контактам ветви формируют вспомогательный ток, имеющий заданный фазовый сдвиг по сравнению с основным током, формируют управляющие импульсы сигналов в нулях вспомогательного тока и отключают основные контакты по сигналу управ ляющего импульса.

Г Недостатком указанного способа являются его узкие функциональные возможности. Синхронные отключакяцие устройства могут применяться только для коммутации слаботочных цепей, так как для

формирования двух параллельных токовых ветвей необходимо включать в эти ветви некоторые активные сопротивления, пропорционально величинам которых основной отключаемый ток будет распределяться по параллельным ветвям. НомиНальный ток отетючаеМой цепи постоянно обтекает эти активные, сопротивления. И даже при малых значениях величин сопротивлений выделяемая энергия и падение . напряжения на них в сильноточных цепях будут достигать очень больших величин.

К недостаткам способа относится также то, что он может быть использован тсшько при очень малых временах упреждения (менее 0,5 мс) и при больших временах выдержек релейной защиты (около ЗОО мс).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ синхронного отключения переменного тока, при котором отключают основной ток цепи с погмошью основных контактов при поступ-лении команды на отключение, затем фор мируют Б параллельной основным контактам ветви вспомогательный ток, имеющий заданный фазовый сдвиг по сравнению с основным током, формируют управляющие импульсные сигналы в нулях при прохождении основного тока через нуль и отключают вспомогательный ток по сиу-налу управляющего импульса 23

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает селективного отключения тока короткого замыкания цепи, поскольку по этому способу отключение цепи осуществляют сразу пос ле команды на отключение (например, пр срабатывании устройства защиты). Кроме того, способ не обладает достаточной надежностью, поскольку момен отключения вспомогательных контактов подбирают экспериментально. При этом не исключены такие ситуации, когда при размыкании вспомогательных контактов дуга на основных контактах не гаснет или не успевает поступить сигнал,на размыкание вспомогательной токовой ветви. Известно устройство для бездугового отключения переменного тока, содержащее основные отключающие контакты, зашунтироеанные фазосдвигающей цепочкой, дополнительные контакты, пиктрансформатор, выход которого через замыкающую кнопку управления соединен с блоком независимого расцепления дополнительных контактов, причем пиктрансформатор выключен последовательно с основными контактами, а вспомогател ные контакты - последовательно с фазосдвигающей цепью 3j . Недостатком известнЬго устройства также является то, что оно не обеспечивает селективного отключения тока короткого замыкания- цепи. Кроме того, устройство не обладает достаточной надежностью, поскольку момент отключения вспомогательных кон тактов подбирается экспериментально. При этом не исключены также ситуации, когда при размыкании вспомогательных контактов дуга на основных контактах не гаснет или не успевает поступить сигнал на размыкание вспомогательной токовой ветви. Цель изобретения - повышение надеж ности и обеспечения селективности откл чения токов коротких замыканий Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, при котором откл чают основной ток цепи с помощью основных контактов при поступлении коман ды на отключение, затем в параллельной основным контактам цепи формируют вспомогательный ток, имеющий заданный фазовый сдвиг по отношению к основном току, управляющие импульсы формируют при переходе тока через, нуль вспомогательного тока и отключают ток по сигналу управляющего импульса, управляющ импульсные сигналы формируют при пер ходе через нуль вспомогательного .тока и отключают по сигналу управляющего импульса основной ток с помощью дополнительных контактов. В устройство для бездугового отключения переменного тока, содержащее основные отключающие контакты, защун- тированные фазосдвигающей цепью, дополнительные контакты, пик-трансформатор, выход которого через замыкающий контакт управления соединен с блоком независимого расцепления дополнительных контактов, введены низкоомный токоограничивающий резистор и управляющее реле с замыкающим с выдержкой времени контактом, в качестве фазосдвигающей цепи используется последовательная RС цепь в качестве замыкающего контакта управления используется замыкающий контакт, управляющего реле, низкоомный токоограничивающий резистор и обмотка управляк щ:его реле соединены последовательно и подключены параллельно основным отключающим контактам, причем пик-трансформатор включен последовательно с фазосдви- гающей цепью, а дополнительные контакты последовательно с основными отключающими контактами. Схема устройства приведена на чертеже. Устройство для бездугового отключения переменного тока содержит основные отключающие контакты 1, дополнительные отключающие контакты 2, фазосдвигающую цепь, включающую резистор 3 и конденсатор 4. Последовательно с фазосдвига ющей цепью включен пик-трансформатор 5. Параллельно основным контактац 1 подключены также ниакоомный токоограничивающий резистор. 6 и управля.ющее реле 7. Выходная цепь пик-трансформатора 5,. содержащая замыкающий контакт 8 управляющего реле 7, соединена с блоком 9 независимого расцепления дополнительных контактов 2. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии основные 1 и дополнительные 2 контакты замкнуты. Весь ток проходит через эти контакты. При возникновении короткого замыкания-. (к.з.) контакты 1 всех последовательно соединенных устройств рассматриваемого типа размыкаются без вьщержки времени. Под действием напряжения на кратковременной дуге отключения контактов 1 ток из основной цепи коммутируется в параллельные ветви 3-4-5 и 6-7. При этом осуществляется эффективное токоограничение. ФаэосдБИгающая цепь 3-4 должна обеспечивать заданное фазовое опережение вспомогательного тока З относитель но основного tOKa 3 . Низкоомные резисторы 6 последовательно включенных устройств рассматриваемого типа обеспечивают резкую разни цу в величинах тока, протекающего по этим сопротивлениям, йри коротком замы кании на разных участках цепи. Это позволяет выбирать уставки управляющего реле 7, чтобы реле срабатьюало только при коротких замыканиях на защищенном участке. Если короткое замыкание произошло на участке цепи, зашишенном рассматриваемым устройством, сработает управляющее реле 7, замыкая своим контактом 8 выходную цепь пик-трансформатора 5. Очередной управляющий импульс с выходной. обмотки пик-трансформатора 5 имеющий заданное упреждение нуля основного тойа, поступает в блок 9 незави симого расцепления, который обеспечивает размыкание дополнительных контактов 2 в момент нулевого значения тока, .т.е. без дуги отключения. Выдержка времени на замыкание контакта 8 осуществляется для того, чтобы иослючить размыкание контактов 2 в случае неуотойчивого короткого замыкания на защи- щаемом участке. В этом случае основны контакты 1 npkH прекращении протекания через них сверхтока вновь замыкаются и реле 7 возвращается в исходное положение. Контакт 8 остается разомкнутым, и дополнительные контакты 2 не размыкаются. Варьировать время упреж цения управля{ощим импульсом нулевого значения основного тока можно изме- нением величины низкоомного резистора 3 фазосдвигающей цепи. При этом в случае необходимости надо корректировать величину сопротивления 6 таким образом, чтрбы величина тока J не вьгхоцила за. пределы уставки реле 7 данной ступени зашиты. Предлагаемое устройство может б1ыть использовано для коммутации сильноточных цепей, обеспечивает селективность отключения коротких замыканий без выдержек времени срабатывания. Схемное решение устройства позволяет повысить непрерывность электроснабжения потребителей, на порядок и более снизить длительность протекания тока к.з., что в совокупности с бездуговой коммутацией почти полностью исключает пожарную опасность электрораспределительных устройств. Дополнительные контакты 2 выполня- ют без дугогасительной камеры и с одним только независимым расцепителем. Основные контакты 1 также могут быть выполнены без дугогасительной камеры. Они снабжаются устройством быстрого размыкания при протекании тока к.з., чувствительным к скорости изменения тока (например, на электродинамическом принципе). В отличие от известных, предлагаемый способ, во-первых, исключает потерю энергии на активных сопротивлениях параллельных токовых ветвей в нормальном режиме, позволяет варьировать время упреждения в щироких пределах, может применяться для отключения сильноточных цепей. Во-вторых, он обеспечивает селективное бездуговое отключение тока короткого замыкания и повьпиенную надежность процесса отключения, исключа1о щего методические отказы в коммутации тока.