Выключатель постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК H01H9/30 H01H33/04 

«

О СП

00

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационной аппаратуре высокого напряжения и предназначено для коммутации постоянного тока.

Цель изобретения - снижение массо- габаритных показателей путем уменьшения суммарной емкости конденсаторов и ограничение перенапряжений в линии.

На чертеже представлена схема выключателя постоянного тока.

Выключатель состоит из двух групп дуго- гасительных разрывов 1 и 2, зашунтирован- ных нелинейными резисторами 3 и 4 и цепями, состоящими из после.цовательно соединенных конденсаторов 5 и 6, катушек 7 и 8 индуктивностей и ключевых элементов 9 и 10. В качестве ключевых элементов 9 и 10 могут быть использованы, например, управляемые разрядники. Блок 11 управления вырабатывает сигналы на включение ключевых элементов 9 и 10 с временными сдвигами, значения которых определяются выражениями

Изобретение относится к выключателям постоянного тока высокого напряжения. Цель изобретения - сн -;; кен11е ммссогабарит- ных показателей путем умеш шепия суммарной емкости конденсаторов и ограничение перенапряжений. Выключатель содержит не менее двух многоразры; ;з х О1 ас11тельных камер, каждая из которы.к зашунтирована нелинейными резисторами 3 и 4 и цепями из последовательно соединенных конденсаторов 5 и 6, катушек индуктивности 7 и 8 и ключевых элементов 9 и 10. Блок 1 1 управления вырабатывает сигналы, поступающие на управляюпдие входы ключевых элементов 9 и 10 с временной задержкой, значение которой определяется выражениями, приведенными в изобретении 1 ил.

LI U(Kn77N T)

А

U(Kn2/N)()

U(Kn,-, /N) (Kn,/Nr n ( 1 +Kn,/N)

при i 3,

где Д(/ - время задержки команды на включение ключевых элементов (г+1)-й группы дугогасительных разрывов по отношению к г -й группе; и - номинальное напряжение источника питания;

/ - номинальный ток отключения выключателя;

L - индуктивность силовой цепи, для отключения которой предназначен выключатель;

/ - порядковый номер групп дугогасительных разрывов; п, - число разрывов в -й дугогасительной камере;

Л - полное число разрывов в выключателе;

а - показатель степени вольт-амперной характеристики указанного нелинейного резистора (/ cons/L L); К - допустимый коэффициент перенапряжений на одном разрыве. В отключенном положении выключателя ключевые элементы 9 и 10 находятся под различным потенциалом. Поэтому между указанными ключевыми элементами и командным блоком 11 управления может быть устроена оптическая развязка с использованием световодов, фото- и светодиодов. Выключатель работает следуюидим образом.

После размыкания контактов в дугогасительных камерах 1 и 2 между ними возникает дуга. В заданный момент времени блок 11 управления подает команду на включение ключевого элемента 9. В цепи, содерпри

при i 3;

жаш,ей группу дугогасительных разрывов 1, емкость 5 и катушку 7 индуктивности, возникает колебательный ток, который суммируется в разрывах 1 с отключаемым постоянным током. При достижении суммарным током нулевого значения происходит гашение дуги в разрывах 1 и ток после заряда конденсатора 5 до напряжения, равного падению напряжения на резисторе 3 при , этом токе, Перебрасывается в этот резистор. При отключении номинального тока / отключения напряжение на резисторе равно К и ni//V, причем число п разрывов в первой группе дугогасительных разрывов 1 выбрано таким,чтобывыполнялосьусловие/( U 0 ;.

Так как напряжение на группе дугогасительных разрывов 1 превосходит напряжение источника, ток начинает снижаться до значении , определяе.мого вольт-амперной г характеристикой резистора 1/1().

Спад тока к /i происходит асиг-птоти- чески. Время снижения перенапряжения приблизительно в два раза определяется выражением Ll/ (K.n UIN-Ij}.

Расчеты показывают, что спустя время, Q равное 2Д/1, напряжение на выключателе практически уже не отличается от напряжения источника, а ток близок к }. Спустя время, не меньшее Aii, происходит включение ключевого элемента 10 группы дугогасительных разрывов 2, благодаря чему в ней 5 производится гашение дуги. Так как отключаемый ток к этому моменту времени стал меньшим, то для его отключения требуются меньшие значения шунтируюш,ей емкости.

Выключатель может содержать более двух групп дугогасительных разрывов с соответствующими шунтирующими цепями.

Преимущества предлагаемого выключателя можно проиллюстрировать на примере выключателя напряжением ±750 кВ, каждый полюс которого содержит 6 разрывов, разделенных на две группы, по 4 и 2 разрыва в каждой.

Пусть, при отключении номинального тосматриваемом случае при отключении тока первой группы дугогасительных разрывов оно составляет 1,13, а при отключении втог рой группой ,,57, что меньше

перенапряжении, возникающих на выключателе при одновременном включении ключевых элементов, как в прототипе. Еще боль- ....„, ..,. „.„.. .-шее ограничение перенапряжения наблюка отключения допустимая кратность пере- дается при трехступенчатой работе выклюнапряжения на разрыве достигает 1,7. В этомчателя.

случае, если отключается первой группа из

четырех разрывов, после гашения дуги на

резисторе возникает напряжение, равное

--LJ 4-1,7 ,13и. При вольт -амперной ха-

Формула изобретения

Выключатель постоянного тока, содержащий по крайней мере два дугогасительных разрыва, каждый из которых защунти- рован нелинейным резистором и цепью, состоящей из последовательно соединенных конденсатора и ключевого элемента, отличающийся тем, что, с целью снижения массо- габаритных показателей путем уменьшения суммарной емкости конденсаторов и ограничения перенапряжений в линии, в выключатель введен блок управления с двумя или

рактеристике резистора, описываемой уравнением I constU y и при снижении напряжения с 1, до и ток снизится более чем в 20 раз. Этот уменьшенный ток необходимо отключать второй группой дугогасительных разрывов. Необходимая для этого емкость (отнесенная к единично.му разрыву) уменьщается более чем в 20 раз, т. е. стано20

Выключатель постоянного тока, содержащий по крайней мере два дугогасительных разрыва, каждый из которых защунти- рован нелинейным резистором и цепью, состоящей из последовательно соединенных конденсатора и ключевого элемента, отличающийся тем, что, с целью снижения массо- габаритных показателей путем уменьшения суммарной емкости конденсаторов и ограничения перенапряжений в линии, в выключатель введен блок управления с двумя или

вится малой добавкой к емкостям первой

группь. Таким образом, в рассматриваемом25 большим числом выходов, указанные выходы

случае экономия в необходимых для отклю-блока управления подключены к управляючения конденсаторах является почти полу-щим входам указанных ключевых элементорной.тов, причем выходные сигналы блока управДругим преимуществом предлагаемоголения формируются с временными сдвигами,

выключателя является снижение коммута-значение которых определяется следующими

ционных перенапряжений в линии. В рас-30 выражениями:

LI

U(Kn, /N-1) LI

U(Kn2/N)(Kn,/N)

A t i,

LI

U(Kni,,/N)(Kn,/Nf при i - 3 ,

е Д/, - время задержки команды на включение ключевых элементов (;+1)-й группы дугогасительных разрывов по отношению к /-Й группе;

и - номинальное напряжение источника питания;

/ - номинальный ток отключения вы- ключач еля;

L - индуктивность силовой цепи, для отключения которой предназначен выключатель;

сматриваемом случае при отключении тока первой группы дугогасительных разрывов оно составляет 1,13, а при отключении втог рой группой ,,57, что меньше

Формула изобретения

Выключатель постоянного тока, содержащий по крайней мере два дугогасительных разрыва, каждый из которых защунти- рован нелинейным резистором и цепью, состоящей из последовательно соединенных конденсатора и ключевого элемента, отличающийся тем, что, с целью снижения массо- габаритных показателей путем уменьшения суммарной емкости конденсаторов и ограничения перенапряжений в линии, в выключатель введен блок управления с двумя или

при i 2;

при i 3;

fi (l+Kn./N) j

1 -

5 « - рывов;

/V -

0

а -

К

порядковый номер группы дугогасительных разрывов; число разрывов в г -й группе раз- полное число разрывов в выключателе;

показатель степени вольт-амперной характеристики указанного нелинейного резистора (const t/), допустимый коэффициент перенапряжений на одном разрыве.