Предложение относится к передачам постоянного тока высокого напряжения и нредназначено для отключения как воздушных или кабельных линий, так и отдельных узлов преобразовательной подстанции на стороне постоянного тока.
Известны отключающие устройства постоянного ,ггока высокого напряжения, которые содержат высоковольтный коммутационный аппарат с дугогасительной камерой, колебательный контур, присоединенный параллельно коммутационному ainnapaTy, и выключатель тока, протекающего через колебательный контур в процессе отключения -.цепи. Для уменьшения мощности конденсатора колебательного контура в таких устройствах применялся энергопоглотитель - аппарат, рассеивающий часть энергии, запасенной в электромагнитном поле цепи.
Отключается постоянный ток высокого напряжения следующим образом. При отключении коммутационного аппарата на его контактах возникает электрическая дуга, подъем напряжения на которой возбуждает колебания тока в колебательном контуре, присоединенном к коммутационному а)ппарату. Колебательный ток контура алгебраически складывается в цепи коммутационного аппарата с постоянным током линии, :благодаря чему происходит переход суммарного тока через
нуль, при этом наблюдается разрыв цепи постоянного тока и колебательный процесс перераспределения тока и напряжения ло элементам схемы. Для скорейшего разъединения цепи, т, е. для отключения колебательного тока, возникающего при перераспределении тока и напряжения, служит выключатель, который может быть включен как в главную цепь, так и в цепь колебательного контура.
Поглощение части электромагнитной энергии, запасенной в передаче к моменту разрыва цепи постоянного тока, снижает напряжение на конденсаторной батарее колебательного контура, поэтому энергопоглотитель в случае
его примеиения вводится в цепь непосредственно перед отключением коммутационного аппарата.
Для такого отключающего устройства требуется конденсаторная батарея большой : 1ощности. Мощность батареи может быть уменьшена при использовании энергопоглотителя, однако, это приводит к увеличению времени отключения, так как для размыкания контактов энергопоглотителя требуется дополнительное время.
В предлагаемом устройстве конденсаторная
может быть включено сопротивление - линейное, нелинейное, комбинированное.
Такое устройство батареи нозволяет вынолннть ее вторую часть на меньшее напряжение, т. е. из меньшего количества конденсаторов, так как имеет место выделение части энергии цепи в искровых промежутках и сопротивлении. Суммарная мош,ность двух батарей будет меньше мощности одной батареи в известном устройстве.
На фиг. 1 показана упрощенная схема электропередачи постояиного тока с отключающим устройством; иа фиг. 2 - схема отключающего устройства постоянного тока с сопротивлением, включенным последовательно с искровым промежутком.
В отключающем устройстве постоянного тока высокого напряжения конденсаторная батарея разделена на две части, и вторая часть батареи присоединена к первой через искровые промежутки (см. фиг. 1).
Преобразователи тока 1 н 2, как правило, многомостовые, соединены линией 3. Реакторы 4 и 5 в схеме учитывают индуктивности частей линии электропередачи, прилегающих к преобразователям. Распределенная емкость ЛИнии на землю учитывается конденсаторами б и 7. Отключающее устройство 8 через зажимы 9 и 10 включено в линию 3 и содержит коммутационный аппарат 11, колебательный контур, состоящий из реактора 12 и конденсаторных батарей 13 и 14, выключатели 15, разрядных сопротивлений 16 и 17 и искровых промежутков 18.
Напряжение сопротивления 16 в указанном устройстве выбирается большим, чем напряжение сопротивления 17. Батарея 13 служит для возбуждения колебаний тока в цепи колебательного контура.
Выполнение искровых промежутков 18 с магнитным дутьем н перемещением дуги в узкой щели иозволяет снизить напряжение, на которое должна быть рассчитана конденсаторная батарея 14. Этот эффект может быть усилен, если включить последовательно с искровыми промежутками 18 активное сопротивление 19.
Применение нелинейного сопротивления или комбинации линейного с нелинейным сопротивлением дают возможность еще более снизить напряжение батареи 14.
При выполнении батареи на определенную емкость количество единичных конденсаторов при их последовательно-лараллельном соединении, пропорционально квадрату числа конденсаторов, соединяемых последовательно.
Работает предлагаемое отключающее устройство следующим образом.
Для прерывания тока в линии 3 размыкаются контакты коммутационного аппарата 11, и в нем возникает электрическая дуга. Предполагается, что дуга подвергается деионизации, например, при помощи воздушного
дутья. Падение напряжения выбрано таким, чтобы соблюдалось условие:
/li.
./:.
где Ug - падеиие напряжения на дуге;
/ - отключаемый ток;
L и С - реактор 12 и емкость 13 колебательного контура.
При соблюдении этого условия в колебательном контуре возникают колебания тока. После того, как амплитуда колебаний тока в контуре достигла или превысила отключаемый ток, в коммутационном анпарате происходит переход через нуль суммарного тока, который складывается из тока линии (отключаемый ток) и TOiKa колебательного контура. Благодаря наличию воздушного дутья ток в коммутационном аппарате при прохождении
его через нуль обрывается.
Вслед за этим начинается колебательный процесс перезаряда конденсаторной батареи 13, причем частота процесса определяется в основном емкостью батареи и суммарной реактивностью линии 3, реакторов 4 и 5, а также реактором 12. При этом напряжение на конденсаторной батарее 13 резко нарастает, что приводит к пробою искровых промежутков 18, после чего конденсаторная батарея 14
оказывается подключенной к конденсаторной батарее 13. Если выполнить промежутки 18, наиример, с магнитным дутьем и вытягиванием дуги в узкой щели, то на них устанавливается практически - постоянное падение
напряжения, мало зависящее от величины, протекающего тока. Таким образом, на конденсаторную батарею 14 воздействует напряжение меньшее, чем на конденсатор, причем разница равна падению напряжения на промежутках 18. Вследствие малого динамического сопротивления дуги, горящей в промел :утках 18, влияние конденсаторной батареи14 на процессы в отключаемой цепи практически такое же, как и конденсаторной батареи 13. Указанные выше обстоятельства позволяют выполнить батарею 14 на меньшее по сравнению с батареей 13 напряжение.
Колебательный характер процесса перезаряда батарей 13 и 14 позволяет отключить
ток, продолжающий протекать в цепи (через колебательный контур), выключателем 15 при переходе этого тока через нуль. В этот момент напряжение на батареях 13 и 14 будет наибольшим. Для разряда конденсаторов
служат сопротивления 16 и 17, коорые, быстро снижая напряжение на конденсаторах, позволяют ускорить повгорное включение аппарата 11 и выключателя 15. В то же время величина этих сопротивлений должна быть
достаточно большой для того, чтобы не влиять на процессы при отключение цепи.
Дальнейшее усовершенствование предлагаемого устройства заключается в мероприятиях, которые позволили бы еще больше снигается включением сопротивления 19 последовательно с искровыми промежутками 18. Если сопротивление 19 нелинейно, то все сказанное выше об искровых промежутках с магнитным flyTbCiM и перемещением дуги в узкой щели справедливо и для нелинейного сопротивления. Линейное сопротивление здесь также может быть полезно, ибо падение напряжения соответствует проходящему через него току.
Предлагаемые усоверщенствования отклвочающего устройства постоянного тока высокого напряжения позволят уменьшить габариты ксндеасаторов, а также отказаться от установки энергопоглотителя, либо обойтись более простым и меньщим по размерам энергопоглотителем, так как часть энергии, запасенной в цепи перед отключением, выделится в искровых промежутках 18, а также в сопротивлении 19.
Предмет изобретения
1.Отключающее устройство постоянного тока высокого напряжения, содержащее высоковольтный коммутационный аппарат, снабженный дугогасительной камерой, последовательный колебательный контур, состоящий из конденсаторной батареи, реактора и разрядного сопротивления, шунтирующий коммутационный аппарат и выключатель, включенный, например, последовательно коммутационному аппарату, отличающееся тем, что, с целью уменьщения мощности конденсаторной батареи и повыщения быстродействия устройства, указанная батарея выполнена в виде двух частей, соединенных параллельно через искровой разрядник.
2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что последовательно с указанным искровым
разрядником включено сопротивление.
.@i
J8
чшь
13
Hh
J6
D /4
Hb
