УСТРОЙСТВО для ИСПЫТАНИЯ высоковольтных Советский патент 1970 года по МПК G01R31/333 

Предлагаемое устройство предназначено для испытаний высоковольтных выключателей на коммутационную способность.

При коммутационных испытаниях возможны отказ в работе испытуемого выключателя и его разрушение. От разрушения испытуемый выключатель зашигцают с помощью защитного выключателя, управляемого релейной токовой защитой с выдержкой времени. Время срабатывания такой защиты, например, при повторном пробое в дугогасительных устройствах испытуемого выключателя, слишком велико, и он успевает разрушиться. Общее время защиты складывается из времени срабатывания релейной защиты и времени отключения защитного выключателя. Значительное время срабатывания защиты обусловлено необходимостью обеспечения достаточного для испытаний времени протекания тока короткого замыкания, например, при испытаниях в цикле автоматического повторного включения, а также необходимостью приложения возвращающегося иапряжеиия к испытуемому выключателю в течение длительного времени при успешном отключении испытуемого выключателя, например, с целью выявления повторных пробоев. Для предотвращения разрушений мощных высоковольтных испытуемых выключателей необ.ходимо, чтобы

время срабатывания всей защиты было значительно менее 0,01 сек.

В иредлол енном устройстве с целью защиты испытуемого выключателя от разрушения

и повышения быстродействия и надежности работы релейной токовой защиты, параллельно испытуемому выключателю подключены дуговой промел уток и контактный короткозамыкатель, управляемые релейной токовой

защитой, в цепи которой установлено двухпозиционное реле с двумя устойчивыми состояниями, позволяющее выводить из работы релейную защиту при включении испытуемого выключателя до замыкания его контактов

и вводить ее в работу после размыкания контактов испытуемого выключателя.

Кроме того, в цепи указанной защиты предусмотрены два реле времени, предназначенные для включения и отключення двухпозиционного реле и включаемые нараллельно соответственно отключающей и включающей катущрам испытуемого выключателя. Это позволяет обеспечить работу релейной защиты в различных циклах испытаний и улучшить

настройку защиты, независимую от регулировки периодов этих циклов.

термокомпенсации и защиты тиристора от ложных срабатываний, неренапряжений и нерегрузок по току.

Испытуемый высоковольтиый выключатель / подключен к высоковольтному источнику 2 переменного тока, например к сети 110 кв. Последовательно с испытуемым выключателем включены защитный выключатель 3 и трансформатор 4 тока. Параллельно испытуемому выключателю подсоединены высоковольтный управляемый контактный короткозамыкатель 5 и управляемый высоковольтный дуговой промежуток 6. Короткозамыкатель включается, например, пневматическим приводом; он имеет быстро замыкающуюся контактную систему. В электрод управляемого дугового промежутка встроен трубчатый разрядник 7, предназначенный для пробоя промежутка при напряжении на главных электродах, значительно меньшем статического разрядного. Трубчатый разрядник подсоединен к выходу поджигающего устройства 8. Вход поджигающего устройства подсоединен через изолирующий импульсный трансформатор 9 к емкости 10 и к коллектору тиристора 11, который предназначен для подачи постоянного напряжения на отключающую катушку 12 защитиого выключателя 3 и на включающую катушку 13 короткозамыкателя 5, а также для разряда емкости 10 через первичную обмотку трансформатора 9, в результате чего подается импульс напряжения на запуск поджигающего устройства 8.

Управляющий электрод тиристора 11 подключен к выходу однофазного выпрямительного моста 14, вход которого соединен со вторичной обмоткой трансформатора 4. Параллельно выходу моста 14 включен мощный кремниевый стабилитрон 15, предназначенный для ограничения амплитуды напряжения, подаваемого на управление тиристором. Коэффициент трансформации трансформатора / устанавливается таким, чтобы при протекании тока короткого замыкаиия через его первичную обмотку ТТ на кремниевом стабилитроне 15 было напряжение, близкое к прямоугольной форме, без больших разрывов амплитуды напряжения возле нуля тока.

В цепь управляющего электрода тиристора 11 последовательно включен контакт 16 двухпозиционного нромел уточного реле, которое имеет отключающую катушку 17 и включающую катушку 18. Положения коитакта 16 устойчивы как в отключенном положении, так и во включенном. Устойчивость контакта во включенном ноложении нужна, чтобы удерживать его в проводящем состоянии, если напряжение с отключающей катущки 19 будет снято ранее нужного момента вывода защиты, а устойчивость в разомкнутом положении нужна при снятии напряжения с включающей катущки 20 испытуемого выключателя ранее требуемого момента ввода защиты в работу.

Параллельно отключающей катушке 19 подсоединена катушка реле времени 21, а катушка второго реле времени 22 включена паралпельно катушке 20. С помощью этнх реле регулируется момент введенпя защиты в работу при отключеиии испытуемого выключателя, а также момент вывода защпты из работы при включении испытуемого выключателя. Коитакт 23 реле времени 21 включеи

последовательно с включающей катушкой 18 двухпозиционного реле. Отключаюшая катзшка /7 этого реле включена последовательно с контактом 24 реле времени 22. В цепи катушек включения и отключения выключателей установлены быстродействующие контакты 25, 26, 27 и 28, разрывающие цепи в конце действия соответствующего выключателя.

Перед испытанием в цикле, например, О-ti-ВО-1-2-ВО (/J и tz--времена бестоховой паузы, регулируемые автоматикой, О - операция отключения; В - операция включения) испытуемый выключатель 1 включен, защитный выключатель 3 и короткозамыкатель 5 отключены, поджигающее устройство 8 подготовлено к действию, конденсатор 10 заряжен, контакты 23 и 24 разомкнуты, контакт 16 отключен, благодаря чему токовая защита выведена из работы. Контакты 26 и 28 замкнуты, а контакты 25, 27, 29 и 30

разомкнуты. На реле 21 остановлена такая выдержка времени, чтобы при отключении испытуемого выключателя контакт 16 двухпозиционного реле замыкался сразу после момента наибольшего расчетного времени гашеПИЯ дуги испытуемого выключателя. На реле 22 зстановлена такая выдержка времени, чтобы при включении испытуемого выключателя контакт 16 размыкался перед момептом наибольшего расчетного времени предварительного пробоя.

При нспытанни включается на короткое замыкание защитный выключатель 3 и замыкается контакт 25. Включением контакта 29 подается постоянное напряжение на катушку

19 и реле времени 21, которое замыкает контакт 23 и тем самым подает напряжение на катушку 18 двухпозиционного реле. Последнее включает контакт 16, благодаря чему вводится в работу токовая защита.

Если к моменту замыкания контакта 16 испытуемый выключатель не погасит дугу, то положительное напряжение с моста 14 подается на управляющнй электрод тиристора 11, который открывается. При включении тиристора емкость 10 разряжается через первичную обмотку трансформатора 9, что вызывает включение поджигающего устройства 8. Далее происходит пробой в трубчатом разряднике 7 и испытуемый выключатель шунтируется через ионизированный дуговой нромежуток 6 с большим быстродействием. Вследствие того, что напряжение на дуге в открытом искровом промежутке значительно меньше, чем в отключаемом испытуемом выделение энергии в его дуге быстро прекра1ЮТСЯ и тем предотвращается его разрушее. Ток короткого замыкания затем протеет через дуговой промежуток 6. Эдновременно с включением поджигающеустройства подается напряжение на катуш13 н 12. Короткозамыкатель имеет большее :стродействпе, чем защитный выключатель, этому он быстро п надежно накоротко нтирует управляемый дуговой промежуток электроды которого обгорают незначитель, что особенно важно при многократном йствни и большой длительности и величине ков. Ток короткого замыкания, нротекаю1Й через Короткозамыкатель, отключается щнтным выключателем. Ток тиристора обшается контактами 25 к 28. Если к моменту ввода защиты в рабо.ту при ключении испытуемого выключателя ток роткого замыкания будет отключен, то наяжение на выпрямительном мосте 14 исчезт и прн замыкании контакта 16 тнристор не включится, а испытуемый выключатель будет закорачиваться. Защита прн этом тается в состоянии готовности к немедлен1му действию в случае пробоя в испытуе)м выключателе после гащения дуги и в слуе чрезмерно большого предварительного )обоя в дугогасительных камерах при вклюини испытуемого выключателя. Ток катушг 18 реле 21 и катушки 19 отключается кон1ктами 26 и 29. После отключения испытуемого выключали замыкается контакт 30, который подает шряженне на катушку 20 и реле 22. Реле )емени 22 замыкает контакт 24 и тем самым )дает напрялсение на отключающую катуш/ 17 реле, которое размыкает контакт 16. азмыкапием контакта 16 разрывается цепь травления тиристором и тем самым токовая 1щита выводится из работы до замыкания )нтактов иснытуемого выключателя. Ток ;ле 22 и катушек 20 и 17 отключается конштами 30 и 27. При следующих операциях отключения и слючения испытуемого выключателя работа :тройства повторяется. Изменение времен цикла, например, изме;ние момента отключения испытуемого выаючателя не требует перестройки времен гле 21 и 22. Изменение величины тока коэткого замыкания также не требует перегройки защиты. Регулирование времени реле 1 п 22 позволяет постепенно увеличивать от аыта к опыту длину дуги при отключении длину дуги прн включении испытуемого выключателя, начиная от нулевых значении и тем самым постепенно утяжелять условия его работы, не доводя его до разрушения. Предлагаемое устройство позволяет начинать испытания высоковольтных выключателей с предельных мощностей и со сложных испытательных циклов при минимальной опасности разрушения, что дает экономию при разработке новых конструкций мощных выключателей. При коммутационных испытаниях мощных высоковольтных выключателей быстродействие защиты повышается в сто раз и более по сравнению с известнымн устройствами, прн этом соответственно снижается повреждаемость испытуемых выключателей. В предлагаемом устройстве длительность протекания тока короткого замыкания при аварийном повторном пробое значительно меньше, чем в известных устройствах, так как исключена выдерлска времени в токовой защите, управляющей защитным выключателем. Это сокращает время отключения потребителей при пспытаниях от сети. Предмет изобретения 1.Устройство для испытания высоковольтных выключателей на коммутацнонную способность, содержащее источник тока, защитный выключатель, испытуемый выключатель и релейную токовую защиту, отличающееся тем, что, с целью защиты испытуемого выключателя от разрушений, повышения быстродействия и надел иост11 работы релейной токовой защиты, параллельпо испытуемому выключателю подключепы дуговой пpoмeлvyтoк н контактный Короткозамыкатель, управляемые релейной токовой защигой, в цепн которой предусмотрено двухпозиционное реле с двумя устойчивыми состояниями, позволяющее выводить из работы релейную защиту при включеннн испытуемого выключателя до замыкания его контактов и вводить ее в работу после размыкания контактов испытуемого выключателя. 2.Устройство по н. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспеченпя работы вышеуказанной релейной защиты в различных цпклах испытания и лучшей настройки защиты, независимой от регулировки периодов этих циклов, в цепи релейиой токовой защиты предусмотрены два реле времени, предназначенные соответственно для включения и отключения двухпознционного реле п включаемые соответственно параллельно отключающей н включающей катушкам испытуемого выключателя.

V