1
Изобретение относится к области высоковольтного аппаратостроения, в частности к высоковольтным синхронным выключателям.
Известны синхронные выключатели, содержащие две пары главных контактов отделителя, элемент управления, расположенный на высоком потенциале, и разделительный трансформатор для передачи энергии со стороны земли к элементу управления 1. Однако такие выключатели сложны по конструкции, а для обеспечения средств контроля, индикации и измерения напряжения на контактах в них используется делитель напряжения.
Прототипом изобретения является синхронный выключатель, содержащий две пары главных контактов, пары Контакто1В отделителя, элемент управления, расположенный на высоком потенциале, и разделительный трансформатор для передачи энергии со стороны земли к элементу управления 2. Этот выключатель также имеет сложную конструкцию, а для обеспечения синхронизации, контроля и измерения снабжен трансформатором тока.
Для упрощения конструкции предлагаемый выключатель снабжен электростатической емкостью, включенной между потенциалом земли И одним из концов обмотки разделительного трансформатора на стороне земли.
На фит. 1 показана половина описываемого выключателя (другая полови.на, ра-аположенная но правую сторону от щтрих-пунктирной линии, содержащая те же элементы, не показана); на фиг. 2 - электрическая схема основных элементов выключателя; на фиг. 3 - упрощенная схема выключателя; на фиг. 4 -
схема замещения выключателя; на фиг. 5, а, б - формы напряжения на электростатической емкости; на фиг. 6 - электрическая схема указателя нулевого потенциала; на фиг. 7 - формы сигналов в различных точках указателя нуля.
Первоначально главные контакты 1 открываются в соответствии с сигналом расцепления, в результате чего между электродами выключателя образуется дуга. Через некоторое время после погасания дуги открывается контакт
отделителя 2, после чего главный контакт 1
вновь замыкается через определенное время
задержки.
Главные контакты 1 расположены внутри
корпуса, имеющего форму бака, или кожуха 3. Кожух 3 крепится на двух фарфоровых стойках 4, установленных на корпусе 5, расположенном на стороне, имеющей потенциал
земли. Внутреннее пространство, имеющееся в одной из опорных фарфоровых стоек 4, предназначено для прохода сжатого газа, поступающего из корпуса 5 в кожух 3. Кроме того, в этом пространстве проходят средства передачи сигнала выключения со стороны с потенциалом земли на сторону, имеющую высокий потенциал. Внутри другой опорной фарфоровой стойки 4 расположен элемент, необходимый для приведения в действие размыкаюЩИХ1СЯ главных контактов 1, т. е. соединенный в .каскад разделительный трансформатор 6, составляющий часть рабочей схемы. Гла1вные контакты 1 состоят из неподвижного контакта 7 и расположенного напротив него подвижного .контакта 8. Контакт 8 образует фланец, против которого расположена электромагнитная катущка 9. Конденсатор 10, заряжающийся через трансформатор 6 каскадного типа со стороны, имеющей лотенциал земли, разряжается на электромагнитную катушку 9 через искровой промежуток 11, при этом разряд вызывается сигналом для расцепления, а операция расцепления выключателя дискретно осуществляется при помощи элехтромагнитного импульсного усилия, возникающего между катушКой 9 и фланцем подвижного контакта 8.
Один конец обмотки 6с трансформатора 6, который наиболее близко расположен к кожуху 3, соединен с кожухом, тогда как одна из обмоток (6/г+1) трансформатора бп, смежная с корпусом 5, соединена с одной из обмоток разделительного трансформатора 12. Один конец обмотки заземлен через дополнительный конденсатор С. Вывод 13 подведен к указателю нулевой точки, а выводы 14 и 15 соединены с источником переменного тока. Pe3HiCTOp 16 включен между проводником, находящимся под высоким напряжением, и кожухом 3, а конденсатор 17 - между кожухом 3 и выводом со стороны источдика питания замыкающего контакта отделнтеля 2.
Таким образом, в предложенном выключателе предусматривается наличие олределенной величины электростатической емкости между стороной с высоким напряжением и стороной, имеющей потенциал земли, что обусловлено включением трансформатора каскадного типа.
Паразитные емкости 18-20 {см. фиг. 2 и 3) образуются между первичныМи и вторичными обмотками трансформаторов. Емкость 21, полученная путем последовательного соединения емкостей 18-20, представляет собой электростатическую емкость между стороаой с высоким напряжением и стороной с потенциалом земли элемента выключателя.
На фиг. 4 представлена схема, на которой показано, что между обоими выводами конденсатора С возникает напряжение UQ в том случае, когда выключатель, имеющий схему в соответствии с фиг. 3, подключен к линии передачи.
Когда размыкающие контакты 1 открыты и в линии отсутствует остаточный заряд, напряжение, возникающее между обкладками конденсатора С, имеет вид кривой а, показанной на фиг. 5, а. Эта кривая напряжения показывает, как изменяется напряжение Е источника энергии. Если на линии имеется остаточлое напряжение, то это напряжение изменяется по тому же закону, что и напряжение EDS, что показано кривой b на фиг. 5, б.
В предлагаемом выключателе иопользует1ся разделительный трансформатор, предназначенный для передачи электрической энергии на сторОИу с высоким напряжением, причем этот трансфор1матор имеет паразитные емкости между своими обмотками. Поэтому, если конденсатор С последовательно включен 1между землей и одной из обмоток разделительного трансформатора, размещенной на низкой стороне, между обкладками этого ко-нденсатора возникает определенное напряжение. Измерение линейного .напряжения осуществляется путем измерения этого индуктированного напряжения. Соответственно, напряжение системы может быть измерено без подсоединения дорогостоящего измерительного трансформатора конденсаторного типа к источнику энергии или линии передачи. Кроме того, условия, при которых контакты 1 находятся в разомкнутом и замкнутом состояниях, могут быть определены путем измерения абсолютной величины напряжения между двумя выводами конденсатора, а следовательно, быть определено напряжение переключения данного выключателя.
Каждый из контактов 1 выключателя замыкается сжатым газом, поступающим с заземленной стороны в соответствии с командой на замыкание.
Процесс повторного замыкания выключателя состоит в следующем.
Если выкл 0чатель быстро замыкается в течение времени, когда остаточный заряд еще присутствует в линии передачи, сверхнапряжение, которое в несколько раз больще нормального напряжения передачи электроэнергии, возникает в линии передачи. Амплитуда этого ваплеока напряжения зависит от соотношения амплитуды остаточного заряда и фазы напряжения источника питания в момент времени, когда данный выключатель замыкается вновь. Однако способ замыкания выключателя должен быть таким, чтобы перенапряжение, возникающее при работе, имело возможно меньшую величину, что имеет важное значение с экономической точки зрения, поскольку при этом можно снизить уровень изолящ-ти данной энергосистемы. Для этого предназначен способ, предусматривающий включение резистора, но при этом не представляется возможным существенно подавить перенапряжение, в результате чего он является просто .контрмерой для подавления амплитуды перенапряжения пассивным образом.
В противоПОлоЖНость этому способ замыкания, соответспвующий изобретению, касается системы, в которой замыкание осуществляется синхронно в момент времени, когда напряжение между обоими выводами выключателя равно нулю или очень близко к этому значению. При этом система выбора полярности напряжения источника питания замыкается синхронно с полярностью остаточного напряжения либо с системой, производящей замыкание синхронно со специфической фазой напряжения источника питания. В соответствии с такой системой синхронного замыкания цепи дополнительные замыкания либо не требуются, либо число их может быть ограничено, что приводит к положительному экономическому эффекту.
Система синхронного замыкания может быть построена из средств управления, предназначенных для синхронного замыкания, и выключателя с высоким быстродействием. В этом случае выключатель, изображенный на фиг. 1, может быть использован в качестве быстродействующего выключателя. Средство управления для синхронного замыкания включает в себя другое средство управления, которое формирует синхронизирующий импульс, имеющий особое соотнощение фазы к фазе источниКа электроэнергии. При этом ра|бота происходит так, что при управлении выключателем амплитуда перенапряжения в момент замыкания цепи выключателя подавляется. Следовательно, указатель нуля выполняет основную операцию в управлении синхронным замыканием.
Входное напряжение конденсатора С (см. фиг. 6) прикладывается через фильтр постоянного тока к распределительному трансформатору, а затем к усилителю, усили1вающему это напряжение. Усиленное напряжение полностью выпрямляется и прикладывается к элементу НЕ для того, чтобы на выходе его получить сигнал. Поэтому определенный импульс напряжения может быть получен путем соединения другого известного импульсного устройства с выходным зажимом цепи элемента НЕ. Каждой фазе каждого импульса напряжения соответствует нулев-ая точка переменной составляющей входного напряжения.
Период времени с момента размыкания и до момента повторного замыкания цепи выключателя является постоянной величи1ной, при этом сигнал для повторного замыкания выключателя вырабатывается устройством управления данной системы. Таким образом, этот сигнал и выходной сигнал указателя нуля могут быть иопользованы в качестве сигнала на замыкание для выключателя путем введения их, например, на вход элемента И. В конструкции данного выключателя разомкнутый контакт замыкается через определенный промежуток времени замыкания после получения сигнала на повторное замыкание, причем период времени, требующийся для noBTopiHoro замыкания цепи выключателя, является величиной постоянной. Следовательно, если это необходимо, можно использовать устройство, имеющее выдержку времени на срабатывание с тем, чтобы осуществить замыкание разомкнутого контакта в требуемый
0 момент времени и (или) в момент, когда отсутствует перенапряжение при очередном замыкании цепи выключателя, а именно в тот момент, когда напряжение между обоими выводами описываемого выключателя становит5 ся равным нулю.
Если остаточный заряд величиной, равной EDS, включен (см. фиг. 5, б), то напряжение на зажимах конденсатора С проходит через нуль в моменты времени о. ь 2, з и т. д. В
0 результате этого получают внутренние сигналы в эти моменты времени в указателе нуля. Однако при использовании указателя нуля в случае, когда сигнал имеет переменную составляющую, необходимо передавать как переменную, так и постоянную составляющие на вход усилителя, минуя фильтр постоянного тока и разделительный трансформатор. При поступлении сигнала на повторное замыкание в момент времени tf внутренний сигнал,
0 образуемый в момент времени t, используется для того, чтобы передать сигнал на повторное замыкание цепи в данный выключатель в момент времени t. В этом случае можно установить заведомо определенную выдержку времени, величина которой зависит от времени замыкания выключателя при наличии внутреннего сигнала. При этом операция повторного замыкания цепи выключателя может быть заверщена указанным внутренним
0 сигналом в момент времени, когда разность потенциалов между обеими сторонами выключателя отсутствует или очень мала.
Формула изобретения
5 Синхронный выключатель, содержащий две пары главных контактов, две пары контактов отделителя, элемент управления, расположенный на высоком потенциале, и разделительный трансформатор для передачи
0 энергии со стороны земли к элементу управления, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, он снабжен электростатической емкостью, включенной между потенциалом земли и одним из концов обмотки
5 разделительного трансформатора на стороне земли.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1.Патент США № 3315056, кл. 307-136, 0 1969.
2.Патент ФРГ № 1250529, кл. 21с 35/10, 1970.
/J
/J
:;: с
CL
