Многофазный выключатель переменного тока Советский патент 1977 года по МПК H03K17/56 

(54) МНОГОФАЗНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Цель иаобрете:шя обэсгеченне селеК тивности отключенля тока короткого замыкания при работе совместно с коктахтнь;мк выключателями. Это достигается тем, что в многофазный выключатель переменного тока, содержащий основные встречно-параллельно вклю ченные тиристоры и датчики тока в каждой фазе, блок управления коммутацией осно&ных тиристоров, реле короткого замыкания, реле перегрузки, схему ИЛИ, при этом выходы датчика тока всех фаз подключены к входам реле короткого замыкания и реле перегрузки, а выход реле перегрузки подключен к одному из входов схемы ИЛИ, выход которой соединен с первым входом блока коммутации основных тиристоров, вве дены последовательно соединенные вспомогательные встречно-параллельно включенные тиристоры и токоограничивающий элемент, подключенные параллельно основным тиристорам в каждой фазе, а также два реле вре мени, две схемы И, триггер и блок коммутации вспомогательных тиристоров так, что выходы реле короткого замыкания подключены к входу одного реле времени и входу одной схемы И, а выходы указанного реле времени подключены: один - к входу блока коммутации вспомогательных тиристоров и к другому входу блока коммутации основных тиристоров, а другой выход - ко входу другого реле времени, один выход ко торого подключен ко входу первой схемы И и другому входу второй схемы И, выход первой схемы И подключен к другому входу схемы ИЛИ и через триггер - к другому входу второй схемы И, выход которой под1шючен к оставшемуся свободным входу блока коммутации основных тиристоров. На фиг. 1 изображена принципиальная схема многофазного выключателя переменного тока (однополюсное исполнение); на фиг. 2 и 3 - диаграммы напряжений и тока на входах и выходах функциональных элементов выключателя при возникновении короткого замыкания соответственно в одной из нагрузок и при возникновении корот кого замыкания на участке: выход бесконтактного выключателя - входы контактных вы ключателей. В исходном состоянии питание нагрузки осуществляется через основные встречнопараллельно включенные тиристоры 1, Вспо могательные встречно-параллельно включен ные тиристоры 2 и резистор 3, осуществля ющий ограничение тока короткого замыкания, включены параллельно основным тирис торам. Выход датчика тока 4 подключен к входу реле короткого замыкания 5 и реле перогрузки У, buxO;U реле короткогс; ;замь1.кания 5 сое.цкиеи с входами одного рело 3. Выходъ: друвремени 7 и одной cxe.lы ;-5 гого реле времени 9 v. три; ора J.O .юдключепы к вхоцу другой ло;,гчоской схом;л И J-1S выход которой вмэсг; с выходом ЛО гической схемы 12 соединен с кходом блока коммутация j,3 ОСНОБНЫХ тлрисгороз. Управление вспомогателькыД ; тирИсто ;алГ.: осуществляется блоком коммуташ-и 14.Кон такные выключатели 15, 16, 17 осущест вляют коммутацию нагрузок к питающей сети. Общими элементами для однополюсного и многополюсного выключателя являются элементы 5-14. Порядок следования операций в выключателе при работе его в режиме селекти&ного отключения тока короткого замыкания следующий: 1. Включается ограничительный резистор 3, с помощью блоков 13 и 14 соот ветственно снимаются сигналы управления с основных тиристоров 1 и подаются на вспомогательные тиристоры 2 - контроль тока короткого замыкания осуществляется с помощью реле короткого замыкания 5, на вход которого с выхода датчика тока 4 (например трансформатора тока) поступает через тиристоры сигнал, пропорциональный току. При срабатывании реле 5 запускается реле времени 7 и начинается отсчет времени включения вспомогательных тиристоров 2. Передним фронтом импульса реле времени снимаются сигналы управления с основных тиристоров и подаются сигналы управления на вспомогательные тиристоры 2. Задним фронтом импульса реле времени 7 снимаются сигналы управления с вспомогательных тиристоров 2. Длительность импульса реле времени 7 превышает время срабатывания контактных выключателей 15, 16, 17. При включении резистора 3 амплитуда тока в цепи ограничивается до уровня /( где Е - амплитуда сетевого напряж&ния;параметры контура короткого КЗ КЪ замыкания; параметр резистора 3; круговая частота сети. Величина этого тока 3 „превышает величину тока срабатывания любого из контактных выключателей 15, 16, 17. 2. Через определенный промежуток времени, превышающий время срабатывания контактного выключателя, измеряется величина тока вспомогательных тиристоров. KO:XJYK(JA; oar.ibh-.-b: M fv- аояВИТСЯ r;;-оес;:о;гг;::,каного ;.: стуяяет 3 бло( ЖО с:иг.::.:л МОЖ:. г-пузкы :) откллоч-viao ь .,:1 : :;нпе гока ч:.:у);Э ние деЙС зия .;т:-у- -,оа ; номинается с uO;.:0iib.(:i .. преБьппение возможно лж1 короткого замыкания на учас-i - .;,:;.сих контактного выключателя - вход кон1-аАГП выключателей). 3. Автоматическое повторное включени Повторное включение осуществпяется, если аварийный режим устранен, т.е. когд сработал контактный выключатель, в цепи нагрузки которого возникло короткое замыкание. Эта операция выполняется с помощью схемы И 11, на выходы которой поступает импульс, являющийся алгебраической суммой заднего фронта импульса реле времени 9 и сигнала логической 1 триггера 10. Триггер будет находиться в состоянии логической 1, если за время действия импульса реле времени 9 произошло снижение тока тиристоров 2 ниже порога срабатывания при коротком замыкании контактных выключателей, т.е. если с выхода схемы И 8 на выход триггера 10 не поступил сигнал логической 1. При совпадении во времени заднего фронта им пульса реле времени 9 и сигнала триггера 10 с выхода схемы И 11 в блок 13 поступает сигнал автоматического повторного включения. Если короткое замыкание произойдет на участке: выход бесконтактного выключателя - вход контактных выключателей, то за время действия импульса реле времени 9 на вход схемы И 8 с выхода реле коротко го замыкания 5 поступит сигнал, соответ ствующий логической 1, и триггер 10 перейдет в состояние, соответствующее ло гическому О. Этот сигнал будет являться сигналом запрета автоматического по& торного включения. Такая последовательность работы функциональных узлов бесконтактного выключателя при возникновении короткого замыкания в нагрузке контактного выключателя 15 иллюстрируется с помощью диаграмм напряжений U - (J g и токов D , представ :- :-:. 2. При возникновении корот.-1 . ;:.i.. хия В нагрузке в момент t ,./-; 1Я полуволна тока короткого за- лимаются сигналы управления с :.-: :-иристоров 1 (см. диаграмму на; Ug на фиг. 2) и подаются на о;,:гельные тиристоры 2 (диаграмма : ;.: ли и ), длительность интервалов ijiii. ( Ьо ) длительность импульса .-VijeMeHH 7. Длительность i должна юльще времени срабатывания контак- Т .:лх выключателей 15, 16, 17 при протекали;,- тока с амплитудой JHOM г, ,. , - уставка по току короткого замыо;:;мля контактного вь ключателя с наиболь i :.н:л номинальным током, которая не долж J- превышать номинальный ток JHOM бесконтактного выключателя. Длительность t2 соответствует времени измерения тока через вспомогательный тиристор, т.е. длительности импульса реле времени 9 (см. диаграмму напряжений Ь). Как видно из диаграммы тока j в момент tj срабатывает контактный выключатель в цепи короткого замыкания, и за интервал времени i реле короткого замыкания (см. диаграмму напряжений U ) не срабатывает. Поэтому выходным импульсом схемы ИЛИ 12 (диаграмма напряжений U), совпадающим во времени с задним фронтом импульса реле времени 9 (диаграмма напряжений и с- ), осуществляется автоматическое повторное включение бесконтактного выключателя. В представленных на фиг. 3 диаграммах, как и в рассмотренном случае, в момент i сигналы управления поступают на входы управления вспомогательных тиристоров 2, но во время действия импульса реле времени 9 (диаграмма напряжений Ll на фиг. З) будет наблюдаться срабатывание реле короткого замыкания 5 (см. момент Ь° на фиг. 3), вследствие чего с помощью выходного си1 нала схемы И 8 (см. диаграмму напряжений и на фиг. 3) триггер 10 переводится в состояние, соответствующее логическому О (см. диаграмму напряжений Ug на фиг. З), и автоматического повторного включения бесконтактного выключателя не происходит. Импульсом напряжения U , поступающим на вход схемы ИЛИ 12, осуществляется полное выключение бесконтактного выключателя. Использование предложенного изобретения позволяет обеспечить селективную защиту от токов короткого замыкания при работе совместно с контактными автоматическими выключателями, чем дсстигается повьщюние эффективности схем электротехники, предназначенных для зашиты электроэнергет11ческих систем,

Формула изобретения

Многофазный выкл1С Ч(ателЬ переменного тока, содержащий основные встречно-параллельно включенные тиристбры и датчики тока в каждой фазе, блок коммутации тиристоров, реле короткого замыкания, реле перегрузки и логическую схему ИЛИ, от л и ч а° ю щ и и с я тем, что, с ц&лью обеспечения селективности отключения тока короткого замыкания при работе совместно с контактными автоматическими выключателями, в устройство введены последовательно соединенные вспомогательные встречно-параллельно включенные тиристоры и токоот раничивающий элемент, а также

8

два реле времени, две схемы И, триггер и блок коммутации вспомогательных тиристоров, указанные вспомогательные тиристоры и токоограннчивающий элемент включены параллельно основным тиристорам в каждой фазе, причем выходы реле короткого замыкания подключены к входу одного реле времени и одному из входов схемы И, а один выход реле времени подключен к входу блока коммутации вспомогательных тиристоров и к другому входу блока коммутации осноэных тиристоров, а другой выход - ко входу другого реле времени, -один выход которого подключен к другому входу упомянутой схемы Ник входу другой схемы И, в свою очередь первый выход схемы И подключен к входу схемы ИЛИ и через триггер к вхоДУ другой схемы И, выход которой подключен к оставшемуся свободным входу блока коммутации основных тиристоров.

К нагрузкам

T

Ш

I.

ИОМ

z

.

7

JHOM

RJ

. .

Фие.З