Устройство для защиты от повреждения масляного выключателя Советский патент 1980 года по МПК H02H3/08 

1

Изобретение относится к области защиты электрических коммутационных аппаратов от повреждений, при отключенпп ими токов короткого замыкания и перегрузок, в частности масляных выключателей.

В настоящее время после некоторого количества отключений, особенно больщих токов для масляных выключателей, назначается внеочередной ремонт со вскрытием и заменой масла. В основном это связано с постепенной потерей при отключениях токов и гашениях дуги электрической прочности масла. Число допустимых отключений может быть различно и в основном определяется величиной отключаемых токов.

Так для выключателя ВМГ-133 рекомендуется допускать между текущими ремонтами сумму отключаемых токов в 150 кА 1.

Наиболее близким к предложенному устройству по технической сущности является устройство,. позволяющее определить сумму токов, отключаемых масляным выключателем, состоящее из трансформатора тока, вторичная обмотка которого нагружена резистором регулировки уставки, выпрямительного моста, подключенного через контакт пускового реле к запоминающему конденсатору, величина напряжения заряда которого пропорциональна току, протекающему через выключатель. Другой контакт этого пускового реле, замыкающийся при отключении выключателя, подключает

5 запоминающий конденсатор к линеаризирующей цепи разряда. Напрял ение на этом конденсаторе фиксируется далее пороговым элементом, к выходу которого подключен усилитель с исполнительным

10 реле, через контакты которого включается электросекундомер. Количество импульсов электросекундомера получается пропорциональным времени разряда этого запомииающего конденсатора, т. е. отключаемому

15 току 2.

Недостатком этого устройства является сравнительно низкая прочность и надежность, обусловленная нал 1чием электромеханических реле и электромеханического

20 электросекундомера.

Другим недостатком является то, что устройство, фиксирующее сумму токов, отключаемых выключателем, не учитывает время гащення дуги в масле выключателя.

25 Скорость снижения электрической прочности масла зависит не только от величины тока дуги, но и от времени ее горения.

Цель изобретения - повыщенне надеж30 ности защиты и точности фиксации суммы . V-.,.- . fk. . I - .j -, . j . 76967 3 отключаемых токов с учетом времени горения дуги. Для достижения указанной цели устройство для защиты от повреждения масляного выключателя, содержащее промежуточ-5 ный трансформатор тока, вторичная обмотка которого связана через выпрямитель с регулировочным резистором уставки с запоминающим конденсатором, подключенным к блоку преобразования тока в про-10 норциональный временной интервал, запуекающий вход которого соединен с выходом элемента запуска, и усилитель, соединенный с исполнительным элементом, донолиительно снабжено вторым вынрямите-15 лем, вторым регулировочным резистором уставки, вторым пороговым элементом ееличины протекающего тока, логическими элементами И и трансформаторным ключом, включенным через разделительный20 диод и резистор между указанными первым регулировочным резистором уставки и запоминающим конденсатором, а его управляющий вход - с выходом первого логического элемента И, первый вход кото-25 рого связан с выходом порогового элемента величины протекающего газа, подключенного через ограничитель напряжения и второй регулировочный резистор уставки к второму выпрямительному мосту, включен-30 ному во вторичную цепь промежуточного трансформатора тока, а второй вход первого логического элемента И соединен с элемептом формирования команды отключения отключателя, причем указанный за-35 номинающий конденсатор шунтирован замыкающим контактом повторителя включепного положения масляного выключателя, а выход порогового элемента протекающего тока соединен через инвентор свто-40 рым логическим элементом И, на другой вход которого подключен замыкающий контакт новторителя отключенного положения масляного выключателя, а выход соединен с элементом запуска, выход которого под-45 ключен к блоку преобразования тока в пропорциональный временной интервал, выполненному в виде дифференциального порогового элемента, один вход которого соединен с упомянутым запоминающим50 конденсатором, а другой - с линеаризирующей цепью, выполненной в виде генератора тока, соединенного с плюсовым полюсом источника питания и с задающим конденсатором, подключенным параллель-55 но переходу коллектор-эмиттер транзистора усилителя сигнала запуска, эмиттер которого соединен со средней точкой вторнчной обмотки промежуточного трансформатора тока, а выход дифференциального60 порогового элемента через усилитель подключен к первому входу триггера, другой вход которого соединен с элементом запуска, а выход триггера соединен с первым входом третьего логического элемента И,65 4 к другому входу которого подключен генератор тактовых импульсов, а выход третьего логического элемента И соединен с усилителем исполнительного элемента, Ма фиг. 1 нриведена схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Устройство содержит промежуточный трансформатор тока 1, выпрямители 2, 3, резистор регулировки уставки 4, разделительный диод 5, зарядный резистор 6, транзисторный ключ 7, запоминающий конденсатор 8, повторитель 9 включенного ноложення масляного выключателя, резистор 10 регулировки уставки норогового элемента 11 величины протекающего тока, ограничитель 12, первый логический элемент И 13, инвертор 14, повторитель 15 отключенного положения масляного выключателя, второй логический элемент И 16, элемент 17 запуска, блок 18 преобразования тока в нропорциональный временной интервал, состоящий из задающего конденсатора 19, усилителя 20 сигнала запуска, генератора 21 тока, дифференциального порогового элемента 22, усилителя 23, триггера 24, генератор тактовых импульсов (мультивибратор) 25, третий логический элемент И 26, усилитель 27, исполнительный элемент (например, электромеханический счетчик импульсов) 28, элемент 29 формирования команды отключения выключателя, Устройство работает следующим образом (см. кривые а-ж на фиг. 2). При отключении масляного выключателя, например, от тока короткого замыкания (кривая а) срабатывает пороговый элемент 11 (кривая б), с элемента 29 поступает команда на отключение выключателя (кривая в), при этом на выходе логического элемента И 13 появляется сигнал, открывающий транзисторный ключ 7. Запоминающий конденсатор начинает заряжаться (кривая г) через резистор 6 и разделительный диод 5 от выпрямителя 2 во вторичной цепи промежуточного трансформатора тока 1. (Повторитель 9 включенного положения масляного выключателя размыкается сразу же после поступления команды отключения). Через некоторое время масляный выключатель отключается, замыкается контакт повторителя 15 его отключенного положения. После отключения масляного вьжлючателя и прекращения тока пороговый элемент И возвращается в исходное состояние. На выходе первого логического элемента И 16 появляется сигнал лишь после сбросй порогового элемента 11. в исходное состояние. При этом также закрывается транзисторный ключ 7. На выходе элемента 17 формирования сигнала запуска появляется кратковременно сигнал, перебрасывающий триггер в состояние разрешения отсчета, и открывается выходной транзистор усилителя 5 20 сигнала запуска (кривая е). При этом времязадающпй конденсатор 19 разряжается через его открытый транзистор. Открывается логический элемент И 26 и импульсы мультивибратора 25 через усили-5 тель 27 поступают на исполнительный элемент 28, например электромеханический счетчик импульсов (кривая д). После закрытия транзистора усилителя 20 времязадающий конденсатор 19 начина-10 ет заряжаться через генератор 21 тока. Как только напряжение на нем сравняется с напряжением на запоминающем кондеисаторе 8, присоединенном к другому входу дифференциального порогового элемента15 22, первый его транзистор открывается, открывается выходной транзистор усилителя 23, возвращая триггер 24 в положение «Запрет (кривая ж). При этом третий логический элемент И 26 запирается н ис-20 полнительный элемент 28 прекращает отсчет импульсов. Время открытого состояния логического элемента И и, следовательно, количество импульсов, поступивших иа счетчик исполнительного элемента25 28, будет пропорционально напряжению, до которого зарядится запоминающий конденсатор 8, т. е. величине отключаемого тока и времени горения дуги в масле выключателя. После включения выключателя30 накопительный конденсатор быстро разряжается через контакт повторителя 9 включенного положения и устройство снова готово к фиксации следующего тока отключения.35 Формула изобретения Устройство для защиты от повреждения масляного выключателя, содержащее про-40 межуточный трансформатор тока, вторичная обмотка которого связана через выпрямитель с регулировочным резистором уставки с запоминающим конденсатором, подключенным к блоку преобразования то-45 ка в пропорциональный временной интервал, запускающий вход которого соединен с выходом элемента запуска, и усилитель, соединенный с исполнительным элементом, отличающееся тем, что, с целью по-50 вышения надежности защиты и точности фиксации суммы отключаемых токов с учетом времени горения дуги, оно дополнительно снабжено вторым выпрямителем, вторым регулировочным резистором устав-55 ки, вторым пороговым элементом величины протекающего тока, логическими элементами И и транзисторным ключом, включенным через разделительный диод и ре6зистор между указанными первым регулировочным резистором уставки и запоминающим конденсатором, а его управляющий вход - с выходом первого логического элемента И, первый вход которого соединен с выходом порогового элемента величины протекающего тока, нодключенного через ограничитель напряжения и второй регулировочный резистор уставки к второму выпрямительному мосту, включенному во вторичную цеиь промежуточного трансформатора тока, а второй вход первого логического элемента И соединен с элементом формирования команды отключения выключателя, причем указанный запоминающий конденсатор шунтирован замыкающим контактом повторителя включенного положення масляного выключателя, а выход порогового элемента величины протекающего тока соединен через инвертор с первым входом второго логического элемента И, на другой вход которого подключей замыкающий контакт повторителя отключенного положения масляного выключателя, а выход соединен с элементом запуска, выход которого подключен к блоку преобразования тока в пропорциональный временной интервал, выполненному в виде дифференциального порогового элемента, один вход которого соединен с упомянутым заноминающим конденсатором, а другой- с линеаризирующей цепью, выполненной в виде генератора тока, соединенного с плюсовым полюсом источника питания и с задающим конденсатором, подключенным параллельно переходу коллектор-эмиттер транзистора усилителя сигнала запуска, эмиттер которого соединен со средней точкой вторичной обмотки промежуточного трансформатора тока, а выход дифференциального порогового элемента через усилитель подключен к первому входу триггера, другой вход которого соединен с элементом запуска, а выход триггера соединен с первым входом третьего логического элемента И, к другому входу которого подключен генератор тактовых импульсов, а выход третьего логического элемента И соединен с усилителем исполнительного элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Стражников А. М. Межремонтный ресуре выключателей тяговых подстанций, Сб. трудов ЦПИИ МПС. - М., Транспорт, вып. 492, 1973. 2. Регистратор коротких замыканий, «Электрическая и тепловозная тяга, №10, 1974, с. 20-21.