Бездуговое трехфазное отключающее устройство Советский патент 1983 года по МПК H01H9/30 

Изобретение относится к электроаппар.атостроению и может быть использовано для коммутации силовых трехфазных цепей переменного тока.

Известны устройства для бездуго- : вой коммутации силовых цепей переменного тока, содержащие главные контакты, удерживаемые во включенном положении защелкой, пик-трансформатор, входной обмоткой которого является отключаемая токовая цепь, а в выходную обмотку включены диод, кнопка управления и катушка электромагнита защелки. Главные контакты имеют пружинный привод отключения и жестко связёны с сердечником еще одного электромагнита, катушка которого постоянно обтекается током отключаемой цепи/Параллельно главт ным контактам включена цепочка из вспомогательного отключающего устройства и еще одного диода -JJ.

Эти устройства, объединяющие принципы бездугового синхронного отключения, имеют невыоокую точность сиихрониздции отключения главных контактов, зависящую от .жесткости отключающей пружины и параметров катушки электромагнита привода, сложное конструктивное решение. Эти недостатки существенны при использовании таких устройств в трехфазных цепях.

Известно также устройство бездуговой коммутации цепей переменного тока, которое содержит основной и дополнительные вакуумные выключатели . с индукционно-динамическими приводами, коммутирующий конденсатор и тирисJJ торы, пик-трансформатор, мост из полупроводниковых вентилей, триггер со счетным входом, кнопку подачи команды на отключение, дополнительные конденсаторы, синхронизирующий блок и

20 путевые выключатели 2.

Это устройство обладает высоким быстродействием, однако сложное в технической реализации, имеет большие га-, бариты, вес, дорогостоящее, так как на каждую фазу приводится три вакуу ных выключателя и три коммутирующи емкостных накопителя. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст ройство для бездуговой коммутации трехфазных цепей переменного тока, которое содержит вакуумные выключат с импульсными приводами, синхронизи рующий блок, включенный в одну из фаз отключаемой цепи, пик-трансформатор, первичной обмоткой которого является фаза цепи, а вторичная обмотка через выпрямительный мост под ключена к входу триггера со счетным входом предварительно заряжаемые ком мутирующий и дополнительный конденсаторы, тиристоры, путевой выключатель, три импульсных трансформатора каждый из которых имеет одну входную и две выходные обмотки, и отделитель с электромагнитным приводом и цепью питания 3,7, Недостатком этого устройства остается сложность.схемного решения. Цель изобретения - упрощение уст ройства для бездуговой коммутации трехфазных цепей переменного тока. Указанная цель достигается тем, что в бездуговом трехфазном отключа ющем устройстве, содержащем два выключателя с имп-ульсными приводами, включаемых, в одну и другую фазы отключаемой цепи, с.инхронизирующий блок, включаемый в одну фазу отключаемой сети, предварительно заряжаемые коммутирующий и дополнительный конденсаторы, тиристоры, диоды, три импульсных трансформатора, путевой выключатель и отделитель с электромагнитным приводом, включаемый в третью фазу отключаемой цепи, выход ная обмотка одного из импульсных трансформаторов, входная обмотка которого включена в цепь импульсного входа синхронизирующего блока, выполнена со средней точкой, крайние выводы выходной обмотки указ ного трансформатора через диоды сое динены с управляющими электродами одного и другого тиристоров, средний вывод выходной обмотки подключен к катодам одного и другого тиристоров и к отрицательной обкладке дополнительного конденсатора, аноды одного и другого тиристоров соединены с положительной обкладкой дополнительного конденсатора соот4аетственно через входные обмотки другого и третьего импульсного трансформаторов и цепи управления третьего и четвертого тиристоров, выходные обмотки другого и третьего импульсных трансформаторов подключены соответственно к цепям yпpaвлe ния пятого и шестого тиристоров, анод третьего и катод четвертого тиристоров объединены и подключены к одному из выводов .выключателя, включаемого в другую фазу отключаемой цепи, другой вывод указанного выключателя соединен с катодом пятого и анодом шестого тиристоров, катоды третьего и шестого тиристоров объединены и подключены к одной из обкладок коммутирующего конденсатора, другая обкладка кЪторого через катушку отключения указанного выключателя соединена с анодами четвертого и пятого Тиристоров, путевой выключатель механически связан с контактной системой выключателя, включаемого в другую фазу отключаемой цепи и установлен в цепи электромагнитного привода отделителя. ; На чертеже изображена схема устройства. Оно содержит выключатель 1, нарример быстродействующий однополюсный автоматический выключатель, с приводом импульсного типа, стоящий в первой фазе трехфазной цепи переменного тока, синхронизирующий блок 2, вырабатывающий импУльс синхронизации на привод выключателя 1 перед нулем тока в первой фазе, например, в случае превышения током величины уставки (короткое замыкание); импульсный трансформатор 3 входная обмотка k которого включена в импульсную цепь выходного сигнала синхронизирующего блока 2, а выходная обмотка 5.1, 5.2 этого импульсного трансформатора имеет среднюю точку, диоды 6 и 7 подключенные анодами к выходам . обмотки ЗП. 5,2, а катодами к управляющим электродам тиристоров 8 и 9 соответственно, дополнительный предварительно заряжаемый конденсатор 10, еще два импульсных трансформатора 11 и 12, имеющие входные обмотки 13 и Т и выходные обмотки 15 и 16 соответственно. Дополнительный конденсатор 10 своей отрицательной обмоткой соединен со средней точкой выходной обмотки импульсного трансформатора 3 и с катодами тиристоров 8 и 9. Положительная обкладка конденсатора 10 соединена с двумя выводами входных обмоток 13 и импульсных трансформаторов 11 и 12. Два других вывода обмоток 13 и Т соединены с анодами тиристоров 8 и 9 через цепи управления 17 и 18 двух коммутирующих тиристоров 19 и 20 соответственно. Выходные обмотки 15 и 16 ИМПУЛЬСНЫХ трансформаторов 11 и 12 соединены с цепями управления коммутирующих тиристо ров 2-1 и 22 соответственно. Устройство додержит также коммуtиpyющий конденсатор 23 и последовательно . с ним соединенную катушку отключения 2k выключателя 25, стоящего в дру гой фазе отключаемой цепи, отделитель 26 в третьей фазе отключаемой ц пи с электромагнитным приводом 27, в цепь питания которого включен путевой выключатель 28, механически связанный с контактной системой выключа теля 25. Устройство работает следующим образом. При подаче команды на отключение (сигнал от реле защиты в случае превышения током величины уставки или нажатие оператором кнопки и выходной цепи синхронизирующего блока) синхро низирующий блок 2 выдает импульс ток на срабатывание быстродействующего привода выключателя 1. Этот импульс тока обтекает входную обмотку 4 импульсного трансформатора 3. В зависимости от полярности синхронизирующего импульса, импульс в выходной обмотке трансформатора 3 благодаря наличию диодов 6 и 7, обтекает либо ее половину 5.1, либо 5.2. Таким обра зом,-в зависимости от полярности синхронизирующего импульса, а значит и от полярности полуволны тока, в пер вой фазе, непосредственно предшеству щей нуле.вому значению тока, отпирается тиристор 8 либо тиристор 9. Сле довательно конденсатор 10 разряжается либо на входную обмотку 13 тран форматора 11 и цепь управления 17 л бо на входную обмотку 1 трансформатора 12 и цепь управления 18. В первом случае отпираются коммутирующие тиристоры 19 и 21, а во втором - тиристоры 20 и 22. Схема настраивается таким образом, что если нулевому зна чению тока в первой фазе с выключателем 1 предшествует положительная полуволна тока (направление указано стрелкой) и во второй фазе с выключателем 25 в момент нуля тока в первой фазе, полуволна тока положительная (направление указано стрелкой), то импульс появляется в полуобмотке 5.1 трансформатора 3, отпирается тиристор 8 и конденсатор 10 разряжается на обмотку 13 и в цепь управления 17 коммутирующего тиристора 19. С выходной обмотки 15 тран.сформатора 11 снимается импульс на от пирание тиристора 21, Коммутирующий конденсатор 23 разряжается через выключатель 25, создавая импульс противотока на его контактах. Одновременно он разряжается через катушку отключения 2Ц выключателя 25. При достаточно высоком быстродействии выключателя 25, рремя обтекания током катушки 2 и время расхождения контактов соизмеримы, отключение второй фазы цепи, как и первой, произойдет в момент нуля тока на контактах выключателя, т.е. без загорания дуги, В результате коммутации конденсатор 23 перезаряжается и напряжением обратной полярности запирает тиристоры 15 и 21, В момент размыкания контактов выключателя 25 замкуется путевой выключатель 28, подключая электромагнит 27 к цепи питания. В результате чего отделитель 26 будет отключать последнюю фазу обесточенной цепи. В том случае, если нулевому значен 1Ю тока в первой фазе будет предшествовать отрицательная полуволна тока, во второй фазе (с выключателем 25)I в момент нуля тока в первой фазе будет проходить отрицательная полуволна тока. Импульс тока появится на полуобмотке 5.2 трансформатора 3, откроется тиристор 9 и конденсатор 10 разрядится на входную обмотку 14 трансформатора 12 и Цепь управления 18 тиристора 20. Импульс с выходной обмотки 16 трансформатора 12 откроет тиристор 22. В результате конденсатор 23 разрядится через выключатель 25, также создавая импульс противотока на его контактах. Устройство будет работать аналогично, осу- . ществляя бездуговое отключение трехфазной цепи. Описанное устройство может применяться для быстрого и бездугового отключения номинальных токов и симметричных коротких замыканий, например, металлических трехфазных коротких замыканий с предварительным искусственным замыканием цепи с помощью короткозамыкателя, В отличие от известных оно имеет простое схемное решение, при сохра нении высокого быстродействия. Исключение целого ряда полупровод никовых приборов, триггера, пин-тран форматора (в отличие от прототипа), позволяет ещеболее снизить стоимост вес, габариты, повысить надежность работы. формула изобретения Бездуговое трехфазное отключающее устройство, содержащее два выклю чателя с импульсными приводами, имею щими катушки отключения, включаемые в одну и другую фазы отключаемой цепи, синхронизирующий блок, включаемый в одну фазууотключаемой цепи, предварительно заряжаемые коммутирующий и дополнительный конденсаторы, тиристоры, диоды, три импульсных трансформатора, путевой выключатель и отделитель с электромагнитным приводом, включаемый в третью фазу отключаемой цепи, отличающееся тем, чтр, с целью упрощения устройства, выходная обмотка одного из импульсных трансформаторов, входная обмотка котЪрого включена в Цепь импульсного выхода синхронизирующего блока, выполнена со средней точкой, крайние выводы выходной обмотки указанного импульсного трансформатора через диоды соединены с управляющими электродами одного и другого тиристоров, средний вывод выходной обмотки указанного импульсного транс Форматора подключен к катодам одно0и другого тиристоров и к отрицательной обкладке дополнительного конденсатора, аноды одного и другого тиристоров соединены с положительной обкладкой дополнительного конденсатора соответственно через выходные обмотки другого и третьего импулкеного трансформаторов и цепи управления третьего и четвертого т чристоров, входные обмотки другого и третьего и импульсных трансформаторов подключены соответственно к цепям управления пятого и шестого тиристоров, анод третретьего и катод четвертого тиристоров объединены и подключены к одному из выводов выключателя, включаемого в другую фазу отключаемой цепи, другой вывод указанного выключателя соединен с катодом пятого и анодом шестого тиристоров, катоды третьего и шестого тиристоров объединены и подключены к одной из обкладок коммутирующего- Конденсатора, другая обкладка которого через катушку отключения привода указанного выключателя соединена с анодами четвертого и пятого тиристоров, путевой выключатель механически связан с контактной системой выключателя, включенного в другую фаЗУ отключаемой цепи, и установлен в цепи электромагнитного привода отделителя . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ-№ , кл. 21 С 36/07, 19б7. 2.Авторское свидетельство СССР N 773762, кл. Н ОГН 9/30, 1980. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 28 2885/24-07, 21.05.80.