Устройство для отключения цепи переменного тока

Союз Советских Социалистическик РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11771872(22) Заявлено 06.12. 77 (21) 2551896/24-07с присоединением заявки Нов(51)М. Кл.з Н 03 К 17/56 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретений и открытий(71) Заявитель Ивановский энергетический институт им.В.И.Ленина(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТКЛЮЧЕНИЯ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА1Изобретение относится к области электротехники и предназначено для отключения цепи . переменного тока посредством принудительного запирания .тиристоров при коротком замыка нии в электрической сетиИзвестны устройства для принудительного запирания тиристоров с трайсформаторным выводом и избыточной энергии из контура коммутации Ц . 10Эти устройства не обеспечивают снижения скорости нарастания тока .е, (-фЬ:-) . уменьшение скорости нарастания тока к.з. способствует, 15 снижению времени отключения токов к.з. и снижению требования к мощности конденсаторной батареи (коммутация токов к.э. происходит при его меньшем значении). 20. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство, каждая фаза которого выполнена в виде однофаэного 25 мостового выпрямителя, к зажимам постоянного тока которого подключен реактор и который снабжен блоком принудительной коммутации управляемыхвентилей (2). 30 2Недостаток этого устройства - большое время отключения токов к.э, (0,005 с).Целью изобретения являются уменьшение времени отключения токов к.з. в электросети за счет быстрого снятия управляющих импульсов с силовых тиристоров, обнаружения к.э. в электросети по производной тока к.з., обеспечение быстрого затухания переходного процесса; путем введения активного сопротивления в цепь к.з.Цель достигается тем, что устройство для отключения цепи переменного тока, содержащее однофаэный полууправляемый мостовой выпрямитель с блоком управления, тиристоры которого через дроссель, коммутирующий тиристор и разделительные диоды связаны с коммутирующими конденсатором, шунтированным диодом и резистором, индуктивный реактор, выполненный в виде автотрансформатора с тремя обмотками и магнитопроводами, снабжено двумя пороговыми элементами контроля уровней , двумя дополнительныАми резисторами, дополнительным конденсатором, шунтированным резистором и диодом, дополнительными резисторами, дополнительным тиристором и двумя импульсными датчиками, причем первичная обмотка автотрансформатора включена в диагональ полууправляемого мостового выпрямителя, к средней точке которого через первый дополнительный резистор подключен дополнительный тиристор, управляющий переход которого подключен к первому импульсному датчику, включенному между коммутирующим тиристором и дросселем, одна из вторичных обмоток реактора через пороговый элемент контроля первого уровня - - подключена кааблоку управления тиристорами мостового выпрямителя, а другая вторичная обмотка реактора через второй дополнительный резистор, второй импульсный датчик, пороговый элемент контроСЕля второго уровня - подключена к(Идополнительному конденсатору. На чертеже представлена схемаустройства.Оно содержит тиристоры 1. и 2 моста, диоды моста 3 и 4, разделительные диоды 5 и 6, присоединенныеанодами к катодам диодов 3 и 4, первичные обмотки 7 и 8 автотрансформаторов, включенные в диагональ моста,вторичные обмотки 9 и 10. К обмотке8 через первйй резистор 11 подключен тиристор 12, к обмотке 9 черезрезистор 13 - пороговый элемент 14второго уровня , ьа первый импульс 1,сИсный датчик 15 подключен конденсатору 16, шунтированному резистором 17.К катодам тиристоров 1,2 подключен коммутирующий конденсатор 18,шунтированный диодом 19, резистором20; через тиристор 21, второй импульсный датчик 22,дроссель 23. Вторичная обмотка автотрансформатора 10через пороговый элемент первого уровня подключена к блоку управленияИтиристорами.Устройство работает следующим образом.В нормальном режиме работы электросети по обмоткам 7.и 8 автотранс.форматоров протекает выпрямленныйток (двухфазное выпрямление). Падение напряжения на автотрансформаторе практически равно нулю, Немагнитные зазоры в магнитопроводе обеспечивают ненасыщенное состояние сталиавтотрансформатора.При возникновении к.з. в электросети на автотрансформаор подаетсянапряжение, равное (, вв "-3- , гдеС 1 Е,индуктивность обмоток 7 и 8 автотрансформаторов до момента насыщения. В этом режиме автотрансформатор работает как дроссель с воздушным зазором. Появляется напряжение на обмотках 9 и 10 автотрансформатора, пропорциональное производнойсЬ.тока к.з, Если - превысит перС швую установку по производной тока,то срабатывает пороговый элемент 24и снимает в схеме управления 24 силовыми тиристорами 1 и 2 управляющиеимпульсы. Если в "ив превышает и втсСьрую установку по производной тока, 10 то срабатывает пороговый элемент 14.По обмотке 9 автотрансформатора Протекает ток, под действием которогосрабатывает импульсный датчик 15 тбка и подает импульсы в цепь управле ния тиристора 21. Последний открывается и происходит колебательный разряд предварительно заряженной конденсаторной батареи 18 по цепи 21,22,24,1 (2), 5(6) .Наблюдается явление искусственнойкоммутации тока из. цепи тиристора1(2) в цепь конденсатора (батареи)18. После запирания тиристсра 1(2)ток к.з. протекает по цепи 5(6),18,21,22,23, 8,3(4), Срабатывает импуль сный датчик 22, обеспечивая открытиетиристора 12 в цепи автотрансформаторной обмотки 8Диод 19 и резистор 20 снижают напряжение переразряда на коммутирую- ЗО щем конденсаторе 18. Резистор 13 иконденсатор 16 предназначены для защиты порогового элемента 14 от сверхтоков. Резистор 17, разряжая конденсатор 16, возвращает схему измере ния производной тока в исходное полбжение.В качестве пороговых элементовмогут быть использованы встречновключенные лавинные диоды, стабили О заторы, переключающие диоды и т.д.Данное устройство может применяться для бесконтактных выключателей переменного тока, защищающие оборудование от токов к.з. 45 Формула изобретенияоУстройство для отключения цепипеременного тока, содержащее однофазный полууправляемый мостовой выпрямитель с.блоком управления, тиристоры которого через дроссель, коммутирующий тиристор, разделительныедиоды связаны с коммутирующим конденсатором, шунтированным диодом ирезистором, индуктивный реактор,выполненный в виде автотрансформатора с тремя обмотками и магнитопроводом, отличающееся тем,что, с целью :нижения времени отключения, оно снабжено двумя пороговыми 6 О элементами контроля уровней, двумядополнительными резисторами, дополнительным конденсатором, шунтированнымрезистором и диодом, дополнительнымтиристором и двумя импульсными дат чиками, причем первичная обмотка ав7718;2 Составитель Е.КалинкинРедактор В.Трубченко Техред Н, Барадулина Корректор В,Бутяга Заказ 6718/71 Тираж 995 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий,113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная,4 тотрансформатора включена в диагональ полууправляемого постового выпрямителя, к средней точке которого через первый дополнительный резистор подключен дополнительный тиристор, управляющий переход которого подключен к первому импульсному датчику, включенному между коммутирующим тиристором и дросселем, одна из вторичных обмоток реактора через пороговый элемент контроля первого уровня - подключена к блоку управле 31ния тиристорами мостового выпрямителя, а другая вторичная обмотка реактора через второй дополнительный резистор, второй импульсный датчик,пороговый элемент контроля второгоауровня - подключена к дополнительа5 ному конденсатору. Источники информации,принятые во внимание при экснертизе1. Авторское свидетельство СССРР 547907, кл. Н 01 Н 9/02, 1977.2. Патент Японии М 50-24426,кл. 55 А, опублик.15.08.75,