Выключатель переменного тока

литель 23, выходы которого соединены с цепями управления тиристоров 18 и19. Один из входов блока 20 управления (вход логической схемы И 21)соединен с вторым выходом блока 14защиты, выход логической схемы 21соединен с входом элемента 22 памяти, а выход последнего соединен свходом усилителя 23. В состав вы 0 ключателя входит блок 24 контроляскорости изменения тока, которыйсодержит трансформатор 25 напряженияпервичная обмотка которого через ограничительный резистор 26 подключена параллельно токоограничивающему реактору 2, а вторичная обмотка - через выпрямительный мост 27к измерительному резистору 28.Нуль-орган 29 состоит из порогового элемента 30 и инвертора (логической схемы Н.) 31, причем входнуль-органа 29 (вход пороговогоэлемента 30) соединен с выходом блока 24 контроля скорости изменения25 тока (с измерительным резистором 28)выход порогового элемента 30 соединен с входом инвертора 31, а выходнуль-органа 29 (вход инвертора 31)с вторым входом блока 20 управления.Зажимы 32 и 33 выключателя служат дляподключения силовой цепи, Блок 34 питания обеспечивает соответствующиминапряжениями все элементы схемы управления выключателем,На фиг.2 приняты следующие обозначения, г -ток в главной цепи выключателя, П, - напряжение на выходеблока 24 контроля скорости изменениятока (напряжение на измерительномрезисторе 28), П 2 - напряжение на40выходе блока 14 защиты, П - напряжение на выходе нуль-органа 29,напряжение на выходе блока 9 управления, У - напряжение на выходе блока 20 управления,45Выключатель переменного тока работает следующим образом.Предварительно включается блок34 питания. При отсутствии сигналана зажиме 13 управления отсутствует сигнал на выходе логической схемыИ 11 так как на ее входе, связанномс зажимом 13 управления, сигнал отсутствует, следовательно, отсутствует сигнал на входе и, соответственно, на выходе усилителя 12. Блок 9управления не подает управляющиесигналы на тиристоры 4 и 5 тиристорного коммутатора 1, тиристоры 4 и 5 1 1277234 2Изобретение относится к низко- .вольтным электрическим аппаратам, вчастности к выключателям переменноготока, выполняющим функции аварийногоотключения потребителей, а также,оперативного включения и отключенияпотребителей.Целью изобретения является расширение области применения.На фиг.1 представлена схема выключаталя переменного тока, на фиг,2диаграммы тока в главной цепи выключателя и напряжений на элементах схемы вВыключатель переменного токафиг. 1 содержит первый тиристорныйкоммутатор , последовательно с которым включены реактор 2 и датчик 3 тока, Первый тиристорный коммутатор 1содержит два,встречно-параллельновключенных тиристора 4 и 5, а датчик3 тока состоит из трансформатора 6тока, вторичная обмотка которого через выпрямительный мост 7 подключенак измерительному резистору 8.Кроме того, выключатель переменного тока содержит блок 9 управления первым тиристорныы коммутатором1. Блок 9 управления содержит инвертор 10 (логическая схема НЕ), выходкоторого соединен с входом логической схемы И (на два входа) 11, выход.логической схемы И 11 соединенс входом усилителя 12, выходы которого соединены с цепями управлениятиристоров 4 и 5, второй вход логической схемы И 11 соединен с зажимом13 управления, на который поступаетсигнал управления выключателем,Выключатель переменного тока содержит также блок 14 защиты, состоящий из порогового элемента. 15и элемента 1 б памяти, причем входблока 14 защиты (вход пороговогоэлемента 15) соединен с выходом датчика 3 тока (с измерительным резистором 8), выход порогового элемента15 соединен с входом элемента. 16 памяти, выход которого соединен с входом блока 9 управления (входом инвертора 1 О),Выключатель переменного тока снабжен вторым тиристорным коммутатором17, содержащим встречно-параллельновключенные тиристоры 18 и 19, и бло"ком 20 управления вторым тиристорнымкоммутатором 17, Блок 20 управлениясодержит логическую схему И (на двавхода) 21, элемент 22 памяти и уси- т127 25 зотключены, и выключатель находитсяв отключенном состоянии,Для включения выключателя на зажим 13 управления подается сигнал,который поступает на вход логическойсхемы И 11, на второй вход которойпоступает сигнал с выхода инвертора10 сигнал на выходе инвертора 10имеет место, так как на его вход непоступает в нормальном режиме сигналс блока 14 защиты). На выходе логической схемы И 1 появляется сигнал,который поступает на вход усилителя12, с выходов последнего сигналыуправления поступают на управляющиеэлектроды т-ристоров 4 и 5 тиристорного коммутатора 1, чем обеспечивается включенное состояние тиристоров 4 и 5 и выключателя в целом.Во включенном состоянии выключателя по его главной цепи первыйтиристорный коммутатор 1 - реактор2 - датчик 3 тока протекает переменный ток нагрузки. Указанный ток вдатчике 3 тока трансформируетсятрансформатором 6 тока и через выпрямительный мост 7 поступает наизмерительный резистор 8. В нормальном режиме падение напряжения наизмерительном резисторе 8 ниже паврога срабатывания порогового эле.мента 15, и срабатывания его не происходит, а значит, не срабатываети блок 14 защиты. Падение напряжения от тока нагрузки на реакторе 2практически равно ЭДС самоиндукцииреактора, т.е, пропорционально скорости изменения тока нагрузки, Указанное падение напряжения поступаетна первичную обмотку трансформатора25 напряжения и блока 24 контроля,40с вторичной обмотки трансформатора25 напряжения напряжение через выпрямительный мост 27 поступает наизмерительный резистор 28, такимобразом, напряжение на измерительном резисторе 28, т,е, напряжениена выходе блока 24 контроля, пропорционально модулю скорости изменениятока в главной цепи фиг.2 диаграмма для П 1, С выхода блока 24 контрля напряжение поступает на входнуль-органа 29. Так как пороговое .напряжение порогового элемента 30достаточно мало (Ц на диаграмме О,фиг,2), то пороговый элемент 30 находится во включенном состоянии втечение почти всего полупериода, авыходит из включенного состояния тог 7234да, когда сигнал на его входе досгаточно мал, т,е. скорость изменения тока нагрузки близка к нулю. Поскольку выход порогового элемента 30 соединен с входом инвертора 31, на выходе инвертора 31 напряжение появляется тогда, когда пороговый элемент 30 отключен, следовательно, напряжение на выходе нуль-органа 29 имеет место только при скорости изменения тока нагрузки близкой к нулю (фиг.2 диаграмма для Ц на интервале от 0ьдо С,), Напряжение с выхода нуль-органа 29 поступает на вход блока 20 управления, однако на втором входе этого блока сигнал в нормальном режиме отсутствует, и, соедовательно, блок 20 управления не включается.Для оперативного отключения выключателя снимается сигнал управления с зажима 13 управления, выключаются логическая схема И 1 и усилитель 12, снимаются сигналы управления с тиристоров 4 и 5, и при переходе тока нагрузки через ноль отключается тот из тиристоров, который находился во включенном состоянии. Цепь тока нагрузки раэрывается - выключатель переходит в отключенноесостояние.Если при включенном выключателе происходит КЗ в главной цепи, ток начинает возрастать и напряжение на измерительном резисторе 8 датчика тока 3 достигает порога срабатывания порогового элемента 15. Укаэанный порог срабатывания соответствует току уставки защиты (см. фиг.2, с, момент начала КЗ, С - момент достижения током в главной цепи значения тока уставки 1. Пороговый элемент 15 срабатывает, а на выходе его появляется сигнал, который поступает на вход элемента 16 памяти, приводит к срабатыванию последнего и возникновению сигналов на его выходах, т.е. срабатывает блок 14 защиты в целом (фиг,2, диаграммы для Б).Сигнал с одного из выходов блока 14 защиты поступает на вход блока 9 управления, т.е. на вход инвертора 1 О. С выхода инвертора 10 снимается сигнал, соответственно снимается сигнал с одного из входов логической схемы И 1, последняя отключается и снимает напряжение с входа усилителя 12, который, в свою очередь, снимает напряжение управления с тиристаров 4 и 5 (фиг.2, диаграмма для Б). Тот5 127 иэ тиристоров, который находился в проводящем состоянии, продолжает пронодить ток. Когда ТКЗ достигает максимального значения, скорость его изменения становится близка к нулю и на выходе нуль-органа 29 появляетср сигнал (момент времени С на фиг,2). Упомянутый сигнал поступает на вход блока 20 управления вторым тиристорным коммутатором 17, те. на вход логической схемы И 21, на второй вход которой поступает сигнал с блока 14 защиты. Логическая схема И 21 срабатывает и своим выходным сигналом включает элемент 22 памяти, крторый, в свою очередь, включает усилитель 23, выходные напряжения последнего, представляющие собой выходные напряжения блока 20 управления, поступают на цепи управления тиристорон 18 и 19 второго тиристорного коммутатора 17 (выходное напряжение блока 20 управления, диаграмма для 11, на фиг,2), Тиристор 18 (или 19) включается и шунтирует реактор 2, характер тока в гланной цепи меняется (Аиг,г, диаграмма для штриховой линией показан ТКЗ при отсутствии второго тиристорного коммутатора) Ток н главной цепи достигает нулевого значения в момент времени С , и н этот момент отключается тот из тиристоров (4 или 5) первого тиристорного коммутатора 1, который находился во включенном состоянии (штрих-пунктирной линией на фиг.2 показан ТКЗ, который был бы н цепи, если бы не произошло отключение первого тиристорного коммутатора,11. Процесс отключения аварийного тока на этом заканчивается.Для возврата схемы н исходное состояние готовности и включению выключателя достаточно отключить и вновь включить блок 34 питания, при этой операции элементы памяти 16 и22 блока 14 защиты и блока 20 управления восстанавливают исходное состояние и снимаются сигналы с выходов упомянутых блоков. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает расширение области применения вследствие того, что дополнительно введенные элементы производят шунтирование токоограничивающего реактора в интервале коммутации, чем изменяется соотношение принужденной и свободной сос 7234 бтавляющих ТКЗ и обеспечивается изменение знака ТКЗ уже и течение первого полупериода после шунтированиятокоограничивающего реактора, а это,в свою очередь, гарантирует отключение тиристорного коммутатора с естественной коммутацией,Так, при 111=0 максимальное значение ТКЗ достигается приП1 Дпри этом(г. ) = 2ЕхКЕсли при этом происходит включение второго тиристорного коммутато ра, то параметры контура КЗ изменяются. Для этапа, который начинается с момента шунтирования реактораС = С, +1е=Е я 1.по)(г +)= -Е зЫи)И 1 м 20 Принужденная составляющая на этомэтапеЕ . - П-ф з 1.п(оЛ - -)х 2Кгде х - индуктивное сопротинление25 контура КЗ после шунтирования реактора,а свободная составляющая ТКЗ на этомэтапе, с учетом того, что 1 (1 )начальное значение ТКЗ для рассматриЗо ваемого этапа.1 (1.,) З. (О),2 1=Е ( - , ),м х хК КИз полученного соотношения слеЗ 5 дует, что величина свободной составляющей ТКЗ определяееся соотношениемх,х и х . Например, если х = -, то к к к 24 О свободная составляющая ТКЗ в этомслучае полностью исключена,Пренебрегая, как и ранее, затуханием свободной составляющей, получим, что ТКЗ на этом этапе опреде ляется по выражениюК = 1 О+ СВЕ, т 1 2 1з 1 п(1 Л - -)+Е ( -- в )к х. мх хк к кЕ гхд = -Шсони)1.+( в- 1)хк,.2 х 2 хкТак как х сх, то - ксг, а ( -хкК 1) с 1, следовательно, при измененииот 0 доЧ 3 неизбежно имеет местоизменение знака ТКЗ, т.е. переходчерез нулевое значение уже в первойполовине периода после шунтированиятокоограничивающего реактора, чтоСоставитель Г КорсакРедактор Л.Веселовская Техред Л.Сердюкова ректор А.Тяс аказ 6689/49 ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, ираж 643ого комитета Сний и открытийРаушская наб Подписное ен те -3 эводственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная. Пр обеспечивает отключение тиристорногокоммутатора с естественной коммутацией. Формула изобретения Выключатель переменного тока, содержащий первый тиристорный коммутатор, реактор, датчик тока, блок защиты и блок управления первым тиристорным коммутатором, выход которого подключен к управляющему входу тиристорного коммутатора, первый вход блока управления первым тиристорным коммутатором соединен с управляющим входом выключателя переменного тока, второй вход указанного блока управления соединен с первым выходом блока защиты, вход блока защиты подключен к выходу датчика тока, первый вход которого соединен с первым выходом выключателя переменного тока, а второй его вход подключен к первому выводу реактора, второй вывод реактора соединен с первым выходом укаэанного первого тиристорного крммутатора, второй выход которого подключен к второму выходу выключателяпеременного тока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширенияэксплуатационных возможностей, внего введены второй тиристорный коммутатор, блок управления вторым тиристорным коммутатором, блок контро О ля скорости изменения тока и нульорган, причем первый и второй выходывторого тиристорного коммутаторасоответственно подключены к первомуи второму выводам реактора, первый 15 вход блока управления вторым тиристорным коммутатором подключен к выходу нуль-органа, второй вход блокауправления вторым тиристорным коммутатором соединен с вторым выходом 20 блока зашиты, вход нуль-органа подключен к выходу блока контроля ско"рости изменения тока, первый и второй входы которого соответственносоединены с первым и вторым вьюода-.25 ми реактора.