Устройство для включения выключателя

СОКИ СОВЕТСКИХИЦМЛДЮЕСЮЖРЕСПУБЛИК 19) (1 И А 1 51)4 Н 01 Н 33/4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ В 7итут поромышленопроект мплексых объп ременн наприм включе от сет ретени в рабо,П.Королев,Либерзон Устройство для пив включения масИнструктивные ованию электронных установок. -1, с. 35.льство СССР Н 47/00,стр полож трехф 3 и 4 траль водам такты чения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 23,02.87, Бюл. (71) Всесоюзный инст ной электрификации п ектов "Тяжпромэлектр им, Ф.Б.Якубовского (72) Ю,А.Бродский, Е С.М.Куцовский и Э.М (53) 621.318.5-5(08 (56) Либерзон Э.М. тания электромагнито ляных выключателей.- указания по проектир технических промышл М.: Энергия, 1980, УАвторское свидете У 1164802, кл. Н 01 Н 01 Н 33/44, 1984. 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ57) Изобретени блас лектротехники ль овано в качест ля ого напряжения в постоянное, ер для питания электромагнитов ния высоковольтных выключателей и переменного тока. Целью изобя является повышение надежности те устройства. К выводам 1 и 2 ства подключают соответственно тельный и отрицательный полюсы зного выпрямителя. К выводам - соответственно фаза и нейтрехфазной питающей сети. К вы- ф 5 и 6 подключают обмотку и конуправления электромагнита вклюпривода выключателя. При вклю- Св1292061 чении выключателем сети на короткоезамыкание происходит снижение напряжения на выводах 1 и 2. Соответственно снижается напряжение на последовательных цепях, включающих резисторы 59, 62 и 60, 61. При этом начинается разряд конденсатора 17 через обмотку промежуточного реле 32, Релесрабатывает и своим контактом 33включает тиристор 9. Предварительнозаряженный конденсатор 13, разряжаясьчерез тиристоры 9 и 8, закрывает последний. В момент закрытия тиристора8 происходит подключение катушки индуктивности 11 к электромагниту включения. Т.е. для включения выключателяв указанном режиме используется энергия, накопленная в индуктивности. В Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве преобразователя переменного напряжения в постоянное, например для питания электромагнитов включения высоковольтНых выключателей от сети переменного тока.Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.На чертеже приведено предлагаемое устройство.Устройство содержит выводы 1 и 2 для подключения соответственно к положительному и отрицательному полюсам трехфазного выпрямителя, вывод 3 для подключения к фазе сети, вывод 4 для подключения к нейтрали сети, выводы 5 и 6 для подключения обмотки и контактов управления электромагнита включения привода выключателя, датчик 7 тока, первый 8, второй 9 и третий 10 тиристоры, первую 11 и вторую 12 катушки индуктивности, пять конденсаторов 13-17, первое 18 и второе 19 реле времени, первый 20 и второй 21 размыкающие и замыкающий 22 контакты первого реле времени, первый 23 и второй 24 размыкающие и замыкающий 25 контакты второго реле времени, сигнальное реле 26, переключатель 27 режимов, кнопку 28 опробования и кнопку 29 контроля, объединенные в одну кнопку с тремя замыкающими кон 5 Ю 15 20 25 30 нормальном режиме при включении электромагнита получает энергию из сети, Разряд катушки индуктивности в этом случае происходит после включения выключателя через тиристор 10. Тирис,тор 9 открывается при замыкании контакта 33 после окончания процесса включения. Отличие от включения на короткое замыкание заключается в том,что условия для разряда конденсатора 17 создаются искусственно шунтированием резистора 59 контактами 21и 24 первого 8 и второго 19реле времени. Для проверки ра-.ботоспособности устройства внем предусмотрен режим опробования и контроля. 1 з. и.ф -лы, 1 ил. тактами, первое быстродействующеепромежуточнсе реле 30 (время срабатывания( 20 мс) с замыкающим консртактом 31, второе промежуточное реле 32 (сР1,мс) с замыкающим контактом 33, первый 34, второй 35 и третий 36 стабилитроны, девять диодов 37-45, светодиод 46 и восемнадцать резисторов 47-64.Устройство работает следующим образом.При подключении вывода 1 к положительному полюсу трехфазного выпрямителя, на входы которого подано трехфаэное напряжение, вывода 2 к отрицательному полюсу выпрямителя, вывода 3 к фазе сети, а вывода 4 к нейтрали сети по цепи от вывода 1 через обмотку первого реле 18 времени и первый размыкающий контакт 23 второго реле 19 времени начинает протекать ток. Реле 18 срабатывает, своим замыкающим контактом 22 подготавливает цепь срабатывания второго реле 19 времени, а первым 20 и вторым 21 размыкающими контактами соответственно размыкает цепь управления третьего тиристора 10 и дешунтирует резистор 59. Переключатель 27 режимов устанавливается в рабочее положение при котором замкнуты его выводы 1, 2 и 5, 6, соответственно шунтнруя накоротко обмотку сигнального реле 261292 и подготавливая цепь контроля исправности тиристора 10. При этом выводы3 и 4 переключателя режимов разомкнуты.При подключении к зажимам 5 и 6устройства электромагнита включенияпривода выключателя начинает протекать ток от вывода 1, подключенногок положительному полюсу выпрямителя,через диод 39, первичную обмотку датчика 7 тока, обмотку и контакты управления электромагнита включения ик выводу 4.На вторичной обмотке датчика 7 тока при протекании тока через его первичную обмотку формируется кратковременно рабочий импульс, обеспечивающий открывание первого тиристора8. Полярность первичной и вторичнойобмоток датчика 7 тока такие, что 20импульс, отпирающий укаэанный тиристор, возникает только при возрастаниитока в первичной обмотке. Стабилитрон34 ограничивает амплитуду рабочегоимпульса и одновременно является низ коомным шунтом для импульсов обратнойполярности, возникающих при снижениитока.При открывании первого тиристора8 по первой цепи начинает протекатьток от вывода 3, подключенного к фазесети через диод 43, резистор 55, конденсатор 13 и тиристор 8, к выводу 4,соединенному с нейтралью сети,по второй - от вывода 1 через накапливающуюкатушку индуктивности 11 и тиристор358 к выводу 4, по третьей - от вывода1 через обмотку первого промежуточного реле 30 и тиристор 8 к выводу 4,по четвертой - от вывода 1 через об 40мотку второго реле 19 времени, замыкающий контакт 22 первого реле 18времени и тиристор 8 к выводу 4.Протекание тока по первой цепиобеспечивает заряд конденсатора 13,45предназначенного для запирания тиристора 8 в режиме, когда необходимокоммутировать накопленную энергию вкатушке 11 индуктивности в электро-магнит включения или в цепь разряда,состоящую иэ последовательно соединенных переключателя 27 режимов, тиристора 10 и диода 38.Протекание тока по второй цепиобеспечивает накопление элЕктромагнитной энергии в катушке 11 индуктив ности,По третьей цепи срабатывает первое промежуточное реле 30, которое 061 4своим замыкающим контактом 31 подготавливает цепь формирования сигнала отпирания тиристора 9 для разряда конденсатора 13 на тиристор 8 и его закрывание при включении выключателя на неустраненное короткое замыкание, а также после включения выключателя без короткого замыкания и в режиме опробования.Указанная цепь формирования сигнала на отпирание тиристора 9 содержит двухступенчатый реэистивный делитель напряжения. Причем первая ступень деления на резисторах 63, 59 и 62 ограничивает напряжение заряда конденсатора 17 до уровня, обусловленного параметрами срабатывания второго промежуточного реле 32. Вторая ступень деления на резисторах 60 и 61 снижает напряжение заряда конденсатора 17 на 15 Х с тем, чтобы в нормальном режиме исключить протекание тока разряда конденсатора 17 через диод 45 и обмотку реле 32, обусловленного пульсациями выпрямленного трехфазного напряжения. Это повышает надежность данной цепи и устройства в целом, так как исключаются ложные срабатывания при эксплуатационных посадках напряжения сети, После замыкания контакта 31 заряд конденсатора 17 происходит .по цепи: от выводачерез контакт реле 31, резисторы 63 и 61, диод 44, выводы конденсатора 17, вывод 2.По четвертой цепи срабатывает . второе реле 19 времени, имеющее задержку на возврат= 0,5 с. Своим вторым размыкающим контактом 24 оно создает второй разрыв в цепи, шунтиф рующей резистор 59, первым размыкающим контактом 23 размыкает цепь обмотки первого рел 18 времени, имею-щего задержку на возврат й1,0 с а замыкающий контакт 25 шунтирует вторичную обмотку датчика 7 тока. Указанные времена возврата реле 18 и 19 выбираются из условия, чтобы их сумма была больше наибольшеговозможного полного времени включения выключателя, а также с тем, что бы исключить возможность кратковременного возврата реле 18 в режиме включения выключателя на короткое замыкание.Если выключатель включает сеть на короткое замыкание, то с момента возникновения дуги между контактами выключателя илн их соприкосновения,начинается снижение тока в электромагните включения, обусловленное снижением напряжения питания на зажимах1, 2 и 1, 4.Если напряжение на последовательных цепочках из резисторов 59-62 и60-61 при этом становится ниже напряжения, до которого был заряжен конденсатор 17,.то открывается диод 45и начинает протекать экспоненциальнозатухающий ток через обмотку второгопромежуточного реле 32 (по цепи: вывод конденсатора 17, диод 45, катушкареле 32, резисторы 61 и 60, второй .вывод конденсатора 17).Если посадка напряжения сети нижезаданной, то реле 32 кратковременносрабатывает и своим замыкающим контактом 33 обеспечивает открывание тиристора 9 от предварительно заряженного конденсатора 16 (который заряженпри наличии напряжения на выводах1-4).В момент открывания тиристора9 начинается разряд конденсатора 13через открытые тиристоры 9 и 8, причем ток разряда в тиристоре 8 противопаложен прямому току, что приводитк его запиранию в момент равенстванулю результирующего тока. В моментзапирания тиристора 8 происходит подключение катушки 11 индуктивности кэлектромагниту включения. Ток катушки 11 индуктивности начинает протекать от ее второго вывода по цепи:диод 40, зажим 6, цепь обмотки электромагнита включения привода выключателя, зажим 5, диод 37 к первомувыводу катушки 11 индуктивности. Приэтом происходит выделение энергии,накопленной в катушке 11 индуктивности, на электромагните включения привода выключателя, что обеспечиваетнадежное включение выключателя в указанном режиме,По окончании операции включениявыключателя цепь обмотки электромагнита выключения размыкается блок-контактами привода выключателя. Так кактиристор 9 закрыт, то через времявторое реле 19 времени возвращаетсяв исходное состояние, При этом первоереле 18 времени еще не отработаловремени на возврат, поэтому остаетсяв сработанном состоянии через замкнувшийся контакт 23 второго реле 19времени, Все устройство в целом возвращается в исходное состояние и готово к повторному-,действию. Есливключение не сопровождается коротким замыканием в сети и обусловленным имснижением питающего напряжения, тиристор 8 остается открытым до окон-.чания операции включения и катушка11 индуктивности не разряжается наэлектромагнит включения. Разряд катушки 11 индуктивности в этом случаепроисходит следующим образом. Так же, как и в случае включения на короткое замыкание после открывания тиристора 8 срабатывает реле 19 времени и производит указанные переключения контактами 23-25. До . момента возврата реле 18 и 19 времени завершается процесс включения выключателя и контактором размыкается цепь тока в обмотке электромагнита включения (между выводами 5 и 6). Через время 1: от момента срабатывания реле 19 времени возвращается в несработанное состояние первое реле 18 времени, которое своими размыкающими контактами 20 и 21 подготавливает соответственно цепь управления тиристора 10 и цепь шунтирования резистора 59 для имитации посадки напряжения, а замыкающим контактом 22 размыкает цепь обмотки второго реле 19 времени. Через время С от момента размыкания контакта 22 возвращается в несработанное состояние второе реле 19 времени и своими размыкающимиконтактами 23 и 24 соответственнозамыкает цепь обмотки первого реле 18 времени и шунтирует накоротко резистор 59, имитируя посадку напряжения в сети. 11 ри этом конденсатор 17 разряжается на второе промежуточноереле 32 (как и в случае при посадке напряжения в сети), замыкающий контакт 33 которого обеспечивает открывание тиристора 9. Конденсатор 13 разряжается через тиристор 9 на тиристор 8, запирая последний, Начиная с момента запирания тиристора 8 напряжение на катушке 11 индуктивностименяет знак, что обуславливает открывание тиристора 10 через резистор 49 и размыкающий контакт 20 первого реле 18 времени. Тиристор 10 открывается и катушка 11 индуктивности разряжается по цепи: первый и второй выводы переключателя 27 режимов, тиристор 10 и диод 38. По окончании разряда катушки 11 индуктивности тиристор 10 запирается, реле 18 времени срабатывает, первое промежуточное реле 30 возвращается в несработанное5 10 20 25 30 35 40 55 состояние и вся схема устройства приходит в исходное состояние.Для проверки работоспособностиустройства в нем предусмотрен режимопробования и контроля.Опробование производится следующим образом.Переключатель 27 режимов переводится в режим опробования. При этомРазмыкаются его выводы 1-2 и 5-6,а выводы 3-4 замыкаются. Затем нажимается кнопка 28 опробования, механически объединенная с кнопкой 29контроля. Через резистор 52, имитирующий электромагнит включения, и первичную обмотку датчика тока 7 начинает протекать токДальнейшая работа устройства аналогична работе привключении выключателя без короткогозамыкания в сети. Отличие состоит втом, что разряд катушки 11 индуктивности происходит через обмотку сигнального реле 26, зашунтированногодиодом 41, тиристор 10 и диод 38.Сигнальное реле 26 срабатывает и фиксирует факт исправного состояния устройства. Напряжение срабатывания реле 26 выбирается меньше прямого падения напряжения на диоде 41 при протекании по нему тока разряда.Контроль исправности тиристора 10осуществляется в рабочем положениипереключателя 27 режимов (замкнутывыводы 1-2 и 5-6) нажатием кнопки 29контроля. Необходимость контроля тиристора 10 обусловлена тем, что вслучае выхода его из строя с потерейуправляемости (переход в состояниедиода), эта неисправность не проверяется цепью опробования, а устройство оказывается неработоспособным.Схема контроля работает следующим образом.Если тиристор 10 исправлен, топри нажатии кнопки 29 начинает протекать ток от вывода 1 устройства черезкатушку 11 индуктивности и параллельные ей цепи (обмотки реле. 30 и 19),.диод 41, выводы 6-5 переключателя 27режимов, резистор 54, диод 42, светодиод 46, два последовательно соединенных замыкающих контакта кнопки 29контроля, резистор 51 к выводу 4 устройства. При этом имеет место свечение светодиода 46.При неисправном тиристоре 10 (состояние неуправляемого диода). он является низкоомным шунтом для цепи со светодиодом 46 и последний не светится. Резистор 51 ограничивает ток через кнопку 29 при контроле в случае неисправного тиристора 1 О,Предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет более высокую надежность и удобства в эксплуатации. При этом обеспечивается надежное включение выключателей на неустраненное короткое замыкание в сети.Формула изобретения/ 1. Устройство для включения выключателя, содержащее выводы для подклю 15 чения к трехфазному выпрямителю и фазе сети, датчик тока, три тиристора, две катушки индуктивности, три конденсатора, два реле времени с двумя размыкающими .и одним замыкающим контактами каждое, причем оба реле времени выполнены с задержкой на 1яв возврат, два вывода для подключения обмотки и контактов управления электромагнита включения привода выключателя, сигнальное реле, три стабилитрона, восемь диодов, один светодиод, одиннадцать резисторов, кнопку опробования, переключатель режимов, кнопку контроля с двумя замыкающими контактами, причем к выводу для подключения устройства к положительномуЪ.полюсу трехфазного выпрямителя подключены катоды первого и второго диодов, анод третьего диода, первые выводы обмоток второго реле времени непосредственно и первого реле вре-мени через первый размыкающий контакт второго реле времени, первый вывод первой катушки индуктивности, второй вывод которой соединен с анодами первого тиристора, а также четвертого и пятого диодов, с вторымвыводом обмотки второго реле временичерез замыкающий контакт первого 45 Реле времени, с первым вь 1 водом первого конденсатора, эашунтированного .первым резистором, с первыми выводами второго и третьего резисторов,с первым выводом обмотки сигнального реле и с первым выводом переключателя режимов, второй вывод которого соединен с вторым выводом обмотки сигнального реле, с катодом пятого диода и анодом третьего тиристора,катод которого подключен к аноду второго диода, первому выводу четвертого резистора, к аноду третьего стабилитрона и к первым выводам двухконтактов кнопки контроля, второйвывод первого контакта, который соединен с катодом светодиода, а второйвывод второго контакта - с первымвыводом пятого резистора, второй вывод которого подключен к первому выводу для подключения к обмотке электромагнита включения привода выключателя, к первым выводам шестогорезистора, второго конденсатора, квторому выводу обмотки первого реле 10времени, к катодам первого и второготиристоров, к анодам первого и второго стабилитронов к аноду первогодиода, к концу вторичной обмоткидатчика тока, зашунтированной параллельно соединенными седьмым резистором, третьим конденсатором и замыкающим контактом второго реле времени,к началу вторичной обмотки датчикатока подключен управляющий электрод д)первого тиристора и катод первогостабилитрона, причем начало первичной обмотки датчика тока соединено скатодом третьего диода, а конец - с.катодом четвертого диода, с вторым 35выводом для подключения контакта управления электромагнита включенияпривода выключателя и с первым выводом кнопки опробования, второй выводкоторой подключен к четвертому выводу З 0переключателя режимов, третий выводкоторого соединен с вторым выводомшестого резистора, первый вывод восьмого резистора подключен к аноду шестого диода, катод которого соединенс анодом светодиода, второй выводтретьего резистора подключен к катодутретьего стабилитрона непосредственно, и через первый размыкающий контакт первого реле времени - к управляющему электроду третьего тиристораи второму, выводу четвертого резистора, вывод для подключения к фазе сети соединен с анодом седьмого диода,между катодом которого и вторым выводом первого конденсатора включен девятый резистор, между вторым выводомпервого конденсатора и анодом второготиристора включена вторая катушка индуктивности, вторые выводы второгоконденсатора и второго резистора соединены между собой, а вторые размыкающие контакты обоих реле временисоединены в последовательную цепочку,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения надежности работы,оно дополнительно снабжено выводомдля подключения к нейтрали сети, семью резисторами, одним диодом, двумя конденсаторами и двумя быстродействующими промежуточными реле с замыкающими контактами, причем к выводу для подключения к нейтрали сети присоединен анод первого диода, первый вывод четвертого конденсатора, зашунтированього десятым резистором, первые выводы одиннадцатого и двенадцатого резисторов, вторые выводы которых подключены соответственно к управляющему электроду второго тиристора, соединенному с первым выводом замыкающего контакта второго промежуточного реле, и к второму выводу второго конденс.тора, а вывод для подключения к отрицательному полюсу выпрямителя соединен с первым выводом тринадцатого резистора, зашунтированного упомянутой цепочкой из последовательно соединенных размыкающих контактов первого и второго реле времени, с первым выводом четырнадцатого резистора и с первым выводом пятого конденсатора, к второму выводу которого подключены анод девятого диода и катод восьмого диода, анод которого соединен с вторым выводом четырнадцатого резистора и с первым выводом пятнадцатого резистора, второй вывод которого подключен к первому выводу обмотки второго промежуточного реле, второй вывод которой соединен с катодом девятого диода, и к первым выводам шестнадцатого и семнадцатого резисторов, причем второй вывод шестнадцатого резистора соединен с вторым выводом тринадцатого резистора, а второй вывод семнадцатого резистора через замыкающий кон-. такт первого промежуточного реле - с выводом для подключения к положительному полюсу трехфазного выпрямителя и с первым выводом обмотки первого промежуточного реле, второй вывод которойсоедииен с первым выводом первого конденсатора,к второму выводу которого подключенпервый выводвосемнадцатого резистора, а его второй вывод соединен свторыми выводамичетвертого конденсатора, замыкающего контакта второго промежуточного реле ис катодом вто рого стабилитрона причем второй вывод восьмого резистора соединен с пятым выводом переключателя режимов, шестой вывод которого обьединен с вторым.2, Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что кнопки опробования и контроля объединены в одну кнопку с тремя замыкающими контактами.