Многофазный выключатель переменного тока

Союз Советски Социалистических Республиксудврстеенный комитетавета Министров СССРпо делом изобретенийи открытий(11) Заявит ГОФАЗНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТО(5 Изобретение относится к электротехнике, в частности к тиристорным автоматическим выключателям переменного тока, предназначенным для использования в низковольт ном аппаратостроении. 5Известны многофазные тиристорные вы" ключатели переменного тока, используемые в силовых электроэнергетических системах (ЭЭС).Из известных выключателей наиболее 10 близким к предложенному является устройство, содержащее два основных встречно- параллельно включенных тиристора (или один симистор) и датчик тока в каждой фазе, формирователь сигналов управления 15 основными тиристорами и узлы принудительной коммутации основных тиристоров. Формирователь сигналов управления и узелпри- нудительной коммутации представляют собой блок управления коммутацией основных ти ристоров. Блок управления коммутацией обеспечивает подачу управляюших импульсов на основные тиристоры при подаче команды "Включено" и снятие их при подаче команды фВыключено", при этом осуществляется 25 естественная коммутация основных тириоторов при переходе тока через нулевое значение. Если же в цепях ЭЭС возникает режим короткого замыкания, выключение основных тиристоров осущеетвляется мгновенно с помощью принудительной коммутации.Датчик тока формирует напряжение, пропор-.циональное.току через тиристоры. По аналогии с контактными автоматическими выключателями в бесконтактных вьислючателяхимеется защита от токов перегрузки и короткого замыкания (эта функция в бесконтактных выключателях обычно выполняетсяреле короткого замыкания и реле перегрузки) и схема ИЛИ, с выхода которой поступает в блок управления коммутацией основных тиристоров команда Выключено привозникновении в ЭЭС аварийных режимов. ФНедостаток описанного выключателя- отсутствие селективности отключения тока короткого замыкания при работе с нижестоящими установочными контактами автомати ческими выклюЧателями (в дальнейшем просто контактные .выключатели)..) О огр где Е ния;- параметры контур замыкания; оротког зистора 3;тота сети.превышает велюбого из кон 17.промежуток вресрабатывания измеряется ва ых тиристоров. ание нагрузки ые встречносторы 1. Вспоельно включен- М 3, осуществлякого замыкасновным тирис подключен кния 5 и реле 60 Цель из о,те 1 ия - сбсс 1 Сценке се.;ективности отключения тока корсткого замыкания при работе совместно с контактньивыключателями,Это достигается тем, что в многофаз- бный выключатель переменного тока, содержащий основные встречно-параллельно вклкгченнь 1 е тиристоры и датчики тока в каждойфазе, блок управления коммутацией основных тиристоров, реле короткого замыкания, 10реле перегрузки, схему "ИЛИф, при этомвыходы датчика тока всех фаз подключенык входам реле короткого замыкания и релеперегрузки, а выход реле перегрузки подключен к одному из входов схемы ИЛИ, 15выход которой соединен с первым входомблока коммутации основных тиристоров, введены последовательно соединенные вспомогательные встречно-параллельно включенныетиристоры и токоограничивающий элемент, 20подключенные параллельно основным тиристорам в каждой фазе, а также два реле времени, две схемы фИф, триггер и блок коммутации вспомогательных тиристоров так,что выходы реле короткого замыкания подключены к входу одного реле времени ивходу одной схемы И, а выходы указанногореле времени подключены: один - к входублока коммутации вспомогательных тиристоров и к другому входу блока коммутации 30основных тиристоров, а другой выход - ковходу другого реле времени, один выход которого подключен ко входу первой схемы Ии другому входу второй схемы И, выходпервой схемы И подключен к другому входу З 5схемы ИЛИ и через триггер - к другомувходу второй схемы И, выход которой подкйючен к оставшемуся свободным входублока коммутации основных тиристоров.На фиг. 1 изображена принципиальная 40схема многофазного выключателя переменного тока (Однополюсное исполнение); нафиг. 2 и 3 - диаграммы напряжений и тока на входах и выходах функциональныхэлементов выключателя при возникновениикороткого замыкания соответственно в одной из нагрузок и при возникновении короткого замыкания на участке: выход бесконтактного выключателя - входы контактных выключателей. 50 В исходном состоянии пи осуществляется через основн параллельно включенные тир могательные встречно-парал ные тиристоры 2 и резистор ющий ограничение тока коро ния, включены параллельно о торам, Выход датчика тока входу реле короткого замык йе",О рузки 3 Ь х 11,., реГ 1 е коротксго зах 1;.;,- ,.Йния 3 сося:11 е 1 с Входам Одного .ус 1 О В 1 ;мец 1 7 и Оной схе 1 И 1 1 " БХОд 1;.ругого реле ц.смс 1 0 трггора 10 иод 1 ОПОЧО 111,1 К ВХОДУ ДРГОй;1 О,1",1 ОСКОй СХО 1,1И 11, .Выход которой Вместе с Входе.гО" гической схемы ИЛИ 2 соед 1 е с Ходом блока коммутации 13 О ".:ОВ 1 И 1 х т 1;-.сторон. Управление вспомогательными тиристора, осуществляется блоком коммутац 1 4. (Онтакные выключатели 15, 16, 17 осущест= вляют коммутацию нагрузок к питаюшейсьти. Общими элементами для однополюсного и многополюсного выключателя являются элементы 5-14.Порядок следования операций В выключателе при работе его в режиме селективного отключения тока короткого замыкания следующий;1. Включается ограничительный резистор 3, с помощью блоков 13 и 14 соо 1- ветственно снимаются сигналы управления с основных тиристоров 1 и подаются на вспомогательные тиристоры 2, контрольтска короткого замыкания осуществляется с помощью реле короткого замыкания 5, на вход которого с выхода датчика тока 4 (например трансформатора тока) поступает через тиристоры сигнал, пропорциональный току. При срабатывании реле 5 запускается реле времени 7 и начинается отсчет времени включения вспомогательных тиристоров 2.Передним фронтом импульса реле времени снимаются сигналы управления с основных тиристоров и подаются сигналы управления на вспомогательные тиристоры 2. Задним фронтом импульса реле времени 7 снимаются сигналы управления с вспомогательных тиристоров 2. Длительность импульса реле времени 7 превышает время срабатывания контактных выключателей 15, 16, 17. При включении резистора 3 амплитуда тока в цепи ограничивается до уровня мплитуда сетевого напряж Яо - параметр ре Ю - круговая часВеличина этого токао личину тока срабатывания тактных выключателей 152, Через определенный мени, превышающий время контактного выключателя, личина тока вспомогательн,гадигг р. ние деян.":;ия и; гпоминается с , у: л .:.;.; ер.,превышение возможно л .:.;:.".короткого замыкания на участ,.-1.;"контактного выключателя - вход конт-. "-1выключателей).293Автоматическое повторное включение.Повторное включение осуществляется,если аварийный режим устранен, т.е. когдасработал контактный выключатель, в цепинагрузки которого возникло короткое за- рмыкание. Эта операция выполняется с помощью схемы И 11, на выходы которойпоступает импульс, являющийся алгебраической суммой заднего фронта импульсареле времени 9 и сигнала логической "1 фтриггера 10. Триггер будет находиться всостоянии логической ф 1 ф, если за времядействия импульса реле времени 9 произошло снижение тока тиристоров 2 нижепорога срабатывания при коротком замыкании контактных выключателей, т,е. еслис выхода схемы И 8 на выход триггера 10не поступил сигнал логической ф 1 ф, Присовпадении во времени заднего фронта импульса реле времени 9 и сигнала триггера 4 О10 с выхода схемы И 11 в блок 13 поотупает сигнал автоматического повторноговключения.Если короткое замыкание произойдет научастке", выход бесконтактного выключате- ,рлч - вход контактных выключателей, то завремя действия импульса реле времени 9на вход схемы И 8 с выхода реле короткого замыкания 5 поступит сигнал, соответствующий логической ф 1 ф, и триггер 10 а)перейдет в состояние, соответствующее логическому фОф. Этот сигнал будет являться сигналом запрета автоматического повторного включения.Такая последовательность работы функ- Жциональных узлов бесконтактного выключателя при возникновении короткого замыкания в нагрузке контактного выключателя15 иллюстрируется с помощью диаграммнапряжений О- ОЕ и токов Э, представ, 2 . При возникновении коротз:ия в нагрузке в моментя полуволна тока короткогозанимаются сигналы управления с иристоров 1 (см. диаграмму нажс: О 2 на фиг, 2) и подаются нательные тиристоры 2 (диаграмма .ий О ), длительность интервалов ( 11 ) - длительность импульса2; э; емени 7. Длительность 1 должна б. юльше времени срабатывания контакт.:.,;:. выключателей 15, 16, 17 при проте.а;а тока с амплитудой и,дк 3, где- уставка по току короткого замыцкс:.,"ля контактного выключателя с наиболь: л номинальным током, которая не должпревышать номинальный ток Эр бес: нтактного выключателя. Длительность2 соответствует времени измерения тока через вспомогательный тиристор, т,е. длительности импульса реле времени 9 ( см. диаграмму напряжений 0 ),Как видно из диаграммы тока Э в момент 1 срабатывает контактный выключатель в цепи короткого замыкания, и за интервал времени 2 реле короткого замыкания (см. диаграмму напряжений О ) не срабатывает. Поэтому выходным импульсом схемы ИЛИ 12 (диаграмма напряжений Ц.), совпадающим во времени с задним фронтом импульса реле времени 9 (диаграмма напряжений О), осуществляется автоматическое повторное включение бесконтактного выключателя.В представленных на фиг, 3 диаграммах, как и в рассмотренном случае, в момент 1сигналы управления поступают на входы управления вспомогательных тиристоров 2, но во время действия импульса реле времени 9 (диаграмма напряжений О 4 на фиг, 3) будет наблюдаться срабатывание реле короткого замыкания 5 (см. момент 1 на фиг.3), вследствие чего с помощью выходного сигнала схемы И 8 (см. диаграмму напряжений От на фиг. 3) триггер 10 переводится в состояние, соответствующее логическому 0 (см. диаграмму напряжений Она фиг. 3), и автоматического повторного включения бесконтактного выключателя не происходит. Импульсом напряжения О , поступаюшим на вход схемы ИЛИ 12, осуществляется полное выключение бесконтактного выключ ателя.Использование предложенного изобретения позволяет обеспечить селективную защиту от токов короткого замыкания при работе совместно с контактными автоматическимивыключателями, чем достигается повышениеэффективности схем электротехники, предназначенных для защиты электроэнергетическихсистем.Формула и з о б р е .т е н и яМногофазный выключатель переменного тока, содержащий основные встречно-параллельно включенные тиристОры и датчики тока в каждой фазе, блок коммутации основ ных тиристоров, реле короткого замыкания, реле перегрузки и логическую схему ИЛИ, от л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения селективности отключения тока короткого замыкания при работе сов б местно с контактными автоматическими выключателями, в устройство введены по следовательно соединенные вспомогательные встречно-параллельно включенные тиристоры и токоотраничивающий элемент, а также 20 8два реле времени, две схемы И, триггер и блок коммутации вспомогательных тиристоров, указанные вспомогательные тиристоры и токоогранкчивающий элемент включены параллельно основным тиристорам в каждой фазе, причем выходы реле короткого замыкания подключены к входу одного реле времени и одному иэ входов схемы И, а один выход реле времени подключен к входу блока коммутации вспомогательных тиристоров и к другому входу блока коммутации основных тиристоров, а другой выход - ко входу другого реле времени, один выход которого подключен к другому входу упомянутой схемы И и к входу другой схемы И, в свою очередь первый выход схемы И подключен к входу схемы ИЛИ и через триггер к входу другой схемы И, выход которой подключен к оставшемуся свободным входу блока коммутации основных тирнсторов.Тираж 1052 ПИ Государственного комитета по делам изобретений и 13035, Москва, Ж, РаушПо Совета Ми открытий кая набисноеистров ССС илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4