CS240222B1 - Zapojení pro spínání silových napájecích obvodů v části vysokého . napětí - Google Patents

Abstract

Zapbjení se týká spínací části silových, napájecích obvodů, při využití vakuových stykačů. Vakuový stykač je připojen přes proudový, měřicí transformátor a převodní, napájecí transformátor na statický měnič kmitočtu, přičemž na jednotlivé fáze proudového, měřicího transformátoru je připojeno první, druhé a třetí mžikové relé nadproudového, časového spínače. Pomocné relé tohoto spínače má svůj kontakt zapojen v ovládacím obvodu vakuového stykače a stejnosměrný, napěťový výstup nadproudového, časového· spínače je připojen na poruchovou jednotku, tvořenou dvoustupňovým tranzistorovým zesilovačem. V kolektoru, respektive v emitoru druhého tranzistoru tohoto zesilovače je zapojeno jazýčkové relé, jehož kontakt je zapojen v obvodu poruchového vstupu do regulátru střídače statického měniče kmitočtu.

Description

Vynález se týká zapc ení pro spínání silových napájecích obvodů v části vysokého napětí při využití vakuových stykačů.

V současné době bývají silové napájecí obvody menších statických měničů spínány s napájecí sítí nízkého napětí většinou přes převodní transformátory nízkého napětí. Statické měniče kmitočtu od výkonu 250 kW výše bývají spínány s napájecí sítí vysokého napětí na primární straně napájecích transformátorů vysokého napětí na nízké máloolejovými vypínači se střádačovými pohony. »

Nevýhodou tohoto způsobu je malá životnost mechanické části máloolejových vypínačů, která se projevuje zejména při nutnosti zvýšené četnosti spínání, zejména napájecích obvodů statických měničů kmitočtu. Tím je snižována exploatace zařízení a vzrůstá náročnost na obsluhu a údržbu.

Jsou však známy také jiné způsoby spínání napájecích obvodů těchto statických měničů kmitočtu, spínaných na sekundární straně napájecích transformátorů v části nízkého napětí. Tím se Částečně čelí známé nevýhodě malé životnosti máloolejových vypínačů, zapojených v části vysokého napětí, když četnost spínání v převážné míře na sebe přebíhá spínací obvod v části nízkého nopětí. V současné době je známé například řešení pomocí spínací skříně se speciálním jističem ve výsuvném provedení s příslušnými ovládacími a měřicími přístroji. Využití tohoto způsobu je spojeno s náročnou výrobou vysouvacího mechanismu pro vysouvání jističe.

Je možný i jiný způsob řešení spínacího obvodu na straně nízkého napětí, například v kombinaci odpojovač —· jistič, nebopojistka — stykač. Stykač, ale je třeba vybavovat speciálním přídavným obvodem pro zpožděné vypínání. Zpožděné vypínání silových obvodů pro napájení statických měničů kmitočtu je nutné z důvodu blokování vypnutí na dobu potřebnou pro zablokování střídače, případně k uzavření celořízeného usměrňovače s možností rekuperacs energie do sítě z hodnoty jeho otevření při jmenovitém výkonu. Jinak při vypínání plně zatíženého obvodu vlivem indukčnosti napájecího transformátoru a nahromadění energie statického měniče s uměrňovačem, se schopností rekuperace energie do sítě dochází ke značným napěťovým špičkám na jeho svorkách, vyšším než závěrné napětí používaných tyristorů, jejichž ochranné obvody, pokud by měly být dimenzovány na tak velké energie, by vycházely neúměrně nákladné a z prostorového hlediska prakticky neřešitelné. Nebezpečným napětím při vypínání zatíženého obvodu je přetěžována i napěťová odolnost Izolace napájecích transformátorů.

Potřebná doba pro zpožděné vypnutí silového napájecího obvodu sestává z časových úseků vypínání kontaktních spínacích prvků signálu poruchy a časového úseku odezvy elektronického regulátoru pro střidač a řízený usměrňovač, který je řešený s možností rekuperace a od počátku poruchového signálu se pohybuje v rozsahu 50 až 100 ms.

Všechny dosud známé způsoby napájení silových obvodů statických měničů kmitočtu výkonů větších než 250 kW ze sítě vysokého napětí přes transformátory vysokého· napětí na nízké a spínaných na straně nízkého napětí mají kromě materiálové a výrobní náročnosti navíc společnou nevýhodu zvýšených prostorových nároků pro spínací skříň při projektovém řešení dodávkového souboru statického měniče kmitočtu, protože předpisové spínání silových napájecích obvodů v části vysokého napětí je prioritní a nemůže být opomenuto.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje zapojení pro spínání silových napájecích obvodů podle vynálezu. Vakuový stykač je připojen přes proudový, měřicí transformátor a převodní napájecí transformátor na statický měnič kmitočtu, přičemž na jednotlivé fáze proudového, měřicího transformátoru je připojeno první, druhé a třetí mžikové relé nadproudového, časového spínače, jehož pomocné relé má svůj kontakt zapojen v obvodu ovládací cívky vakuového stykače. Stejnosměrný napěťový výstup nadproudového časového spínače je připojen na poruchovou jednotku, tvořenou dvoustupňovým tranzistorovým zesilovačem, kde v kolektoru, respektive emitoru druhého· tranzistoru je zapojeno jazýčkové relé, jehož kontakt je zapojen v obvodu poruchového vstupu do regulátoru střídače statického měniče kmitočtu.

Zapojením podle vynálezu se zamezí vypínání plně zatíženého napájecího: obvodu statického měniče kmitočtu v případě havarijního vypnutí při poruchových stavech nadproudu, nebo zkratu a vzniku napěťových špiček tam, kde samotné využití vakuového stykače s vakuovými zhášedly s charakteristikou rychlého vypínacího· prvku i s vlastní přepěťovou ochranou filtračními RC členy v oblasti napájení statických měničů kmitočtu by nebylo možné.

V obrazové příloze je na obrázku 1 nakresleno· blokové schéma zapojení se znázorněním vazeb. Na obrázku 2 je schéma zapojení nadproudového časového spínače. Na obrázku 3 je schéma poruchové jednotky, tvořené dvoustupňovým tranzistorovým zesilovačem s jazýčkovým relé na výstupu.

Na obrázku 4 je schéma poruchové jednotky tvořené dvoustupňovým tranzistorovým zesilovačem zapojeným jako obraceč fáze s jazýčkovým relé na výstupu.

V blokovém schéma zapojení znázorněném na výkresu je napájení silových vysokonapěťových obvodů statického měniče 4 kmitočtu prováděno přes vakuový stykač 1, proudový, měřicí transformátor 2 a převodní, napájecí transformátor 3. K proudové240222 mu, měřicímu transformátoru 2 je dále připojen oadproudový, časový spínač 5, jehož stejnosměrný napěťový výstup je připojen na poruchovou jednotku 6. Na vstupu nadproudového časového spínače 5 jsou zapojena t® mžiková relé 7, 8, 9, vždy jedno pro jednu fázi. .

V k^ždé fázi je dále usměrňovač 30, který je přes kontakty 10, 11, 12 prvního, druhého a třetího mžikového relé 7, 8, 9 spojen nah svorky + stejnosměrného napěťového výstupu. K týmž svorkám je přes pomocné relé 14 připojen časovači článek 13. V kolektoru, respektive emitoru druhého tranzistoru 20 poruchové jednotky 6 je zapojeno jazýčkové relé 21.

Zapojení je využito v případě havarijního vypínání při poruchových stavech nadproudu, nebo zkratu silových, napájecích obvodů, kdy je nebezpečí vypnutí těchto obvodů funkcí předřazené ochrany, například jištěným vypínačem v centrálním přívodu bez ohledu na pracovní režim zátěže, zejména statického měniče 4 kmitočtu. Záměrné pracovní vypnutí, nebo vypnutí od poruch důležitých sledovaných funkcí obvodů zátěže, například teploty chladicího média, porušení izolačního stavu a podobně, je zajištěno stávajícím vhodným způsobem, zejména elektronickými obvody statického měniče 4 kmitočtu, kdy dojde nejdříve k blokování střídače a usměrňovače a po časovém odstupu i k vyslání impulsu pro vypnutí silových obvodů.

Nadproudový časový spínač 5 má vyvedené vnitřní stejnosměrné napětí o maximální hodnotě 50 V, které se na upraveném výstupu a časovacím článku 13 objeví po sepnutí některého z mžikových relé 7, 8, 9 spínaných nadproudy a zkraty v jednotlivých fázích napájecího obvodu vysokého napětí přes proudový měřicí transformátor 2. Kterékoliv mžikové relé 7, 8, 9 svým kontaktem 10, 11, 12 připojí upravený výstup i časovači článek 13 ke zdroji vnitřního napětí. Toto napětí je pak přivedeno na vstup poruchové jednotky 6.

Po zesílení v prvním stupni s vazbou na druhý stupeň ve funkci klopného obvodu sepne, respektive rozepne jazýčkové relé 21 svůj kontakt, který je zapojen v poruchovém obvodu vstupu regulátoru pro blokování střídače statického měniče 4 kmitočtu. Poruchová jednotka S umožňuje využití vývodu vnitřního napětí od mžikových relé 7, 8, 9 nadproudového časového spínače 5 bez nebezpečí proudového přetížení tohoto· vývodu a tím i bez zhroucení vnitřního napětí při takovém přetížení a narušení přesnosti funkce nadproudového časového spínače 5. Napětí na vnitřním časovacím článku 13 po definovaném časovém zpoždění způsobí uzavření obvodu pro pomocné relé 14, které svým kontaktem, zapojeným v ovládacím obvodu vakuového stykače 1 způsobí jeho vypnutí.

Claims (2)

1. PREDMET

   1. Zapojení pro spínání silových napájecích obvodů v části vysokého napětí vyznačené tím, že vakuový stykač. (1) je připojen přes proudový, měřicí transformátor (2) a převodní, napájecí transformátor (3) na statický měnič (4) kmitočtu, přičemž na jednotlivé fáze proudového,, měřicího transformátoru (2) je připojeno první, druhé a třetí mžikové relé (7, 8, 9) nadproudového, časového spínače (5), jehož pomocné relé (14) má svůj kontakt zapojen v ovládacím obvodu vakuového stykače (1), zatímco stejnosměrný napěťový výstup nadproudového časového spínače (5) je připojen na poruchovou jednotku (6), tvořenou dvoustupňovým tranzistorovým zesilovačem, kde v kolektoru, respektive v emitoru druhého tranzistoru (20) je zapojeno jazýčkové relé (21), jehož kontakt je zapojen v obvodu vynalezu poruchového vstupu do regulátoru střídače statického měniče (4) kmitočtu.
2. 2. Zapojení pro spínání silových napájecích obvodů podlé bodu 1 vyznačené tím, že z proudového, měřicího transformátoru (2) vyvedené fáze jsou přes první, druhé a třetí mžikové relé (7,8,9) spojeny s usměrňovači (30), jejichž jeden vývod je spojen přes paralelně zapojené vývody spínacích kontaktů (10, 11, 12) prvního, druhého a třetího mžikového relé (7, 8, 9) jednak se vstupem časovacího článku (13), a jednak se svorkou ( + ) stejnosměrného napěťového výstupu, přičemž druhý vývod usměrňovačů (30) je spojen s druhým vstupem časovacího článku a se svorkou (—) stejnosměrného napěťového výstupu, přičemž výstup časovacího článku (13) je přes pomocné relé (14) spojen na svorku ( + ) stejnosměrného napěťového výstupu.

   1 list výkresů