RU2285972C1

RU2285972C1 - High-voltage switch control device

Info

Publication number: RU2285972C1
Application number: RU2005108884/09A
Authority: RU
Inventors: Михаил Викторович Пухов (RU); Михаил Викторович Пухов; Николай Никифорович Усцов (RU); Николай Никифорович Усцов
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2006-10-20

Abstract

FIELD: electrical engineering; controlling three-pole or multipole high-voltage switches.

SUBSTANCE: proposed device has ON- and OFF-operation control electromagnets incorporating provision for overtemperature protection in case of switch failure, two mutually inverted auxiliary contacts, positive and negative leads for connection to on-line power supply with first and second circuits connected in parallel in-between, two transistorized-output solid-sate relays, two diodes, two OR gates, two AND gates, four NOT gates, and two delay circuits.

EFFECT: provision for overheat protection of control electromagnets, interlocking in case of multiple switch closure while monitoring closing and opening circuits.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для управления высоковольтными выключателями, имеющими трехполюсное или пополюсное исполнение.The invention relates to electrical engineering and is intended to control high-voltage circuit breakers having a three-pole or pole design.

Известно устройство управления высоковольтным масляным выключателем (Мусаэлян Э.С.«Наладка и испытание электрооборудования электрических станций и подстанций», М., Энергоатомиздат, 1986 г., стр.377), выбранное в качестве прототипа, содержащее электромагнит управления включением, электромагнит управления отключением, реле положения «включено» и реле положения «отключено», каждое из которых имеет по меньшей мере по одному контакту для центральной сигнализации, два блок-контакта взаимно инверсного действия, первый из которых замкнут при отключенном, а второй - при включенном положениях выключателя, формирователи команд включения и отключения с ключевыми выходными цепями, первый и второй выводы для подключения к оперативному источнику питания, между которыми параллельно включены первая цепь, состоящая из последовательно соединенных первого токоограничивающего резистора, обмотки реле положения «отключено», первого блок-контакта и обмотки электромагнита управления включением, и вторая цепь, состоящая из последовательно соединенных второго токоограничивающего резистора, обмотки реле положения «включено», второго блок-контакта и обмотки электромагнита управления отключением, формирователи команд включения и отключения имеют контактные или бесконтактные выходные цепи, включенные параллельно и соединенные одним из выводов с положительным выводом источника питания.A control device for a high-voltage oil circuit breaker is known (ES Musaelyan “Adjustment and testing of electrical equipment of power plants and substations”, M., Energoatomizdat, 1986, p. 377), selected as a prototype, containing an on-off control electromagnet, an off-control electromagnet , the position relay is “on” and the position relay is “off”, each of which has at least one contact for central alarm, two block contacts of mutually inverse action, the first of which is closed when open open, and the second when the switch is on, the shapers of the on and off commands with key output circuits, the first and second outputs for connecting to an operational power source, between which the first circuit, which consists of the first current-limiting resistor in series, the position relay windings, is connected in parallel Disconnected ”, the first block contact and the winding of the control solenoid, and the second circuit, consisting of a series-connected second current-limiting resistor, windings of the “on” position relay, the second block contact and the winding of the shutdown control electromagnet, the on and off command shapers have contact or non-contact output circuits connected in parallel and connected by one of the terminals to the positive terminal of the power source.

Недостатком указанного устройства является низкая надежность, обусловленная перегревом или даже перегоранием электромагнитов при отказах выключателя и выполнением многократных включений при однократно поданной команде на включение.The disadvantage of this device is the low reliability due to overheating or even burnout of the electromagnets in the event of circuit breaker failures and the performance of multiple power-ups with a once-issued power-on command.

Техническая задача, решаемая изобретением, - повышение надежности устройства.The technical problem solved by the invention is to increase the reliability of the device.

Технический результат - защита электромагнитов управления включением и отключением от перегрева при отказах выключателя и блокировка от многократных включений выключателя с сохранением непрерывного контроля исправности цепей включения и отключения.EFFECT: protection of the control electromagnets on and off from overheating in case of circuit breaker failures and blocking from repeated switching of the circuit breaker while maintaining continuous monitoring of the operability of the on and off circuits.

Техническая задача решается следующим образом.The technical problem is solved as follows.

Устройство для управления высоковольтным выключателем содержит электромагнит управления включением, электромагнит управления отключением, два блок-контакта взаимно инверсного действия, первый из которых замкнут при отключенном, а второй - при включенном положениях выключателя, положительный и отрицательный выводы для подключения к оперативному источнику питания, между которыми параллельно включены первая цепь, состоящая из последовательно соединенных первого токоограничивающего резистора, обмотки реле положения «отключено», первого блок-контакта и обмотки электромагнита управления включением, и вторая цепь, состоящая из последовательно соединенных второго токоограничивающего резистора, обмотки реле положения «включено», второго блок-контакта и обмотки электромагнита управления отключением, формирователи команд включения и отключения с ключевыми выходными цепями, соединенными одним выводом с положительным выводом источника питания.A device for controlling a high-voltage circuit breaker comprises an on-off control electromagnet, an off-control electromagnet, two block contacts of mutually inverse action, the first of which is closed when the switch is off, and the second when the switch is on, positive and negative terminals for connecting to an operational power source, between which parallel connected first circuit consisting of a series-connected first current-limiting resistor, windings of the position relay "off", first the second contact block and the winding of the on-control solenoid, and the second circuit, consisting of a second current-limiting resistor connected in series, the on-position relay winding, the second block contact and the winding of the disconnect control magnet, on and off command shapers with key output circuits connected one terminal with a positive terminal of the power source.

В отличие от прототипа заявляемое устройство дополнительно содержит два твердотельных реле с выходом на транзисторах, два диода, два логических элемента ИЛИ, два логических элемента И, четыре логических элемента НЕ и два элемента задержки, первый вывод ключевого выхода первого твердотельного реле последовательно соединен с анодом первого диода, второй вывод ключевого выхода первого твердотельного реле последовательно соединен с другим выводом выходной цепи формирователя команды включения, а катод первого диода последовательно соединен с блок-контактом первой упомянутой цепи, вход управления первого твердотельного реле соединен с выходом первого логического элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И, а второй вход - к выходу первого элемента задержки, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй вход (вход сброса) первого элемента задержки соединен с выходом четвертого элемента НЕ, первый вход первого элемента И соединен с выходом первого элемента НЕ, вход которого подключен к другому выводу выходной цепи формирователя команды включения, второй вход первого элемента И соединен с выходом второго элемента НЕ, вход которого подключен к катоду первого диода, первый вывод ключевого выхода второго твердотельного реле последовательно соединен с анодом второго диода, второй вывод ключевого выхода второго твердотельного реле последовательно соединен с другим выводом формирователя команды отключения, а катод второго диода последовательно соединен с блок-контактом второй упомянутой цепи, вход управления второго твердотельного реле соединен с выходом второго логического элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу второго элемента И, а второй вход - к выходу второго элемента задержки, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход второго элемента И соединен с выходом четвертого элемента НЕ, вход которого подключен к другому выводу выходной цепи формирователя команды отключения, второй вход второго элемента И соединен с выходом третьего элемента НЕ, вход которого подключен к катоду второго диода.Unlike the prototype, the claimed device additionally contains two solid state relays with an output on transistors, two diodes, two logical elements OR, two logical elements AND, four logic elements NOT and two delay elements, the first output of the key output of the first solid state relay is connected in series with the anode of the first diode, the second output of the key output of the first solid-state relay is connected in series with the other output of the output circuit of the power command former, and the cathode of the first diode is connected in series connected with the block contact of the first mentioned circuit, the control input of the first solid-state relay is connected to the output of the first OR gate, the first input of which is connected to the output of the first AND element, and the second input to the output of the first delay element, the first input of which is connected to the output of the first element And, the second input (reset input) of the first delay element is connected to the output of the fourth element NOT, the first input of the first element AND is connected to the output of the first element NOT, the input of which is connected to another output of the output circuit dividing the switching commands, the second input of the first element AND is connected to the output of the second element NOT, the input of which is connected to the cathode of the first diode, the first output of the key output of the second solid-state relay is connected in series with the anode of the second diode, the second output of the key output of the second solid-state relay is connected in series with another output the shaper of the shutdown command, and the cathode of the second diode is connected in series with the block contact of the second mentioned circuit, the control input of the second solid-state relay is connected to the WTO output a logical OR element, the first input of which is connected to the output of the second AND element, and the second input to the output of the second delay element, the first input of which is connected to the output of the second AND element, the first input of the second AND element is connected to the output of the fourth NOT element, the input of which is connected to the other terminal of the output circuit of the shutdown command former, the second input of the second AND element is connected to the output of the third element NOT, the input of which is connected to the cathode of the second diode.

За счет введения в цепи электромагнитов управления включением и отключением ключевых транзисторных выходов твердотельных реле, а также логических элементов И, ИЛИ, НЕ и элементов задержки для управления твердотельными реле осуществляется защита электромагнитов от перегрева.By introducing into the circuit of the electromagnets the control on and off of the key transistor outputs of the solid state relays, as well as the logical elements AND, OR, NOT and delay elements for controlling the solid state relays, the electromagnets are protected from overheating.

Логические элементы и элементы задержки соединены со входами управления твердотельными реле и другими элементами цепей управления электромагнитами включения и отключения согласно формуле изобретения таким образом, чтобы при возникновении отказов выключателя и/или условий для многократных включений выключателя ключевые выходы твердотельных реле размыкались и разрывали цепи питания электромагнитов, тем самым обеспечивая защиту электромагнитов управления включением и отключением от перегрева и блокировку от многократных включений выключателя.Logic elements and delay elements are connected to the control inputs of solid-state relays and other elements of the control circuits of the on and off electromagnets according to the claims in such a way that, in the event of breaker failures and / or conditions for the circuit breaker to be repeatedly turned on, the key outputs of the solid-state relays open and break the power supply circuits of the electromagnets, thereby protecting electromagnets from switching on and off from overheating and blocking from repeated switching on circuit breaker.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена электрическая схема устройства.The invention is illustrated in the drawing, which shows the electrical circuit of the device.

Устройство для управления высоковольтным выключателем содержит привод 14 выключателя, в котором смонтированы электромагнит управления включением 18, электромагнит управления отключением 13, два блок-контакта 12 и 17 взаимно инверсного действия. Между положительным «+» и отрицательным « - » выводами, предназначенными для подключения к оперативному источнику питания, включены две цепи, в первую из которых последовательно соединены электромагнит 18 управления включением, первый блок-контакт 17, замкнутый при отключенном положении выключателя, диод 19, один вывод блок-контакта 17 соединен с выводом электромагнита 18, другой с катодом диода 19, анод диода 19 соединен с первьм выводом ключевого выхода первого твердотельного реле 21. Второй вывод ключевого выхода первого твердотельного реле 21 соединен с другим выводом формирователя команды включения. Один вывод выходной цепи формирователя команды включения соединен с выводом «+». Вторые выводы электромагнита 18 управления включением и электромагнита 13 управления отключением соединены с выводом «-». Во вторую цепь последовательно соединены электромагнит 13 управления отключением, второй блок-контакт 12, замкнутый при включенном положении выключателя, второй диод 11, один вывод блок-контакта 12 соединен с выводом электромагнита 13, другой - с катодом диода 11, анод диода 11 соединен с первым выводом ключевого выхода второго твердотельного реле 8. Второй вывод ключевого выхода второго твердотельного реле 8 соединен с другим выводом формирователя команды отключения. Один вывод выходной цепи формирователя команды отключения соединен с выводом «+». При этом ключевая выходная цепь формирователя команды включения состоит из бесконтактной выходной цепи 20, шунтированной контактной выходной цепью 22. Один вывод первого токоограничивающего резистора 15 соединен с положительным выводом «+», другой вывод первого токоограничивающего резистора 15 соединен с одним выводом обмотки реле 16 положения "отключено", другой вывод обмотки реле 16 положения "отключено" соединен с катодом диода 19. Ключевая выходная цепь формирователя команды отключения состоит из бесконтактной выходной цепи 7, шунтированной контактной выходной цепью 6. Один вывод второго токоограничивающего резистора 9 соединен с положительным выводом «+», другой вывод второго токоограничивающего резистора 9 соединен с одним выводом обмотки реле 10 положения «включено», другой вывод обмотки реле 10 положения «включено» соединен с катодом второго диода 11.A device for controlling a high-voltage circuit breaker comprises a circuit breaker drive 14 in which an on-time control electromagnet 18, an off-circuit control electromagnet 13, two block contacts 12 and 17 of mutually inverse action are mounted. Between the positive "+" and negative "-" terminals intended for connection to an operational power supply, two circuits are connected, the first of which is connected in series to the control electromagnet 18, the first block contact 17, closed when the switch is off, diode 19, one output of the block contact 17 is connected to the output of the electromagnet 18, the other to the cathode of the diode 19, the anode of the diode 19 is connected to the first output of the key output of the first solid state relay 21. The second output of the key output of the first solid state relay 21 connected to another output of the enable command generator. One output of the output circuit of the enable command team is connected to the “+” terminal. The second terminals of the on-off control magnet 18 and the off-control magnet 13 are connected to the “-” terminal. The shutdown control electromagnet 13 is connected in series to the second circuit, the second block contact 12 closed when the switch is on, the second diode 11, one terminal of the contact pin 12 is connected to the output of the electromagnet 13, the other to the cathode of the diode 11, the anode of the diode 11 is connected to the first output of the key output of the second solid-state relay 8. The second output of the key output of the second solid-state relay 8 is connected to another output of the trip command generator. One output of the output circuit of the trip command generator is connected to the “+” terminal. In this case, the key output circuit of the switching command generator consists of a contactless output circuit 20, shunted by the contact output circuit 22. One terminal of the first current-limiting resistor 15 is connected to the positive terminal "+", the other terminal of the first current-limiting resistor 15 is connected to one terminal of the coil of the position relay 16 " disconnected ", the other output of the coil of the relay 16 position" disconnected "is connected to the cathode of the diode 19. The key output circuit of the shaper of the shutdown command consists of a contactless output circuit 7, shunted oh contact output circuit 6. One terminal of the second current-limiting resistor 9 is connected to the positive terminal "+", the other terminal of the second current-limiting resistor 9 is connected to one terminal of the coil of the relay 10 position "on", the other terminal of the coil of the relay 10 position "on" is connected to the cathode second diode 11.

Вход управления первого твердотельного реле 21 соединен с выходом первого 23 элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого 27 элемента И, а второй вход - к выходу первого 24 элемента задержки, первый вход (вход пуска) которого соединен с выходом первого 27 элемента И; второй вход (вход сброса) первого 24 элемента задержки соединен с выходом четвертого 1 элемента НЕ. Первый вход первого 27 элемента И соединен с выходом первого 25 элемента НЕ, вход которого подключен к другому (не соединенному с источником питания) выводу выходной цепи формирователя команды включения; второй вход первого 27 элемента И соединен с выходом второго 26 элемента НЕ, вход которого подключен к катоду первого 19 диода.The control input of the first solid-state relay 21 is connected to the output of the first 23 OR element, the first input of which is connected to the output of the first 27 AND element, and the second input to the output of the first 24 delay element, the first input (start input) of which is connected to the output of the first 27 AND element ; the second input (reset input) of the first 24 delay element is connected to the output of the fourth 1 element NOT. The first input of the first 27 AND element is connected to the output of the first 25 element NOT, the input of which is connected to another (not connected to a power source) output of the output circuit of the power command driver; the second input of the first 27 element AND is connected to the output of the second 26 element NOT, the input of which is connected to the cathode of the first 19 diode.

Вход управления второго твердотельного реле 8 соединен с выходом второго 5 логического элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу второго 2 элемента И, а второй вход - к выходу второго 4 элемента задержки, вход которого соединен с выходом второго 2 элемента И; первый вход второго 2 элемента И соединен с выходом четвертого 1 элемента НЕ, вход которого подключен к другому выводу выходной цепи формирователя команды отключения; второй вход второго 2 элемента И соединен с выходом третьего 3 элемента НЕ, вход которого подключен к катоду второго 11 диода.The control input of the second solid-state relay 8 is connected to the output of the second 5 logical element OR, the first input of which is connected to the output of the second 2 element And, and the second input to the output of the second 4 element delay, the input of which is connected to the output of the second 2 AND element; the first input of the second 2 element AND is connected to the output of the fourth 1 element NOT, the input of which is connected to another output of the output circuit of the shutdown command former; the second input of the second 2 element AND is connected to the output of the third 3 element NOT, the input of which is connected to the cathode of the second 11 diode.

При конкретном выполнении заявляемого устройства твердотельные реле 8 и 21 реализованы на основе оптоэлектронного реле постоянного тока типа 5П20.10П с полевым транзистором на выходе, производимого ЗАО «Протон-импульс» г.Орел (см. каталог на сайте www.proton-impuls.orel.ru). Логические элементы НЕ реализованы на основе транзисторного оптрона типа АОТ128 с токоограничивающим резистором в цепи светодиода (не показан). Логические элементы И и ИЛИ реализованы на микросхемах серии К 15 5 (см. Зельдин Е.А. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре. - Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1986, стр.51). Элементы задержки реализованы на микросхеме типа КР1006 ВИ1 (см. Ванин В.К., Павлов Г.М. Релейная защита на элементах вычислительной техники. 2-е изд. перераб. и доп. - Л. Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1991, стр.55). Для питания микросхем использован параметрический стабилизатор напряжения (не показан) по известной схеме (см. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник/ Г.С.Найвельт, К.Б.Мазель, Ч.И.Хусаинов и др.; Под. ред. Г.С.Найвельта. - М.: Радио и связь, 1986, стр.29). В устройстве применены диоды типа КД206 (см. Алиев И.И. Электротехнический справочник. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: ИП РадиоСофт, 2000, стр.260).For a specific implementation of the claimed device, solid-state relays 8 and 21 are implemented on the basis of a 5P20.10P type optoelectronic DC relay with an output field transistor manufactured by Proton-Impulse CJSC Orel (see the catalog on the website www.proton-impuls.orel .ru). The logic elements are NOT implemented on the basis of a transistor optocoupler type AOT128 with a current-limiting resistor in the LED circuit (not shown). The AND and OR logic elements are implemented on K 15 5 series microcircuits (see Zeldin EA Digital Integrated Circuits in Information and Measuring Equipment. - L.: Energoatomizdat, Leningradskaya Otdenie, 1986, p. 51). Delay elements are implemented on a chip of type KR1006 VI1 (see Vanin V.K., Pavlov G.M. Relay protection on elements of computer technology. 2nd ed. Revised and additional - L. Energoatomizdat, Leningrad branch, 1991, p. 55). To power the microcircuits, a parametric voltage stabilizer (not shown) was used according to the well-known scheme (see Sources of power supply of electronic equipment: Reference / G.S. Nayvelt, K. B. Mazel, Ch. I. Khusainov and others; Ed. G .S. Naivelt. - M.: Radio and Communications, 1986, p. 29). Diodes of the type KD206 are used in the device (see Aliev II, Electrotechnical reference book. - 3rd ed., Rev. And add. - M .: IP RadioSoft, 2000, p. 260).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При нахождении выключателя в состоянии «отключено», небольшой ток протекает по цепи первый токоограничивающий резистор 15, обмотка реле положения «отключено» 16, замкнутый первый блок-контакт 17, обмотка электромагнита управления включением 18, при этом реле 16 положения «отключено» срабатывает, показывая исправность цепи управления электромагнитом 18 управления включением. Напряжение на обмотке 18 электромагнита управления включением и на катоде первого диода 19 низкого уровня, что равнозначно логическому нулю на входе второго 26 элемента НЕ. Команда на включение не подана, напряжение на другом выводе выходной цепи формирователя команды включения и на входе первого 25 элемента НЕ низкого уровня, что равнозначно логическому нулю. На двух входах первого 27 элемента И логические единицы, поэтому на его выходе, на первом входе первого 23 элемента ИЛИ и на первом входе первого элемента 24 задержки также логическая 1. На втором входе первого 23 элемента ИЛИ и на выходе первого 24 элемента задержки логический 0, потому что первый 24 элемент задержки «был сброшен» последней командой отключения, когда на второй вход первого 24 элемента задержки поступил логический 0 с выхода четвертого 1 элемента НЕ. На выходе первого 23 элемента ИЛИ логическая 1, что создает ток на входе первого твердотельного реле 21, поэтому транзистор ключевого выхода первого твердотельного реле 21 замкнут.Транзистор ключевого выхода второго твердотельного реле 8 разомкнут, т.к. на выходе второго 5 элемента ИЛИ и на двух его входах логический 0.When the switch is in the “off” state, a small current flows through the circuit, the first current-limiting resistor 15, the coil of the position relay “off” 16, the closed first block contact 17, the coil of the control solenoid 18, while the relay 16 of the “off” condition is activated, showing the operability of the control circuit of the inclusion control electromagnet 18. The voltage at the winding 18 of the power control solenoid and at the cathode of the first diode 19 is low, which is equivalent to a logical zero at the input of the second 26 element NOT. A power-on command has not been issued, the voltage at the other output of the output circuit of the power-on shaper and at the input of the first 25 elements is NOT low, which is equivalent to a logical zero. The two inputs of the first 27 AND element are logical units, so at its output, at the first input of the first 23 OR element, and at the first input of the first 24 element, the delay is also logical 1. At the second input of the first 23 OR element and at the output of the first 24 delay element, logical 0 , because the first 24 delay element was "reset" by the last shutdown command, when a logical 0 from the output of the fourth 1 element NOT arrived at the second input of the first 24 delay element. The output of the first 23 element OR logical 1, which creates a current at the input of the first solid state relay 21, so the transistor of the key output of the first solid state relay 21 is closed. The transistor of the key output of the second solid state relay 8 is open, because at the output of the second 5 OR element and at its two inputs, logical 0.

При поступлении команды на включение на другом выводе выходной цепи формирователя команды включения появляется напряжение оперативного источника питания и по цепи ключевой выход первого твердотельного реле 21, первый 19 диод, первый 17 блок-контакт, обмотка 18 электромагнита управления включением начинает протекать ток, достаточный для срабатывания электромагнита управления включением. При этом напряжение на катоде первого 19 диода высокого уровня, что равнозначно логической 1. На выходах первого 25 и второго 26 элементов НЕ, на выходе первого 27 элемента И и на первом входе первого 23 элемента ИЛИ появляется логический 0, однако на втором входе первого 23 элемента ИЛИ и выходе первого 24 элемента задержки- логическая 1, поэтому транзисторный ключ на выходе реле 21 остается замкнутым до тех пор, пока на выходе элемента 24 задержки не появится логический 0.When a turn-on command is received, the voltage of the operational power supply appears on the other output terminal of the turn-on command driver and the key output of the first solid-state relay 21, the first 19 diode, the first 17 block contact, winding 18 of the turn-on control solenoid starts to flow enough to operate power control solenoid. In this case, the voltage at the cathode of the first 19 high-level diode, which is equivalent to logical 1. At the outputs of the first 25 and second 26 elements are NOT, at the output of the first 27 AND elements and at the first input of the first 23 OR elements, a logical 0 appears, but at the second input of the first 23 OR element and the output of the first 24 delay element is logical 1, so the transistor switch at the output of the relay 21 remains closed until a logical 0 appears at the output of the delay element 24.

При нормальной работе выключателя после срабатывания электромагнита управления включением 18 и привода 14 выключателя первый блок-контакт 17 размыкается, а второй блок-контакт 12 замыкается через время, равное времени включения выключателя. Первый 19 и второй 11 диоды отсекают напряжение высокого уровня от входа логических элементов 25 и 1 при замкнутых ключевых выходах твердотельных реле и разомкнутых блок-контактах. Блок-контакт 17 разрывает цепь питания электромагнита 18 управления включением, а блок-контакт 12 при замыкании подготавливает цепь питания электромагнита 13 управления отключением к работе, а также обеспечивает включение реле 10 положения «включено» и логический 0 на входе третьего 3 элемента НЕ. На втором входе первого 23 элемента ИЛИ и на выходе первого 24 элемента задержки по истечении времени задержки логическая 1 заменится на логический 0 и транзисторный ключ на выходе первого твердотельного реле 21 размыкается. При снятии команды включения изменятся логические сигналы на входе и выходе первого 25 элемента НЕ, но это не повлияет на состояние первого твердотельного реле 21.During normal operation of the circuit breaker after the actuation of the closing control magnet 18 and the circuit breaker drive 14, the first block contact 17 opens and the second block contact 12 closes after a time equal to the time the switch was turned on. The first 19 and second 11 diodes cut off the high level voltage from the input of the logic elements 25 and 1 when the solid-state relay outputs are closed and the block contacts are open. The contact block 17 breaks the power supply circuit of the on-control solenoid 18, and the block contact 12, when closed, prepares the power-supply circuit of the shut-off control solenoid 13 for operation, and also enables the on-position relay 10 and the logic 0 at the input of the third 3 elements NOT to turn on. At the second input of the first 23 OR elements and at the output of the first 24 delay elements, after a delay time, logical 1 is replaced by logic 0 and the transistor switch at the output of the first solid-state relay 21 opens. When the enable command is removed, the logical signals at the input and output of the first 25 element NOT will change, but this will not affect the state of the first solid-state relay 21.

Сразу после замыкания второго блок-контакта 12 на выходе третьего 3 элемента НЕ и на выходе второго 2 элемента И появляется логическая 1 и транзисторный ключ на выходе второго твердотельного реле 8 замыкается. При поступлении команды на отключение на другом выводе выходной цепи формирователя команды отключения появляется напряжение оперативного источника питания и по цепи ключевой выход второго твердотельного реле 8, второй диод 11, второй блок-контакт 12, обмотка 13 электромагнита управления отключением начинает протекать ток, достаточный для срабатывания электромагнита управления отключением 13. На выходе четвертого 1 элемента НЕ появляется логический 0, что приводит к сбросу первого 24 элемента задержки и запуску второго 4 элемента задержки. Блок-контакт 12 размыкается, а блок-контакт 17 замыкается через время, равное времени отключения выключателя, однако транзисторный ключ на выходе второго твердотельного реле 8 размыкается по истечении времени задержки второго 4 элемента задержки.Immediately after the closure of the second block contact 12 at the output of the third 3 element NOT and at the output of the second 2 element And appears logical 1 and the transistor switch at the output of the second solid state relay 8 closes. When a trip command is received, the voltage of the operational power source appears on the other output of the trip command driver and the key output of the second solid-state relay 8, the second diode 11, the second block contact 12, the winding 13 of the trip control solenoid starts to flow enough to operate shutdown control electromagnet 13. At the output of the fourth 1 element, logical 0 does NOT appear, which leads to the reset of the first 24 delay element and the start of the second 4 delay element. The block contact 12 opens, and the block contact 17 closes after a time equal to the circuit breaker time, however, the transistor switch at the output of the second solid-state relay 8 opens after the delay time of the second 4 delay elements.

При возникновении отказа выключателя первый 17 и/или второй 12 блок-контакт не изменяют своего состояния после подачи команды на включение или отключение. В этом случае транзисторный ключ на выходах твердотельных реле 8 или 21 размыкается через время, равное времени задержки, которое обеспечивает первый 24 или второй 4 элемент задержки; в результате цепь питания электромагнита управления отключением 13 или включением 18 разрывается. Время задержки выбирают таким, чтобы оно было больше, чем время срабатывания выключателя, но меньше, чем допустимое время подачи напряжения на обмотку электромагнита. На практике время срабатывания выключателя не более 0,12 с (см. Чунихин А.А. Электрические аппараты высокого напряжения. Выключатели. Том 1. Справочник. М. Информэлектро, 1994 (стр.70-75)), а допустимое время подачи напряжения на обмотку электромагнита не менее 10 с, поэтому, устанавливая время задержки в диапазоне от 0,5 до 2 с, обеспечим надежное срабатывание выключателя и защиту обмоток электромагнитов от перегрева.In the event of a circuit breaker failure, the first 17 and / or second 12 block contacts do not change their state after a command to turn on or off is issued. In this case, the transistor switch at the outputs of the solid state relay 8 or 21 opens after a time equal to the delay time, which provides the first 24 or second 4 delay element; as a result, the power circuit of the electromagnet control disconnection 13 or inclusion 18 is broken. The delay time is chosen so that it is longer than the response time of the switch, but less than the allowable time for applying voltage to the electromagnet winding. In practice, the response time of the circuit breaker is not more than 0.12 s (see Chunikhin A.A. High-voltage electrical apparatus. Switches. Volume 1. Reference. M. Informelectro, 1994 (p. 70-75)), and the allowable voltage supply time to the electromagnet winding for at least 10 s, therefore, setting the delay time in the range from 0.5 to 2 s, we will ensure reliable operation of the circuit breaker and protect the electromagnet windings from overheating.

Возникновение условий многократного включения выключателя означает, что после подачи команды на включение напряжение на другом выводе ключевой выходной цепи формирователя команды включения остается длительное время, например, по причине неисправности формирователя, поэтому при поступлении команды на отключение выключатель отключается, а затем сразу включается и так многократно, пока не будет снята команда. Блокировка от многократного включения выключателя выполняется следующим образом. После подачи команды на включение и размыкания первого блок-контакта 17 на входах первого 25 и второго 26 элементов НЕ логические 1, на выходах - логические 0. По истечении времени задержки первого 24 элемента на входах и выходе первого 23 элемента ИЛИ будут логические 0, что приведет к размыканию транзисторного ключа на выходе первого твердотельного реле 21. Логические 0 на входах и выходе первого 23 элемента ИЛИ останутся до тех пор, пока не будет снято напряжение на другом выводе ключевой цепи формирователя команды включения, следовательно, повторного включения не произойдет. В том случае, когда команда на отключение поступает сразу после включения выключателя, т.е. когда транзисторный ключ на выходе первого твердотельного реле 21 еще не разомкнулся, на выходе четвертого 1 элемента НЕ и втором входе первого 24 элемента задержки появляется логический 0, что приводит к сбросу первого 24 элемента задержки. На выходе первого 24 элемента задержки после сброса появляется логический 0 и транзисторный ключ на выходе первого твердотельного реле 21 размыкается, следовательно, повторного включения опять не произойдет. Время сброса первого 24 элемента задержки должно быть меньше, чем время отключения выключателя, что легко обеспечивается на практике.The occurrence of conditions for repeated switching on of the circuit breaker means that after the switching command is issued, the voltage on the other output of the key output circuit of the switching command generator remains for a long time, for example, due to a shaper malfunction, therefore, when the switching command is received, the switch is turned off and then immediately turned on and on until the command is removed. Blocking from repeated switching of the circuit breaker is as follows. After the command to turn on and open the first block contact 17 at the inputs of the first 25 and second 26 elements is NOT logical 1, the outputs are logical 0. After the delay time of the first 24 elements at the inputs and output of the first 23 elements OR will be logical 0, which will lead to the opening of the transistor switch at the output of the first solid-state relay 21. Logical 0 at the inputs and outputs of the first 23 OR elements will remain until the voltage is removed at the other terminal of the key circuit of the power command driver, therefore, it is repeated Foot inclusion will not happen. In the case when the trip command is received immediately after the switch is turned on, i.e. when the transistor switch at the output of the first solid-state relay 21 has not yet opened, a logical 0 appears at the output of the fourth 1 element NOT and the second input of the first 24 delay element, which leads to the reset of the first 24 delay element. At the output of the first 24 delay element after a reset, a logical 0 appears and the transistor switch at the output of the first solid-state relay 21 opens, therefore, it will not restart again. The reset time of the first 24 delay elements should be less than the time for the circuit breaker to trip, which is easily ensured in practice.

Таким образом, предлагаемые в изобретении введение твердотельных реле и логических элементов в цепи управления электромагнитами включения и отключения привода высоковольтного выключателя и изменения в схеме управления этим выключателем предотвращают возможные повреждения выключателей в случае их двукратного включения на короткие замыкания, а также предотвращают повреждение электромагнитов, которых трудно заменить в приводе по конструктивным соображениям. В результате повышается надежность работы высоковольтных выключателей, а также надежность электрических сетей, в которых они применяются.Thus, the introduction of solid-state relays and logic elements in the control circuit of the electromagnets for turning on and off the drive of the high-voltage circuit breaker and changes in the control circuit of this circuit breaker proposed in the invention prevent possible damage to the circuit breakers if they are twice connected to short circuits, and also prevent damage to the electromagnets, which are difficult replace in the drive for structural reasons. As a result, the reliability of high-voltage circuit breakers increases, as well as the reliability of the electrical networks in which they are used.

Claims

A device for controlling a high-voltage circuit breaker, comprising an on-off electromagnet, an off-control electromagnet, two mutually inverse action contact blocks, the first of which is closed when the switch is off, and the second when the switch is on, the positive and negative terminals for connecting to an operational power source, between which are connected in parallel to the first circuit, consisting of a series-connected first current-limiting resistor, the windings of the position relay "off", ne the first contact block and the winding of the on-control electromagnet, and a second circuit consisting of a second current-limiting resistor connected in series, the on-position relay winding, the second block contact and the winding of the disconnect control solenoid, on and off command shapers with key output circuits connected one terminal with a positive terminal of the power source, characterized in that it further comprises two solid-state relays with an output on transistors, two diodes, two logic elements an OR gate, two logical elements AND, four logical elements NOT and two delay elements, the first output of the key output of the first solid-state relay is connected in series with the anode of the first diode, the second output of the key output of the first solid-state relay is connected in series with the other output of the output circuit of the switching command, and the cathode of the first diode is connected in series with the block contact of the first mentioned circuit, the control input of the first solid-state relay is connected to the output of the first logical element OR, the first whose input is connected to the output of the first AND element, and the second input to the output of the first delay element, the first input of which is connected to the output of the first AND element, the second input of the first delay element is connected to the output of the fourth element NOT, the first input of the first AND element is connected to the output of the first NOT element, the input of which is connected to another terminal of the output circuit of the power-on command former, the second input of the first AND element is connected to the output of the second element NOT, whose input is connected to the cathode of the first diode, the first output is the second output of the second solid-state relay is connected in series with the anode of the second diode, the second output of the key output of the second solid-state relay is connected in series with the other output of the trip command generator, and the cathode of the second diode is connected in series with the block contact of the second circuit, the control input of the second solid-state relay is connected with the output the second logical OR element, the first input of which is connected to the output of the second AND element, and the second input to the output of the second delay element, the first input of which connected to the output of the second element AND, the first input of the second element AND is connected to the output of the fourth element NOT, the input of which is connected to another output of the output circuit of the shutdown command former, the second input of the second element AND is connected to the output of the third element NOT, the input of which is connected to the cathode of the second diode .