RU4634U1 - Устройство для управления высоковольтным выключателем - Google Patents

Abstract

Устройство для упавления высоковольтным выключателем, содержащее источник питания, зарядное устройство, емкостной накопитель энергии, катушки привода включения и привода отключения, первый и второй тиристоры, причем к источнику питания последовательно подключены зарядное устройство и емкостной накопитель энергии, один вывод катушки привода включения соединен с катодом первого тиристора, один вывод катушки привода отключения соединен с катодом второго тиристора, анод которого соединен с первым выходом емкостного накопителя, а второй вывод катушки привода отключения соединен с вторым выходом емкостного накопителя, отличающееся тем, что анод первого тиристора соединен с первым выходом емкостного накопителя, второй выход которого соединен с вторым выводом катушки привода включения, а емкостной накопитель энергии выполнен путем последовательно-параллельного соединения конденсаторов сверхвысокой энергоемкости на базе двойного электрического слоя.

Description

УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ ВЫООКОВО.ЛЬТНЫМ ВЫКОЮ оАТЕЛЕМ

Полезная модель относится к области злектротехкики и может быть использована для управления приводом высоковольтных выключателей и других электрических аппаратов, преимущественно : повышенным быстродействием для устройств АПВ и ДВР. позволяющих обеспечить бесперебойное электроснабжение ответственных потребителей электроэнергии.

Известно устройство для управления высоковольтным выключателем 1. содержащее катущку управления приводом, к которой подключены два накопительных конденсатора (два емкостных накопителя энергии) через соответствующе силовые тиристоры с блоками управления, блок задержки сигнала, два блока гашения тока в цепи силовых тиристоров. Недостатком устройства является то. что оно не обладает достаточной надежностью при работе выключателя в режиме отключено-включено-отключено. Этот режим работы возникает при автоматических повторных включениях ( АПВ). с1втоматическом включении резерва (АВР), где после включения выключателя на КЗ необходимо немедленно отключить выключатель в электрической сети. При установке в приводе выключателя . таких устройств надежность работы выключателя существенно снизится из-за сложности системы управления четырьмя накопителями энергии и блоргами гашения тока в тиристорах.

Все широко известные из литературы и практи ш эксплуатации приводы выключателей выполнены таким образом, что катушка отключения выключателя подключается к источнику оперативного питания (напряжением от 110 до 220 В). Ток потребления катушкой отключения не превышает 2-2,5 А и ток в цепи катушки, как правило, прерывается размыкающ1м блок-гшнтактом выключателя. При этом катушка отключения срабатывает в пределах 20-40 мс от протекаюшэго через обмотку тока 2-2,5 А. При работе катушки отключения от емкостного накопителя энергии время срабатывания уменьшится незначительно, всего на 5-10 мс, но это достаточно для выключателей, работаюцщх в устройствах АПВ и АЕР. Катушка включения у существуюших выключателей может быть выполнена как для пружинно-электродвигательного привода так и для электромагнитного привода. Для пружинно-электродвигательного привода катушка включения выполняется аналогично катушке отключения, практически на те же параметры по напряжению и потребляемому току. Однако данный привод не позволяет существенно уменьшить время включения и отключения выключателя из-за наличия нескольких передаюш:их звеньев в цепи катушка включения-зашелка-пружина-главный вал выключателя. У выключателей с таким приводом время включения составляет, как правило, от 40 до 100 мс, что не всегда приемлемо в устройствах АПЕ и АВР. В электромагнитных приводах катушка включения главным энергонecyш iм элементом выключателя. Поэтому эти катушки потребляют большой ток (от 40 до 100 А) при напряжении 220В, что является нежелательным при питании от ИСТОЧНИРЮВ оперативного питания. Время включения выключателя у данных приводов определяется в основном (на 90%) временем срабатывания катушки включения и составляет 50-60 мс. Это время приемлемо для устройств АПВ и АВР.

Наиболее близким по технической сушности является устройство для управления высоковольтным выключателем 2 , содержашэе источник оперативного питсшия, катушки привода включения и привода отключения, первый и второй тиристоры, емкостной накопитель энергии, коммутируюш е конденсатор и тиристор, раздели 7 / //

-1 тельные диоды и резисторы. Один вывод латушки привода включения соединен с р:атодом первого тиристора, анод которого и другой вывод катушки привода включения соединены с выходами источника питания. Один вывод катушки привода отключения соединен с катодом второго тиристора, анод которого и другой вывод катушки привода отключения подключены к выходам емкостного накопителя энергии, входы которого через зарядное устройство соединены с источником питания.

Благодаря применению емкостного накопителя в цепи Кс1тушки привода отключения и источника оперативного питания постоянного тор;а для катушки привода включения устройство обладает поБышенной надежностью и быстродействием при отключении выключателя. Недостатком данного устройства является то, что оно требует для выполнения операции включение источник большой мошности из-за большого тока потребления катушкой электромагнитного привода включения (до 60-80 А).

, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель - снижение потребной мошдости источника питания. Решение поставленной задачи достигается тем, что Е устройстве для управления высоковольтным выключЕтелем, содержащем источник оперативного питания, зарядное устройство, емрюстной накопитель энергии, катушки привода включения и привода отключения, первый и второй тиристоры, причем к источнику питания последовательно подключены зарядное устройство и емкостной накопитель энергии, один вывод катушки привода включения соеди-нен с р:атодом первого тиристора, один вывод к.атушки привода отключения соединен с катодом второго тиристора, ешод которого соединен с первым выходом емкостного накопителя, а второй вывод катушки привода отключения соединен со вторым выходом емкостного накопителя, емкостной накопитель энергии выполнен

б- , тем последовательно-параллельного соединения конденсаторов сверхвысокой энергоемкости на базе двойного электрического слоя, а анод первого тиристора соединен с первым выходом емкостного накопителя, второй выход которого соединен со вторым выводом катушки привода включения.

Снижение потребной мощности источника оперативного питания обеспечивается использовсшием емкостного накопителя энергии сверхвысокой энергоемкости, заряжаемого от гарантированного источника оперативного питания постоянного тока. Такие конденсаторы с двойным электрическим слоем, разработанные в СССР и за рубежом и получившие название импульсные конденсаторы сверхвысокой энергоемкости (ранее молекулярные), известны 3,4,5. Однако они не использовались для управления высоковольтными выключателями.

На чертежи представлена принципиальная структурная схема устройства для управления высоковольтным выключателем.

Устройство для управления высоковольтным выключателем содержит источник 1 питания, к выходам которого последовательно подключены зарядное устройство 2 и емкостной накопитель 3. К первому выходу емкостного накопителя 3 подключен анод первого тиристора 4, катод которого соединен с первым выводом катушки 5 привода включения, а ко второму выходу емкостного накопителя - второй вывод катушки 5 привода включения. К первому выходу емкостного накопителя 3 подключен также анод второго тиристора .6, катод которого соединен с первым выводом катушки привода отключения, а ко второму выходу емкостного накопителя подключен второй вывод катушки привода отключения. Для отпирания и запирания тиристоров 4 и 6 используются блоки управления 8 и 9. Емкостной накопитель 3 выполнен путем последовательно-параллельного соединения конденсаторов сверхвысокой

- энергоемкости на базе двойного электрического слоя.

Устройство работает следующим образом. Емкостной накопитель 3 заряжается от источника 1 питания через зарядное устройство 2 током малой величины в течение нескольких минут. При выполнении операции включение на управляющий электрод тирис-тора 4 поступает сигнал с блока управления 8, и запираемый тиристор 4 открывается, разряжая накопитель 3 энергии на катушр;у 5 привода включения. В результате происходит быстрое нарастание тока в катушке 5 до большой величины, что обеспечивает выполнение движения ярюря электромагнита и успешного завершения операции включение. При этом зарядный ток от оперативного источника остается небольшим. Затем блок управления 8 выдает импульс на управляющий электрод запираемого тиристора 4, запирает его и, тем самым, размыкает цепь включающей катущки, обрывая процесс тока в катущке.

При выполнении операции отключение на управляющей электрод тиристора б поступает сигнал с блока управления 9, тиристор 6 открывается, что приводит к разряду накопителя 3, на катушку 7 отключения. В результате происходит быстрое нарастание тока в катушке 7 для выполнения движения якоря электромагнита и успешного заверщения операции отключение, что в свою очередь приводит к размыканию блок-контакта в цепи тиристора катушки отключения и прекращению процесса тока через катушку.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет существенно снизить потребную мощность источника оперативного питания.

- b Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельсво СССР N1381617 кл. Н01Н 33/59, приоритет 2.01,86г.- аналог,

2.Авторское свидетельсво СССР N1394262 кл. Н01Н 33/59, 47/00, приоритет 11.12. 85г.-прототип.

3.А. С. 1760934 (СССР). Источник электропитания импульсного потребителя (Лидоренко Н. С. , Иванов А. М. , Поляшов Л. И. , По заявке N4687466 от 03.05.89г.).

4.Иванов А. М. , Герасимов А. Ф. Молекулярные накопители электрической энергии на основе двойного электрического слоя. - Электричество, 1991, N8.

5.Иванов А. М. , Поляшов и др. О передаче энергии из молекулярного накопителя в индуктивный. - Электричество, 1989, N8.

- ФЗРЖЛА

Claims (1)

1. Устройство для упавления высоковольтным выключателем, содержащее источник питания, зарядное устройство, емкостной накопитель энергии, катушки привода включения и привода отключения, первый и второй тиристоры, причем к источнику питания последовательно подключены зарядное устройство и емкостной накопитель энергии, один вывод катушки привода включения соединен с катодом первого тиристора, один вывод катушки привода отключения соединен с катодом второго тиристора, анод которого соединен с первым выходом емкостного накопителя, а второй вывод катушки привода отключения соединен с вторым выходом емкостного накопителя, отличающееся тем, что анод первого тиристора соединен с первым выходом емкостного накопителя, второй выход которого соединен с вторым выводом катушки привода включения, а емкостной накопитель энергии выполнен путем последовательно-параллельного соединения конденсаторов сверхвысокой энергоемкости на базе двойного электрического слоя.