RU98629U1 - CONTROLLED SWITCH DEVICE - Google Patents
CONTROLLED SWITCH DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- RU98629U1 RU98629U1 RU2010120555/07U RU2010120555U RU98629U1 RU 98629 U1 RU98629 U1 RU 98629U1 RU 2010120555/07 U RU2010120555/07 U RU 2010120555/07U RU 2010120555 U RU2010120555 U RU 2010120555U RU 98629 U1 RU98629 U1 RU 98629U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- unit
- voltage
- switching
- Prior art date
Links
Landscapes
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Abstract
1. Устройство управляемой коммутации, содержащее блок питания, блок синхронизации, блок настройки момента включения, формирователь сигнала управления, преобразователь контактных сигналов, блок настройки момента отключения, блок совпадения, датчик напряжения и измеритель напряжения, устройство логического умножения, выключатель с блок-контактом и трехфазным приводом, вход которого соединен с выходом формирователя сигнала управления, а выход блок-контакта связан с входом преобразователя контактных сигналов, при этом выход устройства логического умножения связан с входом формирователя сигнала управления, причем выход первого датчика напряжения соединен с входом первого измерителя напряжения, выход первого измерителя напряжения соединен со входом блока настройки момента включения, а выход блока настройки момента включения соединен со входом блока совпадения, отличающееся тем, что оно снабжено быстродействующими коммутаторами, вторым датчиком напряжения, вторым измерителем напряжения, вторым устройством логического умножения, интеграторами, запоминающими устройствами, ключом, блоком выбора фазы, вторым блоком совпадения, при этом второй датчик напряжения установлен на выходе выключателя и соединен с входом второго измерителя напряжения, выход второго измерителя напряжения соединен с входом второго интегратора, а выход второго интегратора соединен с первым входом запоминающего устройства, причем на второй вход запоминающего устройства поступает сигнал отключения выключателя, а первый выход запоминающего устройства соединен с первым входом ключа, второй вход ключа соединен с выходом блока выб� 1. A controlled switching device comprising a power supply, a synchronization unit, an on-time setting unit, a control signal generator, contact signal converter, an off-time setting unit, a matching unit, a voltage sensor and a voltage meter, a logical multiplication device, a circuit-breaker with a block contact, and a three-phase drive, the input of which is connected to the output of the driver of the control signal, and the output of the block contact is connected to the input of the contact signal converter, while the output of the device multiplication is connected with the input of the driver of the control signal, and the output of the first voltage sensor is connected to the input of the first voltage meter, the output of the first voltage meter is connected to the input of the unit for setting the switching moment, and the output of the unit for setting the moment of switching is connected to the input of the matching unit, characterized in that it equipped with high-speed switches, a second voltage sensor, a second voltage meter, a second logical multiplication device, integrators, memory devices you, a key, a phase selection unit, a second matching unit, the second voltage sensor installed at the output of the switch and connected to the input of the second voltage meter, the output of the second voltage meter connected to the input of the second integrator, and the output of the second integrator connected to the first input of the storage device, moreover, a switch off signal is received at the second input of the storage device, and the first output of the storage device is connected to the first input of the key, the second input of the key is connected to the output of the select block
Description
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для управляемой коммутации трансформаторов (автотрансформаторов) (в дальнейшем трансформаторов) с целью снижения и даже исключения бросков тока включения, снижения повторных пробоев выключателей при их коммутации, снижения уровня искажений напряжения сети и повышения энергоэффективности подстанций. Дополнительно устройство может быть использовано для сетевых испытаний трансформаторов на коммутационную способность и стойкость к короткому замыканию.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used for controlled switching of transformers (autotransformers) (hereinafter transformers) in order to reduce and even eliminate inrush currents, reduce repeated breakdowns of circuit breakers during their switching, reduce the level of voltage distortion of the network and increase the energy efficiency of substations. Additionally, the device can be used for network tests of transformers for switching ability and resistance to short circuit.
Известно устройство - аналог «Устройство синхронного отключения выключателя» (Патент SE 514918, класс Н01Н 33/59 Device for synchronised switching-off of HV mains switch, 2001-05-04) [1], которое предназначено для отключения аварийных токов в моменты перехода через нуль с отклонением порядка 1 мс в каждой отключаемой фазе. Устройство [1] не может быть использовано для коммутации ненагруженных трансформаторов, ток отключения которых составляет единицы Ампер. Оно не решает задачу управления моментом включения трансформаторов.A device is known - an analogue “Synchronous circuit breaker device” (Patent SE 514918, class Н01Н 33/59 Device for synchronized switching-off of HV mains switch, 2001-05-04) [1], which is designed to disconnect emergency currents during transition through zero with a deviation of the order of 1 ms in each disconnected phase. The device [1] cannot be used for switching unloaded transformers, the breaking current of which is units of Ampere. It does not solve the problem of controlling the moment the transformers are turned on.
Известно устройство-аналог управляемой коммутации фирмы ABB (www.abb.com) (Application Guide ABB (Buyer's Guide), SwitchsyncТМ Controllers, 1986) [2], которое относится к устройствам синхронной коммутации типа жесткого программного автомата с адаптивной подстройкой момента коммутации из-за изменения окружающих условий.A device-analogue of controlled switching of the company ABB (www.abb.com) (Application Guide ABB (Buyer's Guide), Switchsync TM Controllers, 1986) [2], which relates to synchronous switching devices such as a hard program machine with adaptive adjustment of the switching moment from due to changes in environmental conditions.
Недостатками [2] являются:The disadvantages [2] are:
- требуется применение пофазного высокоточного привода со стабильными характеристиками, что удорожает выключатель;- requires the use of a phase-high-precision drive with stable characteristics, which increases the cost of the circuit breaker;
- время коммутации зависит от окружающих условий (температуры, частоты коммутации, напряжения питания привода);- switching time depends on environmental conditions (temperature, switching frequency, drive supply voltage);
- возникающая при этом недостаточная точность включения ±1 мс, которая не исключает броски тока при включении трансформатора;- the resulting insufficient switching accuracy ± 1 ms, which does not exclude inrush current when the transformer is turned on;
- необходимость периодических подстроек уставок устройства при изменении окружающих условий;- the need for periodic adjustments of the device settings when changing environmental conditions;
- из-за недостаточной точности включения фазы устройство [2] позволяет снизить броски тока при включении трансформатора только до уровня рабочего тока, но не исключает искажения напряжения и вносит дополнительные потери на подстанции.- due to insufficient accuracy of phase switching, the device [2] allows to reduce the inrush current when the transformer is turned on only to the level of the operating current, but does not exclude voltage distortion and introduces additional losses at the substation.
Допускаемая точность включения ±1 мс требует осуществлять периодические подстройки устройства хотя бы раз в полгода с учетом того, что разброс изменения рабочей температуры для пружинного привода дает отклонение ±2 мс от изменения напряжения питания привода ±2 мс («А. Holm, R. Alvinsson, U. Akesson, O. Karlen Development of controlled switching of reactors, capacitors, transformers and lines, Gigre 1990, 13-201») [3]. По данным («Working Group 13.07, Controlled switching of HVAC circuit breakers, Electra №197, 2001») [4] в зависимости от изменения периода коммутации от 1 до 5-10 суток разброс может превысить 3 мс.The permissible switching accuracy of ± 1 ms requires periodic adjustment of the device at least once every six months, given that the variation in the operating temperature for the spring drive gives a deviation of ± 2 ms from the change in the supply voltage of the ± 2 ms (A. Holm, R. Alvinsson , U. Akesson, O. Karlen Development of controlled switching of reactors, capacitors, transformers and lines, Gigre 1990, 13-201 ") [3]. According to the data (“Working Group 13.07, Controlled switching of HVAC circuit breakers, Electra No. 197, 2001”) [4], depending on the change in the switching period from 1 to 5-10 days, the spread can exceed 3 ms.
Таким образом устройство - аналог обладает недостаточной точностью (требуется точность порядка 0,1 мс, а не 2 мс), зависимостью от окружающих условий, требует реализации пофазного привода выключателя и периодической подстройки уставок.Thus, the analog device has insufficient accuracy (accuracy of the order of 0.1 ms, not 2 ms, is required), dependent on environmental conditions, requires the implementation of a phase-wise drive of the circuit breaker and periodic adjustment of the settings.
Прототипом полезной модели является «Устройство синхронизации выключателя (УСВ)» (Кузьменко В.А., Лурье А.И., Панибратец А.Н., Чуприков B.C. Снижение тока включения трансформаторов. Электротехника, 1997, №2) [5], которое содержит блок синхронизации, блоки настройки моментов включения и отключения, блоки формирования сигналов управления выключателя, а также преобразователь контактных сигналов, схема «И», короткозамыкатели.The prototype of the utility model is “Circuit Breaker Synchronization Device (SPM)” (Kuzmenko VA, Lurie AI, Panibratets AN, Chuprikov BC Reducing the switching current of transformers. Electrical Engineering, 1997, No. 2) [5], which contains a synchronization block, setting blocks for turning on and off moments, blocks for generating switch control signals, as well as a contact signal converter, an “I” circuit, and short circuits.
Указанное устройство УСВ обеспечивает синхронизацию моментов формирования сигналов включения и отключения выключателя трансформатора относительно фазы питающего напряжения, т.е. является жестким программным автоматом, который исключает самый неблагоприятный случай наибольшего остаточного намагничивания трансформатора при его отключении.The specified USV device provides synchronization of the moments of formation of the on and off signals of the transformer circuit breaker relative to the phase of the supply voltage, i.e. is a tough software that eliminates the most adverse case of the greatest residual magnetization of the transformer when it is turned off.
Недостатками устройства [5] являются:The disadvantages of the device [5] are:
- зависимость от схемы соединения обмоток трансформатора и типа привода выключателя,- dependence on the connection diagram of the transformer windings and the type of drive circuit breaker,
- необходимость стабильности длительности интервалов времени от момента подачи напряжения на катушку включения (отключения) выключателя до момента замыкания (размыкания) его контактов (не более 2 мс),- the need for stability of the duration of the time intervals from the moment of supplying voltage to the on / off coil of the switch to the moment of closing (opening) of its contacts (not more than 2 ms),
- программная реализация для исключения самого неблагоприятного режима включения на максимальную остающуюся индукцию в стержнях,- software implementation to eliminate the most unfavorable mode of inclusion on the maximum remaining induction in the rods,
- большой разброс времени включения ±2 мс.- large variation of the on-time ± 2 ms.
В результате не исключаются броски тока включения трансформаторов.As a result, inrush currents of transformers are not excluded.
Задача полезной модели заключается в создании устройства, позволяющего управлять токами включения как в эксплуатационном, так и испытательном режимах работы.The objective of the utility model is to create a device that allows you to control the switching currents in both operational and test operating modes.
Технический результат, достигаемый в полезной модели, заключается в повышении точности включения до 0,1 мс с целью исключения бросков тока, исключения зависимости от окружающих условий и ликвидации периодических подстроек уставок, использовании более простого и дешевого трехфазного привода выключателя.The technical result achieved in the utility model is to increase the switching accuracy to 0.1 ms in order to exclude current surges, eliminate dependence on environmental conditions and eliminate periodic adjustments of the settings, using a simpler and cheaper three-phase switch drive.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в устройстве управляемой коммутации, содержащем блок питания, блок синхронизации, блок настройки момента включения, формирователь сигнала управления, преобразователь контактных сигналов, блок настройки момента отключения, блок совпадения, датчик напряжения и измеритель напряжения, устройство логического умножения, выключатель с блок-контактом и трехфазным приводом, вход которого соединен с выходом формирователя сигнала управления, а выход блок-контакта связан с входом преобразователя контактных сигналов, при этом выход устройства логического умножения связан с входом формирователя сигнала управления, причем выход первого датчика напряжения соединен с входом первого измерителя напряжения, выход первого измерителя напряжения соединен с входом блока настройки момента включения, а выход блока настройки момента включения соединен со входом блока совпадения, предусмотрены следующие отличия: устройство снабжено быстродействующими коммутаторами, вторым датчиком напряжения, вторым измерителем напряжения, вторым устройством логического умножения, интеграторами, запоминающими устройствами, ключом, блоком выбора фазы, вторым блоком совпадения, при этом второй датчик напряжения установлен на выходе выключателя и соединен с входом второго измерителя напряжения, выход второго измерителя напряжения соединен с входом второго интегратора, а выход второго интегратора соединен с первым входом запоминающего устройства, причем на второй вход запоминающего устройства поступает сигнал отключения выключателя, а первый выход запоминающего устройства соединен с первым входом ключа, второй вход ключа соединен с выходом блока выбора фазы, причем выходы запоминающих устройств всех фаз соединены с входами блока выбора фазы, при этом выход ключа соединен со вторым входом первого устройства логического умножения, а первый вход устройства логического умножения связан с выходом первого интегратора, причем вход первого интегратора соединен с выходом первого измерителя напряжения, а на третий вход устройства логического умножения подана уставка разницы потокосцеплений на входе и выходе выключателя, при этом оба входа второго устройства логического умножения соединены с выходами запоминающих устройств, а выход второго устройства логического умножения соединен с первым входом второго блока совпадений, причем второй вход второго блока совпадений соединен с блок-контактом выключателя.The problem is solved due to the fact that in a controlled switching device containing a power supply, a synchronization unit, an on-time setting unit, a control signal generator, contact signal converter, an off-time setting unit, a coincidence unit, a voltage sensor and a voltage meter, a logical multiplication device, a switch with a block contact and a three-phase drive, the input of which is connected to the output of the driver of the control signal, and the output of the block contact is connected to the input of the converter contact signals, while the output of the logical multiplication device is connected to the input of the driver of the control signal, and the output of the first voltage sensor is connected to the input of the first voltage meter, the output of the first voltage meter is connected to the input of the unit for setting the moment of switching on, and the output of the unit for setting the moment of switching on is connected to the input of the unit coincidence, the following differences are provided: the device is equipped with high-speed switches, a second voltage sensor, a second voltage meter, a second device by logical multiplication, by integrators, memory devices, a key, a phase selection unit, a second coincidence unit, the second voltage sensor installed at the output of the switch and connected to the input of the second voltage meter, the output of the second voltage meter connected to the input of the second integrator, and the output of the second integrator connected to the first input of the storage device, and at the second input of the storage device, a switch-off signal is received, and the first output of the storage device is connected to the first input of the key, the second input of the key is connected to the output of the phase selection unit, and the outputs of the storage devices of all phases are connected to the inputs of the phase selection unit, while the output of the key is connected to the second input of the first logical multiplication device, and the first input of the logical multiplication device is connected to the output of the first integrator, and the input of the first integrator is connected to the output of the first voltage meter, and the third input of the logical multiplication device is set to the difference in flux linkages at the input and output of the switch, pr and this, both inputs of the second logical multiplication device are connected to the outputs of the storage devices, and the output of the second logical multiplication device is connected to the first input of the second block of matches, and the second input of the second block of matches is connected to the block contact of the switch.
Кроме того, предложенное устройство отличается тем, что быстродействующие коммутаторы выполнены в виде двухоперационных тиристоров.In addition, the proposed device is characterized in that high-speed switches are made in the form of dual-operation thyristors.
Кроме того, предложенное устройство отличается тем, что быстродействующие коммутаторы выполнены в виде вакуумных управляемых разрядников.In addition, the proposed device is characterized in that the high-speed switches are made in the form of vacuum controlled arresters.
Предложенное устройство также отличается тем, что выходы второго блока совпадений соединены со вторыми входами формирователей сигнала управления.The proposed device also differs in that the outputs of the second block of matches are connected to the second inputs of the shapers of the control signal.
Предлагаемая полезная модель обладает расширенными функциональными возможностями и дает возможность создать наиболее высокие броски тока включения, что позволяет применить устройство для сетевых испытаний трансформаторов (автотрансформаторов) на коммутационную способность и стойкость к короткому замыканию взамен экспериментальной установки, содержащей тиристорные ключи и повышающий трансформатор («А.Ю.Хренников. Возрождение испытательной базы для проверки силовых трансформаторов на электродинамическую стойкость, Вести в электротехнике, №1, 2009 г.» [6]).The proposed utility model has enhanced functionality and makes it possible to create the highest inrush currents, which allows the device to be used for network tests of transformers (autotransformers) for switching ability and short circuit resistance in exchange for an experimental setup containing thyristor switches and a step-up transformer ("A. Y. Khrennikov, Revival of the test base for testing power transformers for electrodynamic resistance ottehnik, No. 1, 2009 ”[6]).
Полезная модель выполнена с возможностью использования датчиков линейных напряжений. Предусмотрена возможность первоочередного включения двух фаз.The utility model is configured to use line voltage sensors. The possibility of the priority inclusion of two phases.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами и иллюстрациями, гдеThe essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings and illustrations, where
на фиг.1 приведена схема устройства управляемой коммутации в эксплуатационном и испытательном режимах,figure 1 shows a diagram of a controlled switching device in operational and test modes,
на фиг.2 приведено обозначение датчиков, сигналов и команд для схемы фиг.1,figure 2 shows the designation of sensors, signals and commands for the circuit of figure 1,
на фиг.3 приведена диаграмма потокосцеплений F1,2 фазы А, напряжения на входе выключателя U1А команд для фаз А, В, С,figure 3 shows a diagram of the flux linkage F 1,2 phase A, the voltage at the input of the switch U 1A commands for phases A, B, C,
на фиг.4 приведена структура управляемой коммутации в схеме фиг.1,figure 4 shows the structure of controlled switching in the circuit of figure 1,
на фиг.5 приведены модельные кривые токов при благоприятной коммутации (в условиях эксплуатации),figure 5 shows the model current curves with favorable switching (in operating conditions),
на фиг.6 приведены модельные кривые токов при неблагоприятной коммутации (при испытаниях трансформаторов).figure 6 shows the model current curves for adverse switching (when testing transformers).
Устройство управляемой коммутации содержит (фиг.1): выключатель 1, трансформатор 2, формирователь 3 сигнала управления, первый датчик 4 напряжения, первый измеритель 5 напряжения, блок настройки момента включения 6, первый блок совпадения 7, первое устройство логического умножения 8 (Δ F), блок-контакт 9 выключателя, быстродействующий коммутатор 10, второй датчик напряжения 11, второй измеритель напряжения 12, второй интегратор 13 (F2), запоминающее устройство 14, ключ 15, блок выбора фазы 16 (по максимуму), первый интегратор 17 (F1), второе устройство логического умножения 18 (Δ F), второй блок совпадений 19.The controlled switching device comprises (Fig. 1): a switch 1, a transformer 2, a driver 3 of a control signal, a first voltage sensor 4, a first voltage meter 5, a torque setting unit 6, a first coincidence unit 7, a first logical multiplication device 8 (Δ F ), block contact 9 of the switch, high-speed switch 10, second voltage sensor 11, second voltage meter 12, second integrator 13 (F2), memory 14, key 15, phase selection block 16 (maximum), first integrator 17 (F1 ), the second device is logical 18 th multiplication (Δ F), the second block 19 matches.
Вход выключателя 1 соединен с выходом 27 формирователя 3 сигнала управления фазы А, причем выход первого датчика напряжения на одной из фаз сети 4 соединен с входом 29 первого измерителя напряжения 5, а его выход 30 соединен со входом блока настройки момента включения 6, выход которого соединен с первым входом 24 блока совпадений 7. Второй вход 25 блока совпадений 7 соединен с выходом блок-контакта 9 выключателя 1, причем выход 26 блока совпадений 7 соединен со входами 47 и 49 формирователей 3 сигналов управления фаз В и С, а вход 23 формирователя 3 сигналов управления каждой фазы соединен с выходом 22 первого сравнивающего устройства 8.The input of the circuit breaker 1 is connected to the output 27 of the driver of the phase A control signal 3, the output of the first voltage sensor on one of the phases of the network 4 is connected to the input 29 of the first voltage meter 5, and its output 30 is connected to the input of the tuner 6, the output of which is connected with the first input 24 of the coincidence block 7. The second input 25 of the coincidence block 7 is connected to the output of the block contact 9 of the switch 1, and the output 26 of the coincidence block 7 is connected to the inputs 47 and 49 of the shapers 3 of the control signals of phases B and C, and the input 23 of the shaper 3 signals the control of each phase is connected to the output 22 of the first comparison device 8.
С целью повышения точности включения параллельно контактам выключателя 1 присоединены быстродействующие коммутаторы 10. Предусмотрено выполнение быстродействующих коммутаторов 10 в виде двухоперационных тиристоров или вакуумных управляемых разрядников.In order to improve the accuracy of switching, high-speed switches 10 are connected in parallel with the contacts of the switch 1. High-speed switches 10 are provided in the form of two-operation thyristors or controlled vacuum arresters.
С целью исключения бросков тока включения коммутируемого трансформатора для контроля разницы потокосцеплений в стержнях трансформатора второй датчик напряжения 11 на выходе выключателя соединен с входом второго измерителя напряжения 12, который своим выходом соединен со входом второго интегратора 13, а выход второго интегратора 13 соединен с входом 41 запоминающего устройства 14, на вход 33 которого поступает сигнал отключения выключателя.In order to eliminate the inrush current of a switched transformer to control the difference in flux linkages in the transformer rods, the second voltage sensor 11 at the output of the switch is connected to the input of the second voltage meter 12, which is connected by its output to the input of the second integrator 13, and the output of the second integrator 13 is connected to the input 41 of the storage device 14, the input 33 of which receives the trip signal of the switch.
Выход 39 запоминающего устройства 14 соединен с входом 40 ключа 15, вход 38 которого соединен с выходом блока выбора фазы 16, причем выходы 42, 54, 52 запоминающих устройств 14 всех фаз поданы на соответствующие входы 34, 35, 36 блока выбора фазы 16.The output 39 of the storage device 14 is connected to the input 40 of the key 15, the input 38 of which is connected to the output of the phase selection unit 16, and the outputs 42, 54, 52 of the storage devices 14 of all phases are supplied to the corresponding inputs 34, 35, 36 of the phase selection unit 16.
Выход ключа 15 соединен с входом 21 первого устройства логического умножения 8, на первый вход 20 которого подан выход первого интегратора 17, причем его вход 31 соединен с выходом первого измерителя напряжения 5. На вход 32 устройства логического умножения 8 подана уставка разницы потокосцеплений на входе и выходе выключателя.The output of the key 15 is connected to the input 21 of the first logical multiplication device 8, the first input 20 of which is supplied with the output of the first integrator 17, and its input 31 is connected to the output of the first voltage meter 5. The input 32 of the logical multiplication device 8 is set to the difference of the flux linkages at the input and switch output.
С целью увеличения бросков тока включения коммутируемого трансформатора при его испытаниях на оба входа 55, 56 второго устройства логического умножения 18 подают выходы 53, 51 соответственно запоминающих устройств 14 фаз В и С, а выход 57 второго устройства логического умножения 18 соединен с входом 45 второго блока совпадений 19, вход 44 которого соединен с блок-контактом 9 выключателя 1, а выход 46 блока совпадений 19 соединен со вторыми входами 48, 50 формирователей 3 сигналов управления фаз В и С.In order to increase the inrush current of the switched transformer during its tests, the inputs 53, 51 of the memory devices 14 of phases B and C are supplied to both inputs 55, 56 of the second logical multiplication device 18, and the output 57 of the second logical multiplication device 18 is connected to the input 45 of the second block matches 19, the input of which 44 is connected to the block contact 9 of the switch 1, and the output 46 of the matches block 19 is connected to the second inputs 48, 50 of the drivers 3 of the control signals of phases B and C.
Для расширения функциональных возможностей испытаний трансформатора введены дополнительные блоки 18 и 19, на первый и второй входы 55 и 56 блока 18 (второго устройства логического умножения) подают выходы запоминающих устройств двух других фаз 51 и 53, а выход 57 второго устройства логического умножения 18 соединен с входом 45 второго блока совпадений 19, вход 44 которого соединен с блок-контактом выключателя 9, а выход 46 указанного блока соединен с входами 48 и 50 соответствующего формирователя сигналов управления остальных двух фаз.To expand the functionality of the transformer tests, additional blocks 18 and 19 were introduced, the outputs of the storage devices of the other two phases 51 and 53 are supplied to the first and second inputs 55 and 56 of the block 18 (second logical multiplication device), and the output 57 of the second logical multiplication device 18 is connected to the input 45 of the second coincidence block 19, the input 44 of which is connected to the block contact of the switch 9, and the output 46 of this block is connected to the inputs 48 and 50 of the corresponding driver of the control signals of the remaining two phases.
Для создания наибольших токовых воздействий изменяется уставка разницы потокосцеплений вместо нуля до максимума для первой фазы А (с наибольшим остаточным потоком), включение для второй и третьей фазы (В, С) осуществляется по условию FВост=FСост, где FВост и FСост - измеренные значения остаточных потокосцеплений элемента 14 фаз В и С. Наибольшие токовые воздействия необходимы для испытательного режима, для которого используются второе сравнивающее устройство 18, второй блок совпадения 19. Испытательный режим показан на фиг.1 ниже эксплуатационного режима.To create the greatest current impacts, the set point of the flux linkage difference is changed instead of zero to maximum for the first phase A (with the highest residual flow), switching on for the second and third phases (B, C) is carried out under the condition F East = F Comp , where F East and F Comp - the measured values of the residual flux linkages of the element 14 of phases B and C. The greatest current effects are necessary for the test mode, for which the second comparator device 18, the second coincidence unit 19 are used. The test mode is shown in FIG. 1 below ion mode.
Быстродействующий коммутатор 10 выполнен с возможностью подключения датчика тока.High-speed switch 10 is configured to connect a current sensor.
Внешними сигналами для устройства на фиг.1 являются сигналы:External signals for the device in figure 1 are signals:
Овх - отключить выключатель 1, Ввх - включить устройство, И - измерить напряжения, сигнал уставки ΔFуст, равный нулю (для эксплуатации) или максимуму (для испытаний).О вх - turn off the switch 1, В вх - turn on the device, And - measure the voltage, the setpoint signal ΔF set , equal to zero (for operation) or maximum (for testing).
Датчики напряжения и остаточного потокосцепления и команды для трех фаз показаны на фиг.2. При этом учитывается, что F=∫Udt.Sensors of voltage and residual flux linkage and commands for three phases are shown in figure 2. Moreover, it is taken into account that F = ∫Udt.
Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:
Перед осуществлением любой коммутации трансформатора 2 (фиг.1) подается внешний сигнал Ввх включения устройства, затем с выдержкой времени примерно 0,1 с от внешнего устройства поступает сигнал Овх отключения выключателя 1, по которому запоминающее устройство 14 запоминает остаточное потокосцепление в трех фазах стержней трансформатора 2.Before making any switching transformer 2 (1) The external signal supplied Rin switching device, and then delayed by approximately 0.1 second external device receives a signal Rin O circuit breaker 1 on which the memory device 14 stores the residual flux linkage in three phases transformer rods 2.
Блок 16 выбора фазы и максимума остаточных потокосцеплений Fост трех фаз подает сигнал замыкания ключа 15, например, фазы А, который соединен со входом 21 первого устройства логического умножения 8, который сравнивает потокосцепление F1 до выключателя 1 с запомненным значением F2ост.Block 16 selects the phase and maximum residual flux linkage F ost of three phases provides a signal to close the key 15, for example, phase A, which is connected to the input 21 of the first logical multiplication device 8, which compares the flux linkage F 1 to switch 1 with the stored value F 2ost .
Выход первого датчика напряжения 4 подан на вход первого измерителя напряжения 5, выход 31 которого соединен со входом первого интегратора 17, формирующего текущее значение потокосцепления F1.The output of the first voltage sensor 4 is fed to the input of the first voltage meter 5, the output of which 31 is connected to the input of the first integrator 17, forming the current value of the flux linkage F 1 .
Для эксплуатации сигнал у ставки ΔFуст=F1-F2ост=0 и при совпадении текущего потокосцепления F1 на входе 20 и остаточного потокосцепления F2ост на входе 21, на выходе 22 первого устройства логического умножения 8 появляется сигнал срабатывания, поступающий на вход 23 формирователя 3 сигнала управления фазы А.For operation, the signal at the rate ΔF set = F 1 -F 2ost = 0 and if the current flux linkage F 1 at input 20 and the residual flux linkage F 2ost at input 21 match , output 22 of the first logical multiplication device 8 receives a response signal input 23 driver 3 phase control signal A.
Формирователь 3 формирует сигнал включения, который с выхода 27 поступает на привод выключателя 1, а с выхода 28 на управляющий электрод быстродействующего коммутатора 10 (тиристора или РВУ).Shaper 3 generates a turn-on signal, which is output from output 27 to the drive of circuit breaker 1, and from output 28 to the control electrode of high-speed switch 10 (thyristor or RVU).
Для включения остальных фаз В и С с выхода 30 текущее значение первого измерителя напряжения U1 поступает на блок настройки момента включения 6. После срабатывания выключателя 1 фазы А и замыкания его блок - контакта 9 блок совпадения 7 выдает сигнал на включение двух оставшихся фаз, т.е. в момент перехода через нуль напряжения U1 фазы А.To turn on the remaining phases B and C from output 30, the current value of the first voltage meter U 1 is supplied to the setting unit for turning on 6. After the circuit breaker 1 is turned on and phase A is closed, block 9 of the coincidence unit 7 gives a signal to turn on the two remaining phases, t .e. at the moment of transition through zero voltage U 1 phase A.
Для испытаний трансформатора значение уставки первого устройства логического умножения 8 ΔFуст принимается равным максимальному значению текущего потокосцепления F1.For transformer tests, the setting value of the first logical multiplication device 8 ΔF mouth is taken equal to the maximum value of the current flux linkage F 1 .
Порядок включения двух оставшихся фаз В и С может быть уточнен исходя из условия F2Bocт=F2Сocт после включения фазы А (взамен условия U1А=0).The order of inclusion of the two remaining phases B and C can be clarified based on the condition F 2Bost = F 2Cost after the inclusion of phase A (instead of condition U 1A = 0).
Работа устройства поясняется диаграммой на фиг.3, на которой приведено формирование команд включения трех фаз Ввых в зависимости от потокосцеплений F1, F2ост и переходов через нуль напряжения U1 фазы А.The operation of the device is illustrated by the diagram in figure 3, which shows the formation of the teams include three phases In output depending on the flux linkage F 1 , F 2ost and transitions through zero voltage U 1 phase A.
Сплошные линии соответствуют благоприятному случаю минимума токов включения для эксплуатационного режима, а пунктир - неблагоприятному случаю максимума токов для испытательного режима.The solid lines correspond to the favorable case of minimum switching currents for the operating mode, and the dotted line to the unfavorable case of maximum currents for the test mode.
На фиг.4 приведена структура предлагаемого устройства, которая соответствует двум различным условиям: в левой части - для эксплуатации с минимальными токами включения; в правой части - для испытаний с наибольшими токами включения. Приведенная структура соответствует максимуму оставшегося потокосцепления для фазы А - F2Аост. Обозначения сигналов и команд соответствует фиг.2, команда ИА=1 - измерить фазу А.Figure 4 shows the structure of the proposed device, which corresponds to two different conditions: on the left side - for operation with minimum switching currents; on the right side - for tests with the highest switching currents. The above structure corresponds to the maximum remaining flux linkage for phase A - F 2Aost . The designation of signals and commands corresponds to figure 2, the command And A = 1 - measure phase A.
На фиг.5 для трансформатора 132/15 кВ мощностью 155 МВА приведены модельные кривые токов включения для благоприятного случая с использованием предлагаемого устройства по фиг.1 (значение уставки ΔFyст=0).In Fig. 5, for a 132/15 kV transformer with a power of 155 MVA, model curves of switching currents are shown for a favorable case using the proposed device of Fig. 1 (setting value ΔF yst = 0).
Анализ кривых показывает, что при включении ненагруженного трансформатора в нем сразу устанавливается ток холостого хода на уровне 1 А без предшествующего переходного режима.An analysis of the curves shows that when an unloaded transformer is turned on, an idle current is immediately set in it at a level of 1 A without a previous transient mode.
На фиг.6 для указанного трансформатора и применения предлагаемого устройства по фиг.1, в которой ΔFуст=max получена амплитуда токов включения на уровне 4 кА (а может быть и более в зависимости от уровня остаточного потокосцепления, которое зависит от момента отключения выключателя 1), приближающаяся к уровню тока короткого замыкания 5 кА, что позволяет испытывать трансформатор в сети, а не в испытательном центре.In Fig. 6 for the indicated transformer and the application of the proposed device of Fig. 1, in which ΔF mouth = max, the amplitude of the switching currents is obtained at a level of 4 kA (and maybe more depending on the level of residual flux linkage, which depends on the moment of opening of the circuit breaker 1 ), approaching a short circuit current level of 5 kA, which allows you to test the transformer in the network, and not in the test center.
Выключение быстродействующего коммутатора 9 происходит после снижения его тока до нуля после замыкания контактов выключателя 1. В результате в длительном режиме ток трансформатора протекает через выключатель, что снижает потери в коммутаторе и технические требования к нему.Turning off the high-speed switch 9 occurs after reducing its current to zero after closing the contacts of the switch 1. As a result, in a continuous mode, the current of the transformer flows through the switch, which reduces the losses in the switch and its technical requirements.
Технический результат предлагаемого устройства в эксплуатации определяется:The technical result of the proposed device in operation is determined by:
- снижением технических требований к трансформатору и выключателю, повышением их надежности и ресурса работы,- reducing the technical requirements for the transformer and circuit breaker, increasing their reliability and service life,
- снижением искажений напряжения в сети длительностью 1-10 минут, снижением потерь на подстанции,- reduction of voltage distortion in the network for 1-10 minutes, reducing losses at the substation,
- отстройкой релейных защит от срабатывания в режимах коммутации трансформаторов за счет снижения бросков тока включения ниже уставок релейных защит.- detuning relay protection against tripping in switching modes of transformers by reducing the inrush currents below the settings of the relay protection.
При испытаниях трансформаторов на коммутационную способность и стойкость предлагаемое устройство позволяет:When testing transformers for switching ability and resistance, the proposed device allows you to:
- отказаться от применения повышающего трансформатора и параллельно соединенных тиристорных ключей,- refuse to use a step-up transformer and parallel connected thyristor switches,
- осуществить точное включение в самый неблагоприятный режим с целью проведения сетевых испытаний при отсутствии испытательного центра.- to carry out the exact inclusion in the most adverse conditions in order to conduct network tests in the absence of a test center.
Предлагаемая полезная модель позволяет:The proposed utility model allows you to:
- проводить измерения текущих напряжений и потокосцеплений вплоть до момента отключения выключателя на его входе и выходе,- measure current voltages and flux linkages up to the moment the circuit breaker is tripped at its input and output,
- осуществлять запоминание отключенных потокосцеплений на выходе выключателя, производить выбор знака и значения наибольшего потокосцепления и соответствующей фазы,- carry out the storage of disconnected flux linkages at the output of the circuit breaker, select the sign and value of the greatest flux linkage and the corresponding phase,
- задавать при последующем включении для эксплуатации значение уставки в виде разницы потокосцеплений ΔFуст=0, а для испытаний - ΔFycт=max,- upon subsequent activation for operation, set the value of the setpoint in the form of the difference in flux linkages ΔF set = 0, and for tests - ΔF yct = max,
- осуществлять формирование сигнала включения для быстродействующего коммутатора и выключателя первой фазы (А) в заданный момент уставки,- carry out the formation of the enable signal for the high-speed switch and the switch of the first phase (A) at a given point in time,
- осуществлять включение двух оставшихся фаз (В, С) для благоприятного случая эксплуатации в момент, когда напряжение на первой фазе UА равно нулю после замыкания контактов выключателя, а для испытаний, когда FВост=FСост.- carry out the inclusion of the two remaining phases (B, C) for a favorable case of operation at a time when the voltage on the first phase U A is zero after the circuit breaker contacts are closed, and for tests when F East = F Comp .
Применение предлагаемого устройства позволит удешевить испытательную установку, а также повысить безопасность испытаний, исключить броски тока, возникающие при коммутации трансформаторов при эксплуатации, снизить вероятность повторных пробоев выключателя, а следовательно снизить технические требования к трансформатору и выключателю, повысить их надежности и ресурс работы; снизить искажения напряжения в сети, а следовательно снизить потери на подстанции и повысить энергоэффективность подстанции.The use of the proposed device will reduce the cost of the test setup, as well as improve the safety of tests, eliminate current surges that occur when switching transformers during operation, reduce the likelihood of repeated breakdowns of the circuit breaker, and therefore reduce the technical requirements for the transformer and circuit breaker, increase their reliability and service life; reduce voltage distortion in the network, and therefore reduce losses at the substation and increase the energy efficiency of the substation.
Исходя из вышеизложенно задача создания устройства, позволяющего управлять токами включения как в эксплуатационном, так и испытательном режимах работы, решена.Based on the foregoing, the task of creating a device that allows you to control the switching currents in both operational and test operating modes, is solved.
Источники информацииInformation sources
1. Патент SE 514918, класс Н01Н 33/59 Device for synchronised switching-off of HV mains switch, 2001-05-04;1. Patent SE 514918, class H01H 33/59 Device for synchronized switching-off of HV mains switch, 2001-05-04;
2. Application Guide ABB (Buyer's Guide), SwitchsyncТМ Controllers, 1986;. Holm, R. Alvinsson, U. Akesson, O. Karlen Development of controlled switching of reactors, capacitors, transformers and lines, Gigre 1990, 13-201; www.abb.com2. Application Guide ABB (Buyer's Guide), Switchsync TM Controllers, 1986 ;. Holm, R. Alvinsson, U. Akesson, O. Karlen Development of controlled switching of reactors, capacitors, transformers and lines, Gigre 1990, 13-201; www.abb.com
3. Working Group 13.07, Controlled switching of HVAC circuit breakers, Electra №197, 2001;3. Working Group 13.07, Controlled switching of HVAC circuit breakers, Electra No. 197, 2001;
4. Кузьменко В.А., Лурье А.И., Панибратец А.Н., Чуприков B.C. Снижение тока включения трансформаторов, Электротехника, 1997, №2;4. Kuzmenko V.A., Lurie A.I., Panibratets A.N., Chuprikov B.C. Decrease in current of inclusion of transformers, Electrical Engineering, 1997, No. 2;
5. А.Ю.Хренников Возрождение испытательной базы для проверки силовых трансформаторов на электродинамическую стойкость. Вести в электротехнике, №1, 2009 г.5. A.Yu. Khrennikov Revival of the test base for testing power transformers for electrodynamic resistance. News in Electrical Engineering, No. 1, 2009
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010120555/07U RU98629U1 (en) | 2010-05-21 | 2010-05-21 | CONTROLLED SWITCH DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010120555/07U RU98629U1 (en) | 2010-05-21 | 2010-05-21 | CONTROLLED SWITCH DEVICE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98629U1 true RU98629U1 (en) | 2010-10-20 |
Family
ID=44024407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010120555/07U RU98629U1 (en) | 2010-05-21 | 2010-05-21 | CONTROLLED SWITCH DEVICE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU98629U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2713928C1 (en) * | 2016-09-28 | 2020-02-11 | Сименс Акциенгезелльшафт | System and method of switching high-voltage voltages |
-
2010
- 2010-05-21 RU RU2010120555/07U patent/RU98629U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2713928C1 (en) * | 2016-09-28 | 2020-02-11 | Сименс Акциенгезелльшафт | System and method of switching high-voltage voltages |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2892717B2 (en) | Power switching controller | |
| AU711771B2 (en) | Method and device for continuous adjustment and regulation of a transformer turns ratio, and transformer provided with such a device | |
| Aithal et al. | Impact of soft open point on feeder automation | |
| US10666160B2 (en) | Power conversion device and method for operating same with reactive power compensation | |
| KR20150057989A (en) | Power generation system and method with fault ride through capability | |
| JP2020521427A (en) | Power converter | |
| RU159416U1 (en) | HIGH POWER HIGH POWER FREQUENCY CONVERTER | |
| RU2613679C2 (en) | Device for regulating voltage and method for its control | |
| RU98629U1 (en) | CONTROLLED SWITCH DEVICE | |
| CN106356878B (en) | Interphase load transfer method based on waveform fitting | |
| CN109586323A (en) | A kind of zero passage phase change method | |
| Andersson et al. | 2-terminal hybrid HVDC cost effective alternatives for clearing temporary dc line faults | |
| Sonagra et al. | Controlled switching of non-coupled & coupled reactor for re-ignition free de-energization operation | |
| EA018813B1 (en) | Alternating voltage stabiliser (embodiments) | |
| US4916573A (en) | Control circuit for a circuit interrupter | |
| RU170742U1 (en) | Single-phase transformer voltage control device | |
| Li et al. | Application of circuit breaker switching capacitor bank with phase selection in UHV transmission project | |
| Bianco et al. | ADVANCED CIRCUIT BREAKER FOR CAPACITIVE LOAD OPERATIONS | |
| RU108233U1 (en) | DEVICE FOR REDUCING CURRENT RISES WHEN TURNING ON THE TRANSFORMER | |
| RU210867U1 (en) | CONVERTER TRANSFORMER TURNING DEVICE | |
| CN110535110B (en) | Phase selection switching-on and switching-off control method and device for extra-high voltage alternating current transformer | |
| Dimitrov et al. | Research of the possibility for limiting the currents of a single-phase short circuit in HV networks | |
| Marmolejo et al. | Challenges for generator circuit-breakers connected with doubly-fed induction generators | |
| CN114128074B (en) | Method for generating inductive reactive power, electrical load device and electrolysis device | |
| Kamble et al. | A Unique Approach for the Mitigation of Sympathetic Inrush Condition in Solid-State Transformer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160522 |