SE442691B - Sett att bryta en induktiv belastning samt stromstellare for genomforande av nemnda sett - Google Patents

Description

7812887-3 2. Krav på en på förhand bestämd nätkonstellation, vilket bland annat innebär närvaro av en tillräcklig kapacitans mel- lan faserna både på matningssidan och belastningssidan av ström- ställaren. 3. Omkopplingstiden skall vara sådan att när kontaktelemen- ten åtskiljes den ena polen av strömställaren befinner sig nä- ra en nollgenomgång för strömmen.

Bryts en belastning under de ovan angivna betingelserna kommer i den brutna fasen vid strömnollgenomgången en överspänning att inträffa, vilken kan medföra återtändning i denna fas. Un- der de rådande omständigheterna kommer strömmen från dessa å- tertändningar, vilken har mycket hög frekvens, att helt eller partiellt överlagras på nätströmmen i de båda övriga faserna vilka, trots att de redan är brutna, fortfarande leder ström.

När summan av den överlagrade strömmen och nätströmmen i dessa faser närmar sig noll kommer övriga båda faser även att bry- tas. Eftersom emellertid i återtändningsögonblicket nätström- men i den första fasen, vilken nätström åstadkommer âtertänd~ ningarna, är nära en strömnollgenomgång är momentanvärdet av strömmen i de båda övriga faserna förhållandevis högt, vilket resulterar i så kallad högströmsklippning. I litteraturen kal- las denna klippning av den tämligen höga strömmen i allmänhet "virtuell klippning". Med hänsyn till att vid denna "virtuella klippning" di/dt-värdet är högt kan mycket höga överspänningar inträffa i installationen vid dylik "virtuell klippning".

. I en publikation av M. Murano et al "Threee-phase simultaneous interruption in interrupting inductive current using vakuum seitches“, I.E.E.E. Transactions on Power Apparatus Systems, jan./febru. 1974, pp. 272-280, som behandlar fenomenet "vir- tuell klippning" har föreslagits att en resistans inkopplas i serie med en kapacitans som ligger parallellt med belastningen mellan faserna och jord. Detta medför emellertid den nackdelen, att resistans- och kapacitansvärdena måste anpassas till den ifrågavarande kretsen och till den belastning som skall brytas. 1 7812887-5 Den föreslagna lösningen är dessutom förhållandevis kostsam om det gäller höga strömmar.

Ett annat sätt som är beskrivet i nämnda publikation utnytt- jar en icke-linjär resistans vars höga kostnad emellertid in- nebär en nackdel.

Ytterligare ett sätt utnyttjar stötspänningsundertryckaren för att begränsa de skadliga verkningarna av "virtuell klippning".

Detta sätt är emellertid förhållandevis kostsamt och kräver dessutom att stötspänningsundertryckarna måste installeras så nära belastningen som möjligt.

De ovan nämnda sätten har dessutom det gemensamt, att de fun- gerar endast för de nätbetingelser för vilka de har dimensio- nerats. Ändras någon av betingelserna måste därför sättet an- passas i motsvarande grad. Vidare har dessa kända sätt det ge- mensamt att de inte är inriktade på att förhindra "virtuell klippning" utan endast på att begränsa skadeverkningarna där- EV . str bättre sätt är därför att fullständigt förhindra "virtu- ell klippling". Detta kan åstadkommas genom att anordna så att ettav de ovan nämnda tre villkoren W för uppträdande av "virtuell klippning" inte uppfylls.

Om man önskar dra fördel av de speciella fördelar som en va- kuumströmställare innebär måste fortfarande det första vill- koret uppfyllas. För att eliminera det andra villkoret mås- te ledare, som är anslutna både till matningssidan och belast- ningssidan av strömställaren fullständigt skärmas med avseende på varandra. I praktiken synes detta emellertid vara svårt och dyrt att utföra.

Att villkoret 3 uppträder kan hindras genom att synkronisera omkopplingstiden med avseende på strömnollgenomgången på så- dant sätt att skiljandet av kontaktelementen inte inträffar 7812887-3 förrän nära strömnollgenomgången. Detta kräver emellertid användning av komplicerade och dyra anordningar.

Föreliggande uppfinning syftar till att åstadkomma ett omkopp- lingssätt som förhindrar "virtuell klippning" på enkelt och billigt sätt oberoende av nätbetingelsernaß Sättet enligt upp- finningen utmärkes av att vid brytning öppnar två av de tre strömställarebanorna, vilka har snabb dielektrisk återvinning, åtminstone l/3 av en period för nätfrekvensen senare än den första omkopplarebanan ökad med minimumbågtiden i den första strömställarebanan.

Omkopplingssättet garanterar att "virtuell klippning" inte läng- re förekommer under några omständigheter.

Uppfinningen avser vidare en strömställaremekanism som medger förhindrande av "virtuell klippning". Denna strömställarmeka- nism kännetecknas av organ med vilka vid brytning öppningen av en strömställarebana initieras tidigare än övriga båda ström- ställarebanor på sådant sätt att mellan tidpunkten vid vilken den första strömställarebanan öppnas och tidpunkten vid vil- ken övriga båda strömställarebanor öppnas anordnas ett inter- vall svarande mot åtminstone l/3 av en period av nätfrekvensen.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan i anslutning till den bifogade ritningen, i vilken fig. l visar ett för- enklat omkopplingsdiagram som belyser omkopplingssättet enligt uppfinnningen, fig. 2 visar ett oscillogram över den situation där vid öppning av en strömställarebana eller -pol strömmen i ifrågavarande fas bryts vid nästföljande strömnollgenomgång, och fig. 3 visar ett oscillogram över den situation där vid öppning av en strömställarebana eller -pol strömmen i den ifrå- gavarande fasen inte bryts vid nästföljande strömnollgenomgâng.

I fig. l betecknas strömställaren med K, belastningen med L, faserna med R, S och T och tillhörande strömställarebanor för strömställaren med 1,2 respektive 3. 7812887-3 Nu antages att strömställarebanan l i fasen R öppnar vid ett tidigare tillfälle än strömställarehanorna 2 och 3 för faser- na S respektive T, dvs. med ett intervall T2 som är lika med eller.överstiger l/3 av en period av nätfrekvensen ökad med minimumbågtiden för strömställaren matad med ström som leder till "virtuell klippning".

I fig. 2 visas ett gränsfall där "virtuell klippning" kan in- träffa, dvs. den situation där öppningstiden tl, som svarar mot öppningen av strömställarebanan 1, har valts så att mel- lan denna tidpunkt tl och nästa strömnollgenomgång vid tiden t för fasen R är anordnat ett intervall T1 vilket är lika med mšnimumbågtiden för strömställaren. Strömställarebanorna 2 och 3 för faserna S och T öppnas i tidpunkten t3 och mellan tid- punkterna t3 och tl har således det ovan nämnda intervallet T2 anordnats.

Nu kan två situationer tänkas, dvs: a) Situationen visad i fig. 2 där strömmen i fasen R bryts vid den första strömnollgenomgângen efter öppningen av strömstäl- a larebanan 1, dvs. i tidpunkten tz. b) Den i fig. 3 visade situationen där strömmen i fasen R inte bryts vid den första strömnollgenomgången efter öppningen av strömställaren 1.

I situationen a) kan ingen "virtuell klippning" inträffa efter- som vid tidpunkten t3 är de övriga strömställarebanorna 2 och 3 för faserna S respektive T fortfarande slutna, vilket såle- des innebär att êtt av Vi11kOr@n för "virtuell klippning", dvs. den samtidiga trefasbrytningen, inte är uppfyllt. Vid öpp- ning av strömställarebanorna 2 och 3 i tidpunkten t3 kommer strömmen i dessa banor att samtidigt brytas på känt sätt, dvs. i tidpunkten t4. När således öppningstidpunkten tl för ström- ställarebanafl 1 förskjuts till en tidigare tidpunkt, dvs. när 7812887-3 6 intervallet mellan tl och tz sträcker sig bortom interval- let Tl kommer strömmen i fasen R att säkert brytas i tidpunk- ten t2 eftersom bågtiden för strömställarebanan l är längre än minimumbâgtiden Tl för strömställaren varför även i dessa si- tuationer “virtuell klippning" synes vara omöjlig.

Om emellertid strömmen i fasen R, såsom visas i situationen b) inte bryts i tidpunkten t2 kommer den istället att brytas vid .i nästa strömnollgenomgång, dvs. i tidpunkten t4 i fig. 3. De övriga strömställarebanorna 2 och 3 kommer då att vara öppnade i tidpunkten t3, vilket för strömställarebanan 2 betyder att öppningen inträffar precis vid en strömnollgenomgång i den i- frâgavarande fasen S. Således kommer faserna S och T att på känt sätt samtidigt brytas endast i tidpunkten ts. Om bryt- ningen i strömmen R inträffar i tidpunkten t4, såsom beskri- vits ovan, kommer någon "virtuell klippning" inte att förefin- nas eftersom i denna tidpunkt öppningen mellan kontaktelemen- ten av strömställarebanan l har blivit tillräckligt stora för att förhindra återtändning. Om nu öppningsögonblicket tl för strömställarebanan l retarderas, dvs. intervallet mellan tl och t4 tas i tidpunkten t4 till dess detta intervall blir så kort blir mindre, kommer omkopplarebanan R alltid att bry- att förloppet enligt situation a) ovan ånyo inträffar. Det är tydligt att när det gäller situation a) kommer på likartat sätt, om tidpunkten tl förflyttas till en tillkommande tidiga- re tidpunkt, situationen a) att överföras till situation b).

Med situationerna a) och b), vilka ger gränslägena för den yta som leder till "virtuell klippning" har således ovan visats att omkopplingssättet enligt uppfinningen eliminerar fenome- net “virtuell klippning".

Sammanfattningsvis noteras att i samtliga ovan nämnda situatio- ner komer strömmen i den strömställarebana som öppnas först även att brytas först och då vid ett tillfälle när antingen Y övriga båda strömställarebanor fortfarande är slutna eller när den först öppnade strömställarebanan redan har öppnats så långt att någon "virtuell klippning" inte längre är möjlig. Givetvis äger de ovan nämnda situationerna sin giltighet när den ena av 7812887-3 de övriga tvâ strömställarebanorna öppnas först, varvid resul- tatet av omkopplingssättet även är oberoende av fasordningen av trefasnätet.

Sättet enligt uppfinningen erbjuder således ett omkoppoingssätt som leder till omkoppling under olika situationer utan att “virtuell klippning" inträffar och utan att erfordra special- åtgärder bortsett från en enkel anpassning av strömställaren, I praktiken kan omkopplingssättet realiseras genom att modifie- ra omkopplingsmekanismerna i strömställaren på sådant sätt att vid brytning den ena strömställarebanan öppnar tidigare med den ovan angivna tiden än övriga båda strömställarebanor.

Det är självklart att inkopplingen kan genomföras på normalt sätt samtidigt för var och en av de tre strömställarebanorna.

En mekanism som väl lämpar sig för anpassning till omkopplings- sättet enligt uppfinningen finns beskriven i det holländska pa- tentet 163.050 _ Mekanismen behöver endast modifieras på så sätt att de kamskivor som styr inkopplingen och urkopplingen påverkar två strömställarebanor samtidigt medan den tredje strömställarebanan påverkas separat med en separat eller för- skjuten kamskiva. Denna separata kamskiva kan ha sådan form,att den ifrågavarande strömställarebanan bryts med hjälp av denna den önskade tidpunkten före brytningen av de Övriga två ström-' ställarebanorna. Inkopplingen kan kvarstå oförändrad.

Givetvis är strömställaren enligt uppfinningen inte begränsad till nämnda strömställare.

Claims (2)

7812887-3 3 10 15 20 PATENTKRAV

1. Sätt att bryta en induktiv belastning i ett 3-fashög- Spänningsnät under förhindrande av virtuell klippning med hjälp av en strömställare som har snabb dielektrisk åter- vinning, k ä n n e t e c k n a t av att vid brytning öppnar två av de tre strömställarebanorna, vilka har snabb dielektrisk återvinning, åtminstone en tredjedel av en period av nätfrekvensen senare än den första strömställa- rebanan ökad med minimumbâgtiden i den första strömställa- rebanan.

2. Strömställare för brytning av en induktiv belastning i ett 3-fashögspänningsnät under förhindrande av virtuell klippning, med tillämpning av sättet enligt krav 1, vilken strömställare är försedd med strömställarebanor som har snabb dielektrisk återvinning för var och en av de tre faser- na, k ä n n e t e c k n a d av organ med vars hjälp vid brytning den ena strömställarebanans öppning initieras tidigare än de båda övriga strömställarebanornas_på sådant sätt att mellan den tidpunkt i vilken den första ström- ställarebanan öppnas och den tidpunkt i vilken övriga båda strömställarebanor öppnas är anordnat ett intervall svaran- de mot âtminstone en tredjedel av en period av nätfrek- VGIISEII _