SU1164802A1 - Устройство для включения выключателя - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и.может быть использовано для включения высоковольтных выключателей от сети переменного тока.

Цель изобретения - повышение надеж- 5 ности.

На чертеже схематически показаны трехфазный выпрямитель и устройство для включения выключателя.

Устройство содержит вывод 1.1 для

подключения устройства к фазе сети,

вывод 1,2 для подключения устройства

3 11648

к отрицательному полюсу трехфазного выпрямителя, вывод 1.3 для подключения устройства к положительному полюсу трехфазного выпрямителя, три |тирйстора 2-4, восемь диодов 5-12, 5

одиннадцать резисторов 13-23, три конденсатора 24-26, четыре стабилитрона 27-30, первый 31 и второй 32 датчики тока, первое 33 и второе 34 реле времени с задержкой на возврат, три ка- 10 тушки 35-37 индуктивности соответственно, контакт 38 управления электромагнита включения привода выключателя, не входящий в устройство, кнопку 39 опробования, переключатель' 40.1 режи- 15 мов, включающий четыре вывода 40.2 40.5, светодиод 41, СИГНАЛЬНОЕ РЕЛЕ 42, кнопку 43 контроля, первый 44 и второй 45 размыкающие и замыкающий 46 контакты первого реле 33 времени, V первый 47 и второй 48 размыкающие и замыкающий 49 контакты второго реле 34 времени, обмотку 50 электромагнита включения привода выключателя, не входящего в устройство, первый 51 и вто- 25 рой 52 выводы для подключения обмотки и контактов управления электромагнита включении привода выключателя.,

Первая катушка 35 индуктивности . выполняет функцию индуктивного накопителя энергии. Тиристоры 2 и 3 со своими цепями 28-29 управления, датчика 31 и 32 тока, конденсатором 24, катушкой 37 индуктивности, цепочкой 9-19 заряда конденсатора 24, зашунтит.35 рованного резистором 13, образуют узел коммутации накапливающей катушки 35 индуктивности. Цепочка из конденсатора 25 и резистора 14 обеспечивает защиту' тиристора 2 от помех. Реле 33 и 34 ⁴⁰

времени осуществляют управление узлом коммутации после выполнения операции включения выключателя и в режиме опробования. Тиристор 4 с его цепями 21, 30, 45, 20 управления обеспечивает низкоомную цепь разряда первой катушки 35 индуктивности в режиме нормального включения выключателя и в режиме опробования. Контроль исправности тиристора 4 осуществляется це- ⁵⁰ почкой контроля, состоящей из резистора 22, диода 12, светодиода 41, кнопки 43 и резистора 23. Контроль исправности устройства осуществляется в режиме опробования по срабатыванию ⁵⁵ сигнального реле 42. Диод 11 служит для обеспечения цепи разряда первой катушки 35 индуктивности через тирис12 4

тор 4 и развязки от напряжения положительного полюса выпрямителя.

Устройство работает следующим образом.

При подключении трехфазного, напряжения сети к входам выпрямителя на его выходе появляется выпрямленное напряжение. После подключения к сети по цепям 7-18-48-44 и 35 через цепочку 14-25 защиты тиристора 2 от пере-*· напряжений протекает кратковременный ток заряда конденсатора 25. Этот ток не вызывает никаких изменений ι в состоянии элементов схемы. Одновременно начинает протекать ток в цепи обмотки первого реле 33 времени через первщй размыкающий контакт 47 второго реле 34 времени. Реле 33 срабатывает и своим замыкающим контактом 46 подготавливает цепь срабатывания второго реле 34 времени а первым 44 и вторым 45 размыкающими контактами соответственно дешунтирует цепь первичной обмотки второго датчика 32 тока (цепь 32-17) и размыкает цепь управления третьего тиристора 4. Переключатель 40.1 режимов устанавливается в рабочее положение, при котором замкнуты между собой его выводы 40.5 и 40.3, шунтируя накоротко обмотку сигнального реле 42, и разомкнуты выводы 40.2 и 40.4 переключателя режимов. При подаче сигнала на включение выключателя замыкается ключ 38 управления и обмотка 50 электромагнита включения начинаем обтекаться током по цепи: положительный полюс выпрямителя, диод 6, первичная обмотка первого датчика 31 тока, ключ 38 управления, отрицательный полюс выпрямителя.

На вторичной обмотке датчика 31 тока при протекании тока через его первичную обмотку формируется кратковременно рабочий импульс, обеспечивающий открывание тиристора 2. Полярность включения первичной и вторичной обмоток датчика 31 тока таковы, что импульс, отпирающий указанный теристор, возникает только при возрастании тока в первичной обмотке. Стабилитрон 28 ограничивает амплитуду рабочего импульса и одновременно является низкоомным шунтом для импульсов обратной полярности, возникающих при снижении тока. При открывании тиристора 2 начинает протекать*' ток по цепям: фаза сети, диод 9,

5

1164802

6

резистор 19/ конденсатор 24, тиристор 2 и отрицательный полюс выпрямителя; положительный полюс выпрямителя, катушка 35 индуктивности, тиристор 2, 5

отрицательный' полюс выпрямителя; полюс выпрямителя, обмотка второго реле 34 времени, замыкающий контакт 46 первого реле 33 времени, тиристор 2 и отрицательный полюс выпрямителя; Ю положительный полюс выпрямителя через диод 7, резисторы 18 и 17, первичную обмотку второго датчика 32 тока и тиристор 2 на минус выпрямителя 1,

Протекание тока на первой цепи 15

обеспечивает заряд конденсатора 24, предназначенного для запирания тиристора 2 через тиристор 3 в режиме, когда необходимо коммутировать ток индуктивности первой катушки 35 в обмотку ²⁰ 50 электромагнита включения или в цепь разряда, состоящую из последовательно соединенных переключателя режимов 40. 1 , тиристора 4 и диода 11. Протекание тока по второй цепи обеспечивает накопление электромагнитной энергии в катушке 35 индуктивности, а по третьей цепи - подготовку схемы к режиму коммутации тиристора 3 для разряда конденсатора 24 на тиристор 2 30 и его закрывание в режиме после нормального включения выключателя(без короткого замыкания в сети) и в режиме опробования.

Полярность первичной и вторичной ' 35 обмоток второго датчика 32 тока выбрана такая, что рабочий импульс на его выходе возникает только при сни- .· жении тока в первичной обмотке, что происходит при снижении напряжения в 40 •сети. Импульс на вторичной обмотке, возникающий при увеличении тока в первичной обмотке, гасится с помощью стабилитронов 29 и 27 аналогично тому, как это сделано на перв-ом датчи- 45 ке 31 тока.

Вторичная обмотка второго датчика.

32 тока зашунтирована катушкой 36 индуктивности, выбранной таким обрат зом, чтобы ослаблять низкочастотные составляющие сигналы, обусловленные •пульсациями выпрямленного напряжения, и передать практически без ослабления сигнал, возникающий при скачкообразном снижении тока в его первичной ^5 обмотке. Последний обусловлен либо резким снижением напряжения сети (при включении на короткое замыкание), либо шунтированием первичной обмотки

контактами 44 и 48 реле времени в режиме после включения без короткого замыкания в сети или в режиме опробования.

После открывания тиристора 2 срабатывает реле 34 времени, имеющее задержку на возврат 0,5 с. Своим вторым размыкающим контактом 48 оно создает второй разрыв в цепи, шунтирующий последовательно соединенные первичную обмотку второго датчика 32 тока и резистор 17, первым размыкающим контактом 47 размыкает цепь обмотки первого реле 33' времени, имеющего задержку на возврат ί^Λΐ,Ο с, а замыкающим контактом 49 шунтирует вторичную обмотку первого датчика 31 тока, Указанные времена возврата реле 33 и 34 выбираются из условия, чтобы их сумма была заведомо больше наибольшего возможного полного времени включения выключателя, а также с тем, чтобы исключить возможность кратковременного возврата реле 33 в режиме включения выключателя на короткое замыкание.

Если выключатель'. включает сеть на короткое замыкание, то с момента возникновения дуги между контактами выключателя начинается процесс снижения тока в обмотке 50 электромагнита включения, обусловленный снижением напряжения питания на входе выпрямителя 1, а следовательно, и на его_ выходе. Снижение напряжения приводит к снижению тока в первичной обмотке второго датчика 32 тока, в результате чего на его вторичной обмотке возникает кратковременный рабочий импульс напряжения, который, ограниченный стабилитронами 29 и 27 поступает на управляющий электрод второго тиристора 3, открывая его, В момент открывания второго тиристора 3 начинается разряд конденсатора 24 через открытые тиристоры 3 и 2, причем ток разряда в тиристоре2 противоположен. прямому току, что приводит к его закрыванию. В результате запирания тиристора 2 происходит подключение катушки 35 индуктивности к обмотке 50 электромагнита включения.

Ток катушки 35 индуктивности протекает по цепи: диод 8, ключ 38 управления и обмотка 50 электромагнита включения, диод 5. При этом происходит выделение энергии, накопленной в катушке 35 индуктивности, в обмотке 50 электромагнита включения, что

1164802

обеспечивает надежное включение выключателя в указанном режиме. По окончании операции включения выключателя, цепь-обмотки 50 электромагнита включения размыкается блок-контактами привода выключателя (не показаны).

Так как тйрйстор 2 закрылся, то через время второе реле 34 времени возвращается в исходное' состояние, при этом первое реле 33 времени еще не отработало времени возврата , по*этому остается в сработанном состоянии через замкнувшийся контакт 47 второго реле 34 времени. Все устройство в целом возвращается в исходное .состояние и готово к повторному действию. ·

Если включение не сопровождается коротким замыканием в сети и обусловленным им снижением питающего напряжения, тиристор 3 остается запертым до окончания операциии· включения и катушка 35 индуктивности не разря• -жается на обмотку 50 электромагнита включения. Разряд катушки 35 индуктивности в этом случае происходит следующим образом. Так же, как и в случае включения на короткое замыкание, после открытия тиристора 2 без задержки срабатывает реле 34 времени и производит указанные выше переключения контактами 47-49, До момента возврата реле 33 и 34 времени завершается процесс включения выключателя и размыкается цепь обмотки 50 элек. тромагнита включения блок-контактами привода. Через время от момента

10

15

20

срабатывания реле 34 возвращается в исходное состояние реле 33 и своими размыкающими контактами 44 и 45 подготавливает соответственно цепь шунтирования соединенных последовательно первичной обмотки второго датчика ;'32 тока и резистора 17 для имитации посадки напряжения, и цепь управления тиристора 4, а замыкающим контактом 46 размыкает цепь обмотки второго реле 34 времени. Через время от момента размыкания контакта 46 возвращается в несработанное состояние второе реле 34 времени и своими размыка-. ющими контактами 47 и 48’ соответственно замыкает цепь обмотки реле 33 вре"йени и шунтирует накоротко цепЕ из последовательно соединенных первичной ⁵⁵ обмотки второго датчика 32 тока и резистора 17 имитируя посадку напряжения в сети. При этом тбк в пер—

40

25

30

35

45

50

вичной обмотке датчика 32 тока резко снижается до нуля, что обуславливает появление на его вторичной обмотке короткого импульса, открывающего тиристор 3. Конденсатор 24 разряжается через тиристор 3 на тиристор 2, закрывая последний. Начиная с момента запирания тиристора 2, напряжение на катушке 35 индуктивности меняет знак, ‘что обуславливает открывание тиристора 4 через резистор 21 и размыкающий контакт 45 первого реле 33 времени. Тиристор 4 открывается, и катушка 35 индуктивности разряжается через переключатель 40,1 режимов, тиристор 4 и диод 11. По окончаний разряда катушки 35 индуктивности тиристор 4 запирается, релё 33 времени срабатывает и схема устройства возвращается в исходное состояние.

Для проверки исправности устройства в целом предусмотрена схема опробования, включающая следующие элементы: резистор 16, переключатель 40.1 режимов, кнопку 39 опробования, диод 10 и сигнальное реле 42.

Опробование производят следующим образом.

Переключатель 40.1 режимов переводят в режим опробования,' При этом размыкаются выводы 40.5 и 40.3 переключателя режимов и замыкаются выво,ды 40.2 и 40.4, Затем нажимают кнопку 39 опробования. Через резистор 16, имитирующий сопротивление обмотки электромагнита включения, и первичную обмотку первого датчйка 31 тока начинает протекать ток. Дальнейший процесс протекает в основном аналогично случаю включения выключателя без короткого замыкания в сет;и. Отличие состоит лишь в том, что разряд катушки 35 индуктивности происходит через диод 10, обмотку сигнального реле 42, тиристор 4 и диод 11, Реле 42 срабатывает и фиксирует факт исправного состояния устройства. Напряжение срабатывания реле 42 выбирается меньше прямого падения напряжения на диоде 10 при протекании по нему тока разряда. Для контроля исправности тиристора 4 предусмотрена схема контроля, состоящая из кнопки 43, резистора 22, диодов 11 и 12 и светодиода 41. Необходимость в контроле тиристора 4 обусловлена тем, что в случае выхода тиристора из строя с потерей Управляемости (переход в

9 ' ' ц

состояние диода) эта неисправность не обнаруживается цепью опробования. Схема контроля работает следующим образом.

Если тиристор 4 исправен, то при Нажатии кнопки 43 начинает протекать ток от положительного полюса выпрямителя через катушку 35 индуктивности и цепи 7, 18, 17, 32 и 34 и 46, через диод 10 и цепи 40 и 42, через резистор 22, диод 12, светодиод 41, через оба контакта кнопки 43, через резистор 23 на минус выпрямителя 1>

При этом происходит свечение светоди·

64802 10ода 41, При неисправности тиристора 4 (состояние диода) он является низкоомным шунтом для цепи светодиода и последний не светится. Резистор 5 23 ограничивает ток через кнопку 43 при контроле в случае неисправного тиристора 4.

Использование изобретения позволяет исключить контактную коммутацию Ю энергии, накопленную в индуктивном накопителе, при включении выключателя без короткого замыкания в сети, что повышает надежность устройства и увеличивает срок его службы.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ, содержащее выводы для подключения устройства к трехфазному выпрямителю и фазе сети, первый' и _ второй датчики тока, первый и второй тиристоры, три катушки индуктивности три конденсатора, первое реле времени с размыкающими и замыкающими контактами, второе реле времени с одним замыкающим и двумя размыкающими контактами, причем оба реле времени выполнены с задержкой на отпускании, дв’а вывода для подключения обмотки и контактов управления электромагнита включения привода выключателя, сигнальное реле, три стабилитрона, семь диодов, девять

резисторов, кнопку опробывания, переключатель режимов, к выводу для подключения устройства к положительному )полюсу трехфазного выпрямителя подклю^-. чены катод первого диода, аноды второго и третьегс? диодов, первые выводы обмоток второго реле времени непосредственно и первого реле времени через первый размыкающий контакт второго реле времени, первый вывод первой катушки индуктивности, второй вывод которой соединен с анодами первого тиристора и четвертого диода, с вторым выводом обмотки второго реле времени через замыкающий контакт первого реле време-_л ни, с первым выводом первого конден- 3 сатора, зашунтированного первым резистором, с началом первичной обмотки второго датчика тока и с первым выводом первого размыкающего контакта первого реле времени, а к выводу для

-подключения устройства к отрицательному полюсу трехфазного выпрямителя подключены аноды первого диода, перового и второго стабилитронов,ка- ’ тоды первого и второго Тиристоров, первый вывод второго конденсатора, второй вывод которого соединен с первым выводом второго резистора, начало вторичной обмотки первого датчика тока, зашунтированной паралельно соединенными третьим резистором, третьим конденсатором и первым замыкающим контактом второго реле времени, конец вторичной обмотки второго датчика тока, зашунтированной второй катушкой индуктивности, первый вывод четвертого резистора и первый вывод для подключения обмотки и контактов управления электромагни5Ц „1164802

1 164802

та включения привода выключателя, а второй вывод для подключения обмотки и контактов управления электромагнита включения привода выключателя подсоединен к катоду четвертого диода и к началу первичной обмотки первого датчика тока, конец которой соединен с катодом второго диода, а конец вторичной обмотки первого датчика тока с катодом второго стабилитрона и с управляющим электродом первого тиристора, конец первичной обмотки второго датчика тока через последовательно соединенные пятый и шестой резисторы подключен к катоду третьего диода, начало вторичной обмотки подключено к катоду третьего стабилитрона, анод · которого соединен с катодом первого стабилитрона и с управляющим электродом второго тиристора, анод которого через третью катушку индуктивности подключен к второму выводу первого конденсатора и к первому выводу седьмого резистора, второй вывод которого подключен к катоду пятого диода, анод которого соединен с выводом для подключения устройства к фазе сети, причем к первому выводу переключателя режимов подсоединен второй вывод четвертого резистора, к второму выводу переключателя режимов подключен первый вывод обмотки сигнального реле, а к третьему выводу переключателя режимов через кнопку присоединен катод четвертого диода, отличающеес я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено третьим тиристором, четвертым стабилитроном, первое реле времени содержит два размыкающих контакта и один замыкающий контакт, причем к выводу для подключения устройства к, положительному полюсу трехфазного выпрямителя подключен катод седьмого диода, анод которого соединен с катодом третьего

тиристора, с анодом четвертого стабилитрона и с восьмым резистором, , второй вывод которого подключен к управляющему электроду третьего тиристора и через второй размыкающий контакт первого реле времени подключен к катоду четвертого стабилитрона, который соединен через девятый резистор с анодами шестого диода и первого тиристора, с вторым выводом второго резистора, с вторым выводом обмотки сигнального реле и с четвертым выводом переключателя режимов, второй вывод которого подключен к катоду шестого диода, к аноду третьего тиристора, а к выводу для подключения устройства к отрицательному полюсу трехфазного выпрямителя подключен . второй вывод обмотки первого реле времени, причем общая точка пятого и шестого резисторов через второй размыкающий контакт второго реле времени подключена к второму выводу первого размыкающего контакта первого реле времени.

2. Устройство по π.1, отличающееся тем, что оно снабжено десятым и одиннадцатым резисторами, восьмым диодом, светодиодом, кнопкой контроля с двумя замыкающими контактами, причем десятый резистор, восьмой диод и светодиод соединены последовательно, и эта последовательная цепь включена между вторым выводом, переключателя режимов и первым выводом первого контакта кнопки контроля, одиннадцатый резистор включен между выводом для подключения устройства к отрицательному полюсу выпрямителя и первым выводом второго контакта кнопки контроля, а вторые выводы обоих контактов кнопки контроля подключены к катоду третьего тиристора.

·/