SU1292061A1 - Устройство дл включени выключател - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники и может быть использовано в качестве преобразовател  переменного напр жени  в посто нное, например дл  питани  электромагнитов включени  высоковольтных выключателей от сети переменного тока. Целью изоб-. ретени   вл етс  повышение надежности в работе устройства. К выводам 1 и 2 устройства подключают соответственно положительный и отрицательный полюсы трехфазного выпр мител . К выводам 3 и 4 - соответственно фаза и нейтраль трехфазной питающей сети. К вы- § водам 5 и 6 подключают обмотку и контакты управлени  электромагнита вклю- ГЛ чени  привода выключател . При вклю 6

Description

чении выключателем сети на короткое замыкание происходит снижение напр жени  на выводах 1 и 2. Соответственно снижаетс  напр жение на последовательных цеп х, включающих резисторы 59, 62 и 60, 61. При этом начинаетс  разр д конденсатора 17 через обмотку промежуточного реле 32, Реле срабатывает и своим контактом 33 .. включает тиристор 9. Предварительно зар женный конденсатор 13, разр жа сь через тиристоры 9 и 8, закрывает последний . В момент закрыти  тиристора 8 происходит подключение катушки индуктивности 11 к электромагниту включени . Т.е. дл  включени  выключател  в указанном режиме используетс  энерги , накопленна  в индуктивности. В

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве преобразовател  переменного напр жени  в посто нное, например дл  питани  электромагнитов включени  высоковольтных выключателей от сети переменного тока.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы устройства.

На чертеже приведено предлагаемое устройство.

Устройство содержит выводы 1 и 2 дл  подключени  соответственно к положительному и отрицательному полю- сам трехфазного выпр мител , вывод 3 дл  подключени  к фазе сети, вывод 4 дл  подключени  к нейтрали сети, выводы 5 и 6 дл  подключени  обмотки и контактов управлени  электромагнита включени  привода выключател , датчик 7 тока, первый 8, второй 9 и третий 10 тиристоры, первую 11 и вторую 12 катушки индуктивности, п ть конденсаторов 13-17, первое 18 и второе 19 реле времени, первый 20 и второй 21 размыкающие и замыкающий 22 контакты первого реле времени, первый 23 и второй 24 размыкающие и замыкающий 25 контакты второго реле време- ни, сигнальное реле 26, переключатель 27 режимов, кнопку 28 опробовани  и кнопку 29 контрол , объединенные в одну кнопку с трем  замыкающими кон-нормальном режиме при включении электромагнита получает энергию из сети. Разр д катушки индуктивности в этом случае происходит после включени  выключател  через тиристор 10. Тирис , тор 9 открываетс  при замыкании контакта 33 после окончани  процесса включени . Отличие от включени  на короткое замыкание заключаетс  в том что усло:ви  дл  разр да конденсатора 17 создаютс  искусственно шунтированием резистора 59 контактами 21 и 24 первого 18 и второго 19 рале времени. Дл  проверки ра-. ботоспособности устройства в нем предусмотрен режим опробовани  и контрол . 1 3. п. ф -лы, 1 ил.

тактами, первое быстродействующее- промежуточное реле 30 (врем  срабатывани  t . 20 мс) с замыкающим контактом 31, второе промежуточное реле 32 (tjp 1 мс) с замыкающим контактом 33, первый 34, второй 35 и третий 36 стабилитроны, дев ть диодов 37-45, светодиод 46 и восемнадцать резисторов 47-64.

Устройство-работает следующим образом .

При подключении вывода 1 к положительному полюсу трехфазного выпр мител , на входы которого подано трехфазное напр жение, вывода 2 к отрицательному полюсу выпр мител , вывода 3 к фазе сети, а вывода 4 к нейтрали сети по цепи от вывода 1 через обмотку первого реле 18 времени и первый размыкающий контакт 23 второго реле 19 времени начинает протекать ток. Реле 18 срабатывает, своим замыкающим контактом 22 подготавливает цепь срабатывани  второго реле 19 времени, а первым 20 и вторы 21 размыкающими контактами соответственно размыкает цепь управлени  третьего тиристора 10 и дешунтирует резистор 59. Переключатель 27 режимо устанавливаетс  в рабочее положение, при котором замкнуты его выводы 1, 2 и 5, 6, соответственно шунтиру  накоротко обмотку сигнального реле 26

и подготавлива  цепь контрол  исправности тиристора 10. При этом выводы 3 и 4 переключател  режимов разомк- нуты.

При подключении к зажимам 5 и 6 устройства электромагнита включени  привода выключател  начинает протекать ток от вывода 1, подключенного к положительному полюсу выпр мител , через диод 39, первичную обмотку датчика 7 тока, обмотку и контакты управлени  электромагнита включени  и к выводу 4.

На вторичной обмотке датчика 7 тока при протекании тока через его nepвичную обмотку формируетс  кратковременно рабочий импульс, обеспечивающий открывание первого тиристора 8. Пол рность первичной и вторичной обмоток датчика 7 тока такие, что импульс, отпирающий указанный тиристор , возникает только при возрастании тока в первичной обмотке. Стабилитрон 34 ограничивает амплитуду рабочего импульса и одновременно  вл етс  низкоомным шунтом дл  импульсов обратной пол рности, возникающих при снижении тока.

При открывании первого тиристора 8 по первой цепи начинает протекать ток от вывода 3, подключенного к фазе сети через диод 43, резистор 55, конденсатор 13 и тиристор 8, к выводу 4, соединенному с нейтралью сети,по второй - от вывода 1 через накапливающую катушку индуктивности 11 и тиристор 8 к выводу 4, по третьей - от вывода 1 через обмотку первого промежуточного реле 30 и тиристор 8 к выводу 4, по четвертой - от вывода 1 через об- мотку второго реле 19 времени, замыкающий контакт 22 первого реле 18 времени и тиристор 8 к выводу 4.

Протекание тока по первой цепи обеспечив.ает зар д конденсатора 13, предназначенного дл  запирани  тиристора 8 в режиме, когда необходимо коммутировать накопленную энергию в катушке 11 индуктивности в электромагнит включени  или в цепь разр да, состо щую из последовательно соеди- ненных переключател  27 режимов, тиристора 10 и диода 38.

Протекание тока по второй цепи обеспечивает накопление электромагнитной энергии в катушке 11 индуктивности .

По третьей цепи срабатывает первое промежуточное реле 30, которое

/о

ff 0 5

O .

5

5

своим замыкающим контактом 31 подготавливает цепь формировани  сигнала отпирани  тиристора 9 дл  разр да конденсатора 13 на тиристор 8 и его закрывание при включении выключател  на неустраненное короткое замыкание, а также после включени  выключател  без короткого замыкани  и в режиме опробовани .

Указанна  цепь формировани  сигнала на отпирание тиристора 9 содержит двухступенчатый резистивный делитель напр жени . Причем первар ступень делени  на резисторах 63, 59 и 62 ограничивает напр жение зар да конденсатора 17 до уровн , обусловленного параметрами срабатывани  второго промежуточного реле 32. Втора  ступень делени  на резисторах 60 и 61 снижает напр жение зар да конденсатора 17 на 15% с тем, чтобы в нормальном режиме исключить протекание тока разр да конденсатора 17 через диод 45 и обмотку реле 32, обусловленного пульсаци ми выпр мленного трехфазного напр жени . Это повышает надежность данной цепи и устройства в целом, так как исключаютс  ложные срабатывани  при эксплуатационных посадках напр жени  сети. После за- мыкани  контакта 31 зар д конденсатора 17 происходит по цепи: от вывода 1 через контакт реле 31, резисторы 63 и 61, диод 44, выводы конденсатора 17, вывод 2.

По четвертой цепи срабатывает . второе реле 19 времени, имеющее задержку на возврат tj 0,5 с. Своим вторым размыкающим контактом 24 оно создает второй разрыв в цепи, шунти рующей резистор 59, первым размыкающим контактом 23 размыкает цепь обмотки первого рел 18 времени, имеющего задержку на возврат t) 1,0 с, а замыкающий контакт 25 рунтирует вторичную обмотку датчика 7 тока.

Указанные времена возврата реле 18 и 19 выбираютс  из услови , чтобы их сумма была больше наибольшего возможного полного времени включени  выключател , а также с тем, что- бы исключить возможность кратковременного возврата реле 18 в режиме включени  выключател  на короткое .замыкание.

Если выключатель включает сеть на короткое замыкание, то с момента возникновени  дуги между контактами выключател  или их соприкосновени 

.начинаетс  снижение тока в электромагните включени , обусловленное снижением напр жени  питани  на зажимах 1, 2 и 1, 4.

Если напр жение на последовательных цепочках из резисторов 59-62 и 60-61 при этом становитс  ниже напр жени , до которого был зар жен конденсатор 17,-то открьшаетс  диод 45 и начинает протекать экспоненциально затухающий ток через обмотку второго промежуточного реле 32 (по цепи: вывод конденсатора 17, диод 45, катушка реле 32, резисторы 61 и 60, второй , вьшод конденсатора 17).

Если посадка напр жени  сети ниже заданной, то реле 32 кратковременно срабатьгоает и своим замыкающим кон15 момента возврата реле 18 и 19 времени завершаетс  процесс включени  выключател  и контактором размыкаетс  цепь тока в обмотке электромагнита включени  (между выводами 5 и 6).

тактрм 33 обеспечивает открывание тиристора 9 от предварительно зар жен- 20 Через врем  1: от момента срабатыва- ного конденсатора 16 (который зар жен ни  реле 19 времени возвращаетс  в при наличии напр жени  на выводах;

несработанное состо ние первое реле 18 времени, которое своими размыкающими контактами 20 и 21 подготавли1-4 ). В момент открывани  тиристора 9 начинаетс  разр д конденсатора 13

через открытые тиристоры 9 и 8, при- 25 вает соответственно цепь управлени 

чем ток разр да в тиристоре 8 противоположен пр мому току, что приводит к его запиранию в момент равенства нулю результирующего тока. В момент

запирани  тиристора 8 происходит под- ЗО 9 времени. Через врем  Ц от момента

размыкани  контакта 22 возвращаетс  в несработанное состо ние второе ре- ле 19 времени и своими размыкающими контактами 23 и 24 соответственно

ключение катушки 11 индуктивности к электромагниту включени . Ток катушки 1 1 индуктивности начинает протекать от ее второго вывода по цепи:

диод 40, зажим 6, цепь обмотки элек- - замыкает цепь обмотки первого реле

тромагнита включени  привода выключател , зажим 5, диод 37 к первому выводу катушки 11 индуктивности. При этом происходит выделение энергии, накопленной в катушке 11 индуктивности , на электромагните включени  привода выключател , что обеспечивает надежное включение выключател  в указанном режиме.

По окончании операции включени  выключател  цепь обмотки электромагнита выключени  размыкаетс  блок-контактами привода выключател . Так как тиристор 9 закрыт, то через врем  t- второе реле 19 времени возвращаетс  в исходное состо ние. При этом первое реле 18 времени еще не отработало времени на возврат, поэтому остаетс  в сработанном состо нии через замкнувшийс  контакт 23 второго реле 19 времени. Все устройство в целом возвращаетс  в исходное состо ние и готово к повторному-.действию. Если включение не сопровождаетс  коротким

18 времени и шунтирует накоротко р зистор 59, имитиру  посадку напр ж ни  в сети. При этом конденсатор 1 разр жаетс  на второе промежуточно

40 реле 32 (как и в случае при посадк напр жени  в сети), замыкающий кон такт 33 которого обеспечивает откры вание тиристора 9. Конденсатор 13 разр жаетс  через тиристор 9 на ти4 ристор 8, запира  последний. Начин с момента запирани  тиристора 8 напр жение на катушке 11 индуктивност мен ет знак, что обуславливает откр вание тиристора 10 через резистор

rQ 49 и размыкающий контакт 20 первого реле 18 времени. Тиристор 10 откры ваетс  и катушка 11 индуктивности разр жаетс  по цепи: первый и второ выводы переключател  27 режимов, ти ристор 10 и диод 38. По окончании разр да катушки 11 индуктивности ти ристор 10 запираетс , реле 18 време ни срабатывает, первое промежуточно реле 30 возвращаетс  в несработанн

0616

замыканием в сети и обусловленным им снижением питающего напр жени , тиристор 8 остаетс  открытым до окон-, чани  операции включени  и катушка 11 индуктивности не разр жаетс  на электромагнит включени . Разр д катушки 11 индуктивности в этом случае происходит следующим образом.

Так же, как и в случае включени  на короткое замыкание после открывани  тиристора 8 срабатывает реле 19 времени и производит указанные переключени  контактами 23-25. До .

момента возврата реле 18 и 19 времени завершаетс  процесс включени  выключател  и контактором размыкаетс  цепь тока в обмотке электромагнита включени  (между выводами 5 и 6).

Через врем  1: от момента срабатыва- ни  реле 19 времени возвращаетс  в

Через врем  1: от момента срабатыва- ни  реле 19 времени возвращаетс  в

несработанное состо ние первое реле 18 времени, которое своими размыкающими контактами 20 и 21 подготавлитиристора 10 и цепь шунтировани  резистора 59 дл  имитации посадки напр жени , а замыкающим контактом 22 размыкает цепь обмотки второго реле

18 времени и шунтирует накоротко резистор 59, имитиру  посадку напр жени  в сети. При этом конденсатор 17 разр жаетс  на второе промежуточное

0 реле 32 (как и в случае при посадке напр жени  в сети), замыкающий контакт 33 которого обеспечивает открывание тиристора 9. Конденсатор 13 разр жаетс  через тиристор 9 на ти ристор 8, запира  последний. Начина  с момента запирани  тиристора 8 напр жение на катушке 11 индуктивности мен ет знак, что обуславливает открывание тиристора 10 через резистор

Q 49 и размыкающий контакт 20 первого реле 18 времени. Тиристор 10 открываетс  и катушка 11 индуктивности разр жаетс  по цепи: первый и второй выводы переключател  27 режимов, тиристор 10 и диод 38. По окончании . разр да катушки 11 индуктивности тиристор 10 запираетс , реле 18 времени срабатывает, первое промежуточное реле 30 возвращаетс  в несработанное

состо ние и вс  схема устройства приходит в исходное состо ние.

Дл  проверки работоспособности устройства в нем предусмотрен режим . опробовани  и контрол .

Опробование производитс  следующим образом.

Переключатель 27 режимов переводитс  в режим опробовани . При этом размыкаютс  его выводы 1-2 и 5-6, а выводы 3-4 замыкаютс . Затем нажимаетс  кнопка 28 опробовани , меха- |нически объединенна  с кнопкой 29 контрол . Через резистор 52, имитирующий электромагнит включени , и первичную обмотку датчика тока 7 начинает протекать ток. Дальнейша  работа устройртва аналогична работе при включении выключател  без короткого замыкани  в сети. Отличив состоит в том, что разр д катушки 11 индуктивности происходит через обмотку сигнального реле 26, зашунтированного диодом 41, тиристор 10 и диод 38.

с . Резистор 51 ограничивает ток через кнопку 29 при контроле в случае неисправного тиристора 10.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет более высокую надежность и удобства в эксплуатации. При этом обеспечиваетс  надежное включение выключателей на неустраненное короткое замыкание в сети.

}0

Claims (2)

1. Устройство дл  включени  выключател , содержащее выводы дл  подключени  к трехфазному выпр мителю и фазе сети, датчик тока, три тиристора, две катушки индуктивности, три конденсатора , два реле времени с двум  размыкающими .и одним замыкающим контактами каждое, причем оба реле времени выполнены с задержкой на возврат, два вывода дл  подключени  обмотки и контактов управлени  электромагнита включени  привода выклю-

Сигнальное реле 26 срабатывает и фик- 25 чател , сигнальное реле, три стаби- сирует факт исправного состо ни  уст- литрона, восемь диодов, один светодиод , одиннадцать резисторов, кнопку . опробовани , переключатель режимов, кнопку контрол  с двум  замыкающими 30 контактами, причем к выводу дл  подключени  устройства к положительному полюсу трехфазного выпр мител  подключены катоды первого и второго диодов , анод третьего диода, первые 35 выводы обмоток второго реле времени непосредственно и первого реле времени через первый размыкающий контакт второго реле времени, первый вывод первой катушки индуктивности, 40 второй вывод которой соединен с анодами первого тиристора, а также четвертого и п того диодов, с вторым выводом обмотки второго реле времени через замыкающий крнтакт первого при нажатии кнопки 29 начинает проте- 45 Реле времени, с первым вьшодом пер- кать ток от вывода 1 устройства через вого конденсатора, зашунтированкого

первым резистором, с первыми выводами второго и третьего резисторов, с первьп4 выводом обмотки сигнального реле и с первым выводом переключател  режимов, второй вывод которого соединен с вторым выводом обмотки сигнального реле, с катодом п того диода и анодом третьего тиристора, катод которого подключен к аноду второго диода, первому выводу четвертого резистора, к аноду третьего стабилитрона и к первым выводам двух контактов кнопки контрол , второй

ройства. Напр жение срабатывани  реле 26 выбираетс  меньше пр мого падени  напр жени  на диоде 41 при протекании по нему тока разр да.

Контроль исправности тиристора 10 осуществл етс  в рабочем положении переключател  27 режимов (замкнуты выводы 1-2 и 5-6) нажатием кнопки 29 контролй. Необходимость контрол  тиристора 10 обусловлена тем, что в случае выхода его из стро  с потерей управл емости (переход в состо ние диода), эта неисправность не провер етс  цепью опробовани , а устройство оказываетс  неработоспособным.

Схема контрол  работает следующим образом.

Если тиристор 10 исп1)авлен, то

катушку 11 индуктивности и параллель- Hbie ей цепи (обмотки реле 30 и 19),. диод 41, выводы 6-5 переключател  27 режимов, резистор 54, диод 42, све- тодиод 46, два последовательно соединенных замыкающих контакта кнопки 29 контрол , резистор 51 к выводу 4 устройства . При этом имеет место свечение светодиода 46.

При неисправном тиристоре 10 (состо ние неуправл емого диода) он  вл етс  низкоомным шунтом дл  цепи со светодйодом 46 и последний не светит50

55

.

20618

с . Резистор 51 ограничивает ток через кнопку 29 при контроле в случае неисправного тиристора 10.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет более высокую надежность и удобства в эксплуатации. При этом обеспечиваетс  надежное включение выключателей на неустраненное короткое замыкание в сети.

}0

Формула изобретени 

/

5

20

50

55

вывод первого контакта, который сое- дииен с катодом светодиода, а второй вывод второго контакта - с первым выводом п того резистора, второй вывод которого подключен к первому выводу дл  подключени  к обмотке электромагнита включени  привода выключател , к первым выводам шестого резистора, второго конденсатора, к второму выводу обмотки первого реле времени, к катодам первого и второго тиристоров, к анодам первого и второго стабилитронов, к аноду первого диода, к концу вторичной обмотки датчика тока, зашунтированной параллельно соединенными седьмым резистором , третьим конденсатором и замыкающим контактом второго реле времени, к началу вторичной обмотки датчика тока подключен управл ющий электрод первого тиристора и катод первого стабилитрона, причем начало первичной обмотки датчика тока соединено с катодом третьего диода, а конец - с I катодом четвертого диода, с вторым выводом дл  подключени  контакта уп- равлени  электромагнита включени  привода выключател  и с первым выводом кнопки опробовани , второй вывод

конденсаторами и двум  быстродейст у- ющими промежуточными реле с замыкающими контактами, причем к выводу дл  подключени  к нейтрали сети присое5 динен анод первого диода, первый вывод четвертого конденсатора, зашун- тированього дес тым резистором, первые выводы одиннадцатого и двенадцатого резисторов, вторые выводы котоtO рых подключены соответственно к управл ющему электроду второго тиристора , соединенному с первым выводом замыкающего контакта второго промежуточного реле, и к второму выводу вто15 рого конденсатора, а вывод дл  подключени  к отрицательному полюсу выпр мител  соединен с первым выводом тринадцатого резистора, зашунтирован- ного упом нутой цепочкой из последо20 вательно соединенных размыкающих

контактов первого и второго реле времени , с первым выводом четырнадцатого резистора и с первьм выводом п того конденсатора, к второму выводу кото25 рого подключены анод дев того диода и катод восьмого диода, анод которого роединен с вторым выводом четырнадцатого резистора и с первым выводом

п тнадцатого резистора, второй выкоторой подключен к четвертому выводу зо вод которого подключен к первому переключател  режимов, третий вывод выводу обмотки второго промежуточно- которого соединен с вторым выводом щестого резистора, первый вывод восьмого резистора подключен к аноду шестого диода, катод которого соединен „ с анодом светодиода, второй вывод третьего резистора подключен к катоду третьего стабилитрона непосредственно , и через первый 1)азмыкающий контакт первого реле времени - к управл ющему электроду третьего тиристора и второму,выводу четвертого резистора , вывод дл  подключени  к фазе сети соединен с анодом седьмого диода,

между катодом которого и вторым выво- ,г вод которой соединен с первым вьшодом дом первого конденсатора включен да- первого конденсатора,к второму вьшоду

которого под ключ ей первый вьшод восемнадцатого резистора, а его второй вьшод соединен с вторыми вьшодами четвертого конденсатора,замыкающего контактавто40

го реле, второй вывод которой соединен с катодом дев того диода, и к первым выводам шестнадцатого и семнадцатого резисторов, причем второй вывод шестнадцатого резистора соединен с вторым выводом тринадцатого резистора, а второй вывод семнадцатого резистора через замыкающий контакт первого промежуточного реле - с вьшодом дл  подключени  к положительному полюсу трехфазного выпр мител  и с nepBFiiM выводом обмотки первого промежуточного реле, второй выв тый резистор, между вторым выводом первого конденсатора и анодом второго тиристора включена втора  катушка индуктивности , вторые- выводы второго конденсатора и второго резистора соединены между собой, а вторые размыкающие контакты обоих реле времени соединены в последовательную цепочку, отличающеес  тем, что, с целью повьш1ени  надежности работы, оно дополнительно снабжено выводом дл  подключени  к нейтрали сети, семью резисторами, одним диодом, двум 

50

55

рого промежуточного реле ис катодомвто- рого стабнлитронаупричем второй вьгоод восьмого резистора соединен с п тым выводом переключател  режимов,шестой вывод которого обьединен с вторым.

2. Устройство по п.1, о т л и - чающеес  тем, что кнопки опробовани  и контрол  объединены в одну кнопку с трем  замыкающими контактами.

конденсаторами и двум  быстродейст у- ющими промежуточными реле с замыкающими контактами, причем к выводу дл  подключени  к нейтрали сети присоединен анод первого диода, первый вывод четвертого конденсатора, зашун- тированього дес тым резистором, первые выводы одиннадцатого и двенадцатого резисторов, вторые выводы которых подключены соответственно к управл ющему электроду второго тиристора , соединенному с первым выводом замыкающего контакта второго промежуточного реле, и к второму выводу второго конденсатора, а вывод дл  подключени  к отрицательному полюсу выпр мител  соединен с первым выводом тринадцатого резистора, зашунтирован- ного упом нутой цепочкой из последовательно соединенных размыкающих

контактов первого и второго реле времени , с первым выводом четырнадцатого резистора и с первьм выводом п того конденсатора, к второму выводу которого подключены анод дев того диода и катод восьмого диода, анод которого роединен с вторым выводом четырнадцатого резистора и с первым выводом

вод которого подключен к первому выводу обмотки второго промежуточно-

го реле, второй вывод которой соединен с катодом дев того диода, и к первым выводам шестнадцатого и семнадцатого резисторов, причем второй вывод шестнадцатого резистора соединен с вторым выводом тринадцатого резистора, а второй вывод семнадцатого резистора через замыкающий контакт первого промежуточного реле - с вьшодом дл  подключени  к положительному полюсу трехфазного выпр мител  и с nepBFiiM выводом обмотки первого промежуточного реле, второй выкоторого под ключ ей первый вьшод восемнадцатого резистора, а его второй вьшод соединен с вторыми вьшодами четвертого конденсатора,замыкающего контактавто0

5

рого промежуточного реле ис катодомвто- рого стабнлитронаупричем второй вьгоод восьмого резистора соединен с п тым выводом переключател  режимов,шестой вывод которого обьединен с вторым.

2. Устройство по п.1, о т л и - чающеес  тем, что кнопки опробовани  и контрол  объединены в одну кнопку с трем  замыкающими контактами.