Способ бездугового отключения переменного тока и устройство для его осуществления
1. Способ бездугового отключения переменного тока, при котором отключа°ют основной ток с помощью основных контактов при поступлении команды на от ,ключение, затем в па;раллеяьной основным контактам цепи формируют вспомогательный ток, имеющий заданный фазовый сдвиг по отношению к основному току, формируют управляющие импульсные сигналы при .переходе тока через нуль и отключают .ток по сигналу управляющего импульса, отли чающи. йся тем, что, с целью повышения надежности и обеспечения селективности отключения токов короткого замыкания, упрашяющие импульсы формируют при переходе через нуль вспомогательного тока и отключают по сигналу управляющего импульса основной ток § с помощью дополнительных контактов. (Л ./ 7 IsD О5 7 ОО сд ih 7
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
ÄÄSUÄÄ1026185
g ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ CO 1Я QO .Сл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3408030/24-07 (22) 29.01,82 (46) 30.06.83. Бюл. М 24 (72) Г. М. Буйнов и А, И. Ковалев (53) 621,3.064,4 (088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР % 259224, кл. Н 01 Н 33/59, 1970. 2. Патент ФРГ N 1112160, кл. 21 С 35/07, 1962. 3. Авторское свидетельство СССР по заявке М 3284958/24-07, кл. Н 02 3 13/00, 1981. (54) СПОСОБ БЕЗДУГОВОГО ОТКЛЮЧЕН ИЯ HEPFN ЕНН ОГО . ТОКА И УСТРОЙ СТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, (57) 1. Способ бездугового отключения 9 переменного тока, при котором отключают основной ток с помощью основных контактов при поступлении команды на откпючение, затем в параллельной основным контактам цепи формируют вспомогательный ток, имеющий заданный фазовый сдвиг по отношению к основному току, формируют управляющие импульсные сигналы при переходе тока через нуль и отключают .ток по сигналу управляющего импульса, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения надежности и обеспечения селективности отключения токов короткого замыкания, управляющие импульсы формируют при переходе через нуль вспомогательного тока и отключают по сигналу управляющего импульса основной ток с помощью дополнительных контактов. тактами. 2. Устройство для бездугового отключения переменного тока, содержащее основные отключающие контакты, зашунтированные фазосдвигающей цепью, дополнительные контакты, пик-трансформатор,. выход которого через замыкающий контакт управления соединен с блоком независимого расцепления дополнительных контактов, о т л и ч а ю щ е е с, я тем, что, с целью повышения надежности и обеспечения селективности отключения токов коротких замыканий, в него вецены низкоомный токоограничивающий резистор и управляющее реле с замыкающим с выдержкой 26185 времени контактом, в качестве фазосдвигающей цепи использована последовательная QC-цепь, в качестве замыкающего контакта управления использован замыкающий с выдержкой времени контакт управ ляющего реле, низкоомный токоограничивающий резистор и обмотка реле соедине» ны последовательно и подключены параллельно основным отключающим контактам, причем пик-трансформатор включен последовательно с фазосдвигающей цепью, а дополнительные контакты — последовательно с основными отключающими конИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для бездугового откпючения цепей переменного. тока. Известен способ бездугового отключе- 5 ния, основанный на использовании характерных точек кривой тока, по которому фиксируют момент перехода тока через естественный нуль, измеряют и запоминают каким либо методом длительность первой половины полуводны тока от момента прохождения током максимального значения, производят отсчет времени формирования сигнала синхронизации с за-. данным упреждением нуля тока и по ко- 15 .маиде этого сиги. ла производят отключение токовой цепи (1) .. Недостатком способа является сложность его реализации, поскольку для этого требуется целый ряд специальных бло- 20 ков. Кроме того, способ может быть применен для цепей с относительно большим временем срабатывания релейной зашиты. Известен аналогичный способ, при котором в параллельной основным контак- 25 там ветви формируют вспомогательный ток, имеющий заданный фазовый сдвиг по сравнению с основным током, формируют управляющие импульсы сигналов в нулях вспомогательного тока и отключа- 30 ют основные контакты по сигналу управ ляющего импульса... Недостатком указанного способа являются его узкие функциональные возможности. Синхронные отключающие устройсгаа могут применяться только для коммутации слаботочных цепей, так как для формирования двух параллельных токовых ветвей необходимо включать в эти ветви некоторые активные сопротивпения, пропорционально величинам которых ос- новной отключаемый ток будет распределяться по параллельным ветвям. Номинальный ток отключаемой цепи постоянно обтекает эти активные сопротивления. И даже при малых значениях величин сопротивлений выделяемая энергия и падение напряжения на них в сильноточных цепях будут достигать очень больших величин. К недостаткам способа относится также то, что он может быть использован только при очень малых временах упреждения (менее 0,5 мс) и при больших временах выдер>кек релейной защиты (около 300 мс). Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ синхронного отключения переменного тока, при котором отключают основной ток цепи с помощью основных контактов при поступ-. лении команды на отключение, затем фор-. мируют а параллельной основным контактам ветви вспомогательный ток, имеющий заданный фазовый сдвиг по сравнению с основным током, формируют управляющие импульсные сигналы в нулях при прохождении основного тока через нуль и отключают вспомогательный ток по сигналу управляющего импульса ( с Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает селективного отключения тока короткого замыкания цепи, поскольку по этому способу Бель изобретения - повышение нацежности и обеспечения селективности отключения токов коротких замыканий Поставленная цель цостигается тем, что согласно способу, при котором отклю- 45 чают основной ток цепи с помошьв ос новных контактов при поступлении команды на отключение, затем в параллельной основным контактам цепи формируют вспомогательный ток, имеющий зацанный фазовый сдвиг по отношению к основному току, управляюшие импульсы формируют при перехоце тока через нуль вспомога» тельного тока и отключают ток по сиг» налу управляющего импульса, управляющие 55 е импульсные сигналы формируют при пере ходе через нуль вспомогательного .тока и отключают по сигналу управляющего 3 10261 отключение цепи осушествляют сразу после команды на отключение (например, при срабатывании устройства зашиты). Кроме того, способ не обладает достаточной надежностью, поскольку момент отключения вспомогательных контактов подбирают экспериментально. При этом не исключены такие ситуации, когца при размыкании вспомогательных контактов дуга на основных контактах не гаснет 10. или не успевает поступить сигнал.на размыкание вспомогательной токовой ветви. Известно устройство для бездугового отключения переменного тока, содержа- 15 шее основные отключающие контакты, зашунтированные фазосдвигаюшей цепочкой, дополнительные контакты, пиктрансформатор, выход которого через замыкаюшую кнопку управления соединен 20 с блоком независимого расцепления дополнительных контактов, причем пиктрансформатор выключен последовательно с основными контактами, а вспомогатель. ные контакты - последовательно с фаэо- 25 сдвигаюшей цепью (3) Недостатком известного устройства также является то, что оно не обеспечивает селективного отключения тока короткого замыкания цепи, Кроме того, устройство не обладает достаточной надежностью, поскольку момент отключения вспомогательных контактов подбирается экспериментально. При этом не исключены также ситуации, когда при размыкании вспомогательных 35 контактов дуга на основных контактах не гаснет или не успевает поступить сигнал на размыкание вспомогательной токовой ветви. 85 4 импульса основной ток с помощью допол» нительных контактов. В устройство для бездугового отклю» чения переменного тока, соцержашее основные отключающие контакты, зашун» тированные фаэосдвигаюшей цепью, дополнительные контакты, пик-трансфор матор, выход которого через замыка» юший контакт управления соединен с блоком независимого расцепления дополнительных контактов, ввецены низкоомный токоограничиваюший резистор и управляюшее реле с замыкаюшим с выдержкой времени КоН тактом, в качестве фазосцвигающей це пи используется последовательная RC цепь B качестве замыкаюшего контакта управ ления используется замыкающий контакт, управляюшего реле, низкоомный токоогра ничиваюший резистор и обмотка управляю шего реле соецинены последовательно и подключены параллельно основным отклю» чающим контактам, причем пик-трансформа тор включен последовательно с фазосцви» гаюшей цепью, à дополнительные контакты последовательно с основными отключаюши ми контактами. Схема устройства приведена на чер теже. Устройство цля беэдугового отключе» ния переменного тока содержит основные отключающие контакты 1, дополнительные отключающие контакты 2, фазосдвигаюшую цепь, включавшую резистор 3 и кон денсатор 4. Последовательно с фазосдвига юшей цепью включен пик-трансформатор 5. Параллельно основным контактам, .1 под ключены также низкоомный токоограни чиваюший резистор. 6 и управляюшее реле 7. Выходная цепь пик-трансформато ра 5,. содержащая замыкаюший контакт 8 управляюшего реле 7, соединена с бло ком 9 независимого расцепления допол» нительных контактов 2. Устройство работает следуюшим об разом. В исходном состоянии основные 1 и дополнительные 2 контакты замкнуты. Весь ток проходит через эти контакты. При возникновении короткого замыкания, (к.з.) контакты 1 всех последовательно соединенных устройств рассматриваемого типа размыкаются без выдержки времени, Под действием напряжения на кратковременной дуге отключения контактов 1 ток иэ основной цепи коммутируется в парал лельные ветви 3-4-8 и 6-7. При этоМ осушествляется эффективное токоограни ченне. Составитель А. Каретников Редактор А. Фролова Техрец T.Ôàíòÿ Корректор А. Повх Заказ 4567/43 Тираж 703 Поцписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по цепам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., g. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Фазосдвигаюшая цепь 3-4 должна обеспечивать зацанное фазовое опережение вспомогательного тока J< относитель но основного вока 3. Низкоомные резисторы 6 последовательно включенных устройств рассматри ваемого типа обеспечивают резкую разницу в величинах тока, протекающего по этим сопротивлениям, йри коротком замы. канин на разных участках цепи. Это поз- 0 воляет выбирать уставки управляющего реле 7, чтобы реле срабатывало только при коротких замыканиях на защищенном участке. Если короткое замыкание произошло на участке цепи, защищенном рас- 15 сматриваемым устройством, сработает управляющее реле 7, замыкая своим кон« тактом 8 выходную цепь пик-трансформатора 5. Очередной управляющий импульс с выхоцной обмотки пик-трансформатора 5, 20 имеющий заданное упрежц ение нуля основного тока, поступает в блок 9 независимого расцепления, который обеспечивает размыкание дополнительных контактов 2 в момент нулевого значения то- 25 ка, т.е. без дуги отключения, Выцержка времени на замыкание контакта 8 осуществляется для того, чтобы исключить размыкание контактов 2 в случае неустойчивого короткого замыкания на защищаемом участке, В этом случае основные контакты 1 прч прекращении протекания через них сверхтока вновь "àìûêàþòñÿ и реле 7 возвращается в исходное положение, Контакт 8 остается разомкнутым, и дополнительные контакты 2 не размыкаются. Варьировать время упреждения управляющим импульсом нулевого значения основного тока можно изменением величины низкоомного резисто- 40 ра 3 фазосцвигаюшей цепи. При этом в случае необхоцимости HGQQ корректировать величину сопротивления 6 таким образом, чтобы величина тока не выхоцила за пределы уставки реле 7 данной ступени зашиты. Предлагаемое устройство может быть использовано для коммутации сильноточных цепей, обеспечивает селективность отключения коротких замыканий беэ выдержек времени срабатывания, Схемное решение устройства позволяет повысить непрерывность электроснабжения потребителей, на порядок и более снизить цлительность протекания ToKG к.эгей что в совокупностй с безцуговой коммутацией почти полностью исключает пожарную опасность электрораспрецелительных устройств. Дополнительные контакты 2 выполняют без цугогасительной камеры и с оцним только независимым расцепителем. Основные контакты 1 также могут быть выполнены без дугогасительной камеры. Они снабжаются устройством быстрого размыкания при протекании тока к.э., чувствительным к скорости изменения тока (например, на электроцинамическом принципе ) .. В отличие от известных, предлагаемый способ, во-первых, исключает потерю -энергии на активных сопротивлениях параллельных токовых ветвей в нормальном режиме, позволяет варьировать время упрежцения в широких пределах, может применяться для отключения сильноточных цепей. Во-вторых, ан обеспечивает селективное безцуговое отключение тока короткого замыкания и повышенную надежность процесса отключения, исключаю» щего методические отказы в коммутации тока.
