Выключатель постоянного тока

 

Изобретение относится к выключателям постоянного тока высокого напряжения. Цель изобретения - сн -;; кен11е ммссогабаритных показателей путем умеш шепия суммарной емкости конденсаторов и ограничение перенапряжений . Выключатель содержит не менее двух многоразры; ;з х О1 ас11тельных камер, каждая из которы.к зашунтирована нелинейными резисторами 3 и 4 и цепями из последовательно соединенных конденсаторов 5 и 6, катушек индуктивности 7 и 8 и ключевых элементов 9 и 10. Блок 1 1 управления вырабатывает сигналы, поступающие на управляюпдие входы ключевых элементов 9 и 10 с временной задержкой, значение которой определяется выражениями, приведенными в изобретении 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„141? 058 (5ц 4 Н 01 Н 9/30, 33/04

gpss(pр1 т; .,;.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ДBTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ! 13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4101599/24-07 (22) 05.05.86 (46) 15.08.88. Бюл. № 30 (71) Всесоюзный электротехнический институт им. В. И. Ленина (72) В. Р. Герчиков, В. Г. Егоров и К. И. Серяков (53) 621.316.542.064.001.4 (088.8) (56) Ekstrom А., Hortel Н., 1 ips Н. P., Cshultz W., Holfeld Н., Kind D., Joss Р. Доклад 13 — 06 на сессии СИГРЭ, 1976, рис. 16 а. (54) ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к выключателям постоянного тока высокого напряжения.

Цель изобретения — сци soчпе ii ссогабаритных показателей путем умеllslik:k,èÿ суммарной емкости конденсаторов и ограничение перенапряжений. В I K,1ko kÇToëü содержит не менее двух многоразры;,пь.х д, гогасптельных камер, каждая из которых зашунтирована нелинейными резисторами 3 и 4 и цепями из последовательно соединенных конденсаторов 5 и 6, катушек индуктивности 7 и 8 и ключевых элементов 9 и 10. Блок 11 управления вырабатывает сигналы, поступающие на управляющие входы ключевых элементов

9 и 0 с временной задержкой, значение которой определяется выражениями, приведенными в изобретении 1 ил.

1417058

> — — — — — —— при

U (KI1, / »-1 ) LI 7 при

U(К /N) (К /N) i=3;

LI а г-;-,) ь= -

0(Кп;, /») (Кп,/») Д (1+Кп,/») при i »3, Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационной аппаратуре высокого напряжения и предназначено для коммутации постоянного тока.

Цель изобретения — снижение массогабаритных показателей путем уменьшения суммарной емкости конденсаторов и ограничение перенапряжений в линии.

На чертеже представлена схема выключателя постоянного тока. где At; — время задержки команды на включение ключевых элементов (+! ) -й группы дугогасительных разрывов по отношению к t-й группе;

U — номинальное напряжение источника питания;

I — — номинальный ток отключения выключателя;

/. — — HHJlyктивность силовой цепи, для отключения которой предназначен выключатель;

i — порядковый номер групп дугогасительных разрывов; п, — — число разрывов в i-и дугогасительной камере;

М вЂ” полное число разрывов в выключателе; а — показатель степени вольт-амперной характеристики указанного нелинейного резистора (I=constUI );

К вЂ” допустимый коэффициент перенапряжений на одном разрыве.

В отключенном положении выключателя ключевые элементы 9 и 10 находятся под различным потенциалом. Поэтому между указанными ключевыми элементами и командным блоком 11 управления может быть устроена оптическая развязка с использованием световодов, фото- и светодиодов.

Вь ключатель работает следующим образом.

После размыкания контактов в дугогасительных камерах 1 и 2 между ними возникает дуга. В заданный момент времени блок 11 управления подает команду на включение ключевого элемента 9. В цепи, содсрВыключатель состоит из двух групп дугогасительных разрывов 1 и 2, зашунтированных нелинейными резисторами 3 и 4 и цепями, состоящими из последовательно соединенных конденсаторов 5 и 6, катушек 7 и 8 индуктивностей и ключевых элементов 9 и 10.

В качестве ключевых элементов 9 и !О могут быть использованы, например, управляемые разрядники. Блок 11 управления вырабатывает сигналы на включение ключевых элементов 9 и 10 с временными сдвигами, значения которых определяются выражениями жащей группу дугогасительных разрывов 1, емкость 5 и катушку 7 индуктивности, возникает колебательный ток, который суммируется в разрывах 1 " отключаемым постоянным током. При достижении суммарным током нулевого значения происходит гашение дуги в разрывах 1 и ток после заряда конденсатора 5 до напряжения, равного падению напряжения на резисторе 3 при этом токе, перебрасывается в этот резистор. При отключении номинального тока I отключения напряжение на резисторе равно

К U ni/М, причем число ni разрывов в первой группе дугогасительных разрывов 1 выбрано таким, чтобы выполнялосьусловие К U n i/Х)

40 - U, Так как напряжение на группе дугогасительных разрывов 1 превосходит напряжение источника, ток начинает снижаться до значении /ь определяемого вольт-амперной

45 характеристикой резистора !/Ii (Kn>/Ë ) .

Спад тока к Ii происходит аси птотически. Время снижения перенапряжения приблизительно в два раза определяется выражением At i = LI/ (Кп Ь / V — U) .

Расчеты показывают, что спустя время, равное 2Ati, напряжение на выключателе практически уже не отличается от напряжения источника, а ток близок к 1ь Спустя время, не меньшее Л/и происходит включение ключевого элемента 10 группы дугогаснтельных разрывов 2, благодаря чему в ней производится гашение дуги. Так как отключаемый ток к этому моменту времени стал меньшим, то для его отключения требуются меньшие значения шунтирующей емкости.

1417058

Формула изобретения

LI лс ) — — — — ——

U(Kn, /N — 1) при i = 2;

LI сг

11(кп /N) (KnÄ /N) приi=3.

Л 1-1)

U (Kn;, /N) (Kn

>=г при i = 3, ni где At,—

45 рывов;

A —

К—

Составитель Л. Колядин

Редактор М. Петрова Текрсд И. Верее Корректор М. 11ожо

Заказ 4071/50 Тираж 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >К вЂ” 35, Раугиская наб., д. 4, 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Выключатель может содержать более двух групп дугогасительных разрывов с соответствующими шунтирующими цепями.

Преимущества предлагаемого выключателя можно проиллюстрировать на примере выключателя напряжением +-750 кВ, каждый полюс которого содержит 6 разрывов, разделенных на две группы, по 4 и 2 разрыва в каждой.

Пусть, при отключении номинального тока отключения допустимая кратность перенапряжения на разрыве достигает 1,7. В этом случае, если отключается первой группа из четырех разрывов, после гашения дуги на резисторе возникает напряжение, равное » 114 1,7= 1,13U. При вольт -амперной характеристике резистора, описываемой уравнением I=constU", и при снижении напряжения с 1,13U до U ток снизится более чем в 20 раз. Этот уменьшенный ток необходимо отключать второй группой дугогасительных разрывов. Необходимая для этого емкость (отнесенная к единичному разрыву) уменьшается более чем в 20 раз, т. е. становится малой добавкой к емкостям первой группы. Таким образом, в рассматриваемом случае экономия в необходимых для отключения конденсаторах является почти полуторной.

Другим преимуществом предлагаемого выключателя является снижение коммутационных перенапряжений в линии, В расвремя задержки команды на включение ключевых элементов (i+1) -й группы дугогасительных разрывов по отношению к i-й группе; номинальное напряжение источника питания; номинальный ток отключения выключая еля; индуктивность силовой цепи, для отключения которой предназначен выключатель; сматриваемом случае при отключении тока первой группы дугогасительных разрывов оно составляет 1,13, а при отключении вто5 6 рой группой 1+ †. 1,7=1,57, что меньше

2 перенапряжений, возникающих на выключателе при одновременном включении ключевых элементов, как в прототипе. Еще большее ограничение перенапряжения наблюдается при трехступенчатой работе выключателя.

Выключатель постоянного тока, содержащий по крайней мере два дугогасительных разрыва, каждый из которых зашунтирован нелинейным резистором и цепью, состоящей из последовательно соединенных конденсатора и ключевого элемента, отличаю20 и4ийся тем, что, с целью снижения массогабаритных показателей путем уменьшения суммарной емкости конденсаторов и ограничения перенапряжений в линии, в выключатель введен блок управления с двумя или большим числом выходов, указанные выходы блока управления подключены к управляющим входам указанных ключевых элементов, причем выходные сигналы блока управления формируются с временными сдвигами, значение которых определяется следующими

30 выражениями: порядковый номер группы дугогасительных разрывов; число разрывов в i-й группе разполное число разрывов в выключателе; показатель степени вольт-амперной характеристики указанного нелинейного резистора ((=const U ), допустимый коэффициент перенапряжений на одном разрыве.