Устройство для фиксации коммутационного износа выключателей

Предложенное изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным выключателям электрических сетей. Целью изобретения является повышение точности определения межремонтных сроков выключателей. Устройство для фиксации коммутационного износа выключателя содержит трансреактор, трансформатор тока, высоковольтный выключатель, имеющий электромагнит включения привода, выпрямитель, делитель напряжения на резисторах, четыре диодно-резисторные цепочки, реле повреждения, генератор импульсов, счетчик импульсов, первый запоминающий конденсатор, линеаризирующий преобразователь, собранный на составном транзисторе, и схему совпадения. Кроме того в состав устройства введено дополнительное реле и второй запоминающий конденсатор, емкость которого равна емкости первого запоминающего конденсатора, умноженной на коэффициент увеличения износа при включении выключателя на короткое замыкание в цикле «включение выключателя на короткое замыкание с последующим его отключением», причем второй запоминающий конденсатор подключен параллельно первому запоминающему конденсатору через замыкающий контакт дополнительного реле с замедлением на размыкание, катушка которого включена параллельно электромагниту включения привода выключателя. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным выключателям электрических сетей.

Известно устройство для фиксации коммутационного износа выключателя, содержащее трансреактор, подключенный первичной обмоткой к трансформатору тока, контролирующего ток высоковольтного выключателя, имеющего электромагнит включения привода, выпрямитель, вход которого подключен через регулировочный резистор ко вторичной обмотке трансреактора, параллельно выходу выпрямителя подключен делитель напряжения на резисторах, к одному из которых, соединенному с плюсовым выводом выпрямителя, включены параллельно четыре диодно-резисторные цепочки, причем аноды всех диодов соединены с плюсовым выводом выпрямителя, а общая точка резисторов делителя напряжения подключена к входу замыкающего контакта реле повреждения, все катоды диодов диодно-резисторных цепочек через дополнительные резисторы подключены к стабилизирующему напряжению; генератор импульсов, соединенный через схему совпадения со счетчиком импульсов, первый запоминающий конденсатор, соединенный с выходом замыкающего контакта реле повреждения, а размыкающим контактом реле повреждения подключен через линеаризирующий преобразователь, собранный на составном транзисторе к переходу эмиттер - база входного транзистора схемы совпадения.

Недостаток этого устройства в том, что оно не позволяет оценить реальный коммутационный износ (КИ) выключателя. В соответствии с нормативными документами и инструкциями на выключатели (например, [2]), включение выключателя на короткое замыкание (КЗ) с последующим его отключением (цикл ВО) приводит к более существенному износу выключателя (в 1,5...2,5 раза), чем при обычном отключении тока КЗ (цикл О). Однако устройство по прототипу [1] не учитывает это, что приводит к большой погрешности оценки коммутационного износа выключателей и, следовательно, оценки его межремонтного срока.

Целью настоящего изобретения является повышение точности определения межремонтных сроков выключателей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для фиксации коммутационного износа выключателя, содержащее трансреактор, подключенный первичной обмоткой к трансформатору тока, контролирующего ток высоковольтного выключателя, имеющего электромагнит включения привода; выпрямитель, вход которого подключен через регулировочный резистор к вторичной обмотке трансреактора, а параллельно выходу подключен делитель напряжения на резисторах, к одному из которых, соединенному с плюсовым выводом выпрямителя, включены параллельно четыре диодно-резисторные цепочки, причем аноды всех диодов соединены с плюсовым выводом выпрямителя, а общая точка резисторов делителя напряжения подключена к входу замыкающего контакта реле повреждения, все катоды диодов диодно-резисторных цепочек через дополнительные резисторы подключены к стабилизирующему напряжению; генератор импульсов, соединенный через схему совпадения со счетчиком импульсов; запоминающий конденсатор, соединенный с выходом замыкающего контакта реле повреждения, а размыкающим контактом реле повреждения подключен через линеаризирующий преобразователь, собранный на составном транзисторе, к переходу эмиттер - база входного транзистора схемы совпадения, вводится дополнительное реле и второй запоминающий конденсатор, подключаемый параллельно первому запоминающему конденсатору через замыкающий контакт дополнительного реле с замедлением на размыкание, катушка которого включена параллельно электромагниту включения привода выключателя. Емкость второго запоминающего конденсатора равна емкости первого запоминающего конденсатора, умноженной на коэффициент увеличения износа при включении выключателя на короткое замыкание (в цикле ВО), определяемый по заводской инструкции (например, [2]).

Такое выполнение устройства, при котором вводится дополнительное реле и второй запоминающий конденсатор, подключаемый параллельно первому запоминающему конденсатору через замыкающий контакт дополнительного реле с замедлением на размыкание, катушка которого включена параллельно электромагниту включения привода выключателя, позволяет повысить точность определения коммутационного износа выключателей.

Принципиальная схема устройства представлена на чертеже. Устройство содержит трансреактор 1, подключенный первичной обмоткой к трансформатору тока 2, контролирующего ток высоковольтного выключателя 3; выпрямитель 4, вход которого подключен через регулировочный резистор 5 ко вторичной обмотке трансреактора 1, а параллельно выходу подключен делитель напряжения на резисторах 6, 7, к одному из которых, соединенному с плюсовым выводом выпрямителя 4, включены параллельно четыре диодно-резисторные цепочки 8-19, причем аноды всех диодов соединены с плюсовым выводом выпрямителя 4, а общая точка резисторов делителя напряжения подключена к входу замыкающего контакта 20 реле повреждения 21; все катоды диодов диодно-резисторных цепочек через дополнительные резисторы 12-19 подключены к стабилизирующему напряжению U_CT. Генератор импульсов 22-31 соединен через схему совпадения, собранную на элементах 32-39 со счетчиком импульсов 40. Запоминающие конденсаторы первый 41 и второй 42 соединены с выходом замыкающего контакта 20 реле повреждения 21, а размыкающим контактом 43 реле повреждения 21 подключены через линеаризирующий преобразователь, собранный на составном транзисторе 44 и элементах 45-49, к переходу эмиттер - база входного транзистора 38 схемы совпадения. Конденсатор 42 подключается параллельно конденсатору 41 через контакт с замедлением на размыкание 50 реле 51, катушка которого включена через контакты 52, 53 параллельно электромагниту включения привода выключателя (электромагнит включения привода выключателя на фиг.1 не показан).

Устройство работает следующим образом.

В нормальном состоянии транзистор 34 закрыт и сигнал с выхода генератора импульсов не проходит к счетчику импульсов 40.

При коротком замыкании в электрической сети через выходные контакты 54 и диоды 55 срабатывает реле повреждения 21 и своим контактом 20 подключает конденсатор 41 или конденсаторы 41 и 42 (в случае, если перед этим была команда на включение выключателя) через делитель 6, 7 к напряжению выпрямителя 4, пропорциональному току короткого замыкания. Напряжение подпора U₈-U₁₁ на каждом диоде диодно-резисторных цепочек зависит от значений сопротивлений делителя 12, 13...18, 19 и величины опорного напряжения U_CT. До тех пор, пока напряжение выпрямителя меньше любого напряжения подпора, ток проходит только по резистору 6. Если напряжение увеличиться, то после того, как оно станет больше величины U₈, диод 8 отпирается и параллельно резистору 6 подключается резистор 13. По мере увеличения напряжения на входе открывается второй диод, третий и так далее. Подпорные напряжения на диодах и значения сопротивлений делителя выбираются так, чтобы обеспечить зависимость выходного напряжения на резисторе 7 [1].

U₇=k*U^γ ₄,

где γ - коэффициент, находящийся для различных масляных выключателей в пределах 1,2-2,5, этот коэффициент определяет интенсивность износа масляного выключателя.

Таким образом, конденсаторы 41 и 42 заряжаются до напряжения, пропорционального I^γ.

При отключении короткого замыкания реле повреждения 21 обесточится и конденсаторы 41 и 42 разряжаются через контакт 43 реле повреждения 21 и преобразователь 44-49. Конденсатор 42 подключается только во время работы электромагнита включения привода выключателя и остается подключенным на время, необходимое для завершения его разряда через преобразователь 44-49 (порядка 0,5 с ... 1 с). Напряжение на конденсаторах уменьшается линейно, так как они разряжаются неизменным по величине током. Разрядный ток запирает транзистор 38, в результате чего выходной сигнал генератора импульсов проходит на транзистор 34 и управляет счетчиком импульсов 40.

При полном разряде конденсаторов 41 и 42 транзистор 38 открывается и запирает транзистор 34, прекратив тем самым счет импульсов генератора. Следовательно, временной интервал разряда конденсаторов преобразуется в число импульсов, пропорциональное коммутационному износу выключателя.

Изобретение пригодно не только для масляных выключателей [1], но и для вакуумных выключателей, так как исследования [3] показывают, что при отключении токов до 5 кА (что характерно для присоединений тяговых подстанций), несмотря на различную физическую природу гашения дуги в вакуумных и масляных выключателях, закономерности коммутационного износа для этих выключателей имеют универсальный характер.

Технико-экономическая эффективность изобретения состоит в том, что оно позволяет учитывать увеличение износа при работе выключателя в цикле ВО при включении выключателя на короткое замыкание и уточняет межремонтные сроки.

Источники информации

1. А.с. 2163382 Россия, МКИ G01r 31/327, 19/10. Устройство для фиксации коммутационного износа выключателей. / Герман Л.А., Шаров А.В. - Открытия. Изобретения, 2001, №5.

2. Выключатели вакуумные типа ВБЭТ. Руководство по эксплуатации. КУЮЖ. 674153.001 РЭ. - Саратов: Издательство ФГУП «НИИ «Контакт» - 67 с.

3. Ромочкин Ю.Г., Лукацкая И.А. Исследование коммутационного ресурса вакуумных дугогасительных камер с аксиальным магнитным полем. - Электротехника, 2005, №2, с.9-15.

Устройство для фиксации коммутационного износа выключателя, содержащее трансреактор, подключенный первичной обмоткой к трансформатору тока, контролирующего ток высоковольтного выключателя, имеющего электромагнит включения привода, выпрямитель, вход которого подключен через регулировочный резистор ко вторичной обмотке трансреактора, параллельно выходу выпрямителя подключен делитель напряжения на резисторах, к одному из которых, соединенному с плюсовым выводом выпрямителя, включены параллельно четыре диодно-резисторные цепочки, причем аноды всех диодов соединены с плюсовым выводом выпрямителя, а общая точка резисторов делителя напряжения подключена к входу замыкающего контакта реле повреждения, все катоды диодов диодно-резисторных цепочек через дополнительные резисторы подключены к стабилизирующему напряжению; генератор импульсов, соединенный через схему совпадения со счетчиком импульсов, первый запоминающий конденсатор, соединенный с выходом замыкающего контакта реле повреждения, а размыкающим контактом реле повреждения подключен через линеаризирующий преобразователь, собранный на составном транзисторе к переходу эмиттер - база входного транзистора схемы совпадения, отличающееся тем, что введено дополнительное реле и второй запоминающий конденсатор, емкость которого равна емкости первого запоминающего конденсатора, умноженной на коэффициент увеличения износа при включении выключателя на короткое замыкание в цикле «включение выключателя на короткое замыкание с последующим его отключением», причем второй запоминающий конденсатор подключен параллельно первому запоминающему конденсатору через замыкающий контакт дополнительного реле с замедлением на размыкание, катушка которого включена параллельно электромагниту включения привода выключателя.