Отключающее устройство постоянного тока высокого напряжения

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ бова Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 16Х!!1.1967 (№ 1179637j24-7) Кл, 21с, 35 07 с присоединением заявки №

МПК Í Olh

Приоритет

Опубликовано I I.Ъ 1.1969. Бюллетень J¹ 20

Дата опубликования описания ЗО.Х.1969

Комитет ло делам изобретений н открытий при Совете Министров

СССР

У Д К 621.316.937,066.63 (088.8) т: i93lf;,Я

Б. И. Гордин, Е. С. Гройс, Г. А. Кукеков и Н. А. Шипул а 1тд-1-Е11Тд0

4

ТЕХ 11 ЕНЕС 11 Л Я

I

БИБЛИОТЕКА

Авторы изобретения

Заявитель

ОТКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ПОСТОЯННОГО ТОКА

ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Предложение относится к передачам постоянного тока высокого напряжения и предназначено для отключения как воздушных или кабельных линий, так и отдельных узлов преобразовательной подстанции на стороне постоянного тока.

Известны отключающие устройства постоянного,тока высокого напряжения, которые содержат высоковольтный коммутационный аппарат с дугогасительной камерой, колебательный контур, присоединенный параллельно коммутационному а|ппарату, и выключатель тока, протекающего через колебательный контур в процессе отключения цепи.

Для уменьшения мощности конденсатора колебательного контура в таких устройствах применялся энергопоглотитель — аппарат, рассеивающий часть энергии, запасенной в электромагнитном поле цепи.

Отключается постоянный ток высокого напряжения следующим образом, При отключении коммутационного аппарата на его контактах возникает электрическая дуга, подъем напряжения на 1которой возбуждает колебания тока в колебательном контуре, присоединенном к коммутационному аппарату. Колебательный ток контура алгебраически складывается в цепи коммутационного аппарата с постоянным током линии, благодаря чему происходит переход суммарного тока через нуль, при этом наблюдается разрыв цепи постоянного тока и колебательньш процесс перераспределения тока и напряжения по элементам схемы. Для скорейшего разъединения

5 цепи, т, е. для отключения колебательного тока, возникающего при перераспределении тока и напряжения, служит выключатель, который может быть включен как в главную цепь, так и в цепь колеоательного контура.

10 Поглощение части электромагнитной энергии, запасенной в передаче к моменту разрыва цепи постоянного тока, снижает напряжение на конденсаторной батарее колебательного контура, поэтому энергопоглотптель в случае

1Б его применения вводится в цепь непосредственно перед отключением коммутационного аппарата.

Для такого отключающего устройства требуется конденсаторная батарея большой мощ20 ности. Мощность батареи может быть уменьшена при использовании энергопоглотителя, однако, это приводит к увеличению времени отключения, так как для размыкания контактов энергопоглотителя требуется дополни2g тельное время.

В предлагаемом устройстве конденсаторная батарея выполнена из двух частей, соединенных параллельно через искровой разрядник чп Последовательно с искровым промежутком

245862 может быть включено сопротивление — линейное, нелинейное., комбинированное.

Такое устройство батареи позволяет выполнить ее вторую часть на меньшее напряжение, т. е. из меньшего количества конденсаторов, так как имеет место выделение части энергии цепи в искровых промежутках и сопротивлении. Суммарная мощность двух батарей будет меньше мощности одной батареи в известном устройстве.

На фиг. 1 пока- ана упрощенная схема электропередачи постоянного тока с отключающим устройством; на фиг. 2 — схема отключающего устройства постоянного тока с сопротивлением, включенным последовательно с искровым промежутком.

В отключающем устройстве постоянного тока высокого напряжения конденсаторная батарея разделена на д ве части, и вторая часть батареи присоединена к первой через искровые промежутки (см. фиг. 1).

При выполнении батареи на определенную емкость количество единичных конденсаторов при их последовательно-,параллельном соединении, пропорционально квадрату числа конденсаторов, соединяемых последовательно.

Работает предлагаемое отключающее устройство следующим образом.

Для прерывания тока в линии 8 размыкаются контакты коммутационного аппарата

1l, и в нем возникает электрическая дуга.

Предполагается, что дуга подвергается деионизации, например, при помощи воздушного

Преобразователи тока 1 и 2, как правило, многомостовые, соединены линией 8. Реакторы 4 и 5 в схеме учитывают индуктивности частей линии электропередачи, прилегающих к преобразователям. Распределенная емкость линии на землю учитывается конденсаторами б и 7. Отключающее устройство 8 через зажимы 9 и 10 включено в линию 8 и содержит коммутационный аппарат 11, колебательньш контур, состоящий из реактора 12 и конденсаторных батарей 18 и 14, выключателя 15, разрядных сопротивлений lб и 17 и искровых промежутков 18.

Напряжение сопротивления lб в указанном устройстве выбирается большим, чем напряжение сопротивления 17. Батарея 18 служит для возбуждения колебаний тока в цепи колебательного контура.

Выполнение искровых промежутков 18 с магнитным дутьем и перемещением дуги в узкой щели позволяет снизить напряжение, на которое должна быть рассчитана конденсаторная батарея 14. Этот эффект может быть усилен, если включить последовательно с искровыми промежутками 18 активное сопротивление 19.

Применение нелинейного сопротивления или комбинации линейного с нелинейным сопротивлением дают возможность еще более снизить напряжение батареи 14. дутья. Падение напряжения выбрано таким, чтобы соблюдалось условие:

U„)I. где Ug — падение напряжения на дуге;

1 — отключаемый ток;

l и С вЂ” реактор 12 и емкость 18 колебательного контура.

При соблюдении этого условия в колебательном контуре возникают колебания тока.

После того, как амплитуда колебаний тока в контуре достигла или превысила отключаемый ток, в коммутационном аппарате происходит переход через нуль суммарного тока, который складывается из тока линии (отключаемый ток) и тока колебательного контура.

Благодаря наличию воздушного дутья ток в коммутационном аппарате при прохождении его через нуль обрывается.

Вслед за этим начинается колебательный процесс перезаряда конденсаторной батареи

18, причем частота процесса определяется в основном емкостью батареи и суммарной реактивностью линии 8, реакторов 4 и 5, а также реактором 12. При этом напряжение на конденсаторной батарее 18 резко нарастает, что приводит к пробою искровых промежутков 18, после чего конденсаторная батарея 14 оказывается подключенной к конденсаторной батарее 18. Если выполнить промежутки 18, например, с магнитным дутьем и вытягиванием дуги в узкой щели, то на них устанавливается практически постоянное падение напряжения, мало зависящее от величины протекающего тока. Таким образом, на конденсаторную батарею 14 воздействует напряжение меньшее, чем на конденсатор, причем разница равна падению напряжения на промежутках 18. Вследствие малого динамического сопротивления дуги, горящей в промежутках 18, влияние конденсаторной Йагареи14 на процессы в отключаемой цепи практически такое же, как и конденсаторной батареи 18. Указанные выше обстоятельства позволяют выполнить батарею 14 на меньшее по сравнению с батареей 18 напряжение.

Колебательный характер процесса перезаряда батарей 18 и 14 позволяет отключить ток, продолжающий протекать в цепи (через колебательный контур), выключателем 15 при переходе этого тока через нуль. В этот момент напряжение на батареях 18 и 14 будет наибольшим. Для разряда конденсаторов служат сопротивления lб и 17, коорые, быстро снижая напряжение на конденсаторах, позволяют ускорить повгорное включение аппарата 11 и выключателя 15. B то же время величина этих сопротивлений должна быть достаточно большой для того, чтобы не влиять на процессы при отключении цепи.

Дальнейшее усовершенствование предлагаемого устройства заключается в мероприятиях, которые позволили бы еще больше снизить напряжение конденсатора. Это достц245862 гается включением сопротивления 19 последовательно с искровыми промежутками 18.

Если сопротивление 19 нелинейно, то все сказанное выше об искровых промежутках с магнитным дутьем и перемещением дуги в узкой щели справедливо и для нелинейного сопрогивления. Линейное сопротивление здесь также может быть полезно, ибо падение напряжения соответствует проходящему через него току.

Предлагаемые усовершенствования отключающего устройства постоянного тока высокого напряжения позволят уменьшить габариты кснденсаторов, а также отказаться от установки энергопоглотителя, либо обойтись более простым и меньшим по размерам энергопоглотителем, так как часть энергии, запасенной в цепи перед отключением, выделится в искровых промежутках 18, а также в сопротивлении 19.

Предмет изобретения

1. Отключающее устройство постоянного тока высокого напряжения, содержащее вы5 соковольгный коммутационный аппарат, снаоженный дугогасительной камерой, последовательный колебательный контур, состоящий из конденсаторной батареи, реактора и разрядного сопротивления, шунтирующий коммута10 ционный аппарат и выключатель, включенный, например, последовательно коммутационному аппарату, отличающееся тем, что, с целью уменьшения мощности конденсаторной батареи и повышения быстродействия устройl5 ства, указанная батарея выполнена в виде двух частей, соединенных параллельно через искровой разрядник.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что последовательно с указанным искровым

20 разрядником включено сопротивление. 245862

+u8. 2

Редактор П. А. Вербова

Заказ 2765/13 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Дементьева

Техрсд Т. П. Курилко

Корректоры: А. Абрамова и М. Коробова