Устройство для испытания высоковольтных

 

О -Ж== И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

271648

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кi. 21е 37/03

Заявлено 17.11.1969 (K 1307988/24-7) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 26Х.1970. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 26Л 111.1970.

ЛчП1 G 01г 31 02

УДК. 621 31 6 542.027 .3.001.4 (088.8) Комитет по делам изобретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

В. П. Бахтинов

Заявитель

Свердловский научно-исследовательский электротехнический институт

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ

ВЫКЛ10ЧАТЕЛ ЕЙ

Предлагаемое устройство предназначено для испытаний высоковольтных выключателей на коммутационную способность.

При коммутационных испытаниях возможны отказ в работе испытуемого выключателя и его разрушение. От разрушения испытуемый выключатель защищают с помощью защитного выключателя, управляемого релейной токовой защитой с выдержкой времени. Время срабатывания такой защиты, например, при повторном пробое в дугогасительных устройствах испытуемого выключателя, слишком велико, н он успевает разрушиться. Общее время защиты складывается из времени срабатывания релейной защиты и времени отключения защитного выключателя. Значительное время срабатывания защиты обусловлено необходимостью обеспечения достаточного для испытаний времени протекания тока короткого замыкания, например, при испытаниях в цикле автоматического повторного включения, а так ке необходимостью приложения возвращающегося напряжения к испытуемому выключателю в течение длительного времени при успешном отключении испытуемого выключателя, например, с целью выявления повторных пробоев. Для предотвращения разрушений мощных высоковольтных испытуемых выключателей необходимо, чтобы время срабатывания всей защиты было значительно менее 0,01 сек.

В предложенном устройстве с целью защиты испытуемого выключателя от разрушения и повышения быстродействия и надежности работы релейной токовой защиты, параллельно испытуемому выключателю подключены дуговой промежуток и контактньш короткозамыкатель, управляемые релейной токовой

10 защитой, в цепи которой установлено двухпозиционное реле с двумя устойчивыми состояниями, позволяющее выводить из работы релейную защиту при включении испытуемого выключателя до замыкания его контактов

15 и вводить ее в работу после размыкания контактов испытуемого выключателя.

Кроме того, в цепи указанной защиты предусмотрены два реле времени, предназначенные для включения и отключения двухпози20 ционного реле и включаемые параллельно соответственно отключающей и включающей катушкам испытуемого выключателя. Это позволяет обеспечить работу релейной защиты в различных циклах испытаний и улучшить

25 настройку защиты, независимую от регулировки периодов этик циклов.

На чертеже представлена электрическая схема предложенного устройства. На схеме не показаны сопротивления, конденсаторы н

30 другие элементы, применяемые обычно для

271648 термокомпенсации и защиты тиристора от ложных срабатываний, перенапряжений и перегрузок по току, Испытуемый высоковольтный выключатель

1 подключен к высоковольтному источнику 2 переменного тока, например к сети 110 кв.

Последовательно с испытуемым выключателем включены защитный выключатель 8 и трансформатор 4 тока. Параллельно испытуемому выключателю подсоединены высоковольтный управляемый контактный короткозамыкатель 5 и управляемый высоковольтный дуговой промежуток 6. Короткозамыкатель включается, например, пневматическим приводом; он имеет быстро замыкающуюся контактную систему. В электрод управляемого дугового промежутка встроен трубчатый разрядник 7, предназначенный для пробоя промежутка при напряжении на главных электродах, значительно меньшем статического разрядного. Трубчатый разрядник подсоединен к выходу поджигающего устройства 8.

Вход поджигающего устройства подсоединен ерез изолирующий импульсный трансформатор 9 к емкости 10 и к коллектору тиристора

11, который предназначен для подачи постоянного напряжения на отключающую катушку

12 защитного выключателя 8 и на включающую катушку 18 короткозамыкателя 5, а также для разряда емкости 10 через первичную обмотку трансформатора 9, в результате чего подается импульс напряжения на запуск поджигающего устройства 8.

Управляющий электрод тиристора 11 подключен к выходу однофазного выпрямительного моста 14, вход которого соединен со вторичной обмоткой трансформатора 4. Параллельно выходу моста 14 включен мощный кремниевый стабилитрон 15, предназначенный для ограничения амплитуды напряжения, подаваемого на управление тиристором. Коэффициент трансформации трансформатора 4 устанавливается таким, чтобы при протекании тока короткого замыкания через его первичную обмотку ТТ на кремниевом стабилитроне 16 было напряжение, близкое к прямоугольной форме, без больших разрывов амплитуды напряжения возле нуля тока.

В цепь управляющего электрода тиристора

11 последовательно включен контакт 16 двухпозиционного промежуточного реле, которое имеет отключающую катушку 17 и включающую катушку 18. Положения контакта 16 устойчивы как в отключенном положении, так и во включенном. Устойчивость контакта во включенном положении нужна, чтобы удерживать его в проводящем состоянии, если напряжение с отключающей катушки 19 будет снято ранее нужного момента вывода защиты, а устойчивость в разомкнутом положении нужна при снятии напряжения с включающей катушки 20 испытуемого выключателя ранее требуемого момента ввода защиты в работу.

4

Параллельно отключающей катушке 19 подсоединена катушка реле времени 21, а катушка второго реле времени 22 включена параллельно катушке 20. С помощью этих реле регулируется момент введения защиты в работу при отключении испытуемого выключателя, а также момент вывода защиты из работы при включении испытуемого выключателя. Контакт 28 реле времени 21 включен последовательно с включающей катушкой 18 двухпозиционного реле. Отключающая катушка 17 этого реле включена последовательно с контактом 24 реле времени 22. В цепи катушек включения и отключения выключателей установлены быстродействующие контакты 25, 26, 27 и 28, разрывающие цели в конце действия соответствующего выключателя.

Перед испытанием в цикле, например, Π— ti — ВΠ— t — ВО (ti и 4 — времена бестоковой паузы, регулируемые автоматикой, Π— операция отключения;  — операция включения) испытуемый выключатель 1 включен, защитный выключатель 8 и короткозамыкатель 6 отключены, поджигающее устройство 8 подготовлено к действию, конденсатор

10 заряжен, контакты 28 и 24 разомкнуты, контакт 16 отключен, благодаря чему токовая защита выведена из работы. Контакты 26 и 28 з" ìêíóòû, а контакты 26, 27, 29 и 80 разомкнуты. На реле 21 установлена такая выдержка времени, чтобы при отключении испытуемого выключателя контакт 16 двухпозиционного реле замыкался сразу после момента наибольшего расчетного времени гашения дуги испытуемого выключателя. На реле

22 установлена такал выдержка времени, чтобы при включении испытуемого выключателя контакт 16 размыкался перед моментом наибольшего расчетного времени предварительного пробоя.

При испытании включается на короткое замыкание защитный выключатель 8 и замыкается контакт 26. Включением контакта 29 подается постоянное напряжение на катушку

19 и реле времени 21, которое замыкает контакт 28 и тем самым подает напряжение на катушку 18 двухпозицпонного реле. Последнее включает контакт 16, благодаря чему вводится в работу. токовая защита.

Если к моменту замыкания контакта 16 испытуемый выключатель не погасит дугу, то положительное напряжение с моста 14 подается на управляющий электрод тиристора

11, который открывается. При включении тиристора емкость 10 разряжается через первичную обмотку трансформатора 9, что вызывает включение поджигающего устройства

8. Далее происходит пробой в трубчатом разряднике 7 и испытуемый выключатель шунтируется через ионизированный дуговой промежуток 6 с большим быстродействием.

Вследствие того, что напряжение на дуге в открытом искровом промежутке значительно меньше, чем в отключаемом испытуемом выключателе, ток в испытуемом выключателе р

271G48

25

55 деление энергии в его дуге быстро прекра-! ются и тем предотвращается его разрушее. Ток короткого замыкания затем протеет через дуговой проме?куток б. одновременно с включением поджигающеустройства подается напряжение на катуш18 и 12. Короткозамыкатель имеет большее стродействие, чем защитный выключатель, этому он быстро и надежно накоротко нтирует управляемый дуговой проме?куток электроды которого обгорают незначительчто особенно важно при многократном йствии и большой длительности и величине ков. Ток короткого замыкания, протекаю1й через короткозамыкатель, отключается щитным выключателем. Ток тиристора об1вается контактами 25 и 28.

Если к моменту ввода защиты в работу при ключении испытуемого выключателя ток роткого замыкания будет отключен, то наяжение на выпрямительном мосте 14 исчезт и при замыкании контакта 1б тиристор не включится, а испытуемый выключатель будет закорачиваться. Защита при этом тается в состоянии готовности к немедлен му действию в случае пробоя в испытуе)м выключателе после гашения дуги и в слуе черезмерно большого предварительного

1обоя в дугогасительпых камерах при вклюнии испытуемого выключателя. Ток катуш1 18 реле 21 и катушки 19 отключается кон-! ктами 2б и 29.

После отключения испытуемого выключаля замыкается контакт 80, который подает

1пря?кение на катушку 20 и реле 22. Реле смени 22 замыкает контакт 24 и тем самым

>дает напря?кение на отключающую катуш17 реле, которое размыкает контакт 1б. азмыкапием контакта 1б разрывается цепь

1равления тиристором и тем самым токовая щита выводится из работы до замыкания

>нтактов испытуемого выключателя. Ток ле 22 и катушек .20 и 17 отключается кон1ктами 80 и 27.

При следующих операциях отключения и

<лючения испытуемого выключателя работа тройства повторяется.

Изменение времен цикла, например, измение момента отключения испытуемого вычючателя не требует перестройки времен еле 21 и 22. Изменение величины тока козткого замыкания также не требует переройки защиты. Регулирование времени реле

1 и 22 позволяет постепенно увеличивать от пыта к опыту длину дуги при отключении длину дуги при включении испытуемого выключателя, начиная от нулевых значений и тем самым постепенно утяжелять условия его работы, не доводя его до разрушения.

Предлагаемое устройство позволяет начинать испытания высоковольтных выключателей с предельных мощностей и со сложных испытательных циклов при минимальной опасности разрушения. что дает экономию при разработке новых конструкций мощных выключателей. При коммутационных испытаниях мощных высоковольтных выключателей быстродействие защиты повышается в сто раз и более по сравнению с 1!звестпыми устройстВами, прп этом соответственнО снижается повреждаемость испыту емых ВыклIочателен.

В предлагаемом устройстве длительность протекания тока короткого замыкания при аварийном повторном пробое значительно меньше, чем в известных устройствах, так как исключена выдержка времени в токовой защите, управляющей защитным выключателем.

Это сокращает время отключения потребителей при испытаниях от сети.

Предмет изобретения

1. Устройство для испытания высоковольтных выключателей на коммутационную способность, содержащее источник тока, защитный выключатель, испытуемый выключатель и релейную токовую защиту, отличающееся тем, что, с целью защиты испытуемого выключателя от разрушений, повышения быстродействия и наде?кнОстп p36OTbI релейной тОкОВОЙ защиты, параллельно пспытуемсму выключателю подключены дутовой промежуток и KOHтактный короткозамыкатель, управляемые релейной токовой защигой, в цепи которой предусмотрено двухпозпцпоппое реле с двумя устойчпвымп состояниями, позволяющее выводить из работы релейную защиту при включении испытуемого Выключателя до замыкания его контактов и вводпть ее в работу после газмыкания контактов испытуемого выключателя.

2. Устройство по 11. 1, отлачающееся тем, что, с целью обеспечения работы вышеуказанной релейной защиты в различных циклах испытания и лучшей настройки защиты. независимой от регулировки периодов этих циклов, в цепи релейной токовой защиты предусмотрены два реле времени, предназначенные соответственно для включения и отключения двухпозиционного реле н включаемые соответственно параллельно отключающей и включающей катушкам испытуемого выключателя.

Редактор Н. О. Громов

Составитель Н. Кар Осева

Техред Л. Я. Левина Корректор В. Г. Трутнев

Заказ 2357,13 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская T аб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2