Гибридный генераторный выключатель

Изобретение относится к электротехнике, а именно к высоковольтному электроаппаратостроению, и может быть использовано при разработке высоковольтных генераторных выключателей. Гибридный генераторный выключатель, высоковольтный, встроен в экранированный токопровод и содержит главную токовую систему с главными контактами, разъединителем и заземлителем, систему управления с датчиками тока, а также параллельно подключенные к главной токовой системе два токопровода, первый из которых содержит последовательно соединенные вакуумный выключатель и отделитель, а второй содержит вакуумный управляемый разрядник с блоком запуска, подключенным к системе управления. Датчики тока установлены в главной токовой системе и в обоих параллельно подключенных токопроводах, а выходы датчиков тока подсоединены к входу системы управления. Вакуумный управляемый разрядник исполнен в виде одной, но не ограничиваясь этим, сборки параллельно соединенных встречно включенных вакуумных разрядников. Технический результат - повышение надежности работы, повышение электрической прочности генераторного выключателя, повышение тока отключения короткого замыкания, достижение отсутствия повторных пробоев. 3 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно, к высоковольтному электроаппаратостроению и может быть использовано при разработке высоковольтных генераторных выключателей.

Исследования и разработки генераторных выключателей в течение последних десятков лет проводятся как в России, так и за рубежом. Высокие массогабаритные и стоимостные показатели, а также жесткие требования к надежности работы, коммутационному ресурсу этих выключателей заставляют вести поиски технических решений в области гибридных генераторных выключателей (ГГВ). Недостатки гибридных выключателей традиционных конструкций обусловлены тем, что к вакуумной или элегазовой камере одновременно предъявляются требования по малому сопротивлению в замкнутом состоянии и высокой пропускной способности по току, после отключения которого нагретая камера должна выдержать восстанавливающееся высокое напряжение.

Вакуумные генераторные выключатели приходят на смену масляным и воздушным выключателям и выгодно отличаются от элегазовых выключателей благодаря дешевизне, простоте, большему ресурсу и надежности. Однако, вакуумные выключатели имеют меньший номинальный ток и ток отключения по сравнению с элегазовыми выключателями, помимо этого, при включении вакуумных выключателей возможен дребезг контактов, приводящий к повторным пробоям и накачке перенапряжений. Предлагаемый гибридный генераторный выключатель должен повысить пропускную способность, номинальный ток и ток отключения вакуумных генераторных выключателей, сохранив их преимущества над элегазовыми выключателями. Основными характеристиками работы выключателей являются: номинальный ток, номинальный ток отключения, переходное восстанавливающееся напряжение и скорость его восстановления, определяющие пропускную способность и отключающую способность выключателя.

Известен выключатель генератора по патенту США №5985628 «Генераторный переключатель», Н01Н 33/12, Н01Н 33/66, опубл. 16.11.1999. Известный генераторный переключатель включает в себя фазные проводники, каждый из которых оборудован одним разъединителем и одним вакуумным выключателем, имеющим горизонтально расположенный полюсный зазор. По меньшей мере одна вакуумная камера предусмотрена для каждой фазы. Разъединитель выполнен в виде разъединителя с линейным перемещением. Вакуумные камеры расположены пространственно одна за другой, выровнены с разъединителем и каждая размещена в одном трубчатом корпусе, который окружает все компоненты фазы в качестве внешней оболочки. Известный генераторный переключатель позволяет повысить номинальный ток, однако ток отключения ограничен отключающей способностью и нагревом вакуумных камер, что ограничивает применение известного переключателя на электростанциях большой мощности. Электрическая прочность известного переключателя и отсутствие повторных пробоев также не гарантируются.

Известен генераторный выключатель, конструктивное исполнение которого защищено патентом РФ №1786526 «Высоковольтный генераторный выключатель», Н01Н 33/00, опубл. 07.01.1993. Известный высоковольтный (гибридный) генераторный выключатель, встроенный в экранированный токопровод, содержит главные токоведущие контакты, главные дугогасительные контакты, отделитель, вспомогательные дугогасительные контакты и резистор. С целью повышения отключающей способности и скорости восстановления электрической прочности, уменьшения времени отключения и включения выключателя, в конструкцию известного генераторного выключателя введены вспомогательные подвижный и два неподвижных контакта и вспомогательный скользящий контакт, расположенный коаксиально токоведущей системе в дугогасительном контуре.

Основной недостаток известного генераторного выключателя - недостаточное ограничение по отключению тока короткого замыкания (является выключателем нагрузки). Помимо этого, электрическая прочность выключателя и отсутствие повторных пробоев не гарантируются, в связи с тем, что дугогасительные контакты находятся в зоне нагрева и имеют пониженную электрическую прочность после протекания через них дуги и большого тока отключения.

Актуальной задачей является повышение надежности работы электрооборудования, т.е. повышение номинального тока и тока отключения короткого замыкания.

Цель изобретения - повышение надежности работы, повышение электрической прочности генераторного выключателя, повышение тока отключения короткого замыкания и достижение отсутствия повторных пробоев.

Техническим результатом изобретения является разработка надежного, с повышенной электрической прочностью высоковольтного гибридного генераторного выключателя, обеспечивающего надежную работу электрооборудования.

Поставленная цель и требуемый технический результат достигаются за счет того, что гибридный генераторный выключатель, высоковольтный, встроен в экранированный токопровод, соединяется с заземлением через заземлитель и содержит главную токовую систему с разъединителем, последовательно соединенным с главными контактами, систему управления с датчиками тока, а также параллельно подключенные к главной токовой системе два токопровода, первый из которых содержит последовательно соединенные вакуумный выключатель и отделитель, а второй содержит вакуумный управляемый разрядник с блоком запуска, подключенным к системе управления. Датчики тока установлены в главной токовой системе и в обоих параллельно подключенных токопроводах, а выходы датчиков тока подсоединены ко входу системы управления. Вакуумный управляемый разрядник исполнен в виде одной, но не ограничиваясь этим, сборки параллельно соединенных встречно включенных вакуумных разрядников.

Настоящее изобретение и его преимущества будут более понятны путем ссылки на последующее подробное описание и прилагаемые чертежи. На фиг. 1 показана принципиальная однофазная схема замещения гибридного генераторного выключателя, на фиг. 2 показана осциллограмма токов при отключении тока трехфазного короткого замыкания, на фиг. 3 показана осциллограмма восстановления напряжения на контактах ГГВ.

Гибридный генераторный выключатель (фиг. 1) встроен в экранированный токопровод, который образован главной токовой системой 10 в виде экрана, внутри которого на изоляторах установлен трубчатый токопровод, размещаемый между генератором Г справа и силовым трансформатором (на рисунке не показан) слева. В цепи токопровода последовательно соединяются разъединитель 7 и главные контакты ГК, причем токопровод соединяется с заземлением через заземлитель 8. Параллельно подключены к главной токовой системе 10 два токопровода 11 и 12. Токопровод 12 содержит последовательно соединенные вакуумный выключатель ВВ и отделитель 6. Токопровод 11 содержит вакуумный управляемый разрядник ВУР с блоком 4 запуска, подключенным к системе управления 5. В цепях каждой из трех вышеупомянутых ступеней включаются датчики тока 1, 2, 3, выходы которых присоединяются ко входам системы управления 5. Другой вход системы управления 5 связан с выходом блока 9 релейной защиты и автоматики. Один выход системы управления 5 подключен ко входу приводов ГК и ВВ, а другой выход подключен ко входу блока 4 запуска.

Работа гибридного генераторного выключателя состоит, по крайней мере, из двух этапов. На первом этапе, при включении, при необходимости работы с большим номинальным током (например, выше 20-30 кА), включается дутье в генераторе Г с экранированной главной токовой системой 10. Затем замыкается разъединитель 7, после чего подается сигнал от системы управления 5 на замыкание главных контактов ГК и контактов вакуумного выключателя ВВ и размыкание контактов отделителя 6. После выхода на установившийся режим генератора осуществляется контроль за температурой токопровода, генератора и выключателя, не допуская ее повышения выше заданного предела при отклонениях номинального тока.

На втором этапе, при отключении номинального или аварийного тока, система управления 5 подает сигнал на одновременное размыкание главных контактов ГК и контактов отделителя 6 и начинается перевод тока из цепи главных контактов ГК в цепь вакуумного выключателя ВВ (фиг. 2). На осциллограммах рис. 2 и рис. 3 (соответственно, отключения токов короткого замыкания и восстановления напряжения на контактах ГГВ): t0 - момент возникновения короткого замыкания, t1 - момент подачи команды от релейной защиты на отключение выключателя, t2 - момент отключения тока в фазе В, t3 - момент отключения тока в фазах А и С, t4 - момент отключения короткого замыкания.

Спустя 1 или 2 периода, в зависимости от быстродействия привода, коммутация заканчивается (сигнал от датчика 1 обнуляется). Если ток от датчика 2 не превышает допустимый уровень для отключения вакуумного выключателя ВВ, то система управления 5 подает сигнал на отключение приводом камеры вакуумного выключателя ВВ с переводом и отключением отделителя 6, после чего гибридный генераторный выключатель отключается.

На втором этапе, при отключении аварийного тока или тока, превышающего допустимое значение для тока отключения вакуумного выключателя ВВ (по показаниям датчика 2), система управления 5 через блок запуска 4 запускает безинерционно вакуумный управляемый разрядник ВУР (на фиг. 2 кривая тока в ВУР), который под влиянием падения напряжения на дуге вакуумного выключателя ВВ, равного примерно 100-200 В переводит аварийный ток в цепь вакуумного управляемого разрядника ВУР и после первого (реже второго) перехода тока через ноль ток в цепи вакуумного управляемого разрядника ВУР гасится путем снятия импульса поджига от блока запуска 4, на чем процесс отключения заканчивается, что подтверждается отсутствием сигнала от датчика 3. Указанному моменту соответствует момент времени t3 гашения тока в цепи гибридного генераторного выключателя.

После гашения тока в момент t3 между полюсами гибридного генераторного выключателя скачком, как показано на фиг. 3 прикладывается переходное восстанавливающееся напряжение, которое имеет более высокую, примерно на порядок, скорость нарастания, нежели в сетевых (высоковольтных) выключателях, и традиционные выключатели зачастую не выдерживают приложенного напряжения, создавая повторные пробои и накачку перенапряжений на выключателе и на генераторе, т.е. на самом дорогом и ответственном элементе электростанции, а также на силовом трансформаторе. Применение вакуумного управляемого разрядника ВУР на последней стадии отключения аварийного тока гарантирует восстановление электрической прочности гибридного генераторного выключателя благодаря отсутствию в нем подвижных контактов и отсутствию исходного подогрева номинальным и аварийным током.

Аналогичная благоприятная ситуация возникает при самом тяжелом включении гибридного генераторного выключателя на трехфазное короткое замыкание особенно с подпиткой от противофазной сети. В этом и подобных этому аварийных режимах последовательность операций отличается от вышеприведенной и состоит в первоначальном включении вакуумного управляемого разрядника ВУР. Появление аварийного тока в цепи датчика 3 приводит к немедленному блокированию включения гибридного генераторного выключателя и исключению сверхтоковых воздействий на генератор, токопровод, выключатель, трансформатор, что существенно повышает надежность работы основного оборудования электростанции.

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, позволяет достичь целей, поставленных при создании данного технического решения, а именно: существенное повышение надежности электрооборудования за счет повышения тока отключения короткого замыкания, повышения электрической прочности генераторного выключателя, достижения отсутствия повторных пробоев.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании данного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее данное изобретение при его осуществлении, относится к высоковольтному электроаппаратостроению и может быть использовано при разработке высоковольтных гибридных генераторных выключателей;

- для вышеприведенного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления;

- средство, воплощающее изобретение при его осуществлении способствует существенному повышению надежности электрооборудования, повышению тока отключения короткого замыкания, повышению электрической прочности генераторного выключателя, отсутствию повторных пробоев.

Следовательно, данное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Гибридный генераторный выключатель, высоковольтный, встроенный в экранированный токопровод, соединяющийся с заземлением через заземлитель и содержащий главную токовую систему с разъединителем, последовательно соединенным с главными контактами, систему управления с датчиками тока, а также параллельно подключенные к главной токовой системе два токопровода, первый из которых содержит последовательно соединенные вакуумный выключатель и отделитель, а второй содержит вакуумный управляемый разрядник с блоком запуска, подключенным к системе управления, помимо этого, датчики тока установлены в главной токовой системе и в обоих параллельно подключенных токопроводах, а выходы датчиков тока подсоединены к входу системы управления, при этом вакуумный управляемый разрядник исполнен в виде одной, но не ограничиваясь этим, сборки параллельно соединенных встречно включенных вакуумных разрядников.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к телеметрическим датчикам механических устройств космических аппаратов, в частности к устройствам для приведения в действие контактов концевого выключателя, а именно к устройствам, срабатывающим в конечном или другом заданном положении на пути движения какого-либо тела, и может быть использовано в качестве элемента механического устройства при функционировании телеметрического датчика космического аппарата.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к выключателям и контакторам переменного или постоянного тока, размыкающим электрическую цепь с возникновением электрической дуги и последующим ее гашением в электроизоляционной среде, например в элегазе, азоте, масле, воздухе или вакууме. Способ гашения электрической дуги заключается в том, что по мере увеличения расстояния между дугогасительными контактами формируются удлиняющиеся соответственно величине этого расстояния соленоидальные каналы с непрерывно увеличивающимся числом витков, которые заполняются электрической дугой, совершающей при этом вращательно-поступательное движение.

Изобретение относится к передаточным устройствам привода подвижных контактов электротехнических аппаратов и применяется в шкафах КРУ. Передаточное устройство содержит основание корпуса (1) и боковые стенки (2) и (3).

Изобретение относится к электротехнике. Кнопочный переключатель (10) включает в себя корпус (20) из электроизоляционного материала, кнопку (30), с помощью которой можно включить электрическую коммутацию переключателя (10), причем кнопка (30) выполнена с возможностью скольжения вдоль корпуса (20) по оси (Z-Z) между крайним передним и крайним задним положениями; систему пространственно распределенных направляющих, которая позволяет кнопке скользить относительно корпуса вдоль указанной оси скольжения.

Изобретение относится к электротехнике. Защелкивающее устройство для приводного механизма (100) для коммутационного электрического аппарата имеет стопорный элемент (1), выполненный с возможностью движения между первым положением и вторым положением.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройству детектирования (35), которое позволяет определять возвращение в исходное положение электрического выключателя (10). Электрический выключатель (10) содержит неподвижные (12) и подвижные (14) контакты; причем подвижный контакт (14) выполнен с возможностью перемещаться между разомкнутым положением, в котором неподвижные и подвижные контакты (12, 14) разъединены, и замкнутым положением, в котором подвижный контакт (14) упирается в неподвижный контакт (12), механизм (16) разъединения контактов (12, 14), ручку (18) возвращения в исходное положение механизма (16) из разомкнутого положения в замкнутое положение подвижного контакта (14), и привод (20) механизма разъединения (16); причем привод (20) содержит электромагнитную катушку и подвижный сердечник, перемещающийся между нерабочим положением и рабочим положением, в котором механизм разъединения (16) приведен в действие; причем катушка выполнена с возможностью вызывать перемещение подвижного сердечника из его нерабочего положения в его рабочее положение.

Изобретение относится к устройствам, которые имеют передаточный механизм с первой муфтой (17) свободного хода, и предназначено для обеспечения длительной бесперебойной устойчивой работы. Первая муфта (17) свободного хода служит, в частности, для передачи крутящего момента между первым элементом (17а) сцепления и вторым элементом (17b) сцепления, в зависимости от изменения потока нагрузки между элементами (17а, 17b) сцепления происходит включение, соответственно выключение первой муфты (17) свободного хода, с первой муфтой (17) свободного хода согласовано звено (19) свободного хода, которое нейтрализует, в частности временно, включение в зацепление элементов (17а, 17b) сцепления.

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение управления двумя механизмами при помощи одного подвижного рычага, что позволяет каждому механизму сохранять свою скорость закрытия без оказания влияния на другой механизм.

Изобретение относится к устройству для управления полюсами электрических защитных аппаратов, способных приводить в действие вал (1), для поддержания подвижных контактов между разомкнутым положением полюса, в котором подвижные контакты и неподвижные контакты аппарата разделены, и замкнутым положением полюса, в котором эти подвижные и неподвижные контакты замкнуты, Устройство содержит пружину (2) замыкания, управляемую рабочим валом (3), причем упомянутая пружина (2) способна передавать энергию замыкания упомянутого первого вала (1) после сжатия и перемещать упомянутую пружину (2) за пределы линии нейтральной точки прохода с помощью кулачка (8), вращаемого вторым валом (3), и взаимодействия с роликом (5), закрепленным на первом валу (1).

Схема подключения электрического замка для створки запасного выхода относится к схемам защиты, осуществляющим автоматическое отключение для обеспечения требований противопожарной безопасности. Достигаемый результат - предотвращение самопроизвольного открывания створки запасного выхода при ложном срабатывании любой из систем обнаружения чрезвычайной ситуации.

Изобретение относится к переключающему устройству (10), содержащему корпус, ограничивающий множество пространств, каждое способное вмещать расцепляющее устройство (20A, 20B), содержащее расцепляющий механизм (40),переключающее устройство (15), механизм (25) управления, содержащий устройство (45) для захвата, который может перемещаться между первым положением и вторым положением оператором, для того чтобы управлять перемещением переключающего устройства (15) между открытым положением и закрытым положением, причем переключающее устройство (15) находится в закрытом положении, когда устройство (45) для захвата находится в первом положении, и в открытом положении, когда устройство (45) для захвата находится во втором положении. Механизм (25) управления содержит одно сбрасывающее устройство (55), выполненное с возможностью сброса каждого расцепляющего устройства (20A, 20B), когда оператор перемещает устройство (45) для захвата из первого положения во второе положение. Техническим результатом является повышение надежности. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наркология
Наверх