RU2084037C1 - Switching device for by-pass reactor - Google Patents

Abstract

FIELD: electric engineering. SUBSTANCE: device is designed as multiple-break switch which has capacitance voltage scaling circuit, which contacts are by-passed with serial circuit of variable capacitor and spark gap. Said circuit has additional measuring transformer, which secondary winding is connected to control gate of by-pass reactor switch. In addition insulation transformer is inserted between measuring transformer and control gate. EFFECT: increased functional capabilities. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим аппаратам высокого напряжения для коммутации шунтирующего реактора (ШР), и может быть использовано в распределительных устройствах с многоразрывным выключателем в цепи ШР, который в рабочем режиме сети может быть длительно отключен, а при перенапряжениях в сети должен быть включен. The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to high-voltage electrical apparatus for switching a shunt reactor (SR), and can be used in switchgears with a multi-burst switch in the SR circuit, which can be switched off for a long time in the network operating mode, and when overvoltage in the network must be included.

Известно устройство включения шунтирующего реактора с выключателем, имеющим дугогасящие контакты и отделитель, параллельно которому присоединен искровой промежуток [1]
Недостатком этого технического решения является существенная трудность его осуществления с выключателями без отделителей, которые изготавливаются в настоящее время как в стране, так и за рубежом.A device for switching on a shunt reactor with a switch having arcing contacts and a separator, in parallel with which a spark gap is connected [1]
The disadvantage of this technical solution is the significant difficulty of its implementation with switches without separators, which are currently being manufactured both in the country and abroad.

Известно устройство для защиты от перенапряжений установок продольной емкостной компенсации, в котором параллельно контактам отделителя выключателя присоединены искровой промежуток и резистор [2]
Недостатком этого технического решения при его использовании для коммутации ШР является необходимость изменения конструкции выключателя, так как выпускаемые в настоящее время выключатели отделителя не имеют.A device for surge protection of longitudinal capacitive compensation devices is known, in which a spark gap and a resistor are connected in parallel with the contacts of the circuit breaker [2]
The disadvantage of this technical solution when using it for switching SRs is the need to change the design of the circuit breaker, since the separator circuit breakers currently manufactured do not have.

Известно также устройство автономного включения ШР с выключателем без отделителя, но с увеличенным числом дугогасящих разрывов, параллельно части которых установлены искровые промежутки [3] Это техническое решение является наиболее близким к заявляемому. Поэтому оно выбрано в качестве прототипа предложенного технического решения. It is also known a device for autonomous switching on of a ballast with a switch without a separator, but with an increased number of arcing breaks, parallel to which part of the spark gaps are installed [3] This technical solution is the closest to the claimed one. Therefore, it is selected as a prototype of the proposed technical solution.

Недостатками данного технического решения является использование для коммутации ШР более дорогого, чем стандартный сетевой выключатель, специального аппарата, названного включателем-отключателем, с независимым управлением каждой из двух его частей (полуполюсов), что ведет к увеличению вероятности неодновременного отключения полуполюсов и, как следствие этого, к увеличению вероятности перенапряжений на контактах отключившегося первым полуполюса включателя-отключателя и к увеличению вероятности отказа включателя-отключателя в отключении ШР. The disadvantages of this technical solution is the use of a more expensive device than a standard network switch for switching a switchgear, called a switch-disconnector, with independent control of each of its two parts (half poles), which leads to an increase in the likelihood of simultaneous disconnection of half poles and, as a result , to an increase in the likelihood of overvoltages at the contacts of the first half-pole of the switch-disconnector, and to an increase in the probability of failure of the switch-disconnector in the off chenii SR.

Целью настоящего изобретения является автономное включение ШР при перенапряжениях в сети, а также ограничение перенапряжений при отключении ШР сетевым выключателем общеэнергетического назначения. The aim of the present invention is the autonomous inclusion of ShR during overvoltages in the network, as well as the limitation of overvoltages when the ShR is turned off by a general-purpose power switch.

Поставленная цель достигается тем, что устройство коммутации ШР, содержащее многоразрывный выключатель с емкостным делителем напряжения, ключ управления включением с входом для сигнала на включение и искровой промежуток, присоединенный параллельно части дугогасящих разрывов, дополнительно содержит варисторы, соединенные последовательно с указанным искровым промежутком и присоединенные параллельно другой части дугогасящих разрывов, не зашунтированных искровым промежутком, а также включенный в цепь искрового промежутка измерительный трансформатор, вторичная обмотка которого соединена с входом ключа управления для сигнала на включение шунтирующего реактора. При этом указанный измерительный трансформатор может быть выполнен в виде трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в цепь искрового промежутка, а между указанными трансформатором тока и ключом управления введен изолирующий трансформатор или изолирующий световод. This goal is achieved by the fact that the switching device SHR, containing a multi-burst switch with a capacitive voltage divider, an on-off control key with an input for a turn-on signal and a spark gap connected in parallel to part of the arcing breaks, additionally contains varistors connected in series with the specified spark gap and connected in parallel other part of arcing breaks not shunted by the spark gap, as well as a meter included in the spark gap circuit first transformer, the secondary winding is connected to an input control switch for the signal to switch shunt reactor. Moreover, the specified measuring transformer can be made in the form of a current transformer, the primary winding of which is included in the spark gap circuit, and an isolation transformer or an insulating light guide is inserted between the specified current transformer and the control key.

На чертеже представлено предлагаемое устройство коммутации шунтирующего реактора, где показана схема устройства в составе дугогасящих разрывов 1 и емкостного делителя напряжения 2 выключателя между объектом высокого напряжения 3 и шунтирующим реактором 4, шунтирующие варистор 5 и искровой промежуток 6, а также трансформатор тока 7 в цепи искрового промежутка 6, соединенный через изолирующий элемент 8 с ключом управления включением 9 выключателя. Показанные на чертеже привод 10 и схема связи предлагаемого устройства с источником оперативного тока 11 и блоком автоматики включения 12 шунтирующего реактора 4, так же как сами коммутируемые объекты 3 и 4 необходимы для пояснения работы устройства, но в формулу изобретения не включены. The drawing shows the proposed switching device of a shunt reactor, which shows a diagram of a device comprising arcing breaks 1 and a capacitive voltage divider 2 of a switch between a high voltage object 3 and a shunt reactor 4, shunting a varistor 5 and spark gap 6, as well as a current transformer 7 in the spark circuit gap 6, connected through an insulating element 8 with the switch control switch 9 of the switch. The drive 10 shown in the drawing and the communication scheme of the proposed device with an operating current source 11 and an automation unit 12 of the shunt reactor 4, as well as the switched objects 3 and 4 themselves are necessary to explain the operation of the device, but are not included in the claims.

Устройство, представленное на чертеже, работает следующим образом. The device shown in the drawing, operates as follows.

При перенапряжениях в сети, превышающих пробивное напряжение искрового промежутка, происходит его пробой и включение ШР (через варистор) при отключенном выключателе. Пробивное напряжение искрового промежутка принимается несколько сниженным (на 20 30%) по сравнению с половиной допустимого для изоляции, т.к. делитель напряжения обеспечивает на искровом промежутке половину фазного напряжения. Более низкая величина пробивного напряжения принята, чтобы подключение ШР могло повлиять на величину перенапряжений. In case of overvoltages in the network exceeding the breakdown voltage of the spark gap, it breaks down and the SR is switched on (through the varistor) with the circuit breaker open. The breakdown voltage of the spark gap is taken to be slightly reduced (by 20 30%) compared to half of the allowable for insulation, because The voltage divider provides half the phase voltage in the spark gap. A lower breakdown voltage is adopted so that the connection of the ballast can affect the magnitude of the overvoltage.

Срабатывание искрового промежутка фиксирует измерительный трансформатор тока в его цепи и формирует сигнал на включение выключателя. The operation of the spark gap fixes the measuring current transformer in its circuit and generates a signal to turn on the switch.

При отключении ШР в любом из трех возможных случаев (оба дугогасящих разрыва отключают одновременно, запаздывает дугогасящий разрыв, шунтированный варистором, запаздывает разрыв, шунтированный искровым промежутком) перенапряжения на контактах выключателя достигают 2,8 2,5 Иф. Напряжение на искровом промежутке в первых двух указанных случаях в 2 раза меньше, но т.к. это выше его пробивного напряжения, то в результате все контакты выключателя будут отключены, искровой промежуток пробит и все напряжение ляжет на варистор. When switching off the ballast in any of three possible cases (both arcing breaks are turned off simultaneously, the arcing gap shunted by the varistor is delayed, the gap shunted by the spark gap is delayed), the overvoltage at the switch contacts reaches 2.8 2.5 IF. The voltage at the spark gap in the first two indicated cases is 2 times less, but because it is higher than its breakdown voltage, then as a result all the contacts of the switch will be disconnected, the spark gap is broken and all the voltage will fall on the varistor.

В последнем указанном случае (при запаздывании разрывов, шунтированных искровым промежутком) напряжение на контактах выключателя также ляжет на варистор. Таким образом, в любом случае варистор создает практически бестоковую паузу в течение значительной части полупериода переменного тока, чем обеспечивает погасание дуги в искровом промежутке и успешное отключение ШР. Максимальное значение тока в рассматриваемом режиме отключения не превысит 100 300 А. In the latter case (when the gaps delayed by the spark gap are delayed), the voltage at the switch contacts will also lie on the varistor. Thus, in any case, the varistor creates an almost dead-time pause for a significant part of the half-cycle of the alternating current, which ensures the extinction of the arc in the spark gap and the successful shutdown of the ballast. The maximum current value in the considered shutdown mode does not exceed 100 300 A.

При отключении КЗ на ШР отключаемый ток на два порядка выше, чем при отключении рабочего тока. Восстанавливающееся напряжение на контактах выключателя может вызвать в этом режиме пробой искрового промежутка. Однако варистор, включенный последовательно с искровым промежутком, приведет к снижению тока до величин того же порядка, что и в режиме отключения рабочего тока ШР. Для надежности могут быть использованы известные искровые промежутки с перемещающейся дугой, которые имеют повышенную дугогасящую способность. When the short circuit is disconnected on the SR, the disconnected current is two orders of magnitude higher than when the operating current is turned off. The recovering voltage at the switch contacts can cause a breakdown of the spark gap in this mode. However, the varistor, connected in series with the spark gap, will reduce the current to values of the same order as in the mode of switching off the operating current of the SR. For reliability, known spark gaps with a moving arc can be used, which have an increased arc extinguishing ability.

Предложенное техническое решение найдет применение в распределительных устройствах с шунтирующими реакторами, которые в рабочем режиме сети могут быть длительно отключены, а при перенапряжениях в сети должны быть включены, т.к. являются одним из элементов системы ограничения перенапряжения. The proposed technical solution will find application in switchgears with shunt reactors, which in the operating mode of the network can be disconnected for a long time, and when overvoltage in the network must be turned on, because are one of the elements of a surge suppression system.

Claims (4)

1. Устройство коммутации шунтирующего реактора, содержащее многоразрывный выключатель с емкостным делителем напряжения, ключ управления включением с входом для сигнала на включение и искровой промежуток, присоединенный параллельно части дугогасящих разрывов, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит варисторы, соединенные последовательно с указанным искровым промежутком и параллельно другой части дугогасящих разрывов, а также включенный в цепь искрового промежутка измерительный трансформатор, вторичная обмотка которого соединена с входом ключа управления для сигнала на включение шунтирующего реактора. 1. The switching device of the shunt reactor, containing a multi-burst switch with a capacitive voltage divider, an on / off control key with an input for a turn-on signal and a spark gap connected in parallel with part of the arcing breaks, characterized in that it further comprises varistors connected in series with said spark gap and parallel to the other part of the arcing breaks, as well as a measuring transformer included in the spark gap circuit, whose secondary winding is Dinen with the input of the control key for the signal to turn on the shunt reactor. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что измерительный трансформатор выполнен в виде трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в цепь искрового промежутка. 2. The device according to claim 1, characterized in that the measuring transformer is made in the form of a current transformer, the primary winding of which is included in the spark gap circuit. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что между трансформатором тока и ключом управления введен изолирующий трансформатор. 3. The device according to claim 2, characterized in that an isolation transformer is inserted between the current transformer and the control key. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что между трансформатором тока и ключом управления включен изолирующий световод. 4. The device according to claim 2, characterized in that between the current transformer and the control key is switched on an insulating fiber.