RU2451360C1

RU2451360C1 - Dc circuit breaker

Info

Publication number: RU2451360C1
Application number: RU2010154670/07A
Authority: RU
Inventors: Урбан ОСТРЕМ (SE); Урбан ОСТРЕМ; Ларс ЛИЛЬЕСТРАНД (SE); Ларс ЛИЛЬЕСТРАНД; Виктор ЛЕСКАЛЕ (SE); Виктор ЛЕСКАЛЕ; Магнус БАКМАН (SE); Магнус БАКМАН
Original assignee: Абб Текнолоджи Аг
Priority date: 2008-06-10
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2012-05-20

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: circuit breaker comprises a resonant circuit (2) connected in parallel with a breaker (1) and a discharger (7) for overvoltage protection connected in parallel with the resonant circuit. The resonant circuit has serially connected capacitor (3) and inductance (4). Ratio of capacitance in mcF to inductance in mcH of the resonant circuit is ≥1.

EFFECT: possibility to disconnect direct currents exceeding 2500 A.

15 cl, 14 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к устройству, выполненному с возможностью прерывания постоянных токов, превышающих 2500А, протекающих по первой токовой цепи, и передачи упомянутых постоянных токов на вторую цепь переменного тока. Упомянутое устройство содержит:The present invention relates to a device configured to interrupt direct currents exceeding 2500A flowing along a first current circuit and transmit said constant currents to a second alternating current circuit. Said device comprises:

по меньшей мере, один прерыватель, предназначенный для установки в упомянутой первой токовой цепи и имеющий контакты, выполненные с возможностью перемещения относительно друг друга от положения замыкания до положения размыкания прерывателя для отключения протекающего через него тока,at least one circuit breaker designed to be installed in said first current circuit and having contacts configured to move relative to each other from the circuit position to the circuit breaker opening position to disconnect the current flowing through it,

резонансный контур, подключенный параллельно с упомянутым прерывателем и содержащий конденсатор и индуктивное сопротивление, подключенные последовательно и выполненные с возможностью создания колебательного тока, который накладывается на упомянутый постоянный ток для создания перехода через нуль тока, протекающего через прерыватель, тем самым обеспечивая отключение этого тока при раздвигании упомянутых контактов, а такжеa resonant circuit connected in parallel with said chopper and containing a capacitor and inductance connected in series and configured to create an oscillating current that is superimposed on said direct current to create a zero crossing of the current flowing through the chopper, thereby disconnecting this current when it is expanded mentioned contacts as well

разрядник для защиты от перенапряжений, подключенный параллельно с упомянутым резонансным контуром и выполненный с возможностью начала проводки тока, когда напряжение на упомянутом прерывателе достигает определенного значения при раздвигании упомянутых контактов друг от друга, и обеспечения проводки тока, пока упомянутый постоянный ток не будет коммутирован на упомянутую вторую цепь переменного тока, подключенную к упомянутой первой токовой цепи, как следствие присутствия упомянутого напряжения на упомянутом прерывателе в упомянутой первой токовой цепи.surge arrester connected in parallel with said resonant circuit and configured to start conducting current when the voltage on said circuit breaker reaches a certain value when the said contacts are apart from each other, and to provide current wiring until said direct current is switched to said a second AC circuit connected to said first current circuit, as a result of the presence of said voltage on said chopper in said nd first circuit.

Предшествующий уровень техникиState of the art

В патенте EP 0740320 A2 раскрыт выключатель постоянного тока с тщательно подобранной индуктивностью резонансного контура, а емкость конденсатора имеет относительно меньшую величину. Для автопневматического газового выключателя с величиной прерывания постоянного тока 3500A значения индуктивности находятся в диапазоне от 175 до 470 мкГн, а для емкости - в диапазоне от 18,4 до 49,2 мкФ.EP 0 740 320 A2 discloses a direct current circuit breaker with carefully selected resonance circuit inductance, and the capacitance of the capacitor is relatively smaller. For an autopneumatic gas circuit breaker with a DC interrupt value of 3500A, the inductance values are in the range from 175 to 470 μH, and for capacitance in the range from 18.4 to 49.2 μF.

Такие устройства могут быть использованы и приспособлены к любому мыслимому применению, где необходимо отключать высокий постоянный ток, протекающий по первой токовой цепи, и передать постоянный ток на вторую цепь переменного тока, которая в основном, но не исключительно, задействуется при возникновении неисправности в установке, оборудовании или других подобных устройствах обработки или использовании постоянного тока величиной более 2500 А. Однако оно может, например, также быть использовано во время планового технического обслуживания. Чтобы прерыватель был в состоянии отключить подачу тока, важно, чтобы переход тока через нуль достигался за ограниченное время, в течение которого прерыватель может воздействовать на дугу, которая создается между его контактами при раздвигании их друг от друга. Таким образом, резонансный контур должен быть сконструирован так, чтобы амплитуды колебательного тока, накладывающегося на постоянный ток, было вполне достаточно для достижения упомянутого перехода через нуль.Such devices can be used and adapted to any conceivable application where it is necessary to turn off the high direct current flowing along the first current circuit and transfer the direct current to the second alternating current circuit, which is mainly, but not exclusively, involved in the event of a malfunction in the installation, equipment or other similar processing devices or the use of direct current greater than 2500 A. However, it can, for example, also be used during scheduled maintenance I am. In order for the interrupter to be able to turn off the current supply, it is important that the current passes through zero for a limited time, during which the interrupter can act on the arc that is created between its contacts when they are moved apart from each other. Thus, the resonant circuit must be designed so that the amplitudes of the vibrational current superimposed on the direct current are quite sufficient to achieve the mentioned transition through zero.

Для пояснения, но никоим образом не ограничения, изобретения применение устройства такого типа, определенного во введении как так называемый выключатель в цепи обратного тока по металлическому проводнику в установке для передачи электроэнергии по линии электропередачи высокого напряжения на постоянном токе (HVDC), теперь будет кратко объяснено со ссылкой на фиг.1-3. Эта установка имеет две преобразовательные станции 100 и 101 с преобразователями или преобразовательными вентилями 102-105 для преобразования напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока и наоборот. Станции соединены между собой линией 106 напряжения постоянного тока с двумя полюсными проводниками 107 и 108. Линии переменного тока (AC), подключенные к каждой преобразовательной станции, не показаны. При нормальной эксплуатации установки постоянный ток протекает по одному полюсному проводнику 107 от станции 100 до станции 101 и затем возвращается на станцию 100 через полюсный проводник 108.To clarify, but by no means limit, the invention, the use of a device of this type, defined in the introduction as a so-called switch in the reverse current circuit through a metal conductor in an installation for transmitting electricity via a high voltage direct current power line (HVDC), will now be briefly explained with reference to figures 1-3. This installation has two converter stations 100 and 101 with converters or converter valves 102-105 for converting DC voltage to AC voltage and vice versa. The stations are interconnected by a DC voltage line 106 with two pole conductors 107 and 108. The AC lines connected to each converter station are not shown. During normal operation of the installation, direct current flows through one pole conductor 107 from station 100 to station 101 and then returns to station 100 through pole conductor 108.

При возникновении неисправности на одном полюсе такой установки преобразователи этого полюса блокируют и останавливают полюсный ток. Тогда ток будет использовать землю в качестве цепи обратного тока, что показано на фиг. 2 для случая, когда возникла неисправность на полюсе полюсного проводника 108 или соединенного с ним оборудования. В данной заземленной цепи 111 обратного тока установлено устройство, тип которого определен во введении, как так называемый металлический выключатель 109 с обратной передачей. За прошедшее время соответствующая мощность HVDC выросла, так что для некоторых применений такой металлический выключатель с обратной передачей должен быть разработан для постоянных токов, превышающих 2500А, например порядка 4000А. Такой металлический выключатель с обратной передачей или устройство, приспособленное для отключения таких постоянных токов, выполнены с возможностью предотвращения наличия тока в земле в течение длительного времени и достижения коммутации тока от цепи обратного тока через землю на металлическую цепь 112 обратного тока, как показано на фиг. 3. Очень высокая индуктивность между двумя цепями затрудняет коммутацию.In the event of a malfunction at one pole of such an installation, the converters of this pole block and stop the pole current. Then the current will use the earth as a reverse current circuit, as shown in FIG. 2 for the case when a malfunction occurs at the pole of the pole conductor 108 or equipment connected to it. In this earthed return current circuit 111, a device of the type defined in the introduction is installed, such as the so-called metal reverse transfer switch 109. Over the past time, the corresponding HVDC power has grown, so for some applications, such a metal switch with reverse gear must be designed for constant currents exceeding 2500A, for example, about 4000A. Such a metal switch with reverse gear or a device adapted to turn off such direct currents is configured to prevent current from flowing in the earth for a long time and to achieve switching current from the return current circuit through the earth to the metal return current circuit 112, as shown in FIG. 3. Very high inductance between the two circuits makes switching difficult.

В известных устройствах, отличающихся от типа, описанного во введении, тем, что они выполнены с возможностью отключения постоянных токов меньше 2500А, используется пассивный резонансный контур, т. е. резонансный контур, имеющий емкость и индуктивность и не использующий элементов управления. Такой пассивный резонансный контур привлекателен с точки зрения стоимости, а также простоты и надежности. Однако такие известные устройства с пассивным резонансным контуром не имеют никаких опций для устройств, приспособленных для отключения постоянных токов, превышающих 2500А, так как они не имели возможности создать упомянутый колебательный ток с амплитудой, достаточно высокой для обеспечения отключения таких больших токов. Вследствие этого известные устройства того типа, что описан во введении, имеют конструкцию, показанную на фиг.4. Такое устройство имеет прерыватель 1' и резонансный контур 2', соединенный параллельно с ним. Резонансный контур имеет емкость 3' и индуктивность в виде подключенного последовательно индуктивного элемента 4'. Резонансный контур является активным и имеет зарядное устройство 5' емкости для предварительной зарядки конденсатора 3', например, до 20 кВ. Резонансный контур также содержит так называемый замыкающий переключатель 6', соединенный последовательно с конденсатором и индуктивностью и выполненный с возможностью размыкания, когда прерыватель находится в замкнутом проводящем состоянии, и замыкания после определенной времени скорости дугового разряда прерывателя. Такой активный резонансный контур позволяет получить переход тока через нуль, необходимый для прерывания постоянных токов, превышающих 2500А, например порядка 4000А, протекающих через прерыватель.In known devices that differ from the type described in the introduction in that they are capable of switching off direct currents less than 2500 A, a passive resonant circuit is used, i.e., a resonant circuit having a capacitance and inductance and not using control elements. Such a passive resonant circuit is attractive in terms of cost as well as simplicity and reliability. However, such known devices with a passive resonant circuit do not have any options for devices adapted to disconnect direct currents exceeding 2500A, since they did not have the ability to create the aforementioned oscillatory current with an amplitude high enough to ensure the shutdown of such large currents. As a result, known devices of the type described in the introduction have the structure shown in FIG. 4. Such a device has a chopper 1 'and a resonant circuit 2' connected in parallel with it. The resonant circuit has a capacitance 3 'and an inductance in the form of an inductive element 4' connected in series. The resonant circuit is active and has a charger 5 'capacity for pre-charging the capacitor 3', for example, up to 20 kV. The resonant circuit also includes a so-called closing switch 6 ', connected in series with the capacitor and inductance and made with the possibility of opening when the interrupter is in a closed conducting state, and closing after a certain time the speed of the arc discharge of the interrupter. Such an active resonant circuit makes it possible to obtain a current transition through zero, which is necessary to interrupt constant currents exceeding 2500A, for example, about 4000A flowing through a chopper.

Из работы А. Ли и др.: "Развитие элегазового выключателя в линиях электропередачи высокого напряжения на постоянном токе" (“The development of a HVDC SF6 breaker”), публикации Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), «Операции на энергетических аппаратах и системах» (IEEE ”Trans. on Power Apparatus and Systems”), т. PAS-104, № 10, октябрь 1985, стр. 2721-2729, известен выключатель в линиях HVDC для переключения токов до 2200А, который содержит прерыватель и подключенное параллельно с прерывателем последовательное соединение так называемого переключателя с емкостными вставками и параллельное соединение конденсатора с разрядником для защиты от перенапряжений.From the work of A. Lee et al.: “The development of a HVDC SF6 breaker”, publications of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), “Operations on power apparatuses” and systems "(IEEE" Trans. on Power Apparatus and Systems "), t. PAS-104, No. 10, October 1985, pp. 2721-2729, known switch in the HVDC lines for switching currents up to 2200A, which contains a breaker and connected in parallel with the circuit breaker, the serial connection of the so-called switch with capacitive inserts s and a parallel connection of the capacitor with the surge arrester.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей настоящего изобретения является создание устройства, приспособленного для отключения постоянных токов, превышающих 2500A, того типа, что описан во введении, улучшенного в, по меньшей мере, некоторых аспектах относительно уже известных устройств.An object of the present invention is to provide a device adapted to disconnect direct currents exceeding 2500A, of the type described in the introduction, improved in at least some aspects of the relatively known devices.

Поставленная задача изобретения решается путем создания такого устройства, в котором отношение емкости в мкФ к индуктивности в мкГн упомянутого резонансного контура ≥1.The object of the invention is solved by creating such a device in which the ratio of capacitance in μF to inductance in μH of the mentioned resonant circuit ≥1.

Это является совершенно новым подходом к разработке конструкции резонансного контура устройства такого типа, что дает большие преимущества. Известно, что в резонансном контуре устройства такого типа существует максимальная резонансная частота, выше которой прерыватель не может охладить дугу, образующуюся при достаточно быстром прерывании. Резонансная частота составляет

. Для снижения затрат на конденсатор резонансного контура до настоящего момента усилия были сосредоточены на подборе достаточно высокой индуктивности L, чтобы оставаться ниже упомянутой максимальной резонансной частоты. Обычно это означало, что упомянутое отношение емкости в мкФ к индуктивности в мкГн составляло порядка 1/3. Однако авторы изобретения посчитали, что существенно увеличенное значение этого отношения является очень благоприятным. Амплитуда упомянутого колебательного тока, созданного упомянутым резонансным контуром, на самом деле пропорциональна (C/L)^1/2, так что при увеличении этого отношения будет легче прерывать большие токи. Кроме того, скорость нарастания переходного восстанавливающегося напряжения в прерывателе пропорциональна 1/C, так что бόльшая величина емкости снизит скорость нарастания восстанавливающегося напряжения для данного постоянного тока. Эти два свойства, которые важны для отключения больших токов, сочетаются также с уменьшающим воздействием увеличенной емкости резонансного контура на его резонансную частоту.This is a completely new approach to the design of the resonant circuit of a device of this type, which gives great advantages. It is known that in the resonant circuit of a device of this type there is a maximum resonant frequency above which the interrupter cannot cool the arc formed during a sufficiently rapid interruption. The resonant frequency is

. To reduce the cost of the resonant circuit capacitor, up to now, efforts have been focused on selecting a sufficiently high inductance L to remain below the mentioned maximum resonant frequency. Usually, this meant that the ratio of capacitance in μF to inductance in μH was about 1/3. However, the inventors considered that the significantly increased value of this ratio is very favorable. The amplitude of said vibrational current created by said resonant circuit is actually proportional to (C / L) ^1/2 , so that with increasing this ratio it will be easier to interrupt large currents. In addition, the rise rate of the transient recovery voltage in the circuit breaker is proportional to 1 / C, so that a larger capacitance will reduce the rise rate of the recovery voltage for a given DC current. These two properties, which are important for switching off high currents, are also combined with the decreasing effect of the increased capacitance of the resonant circuit on its resonant frequency.

Это фактически означает, что устройство согласно изобретению может быть использовано для прерывания постоянных токов, существенно больших, чем это могут выполнить известные устройства, имеющие пассивный резонансный контур, так что такое устройство может быть выполнено с возможностью отключения постоянных токов, превышающих 2500А.This actually means that the device according to the invention can be used to interrupt constant currents substantially greater than what known devices having a passive resonant circuit can perform, so that such a device can be configured to turn off constant currents in excess of 2500A.

Согласно варианту осуществления изобретения упомянутое отношение ≥2. Оказалось, что отношение более 2 является очень благоприятным для устройства такого типа и позволяет надежно отключать токи, превышающие 2500А, например порядка 5000А, без необходимости использовать какой-либо активный резонансный контур того типа, что описан выше. Таким образом, согласно другому варианту осуществления, отношение может быть ≤8 и, в частности, иметь величину между 2 и 8. Отношение выше 8 может сделать конденсатор слишком дорогостоящим и при этом приводить к избыточной отключающей способности тока.According to an embodiment of the invention, said ratio is ≥2. It turned out that a ratio of more than 2 is very favorable for a device of this type and allows you to reliably turn off currents exceeding 2500A, for example about 5000A, without the need to use any active resonant circuit of the type described above. Thus, according to another embodiment, the ratio can be ≤8 and, in particular, be between 2 and 8. A ratio above 8 can make the capacitor too expensive and lead to an excess current breaking capacity.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, упомянутое отношение имеет величину между 3 и 5, предпочтительно между 2,5 и 3,5, что приводит к благоприятному сочетанию эксплуатационных свойств и стоимости устройства этого типа.According to another embodiment of the invention, said ratio has a value between 3 and 5, preferably between 2.5 and 3.5, which leads to a favorable combination of performance and cost of this type of device.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, упомянутая индуктивность резонансного контура определяется исключительно собственной индуктивностью проводника, используемого для соединения упомянутой емкости параллельно с упомянутым прерывателем. Подбор большой величины отношения емкости к индуктивности в резонансном контуре устройства согласно настоящему изобретению позволяет использовать только собственную индуктивность упомянутого проводника в качестве индуктивности резонансного контура, что позволяет экономить на расходах на отдельный индуктор. Это также дает возможность получить большую амплитуду упомянутого колебательного тока без чрезмерного увеличения емкости, так как эта амплитуда будет возрастать с уменьшением индуктивности.According to another embodiment of the invention, said resonance circuit inductance is determined solely by the intrinsic inductance of the conductor used to connect said capacitance in parallel with said chopper. The selection of a large value of the ratio of capacitance to inductance in the resonant circuit of the device according to the present invention allows only the intrinsic inductance of said conductor to be used as the inductance of the resonant circuit, which saves on costs for a separate inductor. This also makes it possible to obtain a large amplitude of said oscillatory current without an excessive increase in capacitance, since this amplitude will increase with decreasing inductance.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, индуктивность резонансного контура имеет величины между 5 и 35 мкГн или между 15 и 25 мкГн, что является благоприятными значениями для индуктивности упомянутого резонансного контура для получения упомянутого отношения согласно изобретению. Они также представляют собой величины индуктивности, которые могут быть получены собственной индуктивностью упомянутого проводника. Собственная индуктивность проводника в резонансных контурах этого типа, как правило, составляет около 1 мкГн на метр проводника, и такой проводник обычно имеет длину, приводящую к собственной индуктивности проводника в этих пределах.According to another embodiment of the invention, the inductance of the resonant circuit has values between 5 and 35 μH or between 15 and 25 μH, which are favorable values for the inductance of said resonant circuit to obtain said ratio according to the invention. They also represent the inductance values that can be obtained by the intrinsic inductance of said conductor. The intrinsic inductance of a conductor in resonant circuits of this type, as a rule, is about 1 μH per meter of conductor, and such a conductor usually has a length leading to the intrinsic inductance of the conductor within these limits.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, емкость резонансного контура находится 40 между 80 мкФ или находится между 50 и 70 мкФ. Выяснилось, что емкость в этих пределах будет достаточно большой для достижения снижения скорости нарастания упомянутого восстанавливающегося напряжения для данного постоянного тока, направленного на получение и по-прежнему обеспечивающего достижение его упомянутого благоприятного отношения к индуктивности резонансного контура для обеспечения отключения больших постоянных токов благодаря высокой амплитуде упомянутого колебательного тока, наложенного на постоянный ток. Затраты на конденсатор или конденсаторную батарею с такой емкостью будут также оставаться во вполне допустимых пределах.According to another embodiment of the invention, the capacitance of the resonant circuit is between 40 μF or between 50 and 70 μF. It turned out that the capacitance within these limits will be large enough to achieve a decrease in the slew rate of the aforementioned recovering voltage for a given direct current, aimed at obtaining and still ensuring the achievement of its mentioned favorable relation to the inductance of the resonant circuit to ensure that large DC currents are switched off due to the high amplitude of the vibrational current superimposed on direct current. The cost of a capacitor or capacitor bank with such a capacity will also remain within acceptable limits.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, упомянутая индуктивность резонансного контура находится между 15 и 25 мкГн, а упомянутое отношение между 2,5 и 3,5. Это приводит к обеспечению преимущественных характеристик устройства согласно изобретению, что понятно из вышеизложенного.According to another embodiment of the invention, said resonance circuit inductance is between 15 and 25 μH, and said ratio is between 2.5 and 3.5. This leads to the provision of advantageous characteristics of the device according to the invention, which is clear from the foregoing.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, упомянутый резонансный контур является совершенно пассивным. Подбор упомянутого отношения емкости к индуктивности резонансного контура устройства согласно настоящему изобретению позволяет разработать совершенно пассивную конструкцию упомянутого резонансного контура и все еще иметь возможность достигать надежного отключения больших постоянных токов посредством прерывателя и передавать их на упомянутую вторую цепь переменного тока.According to another embodiment of the invention, said resonant circuit is completely passive. The selection of the mentioned ratio of capacitance to inductance of the resonant circuit of the device according to the present invention allows you to develop a completely passive design of the said resonant circuit and still be able to achieve reliable shutdown of large constant currents by means of a chopper and transfer them to said second alternating current circuit.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, устройство имеет только один упомянутый прерыватель, соединенный параллельно с упомянутым резонансным контуром. "Один прерыватель" в данном контексте означает прерыватель, имеющий только одну дуговую камеру, в которой при прерывании создается дуга. Такой простой экономный прерыватель может быть использован в большинстве применений для надежного прерывания постоянных токов, достигающих около 5000А.According to another embodiment of the invention, the device has only one said chopper connected in parallel with said resonant circuit. “One interrupter” in this context means an interrupter having only one arc chamber in which an interrupt is created during interruption. Such a simple economical chopper can be used in most applications to reliably interrupt DC currents of up to about 5000A.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, устройство имеет два или более упомянутых соединенных последовательно прерывателей, а последовательное соединение упомянутых прерывателей соединено параллельно с упомянутым резонансным контуром. "Два или более упомянутых подключенных последовательно прерывателей" относятся к случаю применения двух отдельных соединенных последовательно прерывателей, но также и к прерывателю, имеющему множество соединенных последовательно камер, так что при прерывании может создаваться множество дуг, соединенных последовательно. Этот вариант осуществления является более дорогостоящим, чем вариант осуществления с только одним прерывателем, но это приводит к более высокому общему напряжению дуги, большей вероятности осуществления этапа создания напряжения, запускающего колебания и повышению электрической прочности на стадии переходного восстанавливающегося напряжения прерывателя. Это также означает, что инициирование колебаний накладывающегося тока может быть более эффективным, так что переход через нуль этого тока может быть достигнут при использовании меньшей емкости, чем только с одним прерывателем.According to another embodiment of the invention, the device has two or more of said series-connected interrupters, and the series connection of said interrupters is connected in parallel with said resonant circuit. "Two or more of said series-connected interrupters" refers to the case of two separate series-connected interrupters, but also to an interrupter having a plurality of chambers connected in series, so that when interrupting, a plurality of arcs connected in series can be created. This embodiment is more expensive than the embodiment with only one interrupter, but this leads to a higher overall arc voltage, a greater likelihood of carrying out the voltage generating step, triggering oscillations, and increasing the electric strength at the transient recovery voltage stage of the interrupter. It also means that initiating oscillations of the superimposed current can be more efficient, so that zero crossing of this current can be achieved by using less capacitance than with just one breaker.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, упомянутый резонансный контур содержит переключатель, подключенный последовательно с упомянутым конденсатором и упомянутой индуктивностью и выполненный с возможностью размыкания, когда упомянутый прерыватель находится в замкнутом проводящем состоянии, при этом устройство дополнительно содержит средство для управления замыканием упомянутого переключателя и соответственно замыканием упомянутого резонансного контура с задержкой относительно упомянутого размыкания упомянутого прерывателя. Соответственно, этот вариант осуществления имеет активный резонансный контур, но без зарядного устройства конденсатора, и он может быть использован для отключения очень больших токов, например, порядка 7000А. Путем синхронизации работы замыкающего переключателя с целью замыкания с определенной задержкой по отношению к размыканию прерывателя можно создать достаточно хорошо определенную стадию напряжения, эффективно инициирующую колебательния тока.According to another embodiment of the invention, said resonant circuit comprises a switch connected in series with said capacitor and said inductance and configured to open when said breaker is in a closed conducting state, the device further comprising means for controlling the closure of said switch and accordingly the closure of said a resonant circuit with a delay relative to said opening of said breaker. Accordingly, this embodiment has an active resonant circuit, but without a capacitor charger, and it can be used to turn off very high currents, for example, of the order of 7000A. By synchronizing the operation of the closing switch in order to close with a certain delay in relation to the opening of the breaker, it is possible to create a fairly well-defined voltage stage that effectively initiates current oscillations.

Изобретение также относится к использованию устройства согласно настоящему изобретению для отключения постоянного тока I, в котором 2500А≤I≤7000А, предпочтительно для I≥4500А. Преимущества такого использования ясно видны из сказанного выше относительно устройств согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.The invention also relates to the use of the device according to the present invention for disconnecting a direct current I, in which 2500A≤I≤7000A, preferably for I≥4500A. The advantages of such use are clearly apparent from the foregoing with respect to devices according to various embodiments of the present invention.

Изобретение также относится к установке для передачи электроэнергии через линии электропередачи высокого напряжения на постоянном токе (HVDC), имеющие, по меньшей мере, одну преобразовательную станцию, оснащенную устройством согласно настоящему изобретению для коммутации постоянного тока, протекающего по упомянутой первой токовой цепи из упомянутой установки в ее вторую цепь переменного тока. Это составляет предпочтительное применение устройства согласно настоящему изобретению. Таким образом, особенно предпочтительным является размещение упомянутого устройства в установке с двухполюсной линией постоянного тока, соединяющей две ее упомянутые преобразовательные станции, и размещение устройства в цепи возврата тока через землю, используемой упомянутым постоянным током при возникновении неисправности в соединительной цепи одного из двух полюсов линии постоянного тока и для коммутации постоянного тока через металлический выключатель с обратной передачей между упомянутыми станциями.The invention also relates to an installation for transmitting electricity through high voltage direct current (HVDC) power lines having at least one converter station equipped with a device according to the present invention for switching direct current flowing through said first current circuit from said installation to its second AC circuit. This constitutes a preferred use of the device according to the present invention. Thus, it is particularly preferable to place the said device in an installation with a two-pole direct current line connecting its two said converter stations, and to place the device in the earth return current circuit used by the said direct current in the event of a malfunction in the connecting circuit of one of the two poles of the direct current line current and for switching DC through a metal switch with reverse gear between the mentioned stations.

Дополнительные преимущества и предпочтительные признаки настоящего изобретения будут понятны из нижеследующего описания вариантов осуществления изобретения.Additional advantages and preferred features of the present invention will be apparent from the following description of embodiments of the invention.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Со ссылкой на прилагаемые чертежи, ниже следует конкретное описание вариантов осуществления изобретения, приводимых в качестве примеров.With reference to the accompanying drawings, the following is a specific description of exemplary embodiments of the invention.

На чертежах:In the drawings:

Фиг. 1-3 изображают упрощенные виды, иллюстрирующие возможное применение устройства согласно настоящему изобретению;FIG. 1-3 are simplified views illustrating the possible use of the device according to the present invention;

Фиг. 4 изображает упрощенный вид устройства в соответствии с предшествующим уровнем техники;FIG. 4 depicts a simplified view of a device in accordance with the prior art;

Фиг. 5-7 изображают виды устройств, подобные тому, что показано на фиг. 4 согласно первому, второму и третьему соответственно вариантам осуществления настоящего изобретения,FIG. 5-7 depict types of devices similar to those shown in FIG. 4 according to the first, second, and third, respectively, embodiments of the present invention,

Фиг. 8-11 изображают упрощенные виды, иллюстрирующие работу устройства согласно настоящему изобретению при отключении постоянного тока, протекающего по первой токовой цепи, и передаче этого тока во вторую цепь переменного тока;FIG. 8-11 are simplified views illustrating the operation of the device according to the present invention when the direct current flowing through the first current circuit is disconnected and this current is transferred to the second alternating current circuit;

Фиг. 12 изображает диаграмму колебательного тока, созданного в резонансном контуре устройства согласно настоящему изобретению в зависимости от времени для резонансных контуров с фиксированной емкостью и различными величинами индуктивности,FIG. 12 is a diagram of an oscillatory current generated in the resonant circuit of a device according to the present invention versus time for resonant circuits with a fixed capacitance and different inductance values,

Фиг. 13 изображает диаграмму колебательного тока, созданного в резонансном контуре устройства согласно настоящему изобретению в зависимости от времени для резонансных контуров с фиксированной резонансной частотой, но с переменными величинами емкости и индуктивности, иFIG. 13 is a diagram of an oscillatory current generated in the resonant circuit of a device according to the present invention versus time for resonant circuits with a fixed resonant frequency, but with variable capacitance and inductance, and

Фиг. 14 изображает диаграмму отношения индуктивности к емкости для фиксированной максимальной резонансной частоты, показывающую область, внутри которой может производиться выбор емкостей и индуктивностей резонансного контура в устройстве согласно настоящему изобретению.FIG. 14 is a diagram of the ratio of inductance to capacitance for a fixed maximum resonant frequency, showing the area within which the capacitance and inductance of the resonant circuit can be selected in the device according to the present invention.

Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретенияDetailed Description of Embodiments of the Present Invention

Фиг. 5 изображает устройство в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, содержащее один одинарный прерыватель 1, установленный в первой токовой цепи 8 и имеющий контакты 9 и 10, подвижные по отношению друг к другу от положения замыкания до положения размыкания прерывателя для отключения протекающего через него тока. Устройство имеет также резонансный контур 2, соединенный параллельно с прерывателем и содержащий конденсатор 3 и индуктивность 4, сформированный исключительно собственной индуктивностью проводника 11, используемого для соединения конденсатора параллельно с прерывателем. Последовательное соединение конденсатора и индуктивности выполнено с возможностью создания колебательного тока, накладывающегося на постоянный ток через прерыватель для отключения на переходе тока через нуль в прерывателе, обеспечивая отключение этого тока при раздвигании контактов 9 и 10. Устройство имеет также разрядник 7 для защиты от перенапряжений, подключенный параллельно с резонансным контуром и выполненный с возможностью начала проводки тока при достижении напряжением на прерывателе 1 определенного значения при перемещении контактов 9 и 10 друг от друга и обеспечения проводки постоянного тока при коммутации на вторую цепь переменного тока, как описано ниже со ссылкой на фиг. 8-11. Эта коммутация имеет место вследствие наличия упомянутого напряжения на прерывателе в упомянутой первой токовой цепи. Разрядник для защиты от перенапряжений выполнен с возможностью начала проводки при напряжении ниже номинального напряжения прерывателя, например, около 50-200 кВ для прерывателя с номинальным напряжением 245 кВ.FIG. 5 shows a device in accordance with a first embodiment of the present invention, comprising one single chopper 1 mounted in a first current circuit 8 and having contacts 9 and 10 movable with respect to each other from a shorted position to an open position of the breaker to disconnect the current flowing through it . The device also has a resonant circuit 2 connected in parallel with the chopper and containing a capacitor 3 and an inductance 4 formed solely by the inductance of the conductor 11 used to connect the capacitor in parallel with the chopper. The series connection of the capacitor and inductance is made with the possibility of creating an oscillating current superimposed on the direct current through the chopper to turn off the current passing through zero in the chopper, providing disconnection of this current when the contacts 9 and 10 are apart. The device also has an arrester 7 for overvoltage protection, connected parallel to the resonant circuit and configured to start conducting current when the voltage on the chopper 1 reaches a certain value when moving to contacts 9 and 10 from each other and providing direct current wiring when switching to a second alternating current circuit, as described below with reference to FIG. 8-11. This switching takes place due to the presence of said voltage on the interrupter in said first current circuit. The surge arrester is designed to start wiring at a voltage below the rated voltage of the interrupter, for example, about 50-200 kV for an interrupter with a rated voltage of 245 kV.

Примером возможного прерывателя является элегазовый выключатель на 145 кВ и 245 кВ, выполненный по автопневматической технологии. Прерыватель предпочтительно имеет номинал, превышающий 100 кВ, например, находящийся в диапазоне 100 - 500 кВ.An example of a possible circuit breaker is a gas-insulated switch for 145 kV and 245 kV, made by auto-pneumatic technology. The breaker preferably has a rating in excess of 100 kV, for example, in the range of 100 to 500 kV.

Соответственно, устройство, показанное на фиг. 5 согласно варианту осуществления настоящего изобретения, имеет только пассивный резонансный контур, действующий путем выбора отношения его емкости в мкФ к индуктивности в мкГн, величина которого ≥1, способный осуществить отключение токов, превышающих 2500А. Имеется только один блок 12 управления для управления размыканием прерывателя, происходящим при возникновении какого-либо события, например неисправности, что делает его необходимым или просто желательным.Accordingly, the apparatus shown in FIG. 5 according to an embodiment of the present invention has only a passive resonant circuit operating by selecting the ratio of its capacitance in μF to inductance in μH, the value of which is ≥1, capable of shutting off currents exceeding 2500A. There is only one control unit 12 for controlling the opening of the chopper that occurs when an event occurs, such as a malfunction, which makes it necessary or simply desirable.

Фиг. 6 изображает устройство в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения, отличающееся от варианта осуществления, показанного на фиг. 5, только последовательным соединением двух прерывателей 1а и 1b. Это последовательное соединение следует рассматривать как последовательное соединение двух дуг, образующихся при разделении двух пар контактов при отключении тока. Таким образом, речь может идти о двух отдельных прерывателях, соединенных последовательно, или прерывателе, снабженном двумя камерами с последовательно соединенными контактами. Этот вариант осуществления приводит к более высокому напряжению дуги, большей вероятности осуществления этапа создания напряжения, запускающего колебательние тока, и повышению электрической прочности на стадии переходного восстанавливающегося напряжения относительно варианта осуществления, показанного на фиг. 5. Последовательное соединение всего устройства также может быть возможным, равно как и последовательное соединение, показанное на фиг. 6.FIG. 6 shows a device in accordance with a second embodiment of the invention, different from the embodiment shown in FIG. 5, only by connecting in series two breakers 1a and 1b. This series connection should be considered as a series connection of two arcs formed when two pairs of contacts separate when the current is cut off. Thus, we can talk about two separate choppers connected in series, or a chopper equipped with two chambers with series-connected contacts. This embodiment leads to a higher arc voltage, a greater likelihood of the implementation of the step of creating a voltage that starts the oscillatory currents, and an increase in the electric strength at the stage of transient recovery voltage relative to the embodiment shown in FIG. 5. The serial connection of the entire device may also be possible, as well as the serial connection shown in FIG. 6.

Третий вариант осуществления устройства согласно настоящему изобретению представлен на фиг. 7 и он отличается от варианта осуществления, показанного на фиг. 5, тем, что резонансный контур содержит переключатель 6, соединенный последовательно с конденсатором и индуктивностью и выполненный с возможностью размыкания, когда прерыватель находится в замкнутом проводящем состоянии. Блок 12 управления приспособлен для управления переключателя 6 для замыкания и, таким образом, замыкания резонансного контура с задержкой, например, 15 мс после размыкания контактов во время размыкания прерывателя. Это дает возможность создать достаточно хорошо определенный этап напряжения, эффективно инициирующий колебательние тока в резонансном контуре. Следует отметить, что вариант осуществления, показанный на фиг. 7, может, конечно, иметь более одного прерывателя или дуг, возникающих при размыкании последовательных соединений.A third embodiment of the device according to the present invention is shown in FIG. 7 and it differs from the embodiment shown in FIG. 5, in that the resonant circuit comprises a switch 6 connected in series with the capacitor and inductance and configured to open when the interrupter is in a closed conducting state. The control unit 12 is adapted to control the switch 6 to close and thus close the resonant circuit with a delay of, for example, 15 ms after opening the contacts during the opening of the breaker. This makes it possible to create a fairly well-defined voltage stage that effectively initiates oscillatory currents in the resonant circuit. It should be noted that the embodiment shown in FIG. 7 may, of course, have more than one breaker or arcs arising from the opening of series connections.

Последовательность отключения постоянного тока, протекающего по первой токовой цепи через прерыватель в устройстве согласно настоящему изобретению, и передачи этого постоянного тока во вторую цепь переменного тока теперь будет объяснена со ссылками на фиг. 8-11 и при допущении, что это устройство образует металлический выключатель с обратной передачей в установке, как показано на фиг. 1-3.The sequence of disconnecting the direct current flowing through the first current circuit through the chopper in the apparatus of the present invention and transferring this direct current to the second alternating current circuit will now be explained with reference to FIG. 8-11 and on the assumption that this device forms a metal switch with reverse gear in the installation, as shown in FIG. 1-3.

Фиг. 8 изображает, как ток течет через прерыватель и индуктивность 110 заземленной цепи 111, когда контакты прерывателя замкнуты, и возникла неисправность, как показано на фиг. 2. С момента начала размыкания прерывателем в резонансном контуре возникает колебательный ток, накладывающийся на постоянный ток посредством прерывателя. Амплитуда инжектированного колебательного тока должна быть выше, чем постоянный ток, для получения перехода через нуль объединенного тока. Инжектированный колебательный ток может быть рассчитан с использованием нижеприведенного выражения, если не учитывать потери:FIG. 8 shows how current flows through the chopper and the inductance 110 of the grounded circuit 111 when the chopper contacts are closed and a fault has occurred, as shown in FIG. 2. From the moment the breaker opens the circuit, an oscillating current arises in the resonant circuit, superimposed on the direct current by means of a chopper. The amplitude of the injected oscillatory current must be higher than the direct current in order to obtain a transition through zero of the combined current. The injected oscillatory current can be calculated using the following expression, if you do not take into account losses:

(1)

(one)

в которомwherein

(2)

в котором ω - угловая резонансная частота, L - индуктивность резонансного контура, С - емкость конденсатора и U_arc - напряжение дуги.in which ω is the angular resonant frequency, L is the inductance of the resonant circuit, C is the capacitance of the capacitor, and U _arc is the arc voltage.

Таким образом, при повышении величины отношения С к L амплитуда упомянутого тока увеличится.Thus, with an increase in the ratio of C to L, the amplitude of said current increases.

Для достижения перехода тока через нуль инжектированный колебательный ток I_inject должен быть больше, чем постоянный ток I_dc на прерывателе, т.е.In order to achieve a current transition through zero, the injected oscillatory current I _inject must be greater than the direct current I _dc on the interrupter, i.e.

Таким образом, было установлено, что высокий скачок напряжения дуги U_arc и сочетание "большой" емкости и "малой" индуктивности являются ключевыми параметрами для отключения больших постоянных токов.Thus, it was found that a high jump in arc voltage U _arc and a combination of “large” capacitance and “small” inductance are key parameters for disconnecting large constant currents.

Кроме того, резонансная частота колебательного тока или производная по времени колебательного тока должны быть достаточно низкими по отношению к тепловой постоянной времени дуги для успешного прерывания тока. Это означает, что максимальная резонансная частота будет накладывать ограничения при подборе емкости и индуктивности для параллельного резонансного контура. У предшествующих конструкций резонансная частота находилась в диапазоне 4-5 кГц.In addition, the resonant frequency of the vibrational current or the time derivative of the vibrational current must be sufficiently low with respect to the thermal constant of the arc time for successful interruption of the current. This means that the maximum resonant frequency will impose restrictions on the selection of capacitance and inductance for a parallel resonant circuit. For previous designs, the resonant frequency was in the range of 4-5 kHz.

Следующим подлежащим рассмотрению явлением будет скорость нарастания восстанавливающегося напряжения, возникающего при размыкании контактов прерывателя. Скорость нарастания для переходного восстанавливающегося напряжения должна быть рассмотрена для предотвращения пробоя. Нижеприведенное уравнение (4) приводит скорость нарастания восстанавливающегося напряжения U_TRV в зависимости от постоянного тока I_dc и емкости С параллельного резонансного контура:The next phenomenon to be considered is the slew rate of the recovering voltage that occurs when the breaker contacts open. The slew rate for transient recovery voltage should be considered to prevent breakdown. The following equation (4) gives the slew rate of the recovering voltage U _TRV depending on the direct current I _dc and the capacitance C of the parallel resonant circuit:

Это означает, что "большая" емкость снижает скорость нарастания восстанавливающегося напряжения для данного постоянного тока.This means that a "large" capacitance reduces the slew rate of the recovery voltage for a given DC current.

В состоянии, показанном на фиг. 9, постоянный ток будет заряжать конденсатор, и напряжение на конденсаторе и прерывателе будет возрастать. Когда напряжение на прерывателе растет, ток через индуктивность новой цепи медленно увеличивается. Напряжение на прерывателе увеличивается до тех пор, пока не будет достигнут защитный уровень напряжения разрядника 7 для защиты от перенапряжений. Затем напряжение на прерывателе поддерживается постоянным и равным напряжению разрядника для защиты от перенапряжений до тех пор, пока постоянный ток не будет коммутирован на металлическую цепь 112 обратного тока, как показано на фиг. 11, как следствие присутствия напряжения на разряднике для защиты от перенапряжений и в силу этого на прерывателе в упомянутой первой токовой цепи. Время от прерывания на переходе тока через нуль до начала проводки разрядником для защиты от перенапряжений, как правило, может быть порядка 1 мс, а время, за которое разрядник для защиты от перенапряжений осуществляет проводку, как правило, может быть порядка 100 мс. Проводилось компьютерное моделирование для изучения влияния емкости и индуктивности резонансного контура в устройстве согласно варианту осуществления настоящего изобретения, показанному на фиг. 5.In the state shown in FIG. 9, a constant current will charge the capacitor, and the voltage across the capacitor and the chopper will increase. As the voltage across the breaker rises, the current through the inductance of the new circuit slowly increases. The voltage at the interrupter increases until a protective voltage level of the arrester 7 is reached to protect against overvoltages. Then, the voltage across the circuit breaker is kept constant and equal to the voltage of the arrester for protection against overvoltage until the direct current is switched to the metal circuit 112 of the reverse current, as shown in FIG. 11, as a consequence of the presence of voltage on the arrester to protect against overvoltages and, therefore, on the interrupter in said first current circuit. The time from the interruption at the transition of current through zero to the start of wiring by the arrester for surge protection, as a rule, can be of the order of 1 ms, and the time during which the surge arrester performs wiring, as a rule, can be of the order of 100 ms. Computer simulations were performed to study the effects of capacitance and inductance of the resonant circuit in a device according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 5.

Сначала были проведены три компьютерных моделирования с различными величинами индуктивности, но с одинаковой величиной емкости для постоянного тока силой 3кА. Величины емкости и индуктивности были следующими:First, three computer simulations were carried out with different values of inductance, but with the same value of capacitance for direct current of 3 kA. The capacitance and inductance values were as follows:

С=20 мкФC = 20 uF

L1=15 мкГнL1 = 15 μH

L2=60 мкГнL2 = 60 μH

L3=120 мкГнL3 = 120 μH

Диаграмма на фиг. 12 изображает ток I через прерыватель в зависимости от времени для этих трех случаев. Видно, что увеличение индуктивности уменьшает резонансную частоту, но время до перехода через нуль увеличивается.The diagram in FIG. 12 shows the current I through the chopper versus time for these three cases. It can be seen that an increase in inductance decreases the resonant frequency, but the time to go through zero increases.

Соответствующие моделирования для постоянной индуктивности и различных величин емкости показывают, что большая величина емкости обеспечивает более быстрое прерывание тока и наиболее низкую резонансную частоту, так как большая величина емкости позволяет улучшить два важных свойства, а именно нижнюю резонансную частоту и большую амплитуду колебательного тока.Corresponding simulations for constant inductance and various capacitance values show that a large capacitance provides faster interruption of the current and the lowest resonant frequency, since a large capacitance can improve two important properties, namely the lower resonant frequency and the large amplitude of the oscillatory current.

Были проведены три моделирования с различными величинами емкости и индуктивности, но с одинаковой резонансной частотой для постоянного тока силой 3кА в соответствии со следующими величинами:Three simulations were carried out with different capacitance and inductance, but with the same resonant frequency for a direct current of 3 kA in accordance with the following values:

C1=20 мкФ и L1=60 мкГнC1 = 20 μF and L1 = 60 μH

C2=40 мкФ и L2=30 мкГнC2 = 40 μF and L2 = 30 μH

C3=60 мкФ и L3=20 мкГнC3 = 60 μF and L3 = 20 μH

Таким образом, резонансная частота поддерживается постоянной.Thus, the resonant frequency is kept constant.

Фиг. 13 изображает диаграмму постоянного тока с наложенным колебательным током в зависимости от времени для этих трех случаев. Показано, как более быстрый ток прерывания достигается в случае с большей величиной емкости.FIG. 13 depicts a dc current plot with a superimposed oscillatory current versus time for these three cases. It is shown how a faster interrupt current is achieved in the case with a larger capacitance value.

Таким образом, можно сделать вывод, что целесообразно иметь большую величину отношения емкости к индуктивности резонансного контура для получения большой амплитуды колебательного тока и большую величину емкости для ограничения скорости нарастания восстанавливающегося напряжения для предотвращения пробоя после прерывания.Thus, we can conclude that it is advisable to have a large value of the ratio of capacitance to inductance of the resonant circuit to obtain a large amplitude of the vibrational current and a large value of the capacitance to limit the slew rate of the recovering voltage to prevent breakdown after interruption.

Фиг. 14 изображает, как индуктивность и емкость резонансного контура в устройстве согласно настоящему изобретению могут быть выбраны для получения требуемых свойств устройства согласно изобретению. Индуктивность L показана в зависимости от емкости С, а линия А соответствует максимальной резонансной частоте 4,5 кГц. Соответственно, более низкие частоты находятся путем сочетания емкости и индуктивности выше этой линии А. Кроме того, амплитуда упомянутого колебательного тока задается отношением емкости к индуктивности, которое согласно настоящему изобретению должно составлять по меньшей мере 1. Прямая линия В соответствует такому отношению, равному 1. Это означает, что два требования по амплитуде и частоте колебательного тока приводят к образованию возможной области G, заштрихованной на фиг. 14 для обозначения сочетаний емкости и индуктивности.FIG. 14 shows how the inductance and capacitance of a resonant circuit in a device according to the present invention can be selected to obtain the desired properties of the device according to the invention. Inductance L is shown as a function of capacitance C, and line A corresponds to a maximum resonant frequency of 4.5 kHz. Accordingly, lower frequencies are found by combining capacitance and inductance above this line A. In addition, the amplitude of said oscillating current is determined by the ratio of capacitance to inductance, which according to the present invention should be at least 1. Straight line B corresponds to a ratio of 1. This means that two requirements for the amplitude and frequency of the oscillatory current lead to the formation of a possible region G, shaded in FIG. 14 to indicate combinations of capacitance and inductance.

Разумеется, изобретение никоим образом не ограничивается вышеописанными вариантами осуществления, но дает много возможностей для его модификаций, очевидных для специалиста в данной области техники в пределах объема изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.Of course, the invention is in no way limited to the above-described embodiments, but provides many opportunities for its modifications, obvious to a person skilled in the art within the scope of the invention defined in the attached claims.

Задержка замыкания переключателя в варианте осуществления в соответствии с фиг. 7 может в любом случае рассматриваться как допустимая, например, при величине задержки 5 мс или 10 мс.Switch closure delay in the embodiment of FIG. 7 can in any case be considered valid, for example, with a delay value of 5 ms or 10 ms.

Claims

1. Устройство, выполненное с возможностью отключения постоянных токов, превышающих 2500 А, протекающих по первой токовой цепи, и передачи упомянутых постоянных токов в альтернативную вторую токовую цепь, содержащее:
по меньшей мере, один прерыватель (1), установленный в упомянутой первой токовой цепи и имеющий контакты (9, 10), выполненные с возможностью перемещения относительно друг друга из положения замыкания в положение размыкания прерывателя для отключения протекающего через него тока,
резонансный контур (2), соединенный параллельно с упомянутым прерывателем и содержащий конденсатор (3) и индуктивность (4), соединенные последовательно и выполненные с возможностью создания колебательного тока, накладываемого на упомянутый постоянный ток для создания перехода через нуль тока, протекающего через прерыватель, тем самым обеспечивая отключение этого тока при раздвигании упомянутых контактов, и
разрядник (7) для защиты от перенапряжений, соединенный параллельно с упомянутым резонансным контуром (2) и выполненный с возможностью начинать проводить, когда напряжение на упомянутом прерывателе (1) достигает определенного значения при раздвигании упомянутых контактов, и проводить до тех пор, пока упомянутый постоянный ток не будет коммутирован на упомянутую альтернативную вторую токовую цепь, соединенную с упомянутой первой токовой цепью, как следствие присутствия упомянутого напряжения на упомянутом прерывателе в упомянутой первой токовой цепи,
отличающееся тем, что отношение емкости в мкФ к индуктивности в мкГн упомянутого резонансного контура ≥1.1. A device made with the possibility of disconnecting constant currents exceeding 2500 A flowing along the first current circuit, and transmitting the aforementioned constant currents to an alternative second current circuit, comprising:
at least one breaker (1) installed in the aforementioned first current circuit and having contacts (9, 10) configured to move relative to each other from the closed position to the open position of the breaker to disconnect the current flowing through it,
a resonant circuit (2) connected in parallel with said chopper and containing a capacitor (3) and inductance (4) connected in series and configured to create an oscillating current superimposed on said direct current to create a transition through zero of the current flowing through the chopper, thereby ensuring that this current is switched off when the said contacts are pushed apart, and
surge arrester (7) connected in parallel with said resonant circuit (2) and configured to start conducting when the voltage across said breaker (1) reaches a certain value when the said contacts are opened, and carry out until said constant the current will not be switched to said alternative second current circuit connected to said first current circuit, as a result of the presence of said voltage on said chopper in said first current circuit,
characterized in that the ratio of capacitance in μF to inductance in μH of said resonance circuit is ≥1.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутое отношение ≥2.2. The device according to claim 1, characterized in that the said ratio is ≥2.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что упомянутое отношение ≤8 и предпочтительно находится между 2 и 8.3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the said ratio is ≤8 and is preferably between 2 and 8.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутое отношение находится между 3 и 6, предпочтительно между 2,5 и 3,5.4. The device according to claim 1, characterized in that said ratio is between 3 and 6, preferably between 2.5 and 3.5.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутая индуктивность (4) упомянутого резонансного контура (2) образована исключительно собственной индуктивностью проводника (11), использованного для соединения упомянутого конденсатора параллельно с упомянутым прерывателем.5. The device according to claim 1, characterized in that said inductance (4) of said resonant circuit (2) is formed solely by its own inductance of a conductor (11) used to connect said capacitor in parallel with said chopper.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутая индуктивность (4) упомянутого резонансного контура находится между 5 и 35 мкГн или между 15 и 25 мкГн.6. The device according to claim 1, characterized in that said inductance (4) of said resonant circuit is between 5 and 35 μH or between 15 and 25 μH.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкость (3) резонансного контура находится между 40 и 80 мкФ или между 50 и 70 мкФ.7. The device according to claim 1, characterized in that the capacitance (3) of the resonant circuit is between 40 and 80 μF or between 50 and 70 μF.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутая индуктивность (4) резонансного контура находится между 15 и 25 мкГн, а упомянутое отношение находится между 2,5 и 3,5.8. The device according to claim 1, characterized in that said inductance (4) of the resonant circuit is between 15 and 25 μH, and said ratio is between 2.5 and 3.5.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый резонансный контур (2) является исключительно пассивным.9. The device according to claim 1, characterized in that the said resonant circuit (2) is extremely passive.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно имеет только один упомянутый прерыватель (1), соединенный параллельно с упомянутым резонансным контуром (2).10. The device according to claim 1, characterized in that it has only one said breaker (1) connected in parallel with said resonant circuit (2).

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно имеет два или более упомянутых прерывателя (1a, 1b), соединенных последовательно, и тем, что последовательное соединение упомянутых прерывателей соединено параллельно с упомянутым резонансным контуром (2).11. The device according to claim 1, characterized in that it has two or more of said breakers (1a, 1b) connected in series, and in that the series connection of said breakers is connected in parallel with said resonant circuit (2).

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый резонансный контур содержит переключатель (6), соединенный последовательно с упомянутым конденсатором (3) и упомянутой индуктивностью (4) и выполненный с возможностью размыкания, когда упомянутый прерыватель (1) находится в замкнутом проводящем состоянии, и тем, что устройство дополнительно содержит средство (12), выполненное с возможностью управления упомянутым переключателем для его замыкания и тем самым замыкания упомянутого резонансного контура с задержкой относительно упомянутого размыкания упомянутого прерывателя.12. The device according to claim 1, characterized in that said resonant circuit comprises a switch (6) connected in series with said capacitor (3) and said inductance (4) and configured to open when said breaker (1) is closed conductive state, and the fact that the device further comprises means (12) configured to control said switch to close it and thereby close said resonant circuit with a delay relative to said azmykaniya said interrupter.

13. Применение устройства по любому из пп.1-12 для отключения постоянного тока I, в котором 2500А≤I≤7000 А, предпочтительно для I≥4500 А.13. The use of the device according to any one of claims 1 to 12 for turning off the direct current I, in which 2500A≤I≤7000 A, preferably for I≥4500 A.

14. Установка для передачи электроэнергии через линию электропередачи высокого напряжения на постоянном токе (HVDC), имеющую на по меньшей мере одной своей преобразовательной подстанции (100, 101) устройство (109) по любому из пп.1-12 для коммутации постоянного тока, протекающего по первой токовой цепи (111) упомянутой установки, на ее альтернативную вторую токовую цепь (112).14. Installation for transmitting electricity through a high voltage direct current power line (HVDC), having at least one of its converter substations (100, 101) a device (109) according to any one of claims 1 to 12 for switching direct current flowing along the first current circuit (111) of said installation, to its alternative second current circuit (112).

15. Установка по п.14, отличающаяся тем, что упомянутая установка имеет двухполюсную линию постоянного тока, соединяющую ее две упомянутые преобразовательные подстанции (100, 101), и что упомянутое устройство установлено в цепи (111) возврата тока через землю, используемой упомянутым постоянным током при неисправности связи с одним из двух полюсов (107, 108) линии постоянного тока, и для коммутации упомянутого постоянного тока для протекания через металлическую цепь (112) возврата тока между упомянутыми подстанциями. 15. Installation according to claim 14, characterized in that the said installation has a bipolar DC line connecting its two said converter substations (100, 101), and that said device is installed in a circuit (111) for returning current through the earth used by said constant current when there is a communication failure with one of the two poles (107, 108) of the direct current line, and for switching said direct current for flowing current through the metal circuit (112) between the mentioned substations.