Способ защиты потребителей электроэнергии от токов короткого замыкания

Способ защиты потребителей электроэнергии от токов короткого замыкания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: изобретение может использоваться для защиты потребителей электроэнергии от повреждений при дуговых коротких замыканиях в сильноточных цепях постоянного и переменного тока. Сущность изобретения заключается во введении второй шунтирующей цепи при помощи дуги, разделении дуги на четыре части.и повышения напряжения на дуге выключателя шунтирующей цепи до влажности, не превышающей электрическую прочность обесточенного дугогасительного промежутка силового выключателя. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s Н 02 Н 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ.И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4756766/07 (22) 09.11.89 (46) 07.07.92. Бюл. М 25 (71) Ленинградское производственное электромашиностроительное обьединение

"Электросила" им.С.M. Кирова (72) А.M.Êîðíååâ . (53) 621.318,925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 312358, кл. Н 02 Р 9/12, 1970.

Авторское свидетельство СССР

М 1292095, кл. Н 02 Н 3/00, 1987, 1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания защиты потребителей электроэнергии от повреждений при дуговых коротких замыканиях в сильноточных цепях постоянного и переменного тока.

Известен способ, применяемый в устройстве для гашения магнитного поля синхронных машин, заключающийся в обесточивании нагрузки путем подключения с помощью дуги, возникающей на контактах силового выключателя, шунтирующей электрической цепи, параллельно защищаемой нагрузке и отключение питающей линии этим же силовым выключателем.

Основным недостатком способа, используемого в данном устройстве, является снижение отключающей способности за. щитного выключателя. Обусловлено это тем, что после образования дуги и ее выброса и дугогасительную камеру в цепи источника питания оказывается только часть дугогаси„„!Ж,, 1746455 А1 (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ОТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (57) Использование; изобретение может использоваться для защиты потребителей электроэнергии от повреждений при дуговых коротких замыканиях в сильноточных цепях постоянного и переменного тока.

Сущность изобретения заключается во введении второй шунтирующей цепи при помощи дуги, разделении дуги на четыре части.и повышения напряжения на дуге выключателя шунтирующей цепи до влажности, не превышающей электрическую прочность обесточенного дугогасительного промежутка силового выключателя. 4 ил, тельной решетки выключателя, напряжение Я на которой определяет токоограничивающую и отключающую способность. Уменьшение ее величины приводит к уменьшению напряжения на дуге отключения, а следовательно, к снижению токоограничивающей и ф, отключающей способности устройства.. О

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ за-. щиты потребителей электроэнергии от токов короткого замыкания, при котором производят обесточивание нагрузки путем подключения с помощью дуги, возникающей на контактах силового выключателя, шунтирующей электрической цепи, параллельно защищаемой нагрузке, повышение напряжения на ней до величины, не превышающей электрическую прочность обесточенного дугогасительного промежутка силового выключателя и отключение питающей линии этим же выключателем.

1746455

Недостатком указанного способа является то, что при обесточивании высокоиндуктивной цепи с большой запасенной энергией переходный процесс обесточива- ния нагрузки протекает длительно и до момента срабатывания коммутационного элемента шунтирующей цепи ток в цепи питания успевает значительно возрасти, что . усложняет. отключение и увеличивает длительность короткого замыкания, А длительное протекание большого тока короткого замыкания в части дугогасительной системы силового выключателя может привести к выходу его из строя, Целью изобретения является повышение быстродействия защиты потребителей . электроэнергии с большой запасенной энергией.

Указанная цель достигается тем, что согласно защиты потребителей электроэнергии от токов короткого замыкания, при котором размыкают последовательно соединенные размыкающие контакты силового выключателя, расщепляют первую возникшую дугу на две части, подключают первую шунтирующую цепь при помощи первой дуги, размыкают размыкающий контакт выключателя первой шунтирующей цепи и повышают напряжение на возникшей дуге указанного выключателя до величины, не превышающей электрической прочности первого обесточенного дугогасительного промежутка силового выключателя, дополнительно расщепляет вторую дугу на две части, подключают вторую шунтирующую цепь при помощи второй дуги, размыкают размыкающий контакт выключателя второй шунтирующей цепи и повышают напряжение на возникшей дуге указанного выключателя до величины, не превышающей электрическую прочность второго обесточенного дугогасительного промежутка силоваго выключателя.

В результате подключения с помощью . второй дуги силового выключателя одновременно второй шунтирующей цепи и повышения на них напряжения после погасания дуги силового выключателя, включенного, между ними, уменьшилось время от момента начала короткого замыкания до момента повышения напряжения на подключенных шунтирующих цепях, Суммарный эффект выражается в повышении быстродействия, На фиг,1 изображена электрическая схема, реализующая предлагаемый способ защиты; на фиг.2 — то же, в момент срабатывания силового выключателя и подключения дугой шунтирующих цепей; на фиг,3 — то же, в момент срабатывания коммутационных

10 тельных камерах 8 и 9, в которых также

20

55 а электрические цепи 12 и 13 обесточены.

При возникновении короткого замыкания в момент to в цепи появляется нарастающий

40 элементов; на фиг.4 — осциллограмма процесса отключения короткого замыкания, Схема. содержит силовой защитный выключатель 1, имеющий два последовательно включенных разрывных контакта 2 и 3, дугогасительные рога 6 и 7. электрически соединенные между собой, но не имеющие электрического соединения с токонроводом выключателя, расположенные в дугогасиустановлены промежуточные электроды 10 и 11, шунтирующие электрические цепи 12 и 13, соединенные с промежуточными электрудами, и включенные в них коммутационные элементы 14 и 15, защищаемую нагрузку 16 и источник 17 питания.

Способ осуществляют следующим образом.

Первую шунтирующую цепь 12 подключают с помощью первой дуги "аз", а вторую шунтирующую цепь 13 — с помощью дуги

"аг", возникающих на контактах 2 и 3 силового выключателя 1 при его срабатывании (фиг,2). В результате подключения шунтирующих цепей источник 17 питания оказывается замкнут через дугу "аб" на цепь 13, а защищаемая нагрузка 16 через дугу "жз" оказывается эакороченной на цепь 12.

Дуги "вг" и "де" оказываются зашунтированными низкоомными активными сопротивлениями (величина которых определяется, в основном, сопротивлением замкнутых контактных переходов коммутационных элементов 14 и 15) электрических цепей 12 и 3, Это создает условия для мгновенного погасания дуг "вг" и "де", включенных между подключенными шунтирующими цепями 12 и l3 и являющимися частями первой и второй дуг "дг" и "дз", Погасание дуг

"вг" и "де" приводит к электрическому отделению токоведущего контура источника питания от короткозамкнутого контура нагрузки, После этого повышают напряжение на шунтирующих цепях с помощью коммутационных элементов 14 и 15 (фиг 3). Это обеспечивает быстрое затухание тока в контуре нагрузки и отключение питающей цепи, На фиг,4 приведена осциллограмма процесса отключения короткого замыкания по предлагаемому способу защиты.

В продолжительном режиме работы контакты 2 и 3 силового выключателя 1 замкнуты и рабочий ток протекает по нагрузке, ток. Силовой выключатель срабатывает и в момент времени Ь его контакты размыкают; ся.

1746455

Дуги, появляющиеся на контактах. вы- предлагаемого способа защиты уменьшитбрасываются в дугогасительные камеры 8 и ся íà 20%.

9, где приходят в соприкосновение с проме- Поскольку при предлагаемом способе жуточными электродами 10 и 11. Образова- токоограничение достигается не за счет ввение опорных точек дуги на промежуточных 5 дения в отключаемую цепь сопротивления электродах означает подключение шунтиру- дуги, как это имеет место в известных токоющих цепей в момент времени tUJ. Возмож- ограничивающих выключателях, а в резульная неодновременность подключения тате перераспределения тока из цепи шунтирующих цепей практически не окажет нагрузки в шунтирующую цепь и быстрого влияния на работу. 10 отделения контуров источника питания и

С момента тш подключения шунтирую- разряда индуктивности нагрузки, предлагащих цепей начинается резкий спад тока дуг емый способ позволяет добиться эффекта

"вг" и "де", в результате чего они гаснут в токоограничения при высоком напряжении, момент времени 1д. Начиная в момента вре- где введение в цепь дуги не влияет на величи-. мени t ток в нагрузке определяется пара- 15 ну тока, и за счет высокой коммутационной метрами контура, образованного. цепью способности коммутационного элемента, нагрузки и шунтирующей цепью 12, а также включенного в шунтирующую цепь контура запасенной в контуре энергией, источника питания, значительно повысить наПосле погасания дуг "вг" и "де" в мо- пряжение выключателя. мент времени 1 р.д и тср, срабатывают ком- 20 Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я мутационные элементы 14 и .15, Их Способ защиты потребителей электросрабатывание приводит к резкому повыше- энергии от токов короткого замыкания, занию напряжения Umn и Ош на шунтирую- ключающийся в том, 4То размыкают щих цепях, что обеспечивает резкое последовательно соединенные размыкаюсовпаданиетоковиобесточиваниенагрузки 25 щие контакты силового выключателя, раса момент времени t<6. щепляют первую возникшую дугу на две

Из приведенной осциллограммы видно, части, подключают первую шунтирующую чтоблагодаря быстромуобесточиваниюдуг, .цепь при помощи первой дуги, размыкан т включенных между шунтирующими цепями, размыкающий контакт выключателя первой появилась возможность повысить напряже- 30 шунтирующей цепи и повышают напряжение на шунтирующих цепях значительно ниенавозникшейдугеуказанноговыключараньшемоментаобесточиваниянагруз,а теля, не превышающее электрической значит, повысить быстродействие. прочности первого обесточенного дугогасиТехнико-экономическая эффективность тельного промежутка силового выключатеот использования предлагаемого изобрете- 35 ля, отличающийся тем, что, с целью ния определяется повышением техниче- . повышения быстродействия защиты,дополских параметров защитного выключателя., и, нительно расщепляют вторую дугу на две сокращением размеров Повреждения от ду- час и, подключают вторую шунтирующую говых коротких замыканий в результате цепь при помощи второй дуги и одновреуменьшения величины и длительности про- менно с размыканием размыкающих контекания тока по поврежденному участку. 40 тактов выключателя первой шунтирующей ,Анализ существующих эксперимен- цепи размыкают размыкающий контакт вы. тальных данных показывает, что за счет бы- ключателя второй шунтирующей цепи и построго.подключения дугой шунтирующей вышают напряжение на возникшей д ге це и(при экспериментальных исследовани- указанного выключателя, не превышающее

fl ( ях оно составило 0,5 — 0,6 мс) наибольший 45 электрической прочности второго обестопропускаемый ток быстродействующих вы- . ченногодугогасительного промежуткасилоключателей АБЭ25 при использовании вого выключателя.

174б455

1746455

6 ш tAf Xo л (! Lpga 5yp Ы из 4

Составитель А.М.Корнеев

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор В.Петраш

Заказ 2399 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат" Патент",f.Óæãîðoä,óä, Гагарина,101