Способ дешунтирования электромагнита высоковольтного выключателя
METHOD FOR DESHUNTING THE ELECTROMAGNET OF A HIGH-VOLTAGE CIRCUIT BREAKER

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам управления электромагнитом выключения высоковольтного выключателя, и может найти применение при разработке и реализации устройств релейной защиты и автоматики.
Известен способ (Захаров О.Г. Источники питания для схем с цифровыми устройствами релейной защиты. – М.: НПФ «Энергопрогресс», 2011. – С. 6) [1] управления электромагнитом выключения высоковольтного выключателя при питании электромагнита от вторичной обмотки фазного трансформатора тока, состоящий в том, что для исходного выключенного состояния электромагнита выводы катушки обмотки электромагнита замыкают между собой посредством подвижных нормально замкнутых электрических контактов электромагнитного реле (шунтируют электромагнит) и ток не проходит через обмотку электромагнита, а для включения электромагнита осуществляют управляющее воздействие подачей тока в обмотку электромагнитного реле для размыкания его контактами выводов катушки электромагнита (дешунтируют электромагнит), ток протекает через обмотку электромагнита, вызывая его срабатывания и выключение высоковольтного выключателя.
Известный способ [1] отличается простотой реализации, однако контакты реле могут размыкаться при любой фазе тока, что приводит к эрозии контактов из-за выбросов напряжения при разрыве цепи с индуктивностью и постепенному ухудшению условий замыкания контактов. Известен способ (Захаров О.Г. Источники питания для схем с цифровыми устройствами релейной защиты. – М.: НПФ «Энергопрогресс», 2011. – С. 77) [2] управления электромагнитом отключения, принятый за прототип и состоящий в том, что в качестве элемента шунтирования и дешунтирования обмотки электромагнита применяют мощный симметричный тиристор со схемой управления, силовые выводы которого соединяют с выводами катушки обмотки электромагнита, и для исходного, выключенного состояния электромагнита выключения на управляющий электрод подают управляющее воздействие, при этом симметричный тиристор открывается и своими силовыми контактами шунтирует обмотку электромагнита выключения. Для выключения высоковольтного выключателя с управляющего электрода симметричного тиристора снимают управляющее воздействие, и при переходе тока в тиристоре через ноль он выключается, дешунтируя обмотку электромагнита выключения – через нее начинает протекать ток вторичной обмотки фазного трансформатора тока, в результате чего электромагнит срабатывает и отключает высоковольтный выключатель.
Техническое решение [2], принятое за прототип, лишено недостатков способа [1] – коммутация катушки обмотки электромагнита отключения происходит при практически нулевом токе через симметричный тиристор. Однако по сравнению со способом [1] способ [2] имеет недостаток, который может мешать работе микропроцессорных устройств релейной защиты. Суть недостатка в том, что включившийся электромагнит выключения при дешунтировании симметричным тиристором остается включенным вплоть до момента отключения высоковольтного выключателя, при этом ток, протекающий через обмотку электромагнита, приводит к изменению параметров трансформатора тока из-за его ограниченной мощности.
Технической задачей предлагаемого изобретения является уменьшение влияния на параметры микропроцессорного устройства релейной защиты процесса срабатывания электромагнита отключения.
Поставленная задача достигается тем, что сигнал запирающего воздействия на управляющий электрод симметричного тиристора подают в виде импульса.
Техническая сущность предлагаемого способа дешунтирования электромагнита отключения высоковольтного выключателя состоит в следующем. Известно, что электромагнит отключения высоковольтного выключателя может быть запитан от источника переменного тока, в качестве которого может использоваться вторичная обмотка фазного трансформатор тока. Обмотку электромагнита подключают параллельно силовым выводам симметричного тиристора. Управление электромагнитом отключения осуществляют посредством схемы управления, которая обеспечивает путем подачи на управляющий электрод сигнала управляющего воздействия. При подаче на управляющий электрод симметричного тиристора отпирающего управляющего воздействия тиристор открывается и обмотка электромагнита отключения оказывается зашунтирована малым параллельно включенным сопротивлением открытого тиристора, и тока, протекающего через обмотку электромагнита отключения из-за небольшого падения напряжения на силовых выводах симметричного тиристора, которое различается в небольших пределах для тиристоров разных изготовителей и имеет значение не более 2,0…2,2 В, недостаточно для срабатывания электромагнита отключения. Для выключения высоковольтного выключателя и для сохранения при этом нормального режима работы микропроцессорных устройств релейной защиты, запитанных от того же фазного трансформатора тока, что и питания электромагнита отключения, на управляющий электрод симметричного тиристора подают управляющее воздействие в виде импульса. Симметричный тиристор запирается, ток через него перестает протекать и практически весь начинает протекать через обмотку электромагнита отключения. Электромагнит срабатывает и выключает высоковольтный выключатель. Длительность импульса управляющего воздействия (импульса дешунтирования) задают такой, чтобы гарантированно произошло срабатывание электромагнита и сопряженных с его подвижным якорем элементов выключения высоковольтного выключателя. Обычно высоковольтные выключатели имеют нормативное время срабатывания не более 500 мс, значение которого согласовано с нормативным временем сохранения работоспособности микропроцессорного устройства релейной защиты при отключении напряжения питания, так же равным 500 мс. При большей длительности работы электромагнита возможна неустойчивая работа микропроцессорного устройства релейной защиты с питанием от фазного трансформатора тока за счет потребления мощности обмоткой электромагнита. Потому длительность импульса дешунтирования целесообразно задавать равным или близким к 500 мс, что обеспечивает сохранение работоспособности микропроцессорного устройства релейной защиты.
Предложенный способ обеспечивает срабатывание электромагнита выключения высоковольтного выключателя с сохранением работоспособности микропроцессорного устройства релейной защиты. Реализация данного способа не представляет технических трудностей и может быть выполнена в функционале микропроцессорного устройства релейной защиты путем коррекции программного обеспечения, формирующего управляющее воздействие на симмистор.
Источники информации:
1. Захаров О.Г. Источники питания для схем с цифровыми устройствами релейной защиты. – М.: НПФ «Энергопрогресс», 2011. – С. 6.
2. Там же, стр. 77.