Электромагниты (соленоиды) привода высоковольтного силового выключателя рассчитаны на кратковременную работу. В соответствии с ГОСТ 52565-2006 (п. 6.3.2.) электромагниты привода выключателя должны выдерживать приложение напряжения 1,1*Uном, один раз до 15 °С, или кратковременные режимы приложения напряжения 1,1*Uном с интервалами между приложениями 10 °С.
Конструктивно электромагниты предназначены для воздействия на механическую защелку для освобождения пружины привода при включении или отключении выключателя. Для этого требуется определенное усилие, которое создается за счет «форсировки» электромагнита повышенным током. Другими словами, сопротивление катушки электромагнита специально уменьшается, чтобы в первоначальный момент создать повышенную мощность. При этом через катушку начинает протекать повышенный ток, который электромагнит способен выдерживать только кратковременно. При исправном приводе выключателя ток в цепи управления электромагнитом разрывается блок-контактом выключателя. Однако если по какой-то причине блок-контакт не разорвет цепь управления, повышенный ток через катушку электромагнита будет протекать длительно и приведет к ее повреждению. Причины отказа привода могут быть разные, например, заклинивание механической части привода или проворот блок-контакта на валу привода. Как итог — неисправность выключателя.
Цепи управления приводом современных выключателей, как правило, выполняются на постоянном оперативном токе, и в них используется «форсировка» электромагнита повышенным током. Применяемые в схемах автоматики управления выключателями контакты выходных реле микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики (МПУ РЗА) не рассчитаны на коммутацию (разрыв) цепи с постоянным током более 1 А при активно-индуктивной нагрузке, поэтому в целях предотвращения их повреждения могут использоваться разные способы.
Как отмечено ранее, нарушение штатной работы привода выключателя, например, в случае его заклинивания, сопровождается длительным протеканием повышенного тока через катушку электромагнита, поэтому для обнаружения такой ситуации можно использовать следующие способы:
- Контроль тока при помощи токового реле, которое при появлении в контролируемой цепи тока определенной величины срабатывает и замыкает свой контакт и размыкает контакт, когда ток исчезает. Используя контакт этого реле, можно подать сигнал на дискретный вход МПУ РЗА управления выключателем для контроля длительности протекания тока. Если при превышении заданной выдержки времени сигнал на дискретном входе не исчезнет, то МПУ РЗА сформирует команду на выходное реле, которое подействует на независимый расцепитель и отключит автоматический выключатель в цепи питания привода.
- Второй способ заключается в том, что команда на включение/отключение выключателя подается кратковременно. МПУ РЗА не ждет подтверждения выполнения операции, а по окончании импульса контакты выходного реле возвращаются в разомкнутое состояние через определенное время, например, через 1 с. При этом, чтобы не произошло повреждение контактов выходного реле, действие в цепь электромагнита выполняется через более мощный контактор постоянного тока.
Способ контроля длительности протекания тока в цепи электромагнита выключателя успешно применяется в схемах шкафов автоматики управления выключателями 110-220 кВ «Релематика» (г. Чебоксары). Первоначально в качестве реле контроля протекания тока в шкафах «Релематика» применялись импортные реле, но из-за сложностей с определением необходимого диапазона номинальных токов, длительными сроками поставки и высокой стоимостью было принято решение в пользу применения реле российского производителя — предприятия «ВНИИР-Промэлектро» (г. Чебоксары). Специалистами «ВНИИР-Промэлектро» совместно с «Релематика» было разработано унифицированное по характеристикам промежуточное реле серии РЭП36-14А, применение которого на объектах «Россетей» получило одобрение в 2016 году.
Отличительной особенностью данного реле является достаточно широкий диапазон рабочих токов катушки самого реле по времени протекания тока в обмотке без ее повреждения. Например, реле РЭП36-14А на номинальный ток 1 А способно выдержать десятикратный ток в течение 10 с. При использовании данного реле нет необходимости в подборе реле на номинальный ток электромагнита привода, т. к. оно универсально в диапазоне рабочих токов большинства выключателей.
Другой важной особенностью является то, что реле РЭП36-14А является полностью электромеханическим, поэтому оно менее подвержено воздействию радиочастотных помех, электромагнитных полей и т. д. Основные технические характеристики реле РЭП36-14А приведены в Таблице 1.
Текст:
Н. В. УЛЯХИНА, заведующий отделом заводского проектирования «Релематика»
Д. Ю. КОНДРАТЬЕВ, заведующий сектором конструкторской документации «ВНИИР-Промэлектро»
Е. П. АБРАМОВ, заведующий группой продаж «ВНИИР-Промэлектро»
