Для управления генераторными выключателями применяются различные типы приводов (электромагнитные, электродвигательные и пневматические).
Электромагнитные приводы постоянного тока используются для управления отечественными генераторными масляными выключателями МГГ-10, МГУ-20 и ВГМ-20. Большим преимуществом электромагнитного привода является простота конструкции и высокая надежность. Очень важно, что для изготовления и обслуживания электромагнитных приводов не требуется высококвалифицированного персонала. Тяговая характеристика электромагнитного привода достаточно хорошо согласуется с тяговой характеристикой выключателя. Сила тяги электромагнитного привода вначале незначительна, а затем увеличивается по мере движения его сердечника и к концу хода сердечника достигает максимального значения. Примерно так же изменяется и тяговое усилие, необходимое для включения выключателя. В начале движения оно небольшое, затем возрастает по мерс сжатия отключающих пружин и достигает наибольшего значения после замыкания контактов, особенно если выключатель включается на короткое замыкание. Хорошее согласование характеристик привода и выключателя обеспечивает высокую надежность включения последнего. Электромагнитные приводы позволяют осуществить многократное автоматическое повторное включение.
Продолжительность бестоковой паузы при этом зависит от хода подвижных контактов выключателя, времени включения, времени отключения и необходимой выдержки времени между завершением операции отключения и началом операций включения. Эта выдержка времени может быть и равна нулю.
К недостаткам электромагнитных приводов следует отнести отсутствие регулировки скорости движения сердечника электромагнита включения и большую индуктивность его обмотки. Последняя замедляет нарастание тока в обмотке и тем самым увеличивает время включения. Мощность, потребляемая электромагнитными приводами при включении генераторных выключателей вышеуказанных типов, составляет величину от 32 до 80 кВт, а при отключении равна 5,5 кВт.
Поэтому аккумуляторная батарея или выпрямительная установка получается достаточно дорогой и громоздкой, требует специального помещения и зарядного агрегата, а также постоянного внимания со стороны обслуживающего персонала.
В основу конструкции электромагнитных приводов положен принцип электромагнитного взаимодействия между ферромагнитным сердечником и катушкой, обтекаемой током. При прохождении тока по катушке сердечник, втягиваясь в нее, стремится занять такое положение, при котором сопротивление магнитному потоку, создаваемому током в катушке, будет наименьшим. Сердечник электромагнита посредством операционного механизма привода связан с механизмом выключателя. Втягиваясь, сердечник перемещает подвижные части выключателя, осуществляя его включение.
Обычно сердечник привода при включении выключателя движется снизу вверх. После того как выключатель включается и будет удерживаться в этом положении запирающим механизмом привода, сердечник привода под действием силы тяжести опускается вниз, в свое первоначальное положение. При таком направлении движения сердечника нет надобности в его жесткой связи с выключателем и, следовательно, масса сердечника не оказывает влияния на скорость движения подвижных контактов при отключении выключателя. Кроме того, неоперативное ручное включение выключателя легко может осуществляться посредством установки под сердечником домкрата или рычажного механизма.
На рис. 4-23,а изображен электромагнитный привод типа ПЭ-21, используемый для управления маломасляным выключателем МГГ-10. В основании 1 расположен резиновый буфер 2, на который опирается сердечник 3. Корпус магнитопровода 4 представляет собой толстое стальное кольцо. В боковых стенках корпуса операционного механизма имеется фасонный вырез 5 для регулировки механизма. Запирающий механизм образуется тягой 7, рычагом 8 и защелкой 9. При повороте защелки 9 по часовой стрелке нарушается устойчивость тяги 7 и рычага 8, что приводит к отключению выключателя.
Рис. 4-23. Электромагнитные приводы
Поворот защелки 9 производится отключающим электромагнитом 10 или рычагом ручного отключения 11, закрепленным на валу 12. Предохранительный болт 13 предотвращает случайное отключение выключателя в процессе его регулировки. Тяга от выключателя присоединяется к нижнему плечу двуплечего рычага 14, закрепленного на валу 15. Легкая рычажная передача соединяет вал 15 с указателем положения выключателя и с контактами, коммутирующими вспомогательные цепи управления.
На рис. 4-23,б изображен электромагнитный привод типа ПС-31, используемый для управления выключателями МГУ-20 и ВГМ-20-90/11200УЗ. Как видно из рисунка, он подобен приводу ПЭ-21.
Рис. 4-24. Пневматические приводы
Пневматические приводы для вакуумных дугогасительных камер (ВДК), используемых в генераторных выключателях. Как известно, контакты ВДК всегда замкнуты под действием силы, создаваемой давлением атмосферного воздуха. Однако эта сила недостаточна для создания контактного нажатия, необходимого для обеспечения требуемой динамической и термической стойкости ВДК. Поэтому требуемое контактное нажатие должно постоянно создаваться пружиной, расположенной снаружи ВДК, или же пневматическим устройством, или же одновременно пружиной и пневмоустройством. Дополнительное пневматическое поджатие контактов создается кратковременно перед прохождением тока к. з. через ВДК и быстро снимается перед размыканием ее контактов [28]. Современные ВДК могут иметь один неподвижный и один подвижный контакт или же два подвижных контакта, расходящихся при отключении в противоположные стороны.
На рис. 4-24, а показано соединение ВДК 2, имеющей два подвижных расходящихся контакта, с двумя пневматическими приводами 1 и 10. ВДК и приводы расположены вертикально по одной оси. Подвижные контакты 3 закреплены на штоках 4, выходящих из полости ВДК через сильфоны. Штоки 4 являются токоведущими. 0.ни соединяются гибкими связями 6 с латунными корпусами приводов 1 и 10. Штоки 4 механически соединяются со штоками 5 поршней 11. На шток 5 свободно надеты упорная втулка 7 и поршень 12. Как указывалось ранее, перед прохождением тока к. з. должно быть создано требуемое контактное нажатие. Оно создается подачей сжатого воздуха от специального клапана по трубке 13 в пространство под поршнем 11 привода 10 и в пространство над таким же поршнем привода 1. Под действием сжатого воздуха поршни 11 через штоки 4 и 5 прижимают контакты 3 друг к другу. В это время через контакты проходит ток к. з. Для размыкания контактов подается сжатый воздух по трубке 14 в пространство над поршнем: 12 привода 10 и в пространство под поршнем привода 1. Одновременно сжатый воздух поступает к поршню обратного клапана 9 и перемещает его сверху вниз, открывая выход сжатому воздуху, находящемуся в пространстве над поршнем 11, в атмосферу. Под действием сжатого воздуха поршень 12 передвигается сверху вниз, доходит до упорной втулки 7, передвигает ее поршень 11, штоки 4 и 5 и контакт 3 в том же направлении. То же самое происходит и в приводе 1 — размыкание контактов 3 ВДК. Контакты 3 находятся в разведенном положении, пока воздух поступает в приводы по трубкам 14.
Для смыкания контактов из трубки 14 выпускается сжатый воздух в атмосферу. Под действием пружины 8 контакты 3 смыкаются.
На рис. 4-24,б представлен пневматический привод двойного действия, предназначенный для управления двумя ВДК 1 и 7. По концам цилиндра 9 пневмопривода расположены поршни 10, удерживаемые пружиной 5. Поршни 10 закреплены на штоках 13. Штоки ВДК 1 и 7 соединены штоками 13. Ток со штока 2 по гибкой связи 3 переходит на крышку 11, а с нее на корпус 9. С него ток переходит на нижнюю крышку привода, гибкую связь 6 и далее на шток ВДК 7. Контактное нажатие создается двумя пружинами 5.
При отключении сжатый воздух поступает по трубке 8 в пространство между крышкой 11 и поршнем 10 нижнего привода и соответственно в такое же пространство верхнего привода. Поршни 10 перемещаются навстречу друг другу, размыкая контакты обеих ВДК 1 и 7. Пневматический буфер 12 уменьшает скорость движения контактов ВДК при подходе их к отключенному положению. Контакты ВДК находятся в разомкнутом положении, пока по трубке 8 происходит подача сжатого воздуха к поршням 10. Для замыкания контактов ВДК следует прекратить подачу сжатого воздуха в трубку 8 и сбросить воздух, находящийся в ней и около поршней 10, в атмосферу. Тогда поршни 10, штоки 13 и 2 под действием пружин 5 приходят в движение и осуществляют замыкание контактов ВДК. Регулирование скорости движения контактов при их замыкании осуществляется пневматическим буфером 12 и дросселем 4.
Другие типы приводов, которые могут осуществлять управление генераторными выключателями, приведены в [13].
