RU1817190C

RU1817190C - High-speed switching device

Info

Publication number: RU1817190C
Authority: RU
Inventors: Александр Петрович Борисов
Original assignee: Научно-Производственное Объединение "Силовая Электроника"
Priority date: 1990-01-15
Filing date: 1990-01-15
Publication date: 1993-05-23

Abstract

Сущность изобретени : при аварии в источнике питани , подключенном к входу тиристорного контактора 1, на управл ющий вход блока управлени 10 поступает пусковой сигнал, на управл ющий вход блока управлени 11 -стопорныйсигнал. Выходы узлов гашени 6, 7 подключаютс к входам принудительного выключени тиристорного контактора 1. Конденсаторы, разр жа сь по цепи реактор своего узла гашени , второй вход узла коммутации 8, первые входы узлов гашени 6, 7 обеспечивают быстрое отключение тиристорного контактора 1. Одновременно блок управлени 11 обеспечивает включение тиристорного контактора 2. 2 ил.SUMMARY OF THE INVENTION: In the event of an accident in a power source connected to the input of the thyristor contactor 1, a trigger signal is supplied to the control input of the control unit 10, and a stop signal is sent to the control input of the control unit 11. The outputs of the blanking units 6, 7 are connected to the inputs of the forced shutdown of the thyristor contactor 1. Capacitors, discharging the reactor of their blanking unit, the second input of the switching unit 8, the first inputs of the blanking units 6, 7 provide a quick shutdown of the thyristor contactor 1. At the same time, the control unit 11 provides the inclusion of a thyristor contactor 2. 2 ill.

Description

елate

сwith

Фиг.гFig. G

со х|with x |

ю оu o

Изобретение относитс к электротехнике ,в частности к бесконтактной коммутационной аппаратуре, и может быть использовано как отдельное переключающее устройство, так и в составе агрегатов бесперебойного питани .The invention relates to electrical engineering, in particular to non-contact switching equipment, and can be used both as a separate switching device and as part of uninterruptible power supply units.

Поставленна цель достигаетс тем, что быстродействующее переключающее устройство , включающее первый и второй ти- ристорные контакторы, входы которых предназначены дл подключени к источникам питани , а выходы объединены через механические выключатели и подключены к общей нагрузке, первый и второй узлы гашени , входы которых подключены к входам своих тиристорных контакторов, первый и второй узлы коммутации, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго узла гашени , а выходы подключены к первому и второму входу принудительного выключени соответственно первого и второго тиристорного контактора , первый и второй блоки управлени , входы управлени которых предназначены дл внешнего управлени , а первые управ- л ющие выходы подключены к управл ющим входам соответственно первого и второго тиристорного контактора, вторые управл ющие выходы-к управл ющим входам соответственно первого и второго узлов коммутации, при этом выходы первого узла гашени объединены с выходами второго узла гашени .This goal is achieved in that a high-speed switching device, including the first and second thyristor contactors, the inputs of which are designed to connect to power sources, and the outputs are combined through mechanical switches and connected to a common load, the first and second extinguishing nodes, the inputs of which are connected to the inputs of their thyristor contactors, the first and second switching nodes, the inputs of which are connected to the outputs of the first and second blanking nodes, respectively, and the outputs are connected to the first and second input forced shutdown of the first and second thyristor contactor, respectively, the first and second control units, the control inputs of which are designed for external control, and the first control outputs are connected to the control inputs of the first and second thyristor contactor, the second control outputs are to the control the inputs of the first and second switching nodes, respectively, while the outputs of the first blanking node are combined with the outputs of the second blanking node.

На фиг.1 приведена структурна схема быстродействующего переключающего уст- ройства; на фиг.2 - пример выполнени схемы узла гашени .1 is a structural diagram of a high-speed switching device; Fig. 2 is an exemplary embodiment of a blanking assembly diagram.

Устройство (фиг.1) содержит первый 1 и второй 2 тиристорные контакторы, входы которых предназначены дл подключени к источникам питани , а выходы объединены через механические выключатели 3,4 и подключены к общей нагрузке 5, первый 6 и второй 7 узлы гашени , входы которых подключены к входам соответственно первого 1 и второго 2 тиристорных контакторов, а выходы узла гашени 6 объединены с выходами узла гашени 7, первый 8 и второй 9 узлы коммутации, входы которых подключены к выходам соответственно первого 6 и второго 7 узлов гашени , а выходы подключены к первому и второму входам принуди- тельного выключени тиристорного контактора соответственно 1 и 2, первый 10 и второй 11 блоки управлени , входы управ- лени которых предназначены дл внешнего управлени , а первые управл ющие выходы подключены к управл ющим входам соответственно первого 1 и второго 2 тиристорных контакторов, вторые управл ющиеThe device (Fig. 1) contains the first 1 and second 2 thyristor contactors, the inputs of which are intended to be connected to power sources, and the outputs are connected via mechanical switches 3,4 and connected to the common load 5, the first 6 and second 7 are quenching nodes, the inputs of which connected to the inputs of the first 1 and second 2 thyristor contactors, respectively, and the outputs of the blanking unit 6 are combined with the outputs of the blanking unit 7, the first 8 and second 9 switching nodes, the inputs of which are connected to the outputs of the first 6 and second 7 blanking nodes, and the outputs under are connected to the first and second inputs of forced shutdown of the thyristor contactor, respectively 1 and 2, the first 10 and second 11 control units, the control inputs of which are designed for external control, and the first control outputs are connected to the control inputs of the first 1 and second, respectively 2 thyristor contactors, second control

выходы - к управл ющим входам соответственно первого 8 и второго 9 узлов коммутации .outputs - to the control inputs of the first 8 and second 9 switching nodes, respectively.

Схема узлов гашени 6, 7 (фиг.2) включает в себ трансформатор 12 первична обмотка которого подключена к входу узла гашени , а вторична обмотка через диод 13 и резистор 14 подключена к конденсатору 15, с которым последовательно включен реактор 1б. Выводы конденсатора 15 и реактора 16, несв занные друг с другом, подключены соответственно к выходам узла гашени .The circuit of the quench nodes 6, 7 (Fig. 2) includes a transformer 12 whose primary winding is connected to the input of the quench node, and the secondary winding through a diode 13 and resistor 14 is connected to a capacitor 15 with which reactor 1b is connected in series. The terminals of the capacitor 15 and the reactor 16, which are not connected to each other, are connected respectively to the outputs of the quench assembly.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

В исходном состо нии на входы тиристорных контакторов 1, 2 поданы напр жени от двух источников питани . Узлы гашени 6, 7 обеспечивают зар д конденсаторов 15 в своих узлах пол рностью, указанной на фиг.2.In the initial state, voltages from two power sources are applied to the inputs of the thyristor contactors 1, 2. The quench nodes 6, 7 charge the capacitors 15 at their nodes with the polarity indicated in Fig. 2.

Механические выключатели 3, 4 замкнуты . При поступлении пускового сигнала на вход управлени блока управлени 10, последний формирует сигналы управлени , которые поступают на управл ющие входы тиристорного контактора 1. Это приводит к включению тирмсторов тиристорного контактора 1, и на нагрузке 5 по вл етс напр жение . При аварии в источнике питани , подключенном к входу тиристорного контактора 1, узлы, контролирующие состо ние этого источника (на фиг.1 не показаны), выдают на управл ющий вход блока управлени 10 стоповый сигнал, а на управл ющий вход блока управлени 11 - пусковой сигнал , При этом блок управлени 10 снимает сигналы управлени с управл ющих входов тиристорного контактора 1. Одновременно блок управлени 10 формирует одиночные импульсы, которые, поступа через управл ющие входы узла коммутации 8, обеспечивают включение его тиристоров, в результате чего выходы узлов гашени 6, 7 подключаютс к входам принудительного выключени тиристорного контактора 1. Конденсаторы 15 узлов гашени 6, 7, разр жа сь по цепи: реактор 16 своего узла гашени , один из входов узла коммутации 8, входы принудительного выключени контактора 1, второй из входов узла коммутации 8, конденсаторы 15 узлов гашени 6, 7, обеспечивают быстрое (менее 1 мс) отключение тиристорного контактора 1.Mechanical switches 3, 4 are closed. When a trigger signal is received at the control input of the control unit 10, the latter generates control signals that are fed to the control inputs of the thyristor contactor 1. This leads to the inclusion of the thyristors of the thyristor contactor 1, and a voltage appears on the load 5. In case of an accident in the power source connected to the input of the thyristor contactor 1, the nodes that monitor the state of this source (not shown in Fig. 1) give a stop signal to the control input of the control unit 10, and a start signal to the control input of the control unit 11 a signal. In this case, the control unit 10 removes the control signals from the control inputs of the thyristor contactor 1. At the same time, the control unit 10 generates single pulses, which, through the control inputs of the switching unit 8, enable its thyristors to be cut into Therefore, the outputs of the blanking units 6, 7 are connected to the inputs of the forced shutdown of the thyristor contactor 1. The capacitors 15 of the blanking units 6, 7 are discharged in a circuit: the reactor 16 of its blanking unit, one of the inputs of the switching unit 8, the inputs of the forced switching off of the contactor 1, the second of the inputs of the switching node 8, the capacitors 15 of the blanking nodes 6, 7, provide a quick (less than 1 ms) shutdown of the thyristor contactor 1.

Одновременно блок управлени 11 аналогично блоку управлени 10 обеспечивает включение тиристорного контактора 2. Это приводит к переводу питани нагрузки 5 на источник, подключенный к входу тиристорного контактора 2. При восстановлении отказавшего источника питани , с помощью подачи на управл ющие входы блоков управлени 10 и 11 соответствующих сигналов , питание нагрузки 5 может быть аналогично переведено на восстановившийс источник питани или сразу по его восстановлении или при аварии питающего нагрузку источника. При этом оба узла гашени б, 7 через узел коммутации 9 подключат етс к входам принудительного выключени тиристорного контактора 2.At the same time, the control unit 11, similarly to the control unit 10, enables the thyristor contactor 2 to be switched on. This leads to the transfer of the load power 5 to the source connected to the input of the thyristor contactor 2. When a failed power supply is restored, the corresponding control units 10 and 11 are fed to the control inputs of signals, the load supply 5 can be likewise transferred to the restored power source either immediately after its restoration or in the event of an emergency supplying the load source. In this case, both extinguishing nodes b, 7 are connected through the switching node 9 to the inputs of the forced shutdown of the thyristor contactor 2.

Узел гашени (фиг.2) работает следующим образом,The blanking unit (figure 2) works as follows,

Переменное напр жение с входов тири- сторных контакторов 1, 2 поступает на первичную обмотку трансформатора 12 соответствующего узла гашени .The alternating voltage from the inputs of the thyristor contactors 1, 2 is supplied to the primary winding of the transformer 12 of the corresponding quenching unit.

Напр жение с вторичной обмотки трансформатора 12 через выпр мительный диод 13 и токоограничивающий резистор 14 поступает на конденсатор 15, обеспечива его зар д с пол рностью напр жени , указанной на фиг.2. При включении тиристоров узлов коммутации конденсатор 15 разр жаетс . Трансформатор 12, диод 13 и резистор 14 обеспечивают при этом повторный зар д конденсатора 15.The voltage from the secondary winding of the transformer 12 through the rectifier diode 13 and the current-limiting resistor 14 is applied to the capacitor 15, providing it with a voltage polarity indicated in Fig. 2. When the thyristors of the switching units are turned on, the capacitor 15 is discharged. A transformer 12, a diode 13 and a resistor 14 provide for the recharging of the capacitor 15.

В качестве питающих источников, подключаемых к входам тиристорных контакторов 1, 2 могут быть использованы как промышленные сети, так и автономные инверторы . Последние могут подключатьс к нагрузке как поочередно (аналогично описанному выше), так и одновременно, т.е. параллельно работать на общую нагрузку. При параллельной работе двух инверторов оба тиристорных контактора 1, 2 включены. Отключение одного из них происходит по аварийному сигналу с отказавшего инвертора , который поступает на вход управлени соответствующего блока управлени . Это приводит к отключению отказавшего инвертора от нагрузки 5. После восстановлени отказавшего инвертора он снова подключаетс к нагрузке 5 включением соответству- . ющего тиристорного контактора.As supply sources, connected to the inputs of thyristor contactors 1, 2, both industrial networks and autonomous inverters can be used. The latter can be connected to the load both alternately (as described above) and simultaneously, i.e. work simultaneously on the total load. With the parallel operation of two inverters, both thyristor contactors 1, 2 are turned on. One of them is switched off by an alarm signal from a failed inverter, which is fed to the control input of the corresponding control unit. This leads to the disconnection of the failed inverter from load 5. After the restoration of the failed inverter, it is again connected to the load 5 by turning on the corresponding. thyristor contactor.

Параметры конденсаторов 15 и реакторов 16 узлов гашени 6, .7 определ ютс исход из времени выключени тиристоров тиристорных контакторов 1, 2 и максимального отключаемого тока. Последний определ етс величиной нагрузки 5, максимальной величиной перенапр жений источников питани , а при параллельной работе двух инверторов - величиной уравнительного тока при аварии одного из инверторов. Поэтому величина отключаемого тока обычно в несколько раз превышает номинальный ток 5 нагрузки 5.;.,The parameters of the capacitors 15 and reactors 16 of the quenching units 6, .7 are determined based on the turn-off time of the thyristors of the thyristor contactors 1, 2 and the maximum disconnected current. The latter is determined by the magnitude of the load 5, the maximum magnitude of the overvoltage of the power sources, and with the parallel operation of two inverters, by the value of the surge current in the event of an accident in one of the inverters. Therefore, the value of the disconnected current is usually several times higher than the rated current 5 of load 5.;.,

Так как узлы гашени 6, 7 по выходу, включаютс параллельно и непосредственно участвуют при выключении обоих тиристорных контакторов 1, 2, то.Since the quench nodes 6, 7 at the output are switched on in parallel and are directly involved when both thyristor contactors 1, 2 are turned off, then.

0 следовательно, каждый из них должен быть рассчитан на отключение половины максимально отключаемого тока. При этом тири- сторы узлов коммутации 8, 9 должны быть рассчитаны на протекание максимального0 therefore, each of them must be designed to turn off half of the maximum disconnected current. In this case, the thyristors of switching nodes 8, 9 should be designed for maximum

5 тока.5 current.

Механические выключатели 3, 4 исполь зуютс дл сн ти напр жени с соответствующего тиристорного контактора при выводе его на профилактику или ремонт.Mechanical switches 3, 4 are used to relieve voltage from the corresponding thyristor contactor when it is routed for maintenance or repair.

0 Таким образом, использование предлагаемого технического решени позвол ет уменьшить массо-габаритные показатели быстродействующего переключающего устройства с сохранением его коммутационной0 Thus, the use of the proposed technical solution allows to reduce the mass and dimensions of a high-speed switching device while maintaining its switching

5 способности.5 abilities.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A high-speed switching device comprising first and second thyristor contactors, the inputs of which

0 are designed to be connected to power sources, and the outputs are connected via mechanical switches and connected to a common load, the first and second extinguishing nodes, the inputs of which are connected to the inputs

5 thyristor contactors, the first and second switching nodes, the inputs of which are connected to the inputs of the first and second blanking nodes, respectively, and the outputs are connected to the first and second inputs

0 forced shutdown of the first and second thyristor contactors, the first and second control units, the control inputs of which are for external control, respectively, and

5, the first control outputs are connected to the control inputs of the first and second thyristor contactors, the second control outputs are connected to the first control inputs of the first and second switching nodes, characterized in that, in order to reduce the overall dimensions, the outputs the first blanking unit combined with the outputs of the second blanking unit.

Figure 1