SU1078483A1 - High-speed a.c.circuit breaker - Google Patents

High-speed a.c.circuit breaker Download PDF

Info

Publication number
SU1078483A1
SU1078483A1 SU813364944A SU3364944A SU1078483A1 SU 1078483 A1 SU1078483 A1 SU 1078483A1 SU 813364944 A SU813364944 A SU 813364944A SU 3364944 A SU3364944 A SU 3364944A SU 1078483 A1 SU1078483 A1 SU 1078483A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
thyristor
key
switch
circuit
bridge
Prior art date
Application number
SU813364944A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Викторович Могилевский
Сергей Владимирович Дикань
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Низковольтного Приборостроения "Внииэлектроаппарат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Низковольтного Приборостроения "Внииэлектроаппарат" filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Низковольтного Приборостроения "Внииэлектроаппарат"
Priority to SU813364944A priority Critical patent/SU1078483A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1078483A1 publication Critical patent/SU1078483A1/en

Links

Abstract

БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ГИБРИДНЫ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содер жащий в каждом полюсе силовые контакты , зашунтированные тиристорным ключом, и общий блок управлени , включакнций в себ  быстродействукщий привод ускоренного отключени , о тличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в каждый полюс введены два дроссел  насьшдени  с встречно включенными обмотками , тиристорный мост, блок-принудительной коммутации и датчик направлени  тока, указанные дроссели насыщени  включены последовательно с силовыми контактами в цепь, зашунтированную тиристорньвл ключом, тиристорный мост подключен параллельно тиристорному ключу, блок принудительной коммутации включен в диагональ тиристорного моста, датчик направлени  тока включен в цепь силовых контактов Одного из полюсов и подключен к блоку управлени , причем блок принудительной коммутации выполнен в виде двух параллельных цепей, в одну из которых включены доследовательно соединенные катушка индуктивности, предварительно зар жаемый конденсатор и диод| а в другую - последовательно соединенные катушка индуктивности, предварительно зар жаемый конденсатор и тиристор .ACCELERATED ACCURATE HYBRID SWITCH, containing in each pole power contacts, shunted by a thyristor key, and a common control unit, including switching speeds of the accelerated disconnection, which can be used by the trigger switch, which can be processed by the switch for fast operation of the rapid switch-off key, which can be used for the speed of the disconnection by means of a quick disconnection, which can be acted by a switchgear switchgear. oppositely connected windings, a thyristor bridge, a forced-switching unit and a current direction sensor, the indicated saturation throttles are connected in series with the power contacts in the circuit, a thyristor shunted key, a thyristor bridge is connected parallel to the thyristor key, the forced switching unit is included in the diagonal of the thyristor bridge, the current direction sensor is connected to the power contacts circuit. One of the poles is connected to the control unit, the forced switching unit being two parallel circuits, into one of which included the connected inductance coil, precharged capacitor and diode | and in the other there are series-connected inductors, a precharged capacitor, and a thyristor.

Description

Изобретение относитс  к низковольтным коммутационным аппаратам защиты электроустановок от токов короткого замыкани  - гибридным выключателем трехфазного rfepsMeHHoro тока , в которых функции проведени  и прерывани  тока нагрузки распределены соответственно между контакт-ными и шунтирующими их бесконтактными элементами.The invention relates to low-voltage switching devices protecting electrical installations from short-circuit currents — a hybrid three-phase rfepsMeHHoro current switch, in which the load current conducting and interrupting functions are distributed respectively between contact and shunt contactless elements.

Известен быстродействующий выключатель переменного тока Cl3.Known high-speed switch AC Cl3.

Однако при относительной простоте и дешевизне указанный выключатель характеризуетс  низким быстродействием , обусловленным Особенност ми, свойственными контактным системам (инерционность подвижных механизмов и процессов дугогашени ). Следствием этого  вл ютс  ухудшенные токоограничивающие свойства.However, with relative simplicity and low cost, this switch is characterized by low speed, due to the features characteristic of contact systems (inertia of moving mechanisms and arc-welding processes). The consequence of this is degraded current-limiting properties.

Известен также тиристорный выключатель с искусственной конденсаторной коммутацией, обладающий эффективными токоограничивакадими свойствами С2.Also known is a thyristor switch with artificial capacitor switching, which has effective current-limiting characteristics C2.

Недостатком данного выключател   вл ютс  увеличенные потери энергии во включенном состо нии (обусловленные неидеальностью ключевых свойств тиристора) и, как следствие, ухудшенные массогабаритные показатели.The disadvantage of this switch is the increased energy losses in the on state (due to the imperfection of the key properties of the thyristor) and, as a consequence, degraded weight and size parameters.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому , результату  вл етс  гибридный выключатель, содержащий главные контакты, зашунтирова.нные полупроводниковым ключом (встречно-параллельно включенными тиристорами) 31The closest to the proposed technical essence and achieved, the result is a hybrid switch that contains the main contacts, bridged with a semiconductor key (counter-parallel connected thyristors) 31

Дл  повышени  быстродействи  выключатель может быть снабжен приводом ускоренного отключени  (преимущественно , индукционно-динамическим).To improve speed, the switch can be equipped with an accelerated tripping drive (mainly, induction-dynamic).

Однако используемый принцип естественной коммутации тиристоров (выключение при смене пол рности тока нагрузки) ограничивает область применени  известного выключател  вследствие низкого быстродействи  (врем  выключени  больше полупериода колебаний напр жени  сети) и отсутстви  токоограничивающих свойств.However, the principle used for the natural switching of thyristors (switching off the load current when changing polarity) limits the scope of application of the known switch due to low speed (the turn-off time is longer than the half-period of the mains voltage fluctuations) and the absence of current-limiting properties.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  выключател .The purpose of the invention is to increase the speed of the switch.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в быстродействуквдий гибридный выключатель переменного тока, содержащий в каждом полюсе силовые контакты , зашунтированныё тиристорным ключом, и общий блок управлени , включак ций в себ  быстродействуклдий привод ускоренного отключени , введены два дроссел  цасыщени  с встречно включенными обмотками, тиристорный мост, блок принудительной коммутации и датчик направлени  тока , указанные дроссели насыщени  включены последовательно с силовымиThis goal is achieved by the fact that, in a fast-acting hybrid AC switch, containing at each pole power contacts, a shunted thyristor key, and a common control unit, including a fast deactivation drive, an accelerated switch-off speed switch, two saturation thrusters with back-turned windings, a thyristor bridge, a forced switching unit and a current direction sensor, indicated saturation throttles are connected in series with power

контактами в цепь, зашунтированную тиристорным ключом, тиристорный мост подключен параллельно тиристорному ключу, блок принудительной коммутации включен в диагональ тиристорного моста, датчик направлени  тока включен в цепь сило.вых контактов одного из полюсов и подключен к блоку управлени , причем блок принудительной коммутации выполнен в (Виде двух параллельных цепей, в одну из .которых включены последовательно соединенные катушка индуктивности , предварительно зар жаемый конденсатор и диод, а в другую 5 цоследовательно соединенные катушка индуктивности, предварительно зар жаемый конденсатор и тиристор.the thyristor bridge is connected parallel to the thyristor key, the forced switching unit is connected to the diaristor bridge, the current direction sensor is connected to the power circuit of one of the poles and connected to the control unit, with the forced switching unit made in ( A view of two parallel circuits, in one of which are connected in series a coil inductance, a precharged capacitor and a diode, and in the other 5 in series Inductance coil, pre-charged capacitor and thyristor.

На фиг.1 приведена схема полюса выключател ; на фиг.2 - схема выключател , в котором функции ключа выполн ет тиристорный мост; на фиг. 3 и 4 - схема блоков принудительной коммутации дл  выключателей,, изображенных на фиг.1 и 2 соответственно; на фиг-.5 и 6 - временные диаграммы, по сн кицие их работу.Figure 1 is a diagram of the pole of the switch; Fig. 2 is a circuit diagram of a switch in which the thyristor bridge performs the functions of a key; in fig. 3 and 4 is a diagram of the forced switching units for the switches shown in FIGS. 1 and 2, respectively; FIGS. 5 and 6 show timing charts, and their operation is explained.

Выключатель содержит главные контакты 1, тиристорный мост, содержащий тиристоры 2 - 5, блок б принудительной конденсаторной коммутации дроссели 7 и 8. насыщени , датчик 9 тока, блок 10 управлени  с приводом ускоренного отключени , тиристорный ключ, содержащий тиристоры 11 и 12, катушки индуктивности 13 15 , предварительно зар женные конденсаторы 16 - 18, диод 19 и тиристор 20.The switch contains main contacts 1, a thyristor bridge containing thyristors 2-5, a block b of forced capacitor switching, throttles 7 and 8. saturation, current sensor 9, control unit 10 with a tripping drive, a thyristor key containing thyristors 11 and 12, inductors 13–15, precharged capacitors 16–18, diode 19 and thyristor 20.

На фиг.5 и 6 Э,, обозначает ток уставки срабатывани  выключател , Ч 2 токи в цеп х блока 6, IKJ отключаемый ток короткого замыкани In FIGS. 5 and 6 OE, it indicates the switch-off setpoint current, H 2 currents in the circuit of block 6, IKJ switchable short-circuit current

(т.к.з.),(tkz.),

- ток в цепи контактов- current in the circuit of contacts

1, IT - ток в цепи тиристоров 11 и 12; Uf. , и , напр жени  на конденсаторах , соответствующие токам i,it ,ii в блоке 6, (J - началь-- ное напр жение на конденсаторах.1, IT is the current in the thyristor circuit 11 and 12; Uf. , and, the voltage on the capacitors, corresponding to the currents i, it, ii in block 6, (J is the initial voltage on the capacitors.

Принцип действи .выключател , изображенного на фиг. 1, состоит в следуицем.The operating principle of the switch shown in FIG. 1, is to be followed.

В установившемс  режиме дроссели 7 и 8 намагничиваютс  током нагрузки соответственно положительной и отрицательной пол рности. При возникновении аварии в нагрузке и нарастании т.к.з. до величины тока уставки J,, блок 10 управлени  -.воздействует на контакты 1, привод  к размыканию последних.In steady-state mode, the chokes 7 and 8 are magnetized by the load current, respectively, of positive and negative polarity. In the event of an accident in the load and increasing TK. up to the value of the current setpoint J ,, control unit 10 —. affects the contacts 1, leading to the opening of the latter.

В момент ,j одновременно блок управлени  вырабатывает импульсный сигнал управлени  тиристорами 2, 5 и 11 (дл  указанного направлени  т.к.з.). При этом конденсатор 16 в цепи диода 19 (фиг. 3 и 5 разр жаетс  через еще замкнутые контакты 1 на дроссели 7 и 8 насыще ни , В результате этого магнитопровод дроссел  7 перемагничиваетс  (за врем  перемагничивани  -t ток if. спадает донул ) и сопротивление це пи с главными контактами возрастает дл  тока IKS при этом последний переходит в цепь тиристора- 11, благодар  чему размыкание контактов 1 происходит в обесточенном состо нии В интервале коммутации происходит бездуговой разрыв контактов и восстановление электрической прочности межконтактного промежутка. В момент tctj импульс, управлени  поступает на тиристор 20, благодар  чему тиристор 11 принудительно запираетс  в течение времени Наличие дросселей насыщени  в цепи главных контактов и данное построение системы бездуговой комму тации позвол ет повысить быстродействие выключател , изображенного на фиг.1, за счет практического исключени  короткой дуги на контакторах и уменьшени  стадии существовани  метсшлических мостиков размыкани  контактов. Аналогичным образом осуществл етс и коммутаци  т.к.,з. отрицательной пол рности, отличие заключаетс  в том, что управл ютс  тиристоры 3, 4 и 12 и перемагничиваетс  дроссель 8 В выключателе, изображенном на фиг.2, функции бесконтактного ключа и блока принудительной коммутации совмещены. Это достигаетс  за счет того, что провод щее состо ние тирис торов 2 - 5 в обратном направлении обеспечиваетс  под действием разр дного тока конденсатора. Так, в процессе перемагничивани  дроссел  насыщени  (О фиг,6) управление мостом 2-5 происходит аналогично рассмотренному (включаютс  тиристоры 2 и 5 дл  указанного направлени  т.к.з.). При этом разр дный ток конденсатора 18 (фиг.4) протекает по контуру, обозначенному сплошной линией на фиг.2. После перемагничивани  дроссел  7 () управление подаетс  на все тиристоры моста 2 - 5 и конденсатор начинает разр жатьс  по контурам, обозначенным пунктирной линией на фиг.2, обеспечива  провод щее состо  ние тиристоров 2 - 5 в обратном раправлении , если (интервгш ). Учитыва  возросшее Сопротивление цепи с элементами (после перемагничивани  дроссел  7) и уменьшенное сопротивление тиристорного моста (в результате протекани  разр дного тока в цепи тиристоров), т.к.з. переходит полностью в момент в цепь тиристоров, В результате этого разрыв контактов также осуществл етс  без дуги в интервале . На данном интервале осуществл етс  также восстановление электрической прочности межконтактного промежутка. При .этом должно выполн тьс  условие i-/Vi t,i в выключателе, изображенном на фиг.2, возможно применение блока б, выполненного согласно фиг.З. При такой его реализации достигаетс  увеличение времени превышени  суммарным разр дным током кднденсаторов 2 величины кз т.е. времени. предоставленного блоком 6 на восстановление электрической прочности межкоитактного промежутка. В данном случае включение тиристора 20 происходит в течение времени действи  В слуаае исполь .разр дного тока |зовани . привода ускоренного отключени  с питанием от накопительнОго конденсатора (например, индукционнодинамического ) возможно применение в качестве индуктивности 15 (фиг.4) катушки управлений данного привода. При этом конденсатор блока 6 служит одновременно дл  управлени  приводом и принудительной коммутацией тиристоров моста, благодар  чему достигаетс  уменьшение габаритов (массы) аппарата. Выключатель, изображенный на фиг.2, характеризуетс  более высоким быстродействием, что обусловлено отсутствием дополнительной стадии выключени  ключа после восстановлени  электрической прочности межконтактного промежутка. Таким образом, благодар  установке дросселей насыщени  в цепи с главными контактами, применению избирательной бездуговой коммутации (в зависимости от пол рности коммутируемого тока), а также прин той схеме реализации блока принудительной конденсаторной коммутации достигаетс  облегчение условий бездугового размыкани  контактов на переменном токе и, как следствие, повышение быстродействи  гибридного выключател  и улучшение его массогабаритных показателей .At the moment, j, at the same time, the control unit generates a pulse control signal for thyristors 2, 5 and 11 (for the indicated direction of the TK). In this case, the capacitor 16 in the circuit of the diode 19 (Fig. 3 and 5 is discharged through the still closed contacts 1 to the throttles 7 and 8 is saturated. As a result, the magnetic wire of the throttle 7 is re-magnetized (during the time of the magnetization reversal the current if. The donor drops) and the resistance The circuit with the main contacts increases for the current IKS while the latter goes into the thyristor-11 circuit, so that the opening of the contacts 1 takes place in a de-energized state. In the switching interval, an arc-free contact failure and restoration of the electrical strength of the intercontact state occur. At the moment tctj, a pulse is fed to the thyristor 20, whereby the thyristor 11 is forcibly locked for a time The presence of saturation throttles in the main contacts circuit and this construction of the arc-free switching system allows to increase the speed of the switch shown in FIG. the practical elimination of a short arc at contactors and a decrease in the stage of existence of messslichesky bridges for opening contacts. The switching is carried out in the same way, i. negative polarity, the difference lies in the fact that thyristors 3, 4 and 12 are controlled and the choke is inverted by an 8 V switch, shown in Fig. 2, the functions of the contactless key and the forced switching unit are combined. This is achieved due to the fact that the conductive state of thyristors 2-5 in the opposite direction is provided by the discharge current of the capacitor. Thus, in the process of magnetization re-saturation of the saturation (About FIG. 6), the control of bridge 2-5 occurs similarly to the considered one (the thyristors 2 and 5 are turned on for the indicated direction). In this case, the discharge current of the capacitor 18 (Fig. 4) flows along a contour, indicated by a solid line in Fig. 2. After remagging the throttles 7 (), control is applied to all the thyristors of the bridge 2-5, and the capacitor begins to discharge in the circuits indicated by the dotted line in Fig. 2, ensuring that the thyristors 2-5 are conducting in the reverse direction if (interval). Taking into account the increased resistance of the circuit with the elements (after reversal of the throttles 7) and the reduced resistance of the thyristor bridge (as a result of the flow of discharge current in the thyristor circuit), tk. goes completely into the thyristor circuit at the moment. As a result, the contact break also occurs without an arc in the interval. At this interval, the electrical resistance of the contact gap is also restored. In this case, the condition i- / Vi t, i in the switch shown in Fig. 2 must be fulfilled, the use of block b, made according to Fig. 3, is possible. With this implementation, an increase in the time of exceeding the total discharge current of the capacitor 2 magnitude kc, i.e. of time. provided by block 6 for restoring the electrical strength of the inter-tact gap. In this case, the turning on of the thyristor 20 occurs during the time of action In the case of the use of a discharge current. an accelerated disconnecting drive with power from an accumulative capacitor (for example, an induction-dynamic) can be used as the inductance 15 (FIG. 4) of the control coils of this drive. In this case, the capacitor of the unit 6 serves simultaneously to control the drive and the forced switching of the thyristors of the bridge, thereby achieving a reduction in the dimensions (mass) of the apparatus. The switch shown in Fig. 2 is characterized by a higher speed, which is caused by the absence of an additional key deactivation stage after the restoration of the electrical strength of the contact gap. Thus, due to the installation of saturation throttles in the circuit with main contacts, the use of selective arc-free switching (depending on the polarity of the switched current), as well as the adopted scheme of the implementation of the forced capacitor switching unit, the conditions for arc-free opening of the AC contacts and, , increase the speed of the hybrid switch and improve its weight and size parameters.

. 2. 2

i.Ui.U

Claims (1)

БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ГИБРИДНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий в каждом полюсе силовые контакты, зашунтированные тиристорным ключом, и общий блок управления, включающий в себя быстродействующий привод ускоренного отключения, о тличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в каждый полюс введены два дросселя насыщения с встречно включенными об мотками, тиристорный мост, блок при нудительной коммутации и датчик направления тока, указанные дроссели насыщения включены последовательно с силовыми контактами в цепь, зашун· тированную тиристорным ключом, тиристорный мост подключен параллельно тиристорному ключу, блок принудительной коммутации включен в диагональ тиристорного моста, датчик направления тока включен в цепь силовых контактов одного из полюсов и подключен к блоку управления,’причем блок принудительной коммутации выполнен в виде двух параллельных цепей, в одну из которых включены доследовательно соединенные катушка индуктивности, предварительно заряжаемый конденсатор и диод, а в другую - последовательно соединенные катушка индуктивности, предварительно заряжаемый конденсатор и тиристор .A high-speed AC HYBRID CIRCUIT BREAKER, comprising power contacts shunted by a thyristor key in each pole, and a common control unit, which includes a fast-acting accelerated shutdown drive, characterized in that, in order to increase the speed, two saturation chokes are introduced into each pole windings included, thyristor bridge, block for forced switching and current direction sensor, these saturation chokes are connected in series with power contacts in the circuit, doped with a thyristor key, the thyristor bridge is connected parallel to the thyristor key, the forced switching unit is included in the diagonal of the thyristor bridge, the current direction sensor is included in the power contact circuit of one of the poles and connected to the control unit, 'and the forced switching unit is made in the form of two parallel circuits, one of which includes a pre-connected inductance coil, a pre-charged capacitor and a diode, and the other includes a series-connected inductor, etc. digestible capacitor and thyristor. мm 00 СО00 CO
SU813364944A 1981-12-14 1981-12-14 High-speed a.c.circuit breaker SU1078483A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813364944A SU1078483A1 (en) 1981-12-14 1981-12-14 High-speed a.c.circuit breaker

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813364944A SU1078483A1 (en) 1981-12-14 1981-12-14 High-speed a.c.circuit breaker

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1078483A1 true SU1078483A1 (en) 1984-03-07

Family

ID=20986351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813364944A SU1078483A1 (en) 1981-12-14 1981-12-14 High-speed a.c.circuit breaker

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1078483A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Н.Н., Кобозев А.С. Предельна коммутационна способность токоограничиванадих выключателей серии А 3700 и энергии дуги отк лючени . - В кн. Низковольтное аппаратостроение, Киев, Техника, 1974, с. 44-50. 2. Ковалев Ф.Н. и др. Унифицированна сери статических преобразователей мощностью до 100 кВт дл аг регатов бedпepeбoйнoгo питани . Электротехническа промышленность Преобразовательна техника 1978, вып. 4 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2178356C (en) A high voltage electric power line current limiter
US4745513A (en) Protection of GTO converters by emitter switching
CN1007023B (en) The gate pole that is used for the solid-state circuit interrupter switches off control circuit
US5953189A (en) Circuit for the protected power supply of an electrical load
US3401303A (en) Circuit closing and interrupting apparatus
US5247419A (en) Low voltage switchgear
JPH0514690Y2 (en)
US6046899A (en) Hybrid protective relay having enhanced contact response time
SU1078483A1 (en) High-speed a.c.circuit breaker
US4471420A (en) Protection circuit for thyristors in an inverter in rail-bound vehicles
SU1120416A1 (en) Multipole circuit breaker with arcless commutation
SU1517074A1 (en) Method of cutting current by hybrid switch
SU1262682A1 (en) Electric drive with device for excitation of synchronous machine
SU1094148A2 (en) Quick-acting switching device
SU843100A1 (en) Power supply change-over switch
UA127034U (en) HYBRID Dual-pole DC current contactor
SU849364A1 (en) Device for overvoltage protection of dc circuit
SU553692A2 (en) Conductorless AC contactor
SU1061185A1 (en) Current-limitting hybrid circuit breaker
SU1246223A1 (en) Device for automatic reclosing of high-speed circuit breaker
SU1132311A1 (en) Process for breaking emergency current
JP2691106B2 (en) Superconducting coil quench protection method and circuit using iron core reactor
SU1614042A2 (en) Device for controlling hoisting electromagnet
RU1780138C (en) Device for dynamic braking of three-phase induction motor
SU1231541A1 (en) Device for controlling high-speed d.c.circuit breaker