RU2267184C1 - Method for control of hybrid switchgear and hybrid switchgear for its realization - Google Patents
Method for control of hybrid switchgear and hybrid switchgear for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2267184C1 RU2267184C1 RU2004117367/09A RU2004117367A RU2267184C1 RU 2267184 C1 RU2267184 C1 RU 2267184C1 RU 2004117367/09 A RU2004117367/09 A RU 2004117367/09A RU 2004117367 A RU2004117367 A RU 2004117367A RU 2267184 C1 RU2267184 C1 RU 2267184C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- semiconductor switch
- load
- switch
- terminals
- holding
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к гибридным электрическим коммутационным аппаратам для включения и выключения нагрузки, которые содержат электромеханические контакты и полупроводниковый коммутатор. Обычно в установившемся режиме работают электромеханические контакты, а в режимах включения и выключения нагрузки работает полупроводниковый коммутатор, что позволяет при минимальных потерях в аппарате увеличить коммутационную стойкость электромеханических контактов (см. Г.В.Могилевский «Гибридные электрические аппараты низкого напряжения», М., Энергоатомиздат, 1986). Известны три типа гибридных коммутационных аппаратов постоянного тока, выполненных на основе полностью управляемого полупроводникового коммутатора - транзистора или запираемого тиристора (однооперационные тиристоры мы не будем рассматривать, так как они при постоянном токе требуют применения коммутирующих конденсаторов, что существенно увеличивает габариты и стоимость гибридных аппаратов): аппарат параллельного типа, когда электромеханические контакты подсоединяются параллельно полупроводниковому коммутатору, аппарат последовательного типа, когда электромеханические контакты соединяются последовательно с полупроводниковым коммутатором и аппарат параллельно-последовательного типа, когда одна пара электромеханических контактов соединяется параллельно с полупроводниковым коммутатором, а вторая пара электромеханических контактов соединяется последовательно с полупроводниковым коммутатором (см. «Электрические и электронные аппараты». Под ред. д.т.н. профессора Розанова Ю.К., М., Энергоатомиздат, 1998, стр.572-577). Наиболее совершенным с точки зрения коммутационной стойкости и минимальных потерь является гибридный аппарат параллельно-последовательного типа (см. «Электрические и электронные аппараты». Под ред. д.т.н. профессора Розанова Ю.К., стр.576, рис.11.16, а также патент №2214645 по заявке №2001115836/09 от 14.06.2001). Однако недостатком указанного гибридного аппарата является невысокое быстродействие как при включении, так и при выключении нагрузки по сравнению с полупроводниковым аппаратом.The invention relates to electrical engineering, in particular to hybrid electrical switching devices for switching on and off loads that contain electromechanical contacts and a semiconductor switch. Typically, electromechanical contacts operate in steady state, and a semiconductor switch operates in load on and off modes, which, with minimal losses in the apparatus, increases the switching resistance of electromechanical contacts (see G.V. Mogilevsky “Hybrid low-voltage electrical apparatus”, M., Energoatomizdat, 1986). Three types of hybrid DC switching devices are known, based on a fully controlled semiconductor switch - a transistor or a lockable thyristor (we will not consider single-operation thyristors, since they require the use of switching capacitors at constant current, which significantly increases the size and cost of hybrid devices): parallel type apparatus, when electromechanical contacts are connected in parallel with a semiconductor switch, the apparatus is type, when the electromechanical contacts are connected in series with the semiconductor switch and the parallel-serial device, when one pair of electromechanical contacts is connected in parallel with the semiconductor switch, and the second pair of electromechanical contacts is connected in series with the semiconductor switch (see "Electrical and electronic devices". Edited by Doctor of Technical Sciences Professor Rozanov Yu.K., M., Energoatomizdat, 1998, pp. 572-577). The most perfect from the point of view of switching resistance and minimal losses is a hybrid device of parallel-serial type (see "Electrical and Electronic Devices". Edited by Professor T. Rozanov Yu.K., p. 566, Fig. 11.16 , as well as patent No. 2214645 according to application No. 2001115836/09 dated 06/14/2001). However, the disadvantage of this hybrid device is its low speed both when switching on and off when compared to a semiconductor device.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению аналогом, который выбран в качестве прототипа, является гибридный аппарат последовательного типа и способ его управления (см. «Электрические и электронные аппараты». Под ред. д.т.н. профессора Розанова Ю.К. стр.575, рис.11.15.). Одним из недостатков прототипа является то, что он имеет низкое быстродействие при включении нагрузки. Но если оперативные переключения в прототипе производить полупроводниковым коммутатором, а электромеханические контакты использовать только для обеспечения гальванической развязки между нагрузкой и силовой сетью, то быстродействие при включении можно получить такое же, как у полупроводникового аппарата. Однако и в этом случае прототип аппарата и способ его управления имеют несколько недостатков, к числу которых прежде всего относится то, что не решен вопрос быстрого и надежного обнаружения и отключения короткого замыкания нагрузки, не производится диагностика полупроводникового коммутатора перед включением электромеханического коммутатора, импульс управления аппаратом подается одновременно на электромеханический коммутатор и полупроводниковый коммутатор и не имеет оптимальной формы, а именно нет форсировки управляющего сигнала в момент начала протекания тока транзистора, тем более, что в прототипе этот момент определить весьма сложно, нет запирающего сигнала транзистора, в то время как силовые мощные транзисторы, как правило, требуют этого при выключении, не раскрыта система управления, не решен вопрос рекуперации избыточной энергии с нагрузки, например двигателя, в питающую сеть. Все отмеченные недостатки снижают быстродействие и надежность прототипа, сужают область его применения. В предлагаемом изобретении все эти недостатки устранены.The closest to the proposed invention analogue, which is selected as a prototype, is a hybrid device of a sequential type and a method for controlling it (see "Electrical and Electronic Devices". Edited by Dr. Sc. Professor Rozanov Yu.K. p.575 , Fig. 11.15.). One of the disadvantages of the prototype is that it has low performance when the load is turned on. But if the operational switching in the prototype is done by a semiconductor switch, and the electromechanical contacts are used only to ensure galvanic isolation between the load and the power network, then the switching speed can be the same as that of the semiconductor device. However, in this case as well, the prototype of the device and its control method have several drawbacks, which primarily include the fact that the issue of quick and reliable detection and disconnection of the short circuit of the load is not resolved, the semiconductor switch is not diagnosed before turning on the electromechanical switch, the control pulse of the device fed simultaneously to the electromechanical switch and the semiconductor switch and does not have the optimal shape, namely, there is no control signal forcing in the moment the transistor current starts flowing, especially since in the prototype this moment is very difficult to determine, there is no transistor blocking signal, while power transistors, as a rule, require this when turning off, the control system is not disclosed, the issue of recovery of excess energy is not resolved from a load, such as an engine, to the mains. All the noted disadvantages reduce the speed and reliability of the prototype, narrow the scope of its application. In the invention, all these disadvantages are eliminated.
Технический результат изобретения - способа управления и устройства - заключается в том, чтобы увеличить быстродействие и надежность работы гибридного коммутационного аппарата и всей системы электроснабжения с указанным аппаратом, а также расширить его функциональные возможности и область применения.The technical result of the invention, the control method and device, is to increase the speed and reliability of the hybrid switching apparatus and the entire power supply system with the specified apparatus, as well as expand its functionality and scope.
Сущность предлагаемого способа управления гибридным коммутационным аппаратом, содержащим полупроводниковый коммутатор и последовательно соединенный с ним электромеханический коммутатор, заключается в том, что обеспечивают раздельное управление электромеханическим коммутатором, то есть формируют включающий и отключающий сигналы, и полупроводниковым коммутатором, то есть формируют открывающий, удерживающий и закрывающий сигналы, при этом обеспечивают оптимальную форму управляющего сигнала для полупроводникового коммутатора, а именно оптимальную крутизну нарастания открывающего сигнала при включении полупроводникового коммутатора, оптимальную мощность удерживающего сигнала управления для полупроводникового коммутатора в его открытом состоянии и оптимальную форму и мощность закрывающего сигнала при отключении полупроводникового коммутатора при номинальном токе, при токе перегрузки и особенно при коротком замыкании нагрузки, при этом в двух последних операциях отключают не только полупроводниковый коммутатор, но и электромеханический коммутатор.The essence of the proposed method for controlling a hybrid switching device containing a semiconductor switch and an electromechanical switch connected in series with it is that they provide separate control of the electromechanical switch, that is, they form on and off signals, and a semiconductor switch, that is, they form an opening, holding and closing signals, while providing the optimal form of the control signal for the semiconductor switch, and they the optimal slope of the rise of the opening signal when the semiconductor switch is turned on, the optimal power of the holding control signal for the semiconductor switch in its open state, and the optimal shape and power of the closing signal when the semiconductor switch is turned off at rated current, at overload current, and especially when the load is short-circuited, in the last two operations, not only the semiconductor switch is turned off, but also the electromechanical switch.
Новым в предложенном способе управления гибридным коммутационным аппаратом (п.1 формулы) является то, что при включенном электромеханическом коммутаторе непрерывно контролируют напряжение на нагрузке и разрешают формирование удерживающего сигнала для полупроводникового коммутатора только при наличии напряжения на нагрузке, при этом исключается возможность формирования удерживающего сигнала для полупроводникового коммутатора в режиме пуска, а также прекращается формирование упомянутого удерживающего сигнала при коротком замыкании нагрузки, что обеспечивает ускоренное отключение короткозамкнутой нагрузки по сравнению с максимально-токовой защитой, так как при обычно встречающемся активно-индуктивном сопротивлении силовой сети напряжение на нагрузке при ее коротком замыкании исчезает быстрей, чем ток короткого замыкания достигнет значения тока уставки, следовательно, при этом сокращается и полное время отключения короткозамкнутой нагрузки.New in the proposed method for controlling a hybrid switching device (
По п.2 формулы перед формированием включающего сигнала для электромеханического коммутатора контролируют исправность полупроводникового коммутатора и разрешают формирование упомянутого включающего сигнала только при исправном полупроводниковом коммутаторе, при этом увеличивается надежность электроснабжения нагрузки, так как исключается подача напряжения на нагрузку при неисправном полупроводниковом коммутаторе.According to
Предложенное устройство (фиг.1) содержит электромеханический коммутатор ЭК с приводом ПР и системой управления СУЭК, в которую могут входить первые пусковая П1 и остановочная С1 кнопки и первые замыкающие блок-контакты БК1, полупроводниковый коммутатор ПК с системой управления СУПК, в которую входят открывающий ОБ, удерживающий УБ и закрывающий ЗБ блоки и датчик ДТ тока нагрузки, а также могут входить вторая пусковая кнопка П2, второй остановочный ключ С2, вторые замыкающие блок-контакты БК2, при этом электромеханический ЭК и полупроводниковый ПК коммутаторы соединены последовательно между собой, электромеханический коммутатор управляется посредством кнопок П1 и С1, полупроводниковый коммутатор управляется посредством кнопки П2 и ключа С2, а датчик ДТ тока нагрузки выходными выводами соединен с входными выводами привода ПР, а также с первыми входными выводами открывающего ОБ, удерживающего УБ и закрывающего ЗБ блоков.The proposed device (Fig. 1) contains an electromechanical EC switch with a PR drive and a SUEK control system, which may include the first start-up P1 and stop-C1 buttons and the first closing block contacts BK1, a semiconductor switch PC with a control system for control system, which includes an opening The OB that holds the UB and closes the ST blocks and the load current sensor DT, can also include a second start button P2, a second stop key C2, second closing block contacts BK2, while the electromechanical EC and semiconductors The PC switches are connected in series with each other, the electromechanical switch is controlled using the buttons P1 and C1, the semiconductor switch is controlled by the button P2 and the key C2, and the load current sensor DT is connected with the output terminals to the input terminals of the PR drive, as well as to the first input terminals of the opening OB, holding UB and closing ST blocks.
По п.3 формулы новым является то, что дополнительно введен датчик ДН напряжения на нагрузке, выходные выводы которого подсоединены к выводам для подвода напряжения питания к удерживающему блоку. По п.4 формулы остановочный ключ С2 подсоединен параллельно к упомянутым выводам для подвода напряжения питания удерживающего блока. По п.5 формулы выходные выводы датчика ДН напряжения на нагрузке соединены с первыми входными выводами открывающего и закрывающего блоков. Такое исполнение устройства позволяет ускоренно обнаружить короткое замыкание нагрузки и быстро его отключить.According to
По п.6 формулы новым является также то (фиг.2), что дополнительно введено реле контроля РК, которое входными выводами подсоединено параллельно полупроводниковому коммутатору, а его выходные выводы подсоединены к входным выводам привода ПР, при этом в случае обнаружения неисправности полупроводникового коммутатора, а именно его пробоя, запрещается формирование включающего сигнала для электромеханического коммутатора, что повышает надежность системы электроснабжения с предложенными способом и устройством.According to claim 6 of the formula, it is also new (Fig. 2) that an RK monitoring relay is additionally introduced, which is connected in parallel with the semiconductor switch by input terminals, and its output terminals are connected to the input terminals of the PR drive, and in case of failure of the semiconductor switch namely, its breakdown, the formation of an enabling signal for the electromechanical switch is prohibited, which increases the reliability of the power supply system with the proposed method and device.
Для работы в режиме рекуперации (фиг.3) дополнительно введены первый, второй, третий и четвертый диоды, при этом они подсоединены так, что при рекуперации избыточной энергии с нагрузки, например, двигателя, в питающую силовую сеть обеспечивают протекание тока рекуперации через полупроводниковый коммутатор в том же направлении, что и при питании нагрузки, что расширяет область применения предложенных способа управления и устройства гибридного коммутационного аппарата. Также такой аппарат может быть использован в цепях переменного тока.To work in the recovery mode (Fig. 3), the first, second, third and fourth diodes are additionally introduced, while they are connected so that when recovering excess energy from a load, for example, an engine, the recuperation current flows through the semiconductor switch in the same direction as with load power, which expands the scope of the proposed control method and device hybrid switching apparatus. Also, such an apparatus can be used in AC circuits.
Рассмотрим подробно примеры исполнения предложенных устройств.Consider in detail examples of the proposed devices.
На фиг.1 приведено устройство, в котором может быть реализован предлагаемый способ управления и которое содержит: первый 1 и второй 2 неподвижные контакты для соединения с внешней цепью нагрузки, электромеханический коммутатор ЭК с первым 3 и вторым 4 выходными выводами, приводом ПР и системой управления СУЭК, первые пусковая П1 и остановочная С1 кнопки, первые замыкающие блок-контакты БК1, полупроводниковый коммутатор ПК с первым 5 и вторым 6 выходными выводами, первыми 24 и вторыми 25 входными выводами и системой управления СУПК, в которую входят открывающий блок ОБ с выводами 7, 8 для подвода напряжения питания, с входными 9,10 и выходными 11 выводами, удерживающий блок УБ с выводами 12, 13 для подвода напряжения питания, с входными 14 и выходными 15 выводами, закрывающий блок ЗБ с выводами 16, 17 для подвода напряжения питания, с входными 18, 19 и выходными 20 выводами, вторые замыкающие блок-контакты БК2, вторая пусковая кнопка П2, второй остановочный ключ С2, датчик ДТ тока нагрузки с выходными 21, 22 выводами, датчик ДН напряжения на нагрузке с выходными выводами 23, при этом с первым неподвижным контактом 1 для соединения с внешней цепью нагрузки соединен первый вывод 3 электромеханического коммутатора ЭК, второй вывод 4 которого соединен с первым выводом (коллектором) 5 транзистора полупроводникового коммутатора, второй вывод (эмиттер) 6 которого соединен с вторым неподвижным контактом 2 для соединения с внешней цепью нагрузки, при этом к первому - положительному полюсу +Еп сети питания собственных нужд подсоединены первые выводы первых замыкающих блок-контактов БК1 и первой пусковой кнопки П1, вторые выводы которых соединены с первым выводом первой остановочной кнопки С1, второй вывод которой соединен с первым выводом 27 для подвода напряжения питания привода ПР, второй вывод 28 которого соединен с вторым - отрицательным полюсом сети питания собственных нужд, при этом первый вывод вторых замыкающих блок-контактов БК2 и первый вывод 16 для подвода напряжения питания закрывающего блока ЗБ соединены с первым - положительным полюсом сети питания собственных нужд, при этом второй вывод вторых замыкающих блок-контактов БК2 соединен с первым выводом второй пусковой кнопки П2, второй вывод которой соединен с первым выводом 7 для подвода напряжения питания открывающего блока ОБ, а вторые выводы 8 открывающего ОБ и 17 закрывающего ЗБ блоков соединены с упомянутым вторым отрицательным полюсом сети питания собственных нужд, при этом первые выходные выводы 21 датчика ДТ тока нагрузки соединены с входными выводами 26 привода ПР, а вторые выходные выводы 22 упомянутого датчика ДТ соединены с первыми 10, 14 и 18 входными выводами соответственно открывающего ОБ, удерживающего УБ и закрывающего ЗБ блоков, при этом выходные выводы 11 и 15 соответственно открывающего ОБ и удерживающего УБ блоков подсоединены к первым входным выводам 24 полупроводникового коммутатора ПК, а выходные выводы 20 закрывающего ЗБ блока подсоединены к вторым входным выводам 25 полупроводникового коммутатора ПК, при этом электромеханический коммутатор ЭК, первые БК1 и вторые БК2 замыкающие блок-контакты кинематически связаны с приводом ПР, при этом выходные выводы 23 датчика ДН напряжения на нагрузке соединены с выводами 12, 13 для подвода напряжения питания удерживающего блока УБ, а второй остановочный ключ С2 подсоединен параллельно выводам 12, 13 для подвода напряжения питания удерживающего блока УБ.Figure 1 shows a device in which the proposed control method can be implemented and which contains: first 1 and second 2 fixed contacts for connecting to an external load circuit, an electro-mechanical switch EC with the first 3 and second 4 output terminals, the PR drive and the control system SUEK, the first starting P1 and stopping C1 buttons, the first closing block contacts BK1, a semiconductor switch PC with the first 5 and second 6 output pins, the first 24 and second 25 input pins and the control system of the control system into which t opening OB block with
На фиг.2 приведено предлагаемое устройство, в котором по сравнению с фиг.1 дополнительно введено реле контроля РК с входными 29 и выходными 30 выводами, при этом реле контроля РК входными выводами 29 подсоединено к выходным выводам 5, 6 полупроводникового коммутатора ПК, а выходные выводы 30 упомянутого реле контроля РК подсоединены к входным выводам привода ПР.Figure 2 shows the proposed device, in which, in comparison with figure 1, an additional relay of control of the RK with
На фиг.3 приведено устройство, в котором по сравнению с фиг.1 дополнительно введены первый 29, второй 30, третий 31 и четвертый 32 диоды, при этом с вторым выводом 4 электромеханического коммутатора ЭК соединены; анод первого 29 и катод второго 30 диодов, при этом катод первого диода 29 соединен с первым выводом (коллектором) 5 транзистора полупроводникового коммутатора ПК и с катодом третьего диода 31, а анод второго диода 30 соединен с вторым выводом (эмиттером) 6 упомянутого транзистора полупроводникового коммутатора ПК и анодом четвертого диода 32, катод которого соединен с анодом третьего диода 31 и вторым неподвижным контактом 2 для соединения с внешней цепью нагрузки.Figure 3 shows a device in which, in comparison with figure 1, the first 29, second 30, third 31 and fourth 32 diodes are additionally introduced, while connected to the second terminal 4 of the electromechanical switch EC; the anode of the first 29 and the cathode of the second 30 diodes, while the cathode of the
Предлагаемое устройство, схема которого приведена на фиг.1 и 2, работает следующим образом. Режимы работы устройства:The proposed device, the circuit of which is shown in figures 1 and 2, works as follows. Device Modes:
1. режим включения нагрузки;1. load switching mode;
2. режим оперативного отключения нагрузки;2. mode of operational load shedding;
3. режим отключения нагрузки при перегрузке;3. load disconnection mode during overload;
4. режим отключения нагрузки при ее коротком замыкании.4. load disconnection mode during its short circuit.
Перед включением электромеханического коммутатора ЭК реле контроля РК (см. фиг.2) определяет исправность полупроводникового коммутатора ЭК и в случае его исправного состояния дает разрешающий сигнал на привод ПР. После этого схемы приводов, приведенные на фиг.1 и 2, работают идентично. При нажатии первой пусковой кнопки П1 по цепи +Еп-П1-С1-27-28 - -Еп протекает ток питания привода ПР и последний выключается, при этом замыкаются рабочие контакты 3, 4 электромеханического коммутатора ЭК, замыкаются первые замыкающие блок-контакты БК1, что обеспечивает питание привода ПР при отжатой первой пусковой кнопке П1, а также замыкаются вторые замыкающие блок-контакты БК2, что обеспечивает возможность включения в работу системы управления СУПК полупроводниковым коммутаторам ПК. При нажатии второй пусковой кнопки П2 ток протекает по цепи: +Еп-БК2-П2-7-8 - -Еп, при этом открывающий блок ОБ начинает формировать открывающий сигнал, который с его выходных выводов 11 подается на первые входные выводы 24 полупроводникового коммутатора ПК, последний открывается и обеспечивает кратковременную подачу напряжения на нагрузку, так как контакты 3, 4 электромеханического коммутатора уже замкнуты, и, если нагрузка исправна, на ней появляется напряжение, которое поступает на датчик ДН, с выходных выводов 23 которого упомянутое напряжение поступает и на выводы 12, 13 для подвода напряжения питания удерживающего блока УБ и последний начинает формировать длительный удерживающий сигнал, который поступает с выходных выводов 15 удерживающего блока УБ на первые входные выводы 24 полупроводникового коммутатора ПК, который обеспечивает постоянную подачу напряжения на нагрузку. Закрывающий сигнал с блока ЗБ на полупроводниковый коммутатор ПК не подается до поступления специального сигнала от датчика ДТ тока нагрузки или датчика ДН напряжения на нагрузке. При исправной нагрузке включение аппарата и нагрузки на этом заканчивается, при этом с выходных выводов 23 датчика ДН на входные выводы 9 открывающего блока ОБ подается сигнал о прекращении работы этого блока. Если нагрузка неисправна, на ней во время работы открывающего блока ОБ не может появиться напряжение, следовательно, его не будет на датчике ДН напряжения на нагрузке и на выводах 12, 13 для подвода напряжения питания удерживающего блока УБ, и последний не может начать формировать длительный удерживающий сигнал. Если короткое замыкание нагрузки происходит за время формирования открывающего сигнала, то по сигналу от датчика ДТ тока нагрузки о коротком замыкании нагрузки, подаваемому с его выходных выводов 22 на входные выводы 10 открывающего блока ОБ последний прекращает работу, то есть перестает посылать открывающий сигнал с выходных выводов 11 на первые входные выводы 24 полупроводникового коммутатора ПК, одновременно по этому же сигналу, подаваемому с выходных выводов 22 на входные выводы 18 закрывающего блока ЗБ, последний формирует закрывающий сигнал, который подается с выходных выводов 20 закрывающего блока ЗБ на вторые входные выводы 25 полупроводникового коммутатора ПК, при этом последний закрывается и короткое замыкание локализуется уже при пуске аппарата, одновременно с первых выходных выводов 21 подается сигнал о коротком замыкании и на входные выводи 26 привода ПР, и последний также отключается.Before turning on the electro-mechanical switch of the EC, the monitoring relay of the Republic of Kazakhstan (see figure 2) determines the health of the semiconductor switch of the EC and, if it is in good condition, gives an enable signal to the PR drive. After this, the drive circuit shown in figures 1 and 2, work identically. When the first start button P1 is pressed along the circuit + Е п -П1-С1-27-28 - -Е п , the power supply current of the PR drive flows and the last one turns off, while the
Так как возможен отказ в поступлении сигналов о прекращении работы открывающего блока ОБ от датчика ДТ тока нагрузки или датчика ДН напряжения на нагрузке, длительность работы открывающего блока ОБ ограничивается интервалом времени, в течение которого происходит появление напряжения на нагрузке. Это позволяет предотвратить неконтролируемое развитие режима короткого замыкания нагрузки при длительной работе открывающего блока ОБ.Since there may be a refusal to receive signals about the termination of operation of the opening OB unit from the load current sensor DT or load voltage sensor DN, the duration of the opening OB unit is limited by the time interval during which voltage appears on the load. This allows you to prevent the uncontrolled development of the short circuit load during continuous operation of the opening block OB.
Режим оперативного выключения полупроводникового коммутатора ПК осуществляется путем замыкания второго остановочного ключа С2, при этом предотвращается подача напряжения питания на выводы 12, 13 для подвода напряжения питания удерживающего блока УБ, который перестает формировать удерживающий сигнал, поступающий с выходных выводов 15 удерживающего блока УБ на первые входные выводы 24 полупроводникового коммутатора ПК, одновременно с выходных выводов 23 датчика ДН на входные выводы 19 закрывающего блока ЗБ поступает сигнал, в соответствии с которым закрывающий блок ЗБ начинает подавать с выходных выводов 20 закрывающий сигнал на вторые входные выводы 25 полупроводникового коммутатора, последний закрывается и снимает напряжение с нагрузки. Электромеханический коммутатор ЭК может при этом выключаться с помощью первой остановочной кнопки С1, которая прерывает цепь питания привода ПР, при этом привод выключается и размыкаются контакты 3, 4 электромеханического коммутатора ЭК, а также первые БК1 и вторые БК2 блок-контакты.The operational shutdown mode of the PC semiconductor switch is carried out by closing the second stop key C2, while the supply voltage to the
Режим выключения при перегрузке происходит следующим образом. Датчик ДТ тока нагрузки формирует сигнал о перегрузке, который с выходных выводов 21 подается на входные выводы 26 привода, а с выходных выводов 22 одновременно подается на входные выводы 14 удерживающего блока УБ, который перестает формировать удерживающий сигнал, и на первые входные выводы 18 закрывающего блока ЗБ, который с выходных выводов 20 начинает подавать закрывающий сигнал на вторые входные выводы 25 полупроводникового коммутатора ПК, который в силу своего быстродействия закрывается быстрей, чем отключается электромеханический коммутатор ЭК, который таким образом отключается в бестоковом режиме.The shutdown mode during overload occurs as follows. The load current sensor DT generates an overload signal, which is supplied from the
Режим выключения при коротком замыкании нагрузки происходит следующим образом. Режим выключения может быть инициирован как сигналом от датчика ДТ тока нагрузки о ее коротком замыкании, так и сигналом от датчика ДН напряжения на нагрузке об исчезновении этого напряжения на нагрузке в зависимости от того, который сигнал поступит раньше. Следует отметить, что при обычно встречающемся активно-индуктивном сопротивлении силовой питающей сети при коротком замыкании нагрузки напряжение на ней исчезает быстрей, чем ток короткого замыкания нагрузки, изменяющийся по экспоненциальному закону, достигает значения тока уставки. Выключение аппарата при коротком замыкании нагрузки по сигналу от датчика ДТ тока нагрузки уже было рассмотрено при описании процесса включения аппарата. Выключение аппарата по сигналу от датчика ДН напряжения на нагрузке об исчезновении этого напряжения происходит следующим образом. Исчезновение напряжения на нагрузке приводит к автоматическому исчезновению напряжения на входе и выходе 23 датчика ДН напряжения на нагрузке, и на выводах 12, 13 для подвода напряжения питания удерживающего блока УБ, в результате чего последний перестает формировать удерживающий сигнал, подаваемый с выходных выводов 15 на первые входные выводы 24 полупроводникового коммутатора ПК, одновременно с выходных выводов 23 датчика ДН на входные выводы 19 закрывающего блока ЗБ поступает сигнал, по которому упомянутый закрывающий блок ЗБ начинает посылать с выходных выводов 20 закрывающий сигнал на вторые входные выводы 25 полупроводникового коммутатора ПК и последний закрывается, при этом с выходных выводов 21 датчика ДТ тока нагрузки на входные выводы 26 привода ПР подается сигнал, который вызывает отключение привода ПР.The shutdown mode when a short circuit load occurs as follows. The shutdown mode can be initiated both by a signal from the load current sensor DT about its short circuit, and by a signal from the load cell DN sensor on the disappearance of this voltage on the load, depending on which signal arrives earlier. It should be noted that with the usually encountered active-inductive resistance of the power supply network with a short circuit of the load, the voltage on it disappears faster than the short circuit current of the load, which varies exponentially, reaches the value of the set current. Turning off the device during a short circuit of the load by a signal from the DT sensor of the load current has already been considered when describing the process of turning on the device. The device is turned off by a signal from the sensor of the DN of the voltage at the load about the disappearance of this voltage is as follows. The disappearance of the voltage at the load leads to the automatic disappearance of the voltage at the input and
Устройство, приведенное на фиг.3, работает следующим образом. Функции систем управления СУЭК электромеханическим коммутатором ЭК и СУПК полупроводниковым коммутатором ПК остаются теми же, что и на фиг.1 и 2. Отличие заключается в том, что в режиме рекуперации избыточной энергии с нагрузки, например двигателя, варианты гибридного аппарата, приведенные на фиг.1 и 2, не могут пропускать ток рекуперации в питающую сеть без дополнительных переключении, так как ток рекуперации протекает в обратном направлении по отношению к направлению тока при питании нагрузки. В варианте гибридного аппарата, приведенном на фиг.3, ток по силовой цепи при питании нагрузки протекает по контуру 1-3-4-29-5-6-32-2, а при рекуперации, то есть при поступлении энергии от нагрузки в питающую сеть, ток протекает по контуру 2-31-5-6-30-4-3-1, то есть в силовой цепи в обратном направлении, а через полупроводниковый коммутатор в том же направлении, что и при питании нагрузки, поэтому и все функции управления в данном варианте сохраняются.The device shown in figure 3, operates as follows. The functions of the SUEK control systems by the EC electromechanical switch and PCC semiconductor switch PC remain the same as in FIGS. 1 and 2. The difference is that in the recovery mode of excess energy from the load, for example, the engine, the hybrid apparatus variants shown in FIG. 1 and 2, can not pass the recovery current into the supply network without additional switching, since the recovery current flows in the opposite direction with respect to the direction of the current when the load is powered. In the embodiment of the hybrid apparatus shown in FIG. 3, the current in the power circuit when the load is powered flows along the circuit 1-3-4-29-5-6-32-2, and during recovery, that is, when energy from the load enters the power supply network, current flows along the circuit 2-31-5-6-30-4-3-1, that is, in the power circuit in the opposite direction, and through the semiconductor switch in the same direction as when supplying the load, therefore, all functions controls in this option are saved.
В заключение необходимо отметить:In conclusion, it should be noted:
1) при изменении полярности напряжений, отмеченных на фиг.1, 2 и 3, изменяются направления прямого включения полупроводниковых приборов;1) when the polarity of the voltages indicated in FIGS. 1, 2, and 3 changes, the directions of the direct connection of semiconductor devices change;
2) на фиг.1, 2 и 3 для упрощения не показаны известные защитно-демпфирующие устройства в цепях управления и силовых цепях полупроводниковых приборов, состоящие обычно из резисторов, конденсаторов, варисторов и стабилитронов;2) in FIGS. 1, 2 and 3, for simplicity, the known protective damping devices in control circuits and power circuits of semiconductor devices are not shown, usually consisting of resistors, capacitors, varistors and zener diodes;
3) при реализации предлагаемых вариантов гибридного аппарата может быть использована как трансформаторная, так и оптоэлектронная развязка разнопотенциальных цепей аппарата.3) when implementing the proposed variants of the hybrid apparatus, both transformer and optoelectronic isolation of different potential circuits of the apparatus can be used.
4) упомянутые в тексте блок-контакты могут быть заменены любыми управляемыми ключами.4) the block contacts mentioned in the text can be replaced by any managed keys.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004117367/09A RU2267184C1 (en) | 2004-06-07 | 2004-06-07 | Method for control of hybrid switchgear and hybrid switchgear for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004117367/09A RU2267184C1 (en) | 2004-06-07 | 2004-06-07 | Method for control of hybrid switchgear and hybrid switchgear for its realization |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004117367A RU2004117367A (en) | 2005-11-20 |
| RU2267184C1 true RU2267184C1 (en) | 2005-12-27 |
Family
ID=35866898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004117367/09A RU2267184C1 (en) | 2004-06-07 | 2004-06-07 | Method for control of hybrid switchgear and hybrid switchgear for its realization |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2267184C1 (en) |
-
2004
- 2004-06-07 RU RU2004117367/09A patent/RU2267184C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Могилевский Г.Б. Гибридные электрические аппараты низкого напряжения. - М.: Энергоатомиздат, 1986. * |
| Электрические и электронные аппараты. Под ред. д.т.н. проф. Розанова Ю.К. - М.: Энергоатомиздат, 1998, с.575, рис.11.15. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004117367A (en) | 2005-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8472216B2 (en) | Circuit arrangement and control circuit for a power-supply unit, computer power-supply unit and method for switching a power-supply unit | |
| JPS62285615A (en) | Ac circuit breaker | |
| RU2267184C1 (en) | Method for control of hybrid switchgear and hybrid switchgear for its realization | |
| RU2621704C1 (en) | Activation device for three-phase transformer | |
| RU41544U1 (en) | HYBRID SWITCHING MACHINE | |
| JP2001333536A (en) | Non-utility generating facility | |
| JP2007252164A (en) | Distributed power supply system | |
| SU1480082A1 (en) | Dc generator source controller | |
| RU2375779C1 (en) | Method for direct current interruption by direct current hybrid switching device and direct current hybrid switching device for implementation of this method | |
| SU828298A1 (en) | Device for automatic connection of electric power user at restoring voltage | |
| RU1823102C (en) | Stabilized power supply source | |
| RU2278436C2 (en) | Disconnecting module of high-speed circuit breaker | |
| SU1473049A1 (en) | Power supply source with input without a transformer | |
| RU41539U1 (en) | QUICK DRIVE SWITCHING MACHINE | |
| SU661673A1 (en) | Device for protecting electric power comsumer from undervoltage with time delay | |
| SU1686585A1 (en) | Device for protection of thyristor converter against minimal voltage with time delay | |
| RU2027294C1 (en) | Device for controlling m-phase rectifier converter | |
| SU1712948A2 (en) | Device for protection of electric circuits | |
| SU1014090A1 (en) | Device for protecting three-phase electric installation from phase alternation change and phase break | |
| SU1607046A1 (en) | Redundancy d.c. power supply system | |
| SU1730708A1 (en) | Device for protection of self-excited induction generator unit from voltage and frequency change | |
| SU1683086A1 (en) | Device for control of high-voltage circuit breaker | |
| RU2239929C2 (en) | Device for controlling three-phase motor incorporating phase-failure protective gear | |
| RU2115993C1 (en) | Secondary power supply | |
| SU840986A1 (en) | Prewarning device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090608 |