Устройство для контроля исправности элементов при их параллельно-последовательном соединении в высоковольтном электротехническом оборудовании

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ИХ ПАРАЛЛЕЛЬНО-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ СОЕДИНЕНИИ В ВЫСОКОВОЛЬТНОМ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОМ ОБОРУДОВАНИИ, содержащее датчики состояния элементов по числу контролируемых элементов, первый и второй световоды, счетчик, первый и второй селекторы с двумя выходами, третий селектор и блок памяти с поразрядными входами, отличающеес я тем, что, с целью повышения надежности , оно снабжено переключателем с входами по числу датчиков, стробирующим входом ипоразрядными адресными входами и выходом, первьвл триггером с nepBbJM и вторым вхояг1ми управления, входом обнуления, вторым триггером с управляющим и обнуляющим входами, первым и вторым сумматорами , первыми и вторыми входными усилителями , первым и вторым выходными усилителями, первым и вторым фотоприемниками , первым и вторым светоизлучателями , задающим генератором, первым и вторым ключгили, кольцевым счетчиком с управляющим и обнуляющим входами, с выходом окончания счета и поразрядными выходами, счетчиkoм на три с входом обнуления, элементом И, дешифратором с управляющим входом и поразрядными входами и выходами, первым и вторым элементами задержки,формирователем импульсов и блоком выдачи результата, счетчик снабжен обнуляющим входом и поразрядными выходами по числу поразрядных адресных входов переключателя , а блок памяти снабжен обнуля ющим и разрешающим вxaaгцv и причем выходы датчиков подключены. к соответствующим входам переключателя, стробирующий вход которого подключен к выходу первого триггера, а поразрядные адресные входы подключены к соответствующим поразрядным выходам счетчика, выход переключателя подключен к однсаиу входу первого сумматора, другой вход которого подключен к одному выходу первого селектора , а выход через первый выходсл ной усилитель подключен к первому светоизлучателю, первый фотоприемник через первый входной, усилитель подключен к входу счетчика и первому входу управления первого триггера, второй вход управления которого подключен к выходу счетчика и входу liepвого селектора, другой выход которого подключен к обнуляющим вхрдам счетчика и первого триггера, вьйсод Jзадающего генератора подключен через первый ключ к входу второго ключа и л ;о о kx управляющему вхсду кольцевого счетчи ка, управляющие входы первого и второго ключей подключены к одному выходу второго сумматора и выходу второго триггера соответственно, выход второго ключа через второй выходной GO усилитель подключен к второму светоизлучателю , выход окончания счета кольцевого счетчика через второй се-лектор подключен к другому выходу второго сумматора, одним входам элемента И и счетчика на обнуляющему входу второго триггера, вход которого подключен к другому входУ элеМента И и выходу третьего селектора, вход которого подключен к управляющему входу дешифратора и через вто

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) Н 0 2 М 1 1 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3434232/24-07 (22) 07 ° 05,82 (46) 23. 01, 84. Бюл, М 3 (72) Е.В.Жданов, Г.С.Иванова и В,А.Шарлот (71) Всесоюзный электротехнический институт им. В.И.Ленина. (53) 621.314.572(088.8) (56) 1. Патент Швеции 9 365915, кл. Е 02 Н 1/18, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2943218, кл. Н 02 Н 7/10, Н 02 М 1/18, 1980, (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ИСПРАВНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ИХ IIAPAJIЛЕЛЬНО=ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ СОЕДИНЕНИИ

В ВЬ)СОКОВОЛЬТНОМ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОМ

ОБОРУДОВАНИИ, содержащее датчики состояния элементов по числу контролируемых элементов, первый и второй световоды, счетчик, первый и второй селекторы с двумя выходами, третий селектор и блок памяти с поразрядными входами, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено переключателем с входами по числу датчиков, стробирующим входом и поразрядными адресными входами и выходом, первым триггером с первым и вторым входами управления, входом обнуления, вторым триггером с управляющим и обнуляющим входами, первым и вторым сумматорами, первыми и вторыми входными усилителями, первым и вторым выходными усилителями, первым и вторым фотоприемниками, первым и вторым светоизлучателями, задакщим генератором, первым и вторым ключами, кольцевым счетчиком с управлянщим и обнуляющим входами, с выходом окончания счета и поразрядными выходами, счетчиком на три с входом обнуления, элементом И, дешифратором с управляющим входом и поразрядными входами и выходами, первым и вторым элементами задержки, формирователем импульсов и блоком выдачи результата, счетчик снабжен обнуляющим входом и поразрядными выходами по числу поразрядных адресных входов переключателя, а блок памяти снабжен обнулякщим и разрешающим входами, причем выходы датчиков подключены к соответствующим входам переключателя, стробирующий вход которого подключен к выходу первого триггера, а поразрядные адресные входы подключены к соответствующим поразрядным выходам счетчика, выход переключателя подключен к одному входу первого сумматора, другой вход которого подключен к одному выходу первого се- ф лектора, а выход через первый выходной усилитель подключен к первому светоизлучателю, первый фотоприемник через первый входной усилитель подключен к входу счетчика и первому входу управления первого триггера, второй вход управления которого под-ключен к выходу счетчика и входу пе вого селектора, другой выход кото рого подключен к обнуляющим входам счетчика и первого триггера, вь(ход

Iэадакщего генератора подключен чере первый ключ к входу второго ключа и управляющему входу кольцевого счетч ка, управляющие входы первого и второго ключей подключены к одному выходу второго сумматора и выходу второго триггера соответственно, выход второго ключа через второй выходной усилитель подключен к второму светоизлучателю, выход окончания счета кольцевого счетчика через второй селектор подключен к другому выходу второго сумматора, одним входамэлемента И и счетчика на "три" и обнуляющему входу второго триггера, вход которого подключен к другому входу элейента И и выходу третьего селектора, вход которого подключен к управляющему входу дешифратора и через вто1069088 рой входн.ой усилитель - к второму фотоприемнику, выход второго селектора через первый элемент задержки подключен к входу второго сумматора, обнуляющим входам кольцевого счетчика и блока памяти, выход которого подключен к одному входу блока выдачи результата, другой вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, входом подключенного к выходу и входу обнуления счетчика на, 1

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах контроля и защиты высоковольтных установок, содержащих .большое количество однотипных элементов, соединенных параллельно и последовательно, например тиристоров, конденсаторов .

Известно устройство для контроля последовательно соединенных тиристоров высоковольтного вентиля, содержащее датчики на потенциал каждого тиристора, выходами подключенные через световоды к детекторам, блок памяти с подключенным к нему селекто- 1 ром, счетчик и блоки индикации и выдачи результата Г1 ).

Недостатком этого устройства является сложность, обусловленная большим количеством снетоводов, соответствующим количеством детекторов и сложностью обработки информа. ции,полученной с высокого потенциала, что снижает достоверность информации., Наиболее близким к изобретению по, технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для контроля исправности элементов при их параллельно-последовательном соединении н нысоковольтном электротехническом оборудонании, содержащее дат- ЗО чики состояния элементов по числу контролируемых элементов, первый и второй снетоноды, счетчик, первый и второй селекторы с двумя выходами, третий селектор и блок памяти с по- 35 разрядными входами j2).

Недостатком известного устройства является низкая надежность, обусловленная большим количеством световодов и блоков, преобразующих информацию, получ ен ную с нысок oro пот енциала. При наружной установке устройство предполагает использование до-. рогостоящих маслонаполненных световодов в специальной оболочке, усложня- 45 ющих эксплуатацию и снижающих.надежность оборудования, три", выходу элемента И и входу второго элемента задержки, выход которого подключен к разрешакщему входу блока памяти, первый и нторой световоды подключены между первыми светоизлучателем и фотоприемником и вторыми светоизлучателем и фотоприемником соответстненно, поразрядные входы блока памяти подклкчены к соответствук>щим поразрядным выхоцам дешифратора.

Uåëè изобретения — повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля элементов при их параллельно-последовательном соединении н высоковольтном электротехническом оборудовании, содержащее датчики состояния элементов по числу контролируемых элементон, первый и второй светоноды, счетчик, первый и второй селекторы с двумя выходами, третий селектор и блок памяти с поразрядными входами, снабжено переключателем с входами по числу датчиков, стробирующим входом и поразрядными адресными входами.и выходом, первым триггером с первым и вторым входами управления, входом обнуления, вторым триггером с управляющим и обнулякщим входами, первым и вторым сумматорами, первыми и вторыми входными усилителями, первым и вторым выходными усилителями, первым и вторым фотоприемниками, первым и вторым снетоизлучателями, задакщим генератором, первым и вторым ключами, кольцевым счетчиком q управляющим и обнуляющим входами, с выходом окончания счета и поразрядными выходами, счетчиком на три с входом обнуления, элементом И, дешифратором с управляющим входом,и поразрядными входами и выходами, первым и вторым элементами задержки, формирователем импульсов и блоком выдачи резуль>тата„ а счетчик снабжен обнуляющим входом и поразрядными выходами по числу поразрядных адресных входов переключателя, а блок памяти снабжен обнуляющим и разрешакщим входами, причем выходы датчиков подключены к соответствующим входам переключателя, стробирующий вход которого подключен к ныходу первого триггера, а поразрядные адресные входы подключены к соотнетствукщим поразрядным выходам счетчика, выход переключателя подключен к одному входу первого сумматора, другой вход

1069088 которого подключен к одному выходу первого селектора, а выход через первый выходной усилитель подключен к первому светоизлучателю, первый фотоприемник через первый входной усилитель подключен к входу счетчика и первому входу управления первого триггера, второй вход управления которого подключен к выходу счетчика и входу первого селектора, другой выход которого подключен к обнуляю- 10

@им входам счетчика и первого триггера, выход задающего генератора подключен через первый ключ к входу второго ключа и управлякщему входу кольцевого счетчика, Управляющие входы 15 первого и второго ключей подключены к одному выходу второго сумматора и выходу второго триггера соответственно, выход второго ключа через второй выходной усилитель подключен к второму светоизлучателю, выход окончания счета кольцевого счетчика через второй селектор подключен к другому выходу второго сумматора, одним входам элемента И и счетчика на ™три и обнуляющему входу второго триггера, вход которого подключен к другому входу элемента И и выходу третьего селектора, вход которого подключен к управляющему входу дешифратора и через второй входной усилитель — к второму фотоприемнику, выход второго селектора через первый элемент задержки подключен к входу второго сумматора, обнуляющим входам кольцевого счетчика и блока 35 памяти, выход которого подключен к одному входу блока выдачи результата, другой вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, входом-подключенного к выходу и вхо- 4Q ду обнуления счетчика на три, выходу элемента И и входу второго элемента задержки, выход которого подключен к разрешакщему входу блока памяти, первый и второй световоды подключены между первыми светоизлучателем и фотоприемником и вторыми светоизлучателем и фотоприемником соответственно, поразрядные входы блока памяти подключены к соответствукщим поразрядным выходам дешифратора.

На фиг. 1 представлена схема устройства для контроля исправности элементов при их параллельно-последовательном соединении в высоковольт-55 ком электротехническом оборудовании.

Устройство содержит датчики 1 состояния элементов по числу контролируемых элементов, выходами подклю- 60 ченные к соответствукщим входам 2-6 по числу датчиков 7 переключателя, снабженного стробирукщим входом 8, поразрядными адресными входами.9-14, выходом 15 подключенного к одному 65 входу двухвходового первого сумматора 16 подключенного выходом через первый выходной усилитель 17. к первому светоизлучателю 18, первый фотоприемник 19, подключенный через первый входной усилитель 20 к входу 21 счетчика 22, первому входу 23 управления первого триггера 24, выход 25 которого подключен к стробирукщему входу 8 переключателя 7, а второй вход 26 управления подключен к выхо«. ду 27 счетчика 22 и входу 28 первого селектора 29, один выход которого подключен к обнуляющим входам 30 и 31 первого триггера 24 и счетчйка 22, а другой его выход подключен к другому входу первого сумматора 16, задакщий генератор 32, подключенный через вход 33 первого ключа 34 к входу 35 второго ключа 36 и управляющему входу 37 кольцевого счетчика,38,. второй сумматор 39, одним выходом подключенный к управляющему входу 40 первого ключа 34, а другим — к одному выходу второго селектора 41, одному входу элемента И 42, входу 43 счетчика на три 44 и к обнуляющему входу 45 второго триггера 46, выходом подключенного к управляющему входу 47 второго ключа Зб, выход которого подключен через второй выходной усилитель 48 к второму светоизлучателю 49, первый элемент 50 задержки, входом подключенный к другому выходу второго селектора 41, а выходом 51 — к входу второго сумматора 39 и обнуляющим входам 52 и 53 кольцевого счетчика 38 и блока

54 памяти соответственно, поразрядные входы которого 55-57 через соотв етствующие поразрядные выходы и входы дешифратора 58 подключены к соответствующим поразрядным выходам 59-61 кольцевого счетчика 38, второй элемент 62 задержки, входом подключенный к выходу 63 элемента И 42, к выходу 64 и обнуляющему входу 65 счет- чика на три 44 и к входу формирователя 66 импульса, а выходом подключенный к разрешаацему входу 67 блока 54 памяти, выход которого подключен к одному входу блока 68 выдачи результата, другой вход которого подключен к выходу формирователя 66 импульса, второй фотоприемник 69 через второй входной усилитель 70 подключен к управляющему входу 71 дешифратора 58 и через третий селектор 72 к другому входу элемента И 42 и к управляющему входу 73 второго триггера 46.

Первый и второй световоды (не изображены) включаются между первыми светоизлучателем и фотоприемником и между вторыми светоизлучателем и фотоприемником соответственно. Переключатель может быть выполнен в виде

1069088 мультиплексора на основе интегральной микросхемы.

Устройство работает следующим образом.

Команда начала опроса датчиков 1 состояния элементов, устанавливае5 мых на высоком потенциале электротехнического оборудования, подаетс я вторым светоизлучателем 49, находящимся на потенциале земли, через диэлектрический второй световод и

Первык фотоприемник 19., находящийся на одном потенциале с датчиками состояния элементов. По этой команде происходит поочередный опрос датчиков состояния элементов. Информация I5 с датчиков состояния элементов в последовательно временном коде передается с высокого потенциала через первые выходной усилитель 17, светоизлучатель 18 и светодиод на вто- yg рой Фотоприемник 69 и через второй нходной усилитель 70 ка стробирующий . вход 71 дешифратора 58, где формируется номер {адрес} неисправного элемента. Номер адреса неисправного 25 элемента поступает в блок 68 выдачи результата, где он преобразуется в

Форму удобную для визуального наблюдения.

Счетные световые импульсы с потенциала земли принимаются первым фотоприемником 19, преобразуются в электрические сигналы, усиливаются первым входным усилителем 20 и поступают на. нход 21 счетчика 22 и первый вход 23 управления первого триггера 24.

Первый поступивший импульс переводит первый триггер 24 в состояние, при котором с его выхода подается сигнал на стробирующий вход 8 перек- 40 лючателя 7 и разрешает его работу

Одновременно импульсы поступают на управлякщий вход 21 счетчика 22 импульсов, который считает их. Импульсы счетчика 22 через поразрядные выходы поступают ка адресные входи 914 переключателя 7, переключая поочередно входы по числу датчиков 2-6 на его выход 15. Таким образом производится поочередный опрос всех датчиков 1 состояния элементов. При наличии сигнала на выходе датчика состояния элементов информация состояния элемента в последовательновременном коде передается через переключатель 7, первые сумматор 16, выходной усилитель 17, светоизлучатель 18 и светодиод на второй фотоприемник 69. После опроса всех датчиков l состояния элемента счетчик . 22 формирует на выходе 27 сигнал 6Î окончания счета, который поступает на второй управляющий вход первого триггера 24 и переводит его в состояние, при котором с его выхода поступаеТ сигнал на стробирующий вход 8 переключателя 7 н запрещает его работу„ Кроме этого, сигнал с выхода 27 счетчика 22 поступает на первый селектор 29, который Формирует импульс, отличный по длительности от информационных импульсов переключателя 7 н через первые сумматор 16 и

/ выходной усилитель 17 передается на второй Фотоприемник. Сигнал с другого выхода первого селектора 29 обнуляет счетчик 22 и первый триггер 24 и этим подготавливает переключатель

7 к следующему циклу опроса.

Импульсы от задающего генератора 32 одновременно с пуском переключателя 7 через первые фотоприемкик

19, входной усилитель 20 и первый триггер 24 поступают на кольцевой счетчик 38 через первый ключ 34, цикл счета которого равен числу контролируемых элементов. После окончания счета с выхода кольцевого счет1чика подается сигнал на второй селектор 41, который формирует счета и через второй сумматор 39 поступает на упранляющий нход 40 перного ключа 34, запрещая прохождение импульсон от задающего генератора 32.

Сигнал окончания опроса элементов поступает на Один вход элемента

И 42, на другой вход которого подается сигнал со второго селектора 41

Если счетчик 22 на потенциале земли и кольцевой счетчик 38 на высоком потенциале сработали синхронно, т.е. не было дополнительных импульсов помех, то на выходе 63 элемента И 42

Формируется сигнал, который через второй элемент 62 задержки поступает на блок 54 памяти и разрешает информации результата опроса (номера неисправных элементов) перейти в блок 68 выдачи результата.

Если счетчик 22 и кольцевой счетчик 38 сработали несинхронно, т ° е. были импульсы помехи, -.î со второго селектора 41 через первый элемент 50 задержки поступает сигнал на обнуление блока 54 памяти, кольцевого счетчика 38 и через второй сумматор

39 на запирание прохождения импульсон от задающего генератора 32 на время обнуления. Время выдержки первого элемента 50 задержки больше времени выдержки второго элемента 62 задержки для того, чтобы при успешном опросе информация из блока 54 памяти могла зафиксироваться в блоке 68 выдачи результата.

Цикл каждого опроса запоминается счетчиком на три 44, работающим от второго селектора 41. При трехкратном неуспешном опросе на выходе счетчика ка три 44 формируется сигнал, который обнуляет себя, и через формирователь бб импульса генерируется сигнал наличия помех. При

1069088

Фие. f успешном опросе на выходе 63 элемента h 42 формируется сигнал обнуления счетчика на три 44.

Определение порядкового номера элемента производится следующим образом. Импульсами от задающего ге- 5 нератора 32 производится поочередное подключение датчиков 1 состояния элементов. и счет на кольцевом счетчике 38, выход которого подключен через дешифратор 58 на вход блока 54 памяти. В момент прихода импульса с высокого потенциала о неисправности контролируемого элемента на стробирующий выход 71 дешифратора 58 на его выходе имеется число в двоичном коде, которое соответствует номеру неисправного элемента.

Применение изобретения позволяет повысить надежность контроля состояния большого количества элементов электротехнического оборудования, например, тиристоров или конденсаторов, находящихся на высоком промпотенциале, а значит повысить надежность оборудования в целом путем сокращения числа световодов до двух и обеспечение надежного постоянного периодического контроля элементов оборудования.

1069088

Составитель Ю.Бояринов

Редактор Н.Бобкова Техред B.äàäeKoðeé . Корректор И.Муска

Эаказ 11486/52 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4