Устройство для передачи сигналов управления в сети энергоснабжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в распределительных сетях переменного тока с целью управления приемниками, подключенными к трехфазной сети. Цель изобретения - повышение функциональной надежности. Устройство содержит формирователь сигналов управления и приемники, каждый из которых выполнен на селекторе сигналов управления, реле и блоке подключения элементов нагрузки. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 08 С 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21} 4394305/24-24 (22) 21.03.88 (46) 07.01.90. Бюл. У 1 (71} Харьковский институт инженеров коммунального строительства (72) В.Ф, Соколов (53} 621.398(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Y 1070590, кл. G 08 С 19/28, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ УПРАВЛЕНИЯ В СЕТИ ЭНЕРГОС11АБЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в распределительных сетях переменного тока с целью управления электроприемниками, подключенными к полюсам данной сети.

Цель изобретения — повышение функ" циональной надежности устройства.

На фиг.! представлена структурная. схема устройства; на фиг. 2 - схема формирователя сигналов управления; на фиг. 3 — схема приемника с двумя нагрузочными элементами; на фиг.4то же, с одним элементом нагрузки; на фиг. 5 — временные диаграммы.

На схеме фиг,l) обозначено: трехфаэная сеть 1 энергоснабжения, нулевой провод 2, формирователь 3 сигналов управления, приемники 4-6. Формирователь 3 (фиг.2) содержит дифференциальный трансформатор 7, состоящий из первичной 8, первой 9 и второй 10 вторичных обмоток (вторая вторичная обмотка состоит нз двух секций 11 и

„„SU„„, Il 53448 А1

2 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в распределительных сетях переменного тока с целью управления приемниками, под- ключенными к трехфазной сети. Цель изобретения — повьппение функциональной надежности. Устройство содержит формирователь сигналов управления и приемники, каждый из которых выполнен на селекторе сигналов управления, реле и блоке подключения элементов нагрузки. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

12), диоды 13 и 14, резисторы 15 и

16, стабилитроны 1? и 18, диоды l9 и 20, резисторы 21 и 22, ключи 23 и

24, диоды 25 и 26, реле 27 с контак" тами 28, переключатель 29 с контактами 30, входы 31 и 32 формирователя, диод 33,, транзистор 34, резисторы 3537, конденсатор 38, тиристор 39, вы прямитель 40, резистор 41, стабили- 4 трон 42 и симистор 43. 34йь

Приемник 4 (фиг.3) содержит селектор 44 сигнала управления, состоящий QQ из выпрямителя 45, оптронов 46 и 47, реле 48, резисторов 49-5!, диодов 52 и 53, конденсатора 54, блок 55 под" ключения элементов нагрузки, состояций иэ элементов 56 и 57 нагрузки и переключателя 58.

Устройство работает следуюцим образом.

При возникновении в сети напряжения, контакты 30 находятся в замкнутом состоянии (фиг,2), напряжение П (фиг,5} на входе формирователя 3 че1534482 рез контакты 30 поступает на его выход (U+, фиг.5). При поступлении трехфазного напряжения на полюса сети элементы 55 приемников 4-6 оказываются под напряжением, что соответст5 вует состоянию сети "Режим 1", Так как схемы приемников 4-6 одинаковы, будем рассматривать только работу приемников 4. При необходимости перевода сети энергоснабжения в "Режим 2" в формирователе 3 ключ 24 переводят. иэ положения а в положение б. В данком случае дешунтируется резистор ?2, напряжение поступает на диод 26, При этом напряжение подводится к катушке реле 27, которое своим контактом 28 включает катушку переключателя 29 под входное напряжение. Переключатель

29 размыкает свой контакт 30, первый вход формирователя 3 оказывается подключенным к выходу через симистор 43.

Управление симистором 43 производится посредством подачи на его управляющий переход тока управления от вы- 25 прямителя 40, Ток коммутируется тиристором 39, который в свою очередь получает команду на отпирание сигналом с выхода транзистора 34. Угол формирования отпираищего сигнала транзис орам 3- . определяетс": парамет" рами фазосдвигающего звена содерл:.В"" щего кокдекса.-ор 38, подкточепкыи через резистор 35:к размыкаюш1п : ксг такпам :лючей 23 и ?4. При зта," угол огпира ия симистора 43 и;;-::. полыли "ел; ко; полуволне напряжения определяет-ся зарядом конденсатора 38 от напряжения на выходе резистора 22, а угол отпирания при отрицательной полуволне сетевого напряжения определяется

40 зарядом конденсатора 38 от напряжения на выходе резистора 21. При подключении конденсатора 38 через резистор 35 (реэисторы 21 и 22 зашунтироваи1 полюсами переключающих контактов), формируется сигнал отпирания симистора 43 в начале синусоиды ц .=0„

При увеличении омической величины времязадающего звена — введение в цепь заряда конденсатора 38 реэисто50 ров 21 или ?2 — формируются сигналы для управления симистором 43, отлич.ные от нуля Я, =90 ), Таким образом„ при дешунтировании резистора ?1 на выходе коммутатора формируется сигнал управления путем задержки угла отпирания.симистора 43 в положительной полуволке на фазовый угол порядKB b!, 90 . В отрицательной полуволне симистор 43 открывается с фаэовым углом of< =O (фиг,5). .В приемнике 4 данный сигнал фиксируется селектором 44. При приложении синусоидального напряжения U конденсатор 54 перезаряжается по синусоидальному закону. При этом амплитуды напряжений

U< — на резисторе 49 и Ц - ка резисторе 50 не превьппают номинального значения U„ M . При передаче сигнала управления в полупериод, имеющий фазовый сдвиг напряжения о., = 90 в конденсаторе 54 за счет цереходното процесса возрастает до =:ели икы, при которой напряжение на резисторе 49 достигает величины И, „,, 11апряжение

U,обеспечивает пр, :текание через светодиод оптрона 46 то., отпирания фоторезистора.оптр<,ыа и :. Отпиран-;1.е фототиристора оптрона 4в обеспечивает протекание па кат.лпк; в .пе 48 в.гпрям ленного тока (фиг, 5, о-г. ело!.Лен -ого выпрямленным напр г г ем, снимаемым с выхода моста : ". :-:,: ..ак катушка реле 27 имеет экачитез ьпяо индуктивность„ то даже после восстановления исходного со< тояния на выходе формирователя 3 .,-, е. -.. ня .. - .... гнал;. управлз .ия„. пр, отором .:;. ;. :пи:"уда

$ апряяеяня р ъв:! коми .ÿòJbному знац ен."по и -.:а светодиод оптрона 46 ток

"пра л-.-".ия не подается, фототиристор оптрока 46 запереться не может, так как через переход фототиристора оптрона 46 течет постоянный ток.

Таким образом, после кратковременного переключения контак "а 24 в поло-жение б и последующего возврата его в исходное состояние а на выходе формирователя 3 формируется сигнал управления путем фазовой отсечки напряжения в.положительном полупериоде с о углом, " 90, что обеспечивает срабатывание реле 48, а переключение его контактов обеспечивает откЛючение от сети элемента 56 и подключение z сети элемента 57, что соответствует состоянию сети электроснабжения (" Режим 2", фиг.5). Переключение ключа 24 в исходное состоякие а обеспечивает срабатывание реле 27, которое контактом 28 отключает напряжение с катушки переключателя 29. Контакт 30 шунтирует симистор 43.

При необходимости перехода состояния сети от "Режима 2" к "Режиму 1" переключающий ключ 23 устанавливает"

15344 ся в положение б. В этом случае работа схемы Ьормирователя 3 проходит по следующему принципу. При подаче на анод диода 25 напряжения срабатывает реле 27, которое своим контактом 28 включает переключатель 29, Контак- 1 ты 30 дещунтируют симистор 43. Перевод переключателя в положение б дещуитирует резистор 21, при этом в 10 отрицательной полуволне ключ 23 отпирается с углом eL< =90, т.е. с выхода Ьормирователя 3 поступает сигнал на переход приемника 4 от "Режима 1" к "Режиму 2" (Ьиг.5), Данный сигнал

Ьиксируется светодиодом оптрона 47 за счет действия на него максимальной амплитуды напряжения Ц,- снимаемой с резистора 49. В этом случае открывается фототиристор оптрона 47. Так как данный фототиристор включен .в цепь реле 48, то отпирание его обес.печивает снижение тока т.„ в цепи фототиристора оптрона 46 да нуля. Фототиристор оптрона 46 в данном случае запирается, реле 48 абесточивается, а его контакт отключает от сети элемент 57 и подключает к сети нагрузочный элемент 56, т.е. происходит отработка в электроприемнике команды "Ре- 80 жим 2, Возвращение ключа 23 в исходное положение а сбеспечивает обесточива.ние ре е 27, контакт которого 28 обесточит катунку переключателя,29.

Отключение переключателя 29 обуслав- . ,ливает замыкание полюсов контактов

30, щунтирующих симистор 43 и обес. печивающих протекание синусоидального тока с выхода Ьормирователя 3. 40

Если приемник имеет один элемент нагрузки (фиг.4), при включении напряжения, на элемент 56 действует полное напряжение сети, так как балла-. стный элемент 57 зашунтирован контакТоМ 58. При формировании команды для перехода сети в "Режим 1" контакт

58 реле 48, включаясь, дешунтирует балластный элемент 57 и к нагрузке прикладывается пониженное напряжение, обусловленное падением напряжения на балластном элементе 57. При формировании команды для перехода сети в

"Режим 2" реле 48 отключается", а контакты 58 щунтируют балластный элемент 57, обеспечивая подачу на элемент 56 номинального сетевого напряжения.

82 6

Таким образом, при фазовых задержках в полупериодах различной полярности производится передача и прием командных сигналов для перехода сети из одного состояния в другое, Формула изобретения

I Устройство для передачи сигна" лов управления в сети энергоснабжения, содержащее .Ьормирователь сигналов управления и приемники, форми:рователь сигналов управления выполнен на дифференциальном трансформаторе, первый вывод первичной обмотки которого подключен к первому выводу переключателя, первый и второй выводы первой вторичной обмотки дифференциального трансформатора соединены соответственно через первый и второй диоды с первыми BblBOpBMH COOTBBTCTBBHHO первого.и второго регистров, средний вывод первой вторичной обмотки под™ ключен через конденсатор к первому выводу третьего резистора, тиристо" ре, выпрямителе, симисторе, первый вывод которого соединен с первым проводом сети энергоснабжения, каждый приемник содержит реле, блок подклю-. чения элементов нагрузки и селектор сигналов управления, котбрый выполнен на первом резисторе, диодах, первый вывод блока подключения элементов нагрузки подключен к второму выводу симистора формирователя сигна лов управления, обмотка реле приемника соединена параллельно с выводами селектора сигналов управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью я функциональной надежности, в формирователь сигналов управления введены стабилитроны, с третьего по шестой диоды, с четвертого по восьмой резисторы, реле, eðàíçèñтор, ключи, размыкающий ключ переключателя параллельно соединен с симистором, второй вывод первичной обмотки диЬЬеренциального трансформатора соединен через замыкающий контакт реле с вторым выводом переключателя и непосредственно с клеммой нулевого потенциала, выводы второй вторичной обмотки диЬференциального трансформатора подключены параллельно к первому и второму выводам выпрямителя, третий вывод которого соединен через четвертый резистор с катодом первого

1534482 стабилитрона и анодом тиристора, четвертый нынад выпрямителя подключен к аноду первого стабилитрона, к второму выводу симистора, второй вывод

5 первого резистора соединен с катодом второго стабилитрана, через пятый резистор — к выводу первого неподвижного контакта, непосредственно к выводу поднижнага контакта первого клю- 1О ча и через последовательна соединенные третий диод и шестой резисторо†к стоку транзистора, второй вывод второго резистора соединен с катодом третьего стабилитрона, с выводом под- 15 вйжного контакта второго ключа, через седьмой резистор — с выводами первых неподвижных контактов первого и второго ключей и вторыми выводами тре-, тьего резистора, первый вывод которо- 2р гс подключен к затвору транзистора, исток которого соединен с вторым выводом восьмого резистора и управляюшим электродом тиристора, вторые вь|ноды неподвижных контактов первого д и второго ключей соответственно через пятый и шестой диоды подключены через параллельно соединенные обмотку реле и седьмой диод к среднему выводу первой вторичной обмотки дифференциальНаго трансформатора и объединены с анодами первого и второго стабилитрайов, вторым выводом восьмого резистора, катодом тиристара и управляющии выводом симистара, B селектор сигна35 лов упранления каждого приемниха введены выпрямитель, оптроны, второй и третий резисторы и конденсатор сооч нетстненно, первый и второй выводы конденсатора соединены с объединенными анодам первого и катодом второго диодов и с первым выводом выпрямителя и шиной нулевого потенциала, второй и третий выноды выпрямителя соединены с анодами фаторезисторов соответственно первого и второго оптранон, катоды которых объединены н являются первым выходом селектора сигналов управления, третий вывод выпрямителя является вторым выхадом селектора сигналон управления, четвертый вывод объединен с первым выводам первого резистора и подключен к второму выводу симистора, Аормиронателя сигналов упранления, второй вывод перога резистора селектора сигналов управления соответственно через параллельно соединенные второй и третий резисторы и светодиоды первого и второго оптранов подключен к катоду первого и аноду второго диодов, второй вывод блока подключения элементов нагрузки подключен к шине нулевого потенциал,,;, перные выводы приемников соединень: с первым проводом сети энергоснабжения вторые выводы — c одноименным проводом сети энергоснабжения.

2. Устройство по п. 1, а т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок подключения элементов нагрузки выполнен на параллельно соединенных через переключатель первом и втором элементах нагрузки, подвижный контакт переключателя и абъединейные выводы элементов нагрузки янляются соответственна первыми и вторыми выводами блока.

3ь 5 строиство по пэ I o T л и ч а ю щ е е с я тем, что блок подключения элементов нагрузки выполнен на последовательно соединенных элементах нагрузки и ограничительном элементе, параллельно которому подключен размыкающий контакт реле приемника, первые выводы элемента нагрузки и ограничительного элемента являются соответственно первым и вторым выводами блока, 1534482!

534482

Составитель 3, Низамутдинова

Редактор Н. Тупица Техред М.Ходанич Корректор В, Кабаций

Заказ 43 Тираж 433 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101