Устройство формирования сигналов тональной частоты для передачи информации по линиям электрических сетей

 

Изобретение относится к электросвязи. Цель изобретения - упрощение силовой части устройства и повышение надежности при кратковременных коротких замыканиях в сети низкого напряжения силовых трансформаторов. Устройство содержит преобразователь 1 тональной частоты, состоящий из г-ра 7 тональной частоты и блока питания 2, содержащего выпрямитель 3, токоограничивающий дроссель 4 и конденсаторы 5 и 6, а также содержит модулятор 11, сетевой трансформатор 13, нагрузку 16, фильтры 17 и 18 тональной частоты и блок блокировки 19. При возникновении короткого замыкания в сети трансформатора 13 при работе г-ра 7 происходит срыв только одной информационной посылки. Однако это не приводит к перегоранию предохранителя и к выводу из строя контролируемого пункта полностью, что повышает надежность устройства. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51)5 Н 04 В 3/54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП.(РЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4177849/24-09 (22) 09,01.87 (46) 15,04.90. Вюл, 1 : 14 (71) Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г.М,Кржижановского (72) Л.Р.Волков, А„Г.Придатков, А,М,Пономарев и В.М.Устюков (53) 621.391.31(088,8) (56,) Телемеханический комплекс КТМ-50 для распределительнь1х сетей 6-10 кВ,—

Электрические станции, 1985, Н 4, с,47-51. (54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ

ТОНАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ,ПЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ПО ЛИНИЯМ ) !Ål .ÒÐÈ×EÑÊÈÕ СЕТЕЙ (57) Изобретение относится к электросвязи. Цель изобретения — упрошение силовой части устройства и повышение надежности при кратковременных коротких замыканиях в сети низкого напряжения силовых трансформаторов. Устр-во содержит преобразователь 1 тональНоН частоты, состоявший из г-ра 7 тональной частоты и блока питания 2, содержа чего выпрямитель 3, токоограничивающий дроссель 4 и конденсаторы

5 и 6, а также содержит модулятор 11, сетевой трансформатор 1 3, нагрузку 16, фильтры 17 и 18 тональной частоты и блок блокировки 19, При возникновении короткого замыкания в сети трансформатора 13 при работе г-ра 7 происходит . срыв только одной информационной посылки, Однако это не приводит к пере- а ф горанию предохранителя и к выводу из строя контролируемого пункта пол

FIocT üè, что повышает надежность устр-ва. 1 ил

3 1557687

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в каналообразующей аппаратуре, работающей в тональном диапазоне частот, при создании средств передачи информации по электрическим сетям.

Цель изобретения - упрощение силовой части устройства и повеление на дежности при кратковременных коротких замыканиях в сети низкого напряжения силовых трансформаторов.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства формирования сигналов тональной час- 15 тоты для передачи информации по линиям электрических сетей.

Устройство содержит преобразователь 1 тональной частоты, блок 2 питания, выпрямитель 3, токоограничиваю-20 щий дроссель 4, первый и второй конденсаторы 5,.6, генератор 7.тональной частоты, электронный ключ 8, дроссель 9, конденсатор 10, модулятор

ll, узел 12 присоединения к трехфазной25 электрической сети, сетевой. трансформатор 13, первый и второй трансформаторы 14 и 15 связи, нагрузку 16, первый и второй фильтры 17 и 18 тональной частоты, блок 19 блокировки, 30 первый и второй диоды 20 и 21, первый и второй управляемые вентили 22 и 23, первый и второй дополнительные диоды 24 и 25, блок 26 импульснофазового управления, пороговый эле- 35 мент 27, источник 28 опорного напряжения, времязадающий элемент 29, регулировочный элемент 30, источник

31 питания порогового элемента ?7, первый резистор 32, первый, второй и 40 третий стабилитроны 33-35, второй и третий резисторы 36 и 37,. задающий конденсатор 38, четвертый-шестой резисторы 39-41, четвертый стабилитрон

42, седьмой-девятый резисторы 43-45, разделительный диод 46, сглаживающий койденсатор 47, однопереходной тран.зистор 48, десятый-тринадцатый резисторы 49-52, транзис гор 53; четырнад-. цатый и пятнадцатый резисторы 54 и 50

55, шунтирующий диод 56, шестнадцатый резистор 57.

Устройство формирования сигналов тональной частоты для передачи инфор55 мации по линиям электрических сетей работает следующим образом.

К трехфазной электрической сети устройство подключается через сетевой трансформатор 13. Трансформато1 ры 14 и 15 связи включаются первичной обмоткой последовательно с нагрузкой

16, которая шунтируется фильтрами

17 и 18 тональной частоты. Напряжение питания 220 В подается на преобразователь 1 тональной частоты с одной из рабочих фаз трансформатора 13, Выпрямленное напряжение фильтруется конденсатором 6 выпрямителя 3. Электронный ключ 8 находится под постоянным напряжением, определяемым уставкой блока 26 импульсно-фазового управления, Конденсатор 10 совместно с последовательно соединенными аппаратными обмотками трансформаторов 14 и

15 связи составляет параллельный контур генератора 7 тональной частоты .

В нормальном режиме на выходе блока 19 блокировки сигнал отсутствует.

В модуляторе 11 постоянно вырабатываются прямоугольные импульсы управления длительностью несколько десятков микросекунд и частотой следования, равной рабочей частоте сигнала, которые поступают на управляющий электрод электронного ключа только при поступлении прямоугольных импульсов от телемеханики, причем длительности этих прямоугольных импульсов равны стартовому импульсу или элементу кода.

В случае возникновения аварийного режима в электрической сети, например короткое замыкание на шинах

0,4 кВ сетевого трансформатора 13, при работе в контур генератора 7 тональной частоты поступает бросок напряжения, который может привести к опрокидыванию электронного ключа 8, что приводит к короткому э амыкании (КЗ) на выходе блока 2 питания„ Блокировка срабатывает, закрывает управляемые вентили выпрямителя 3 (22 и

23). После снятия прямоугольного импульса от телемеханики импульсы управления генератора 7 снимаются и электронный клич 8 восстанавливает свои запирающие свойства, т,к. К.З. на выходе блока ? питания ликвидируется и блок 19 блокировки отпускает и восстанавливается его нормальный рабочий режим.

Таким образом, при возникновении

К.З. в сети 0,4 кВ во время работы генератора 7 тональной частоты оно приводит к срыву только одной информационной посылки и не приводит к

5 15576 перегоранию предохранителя и выводу из строя контролируемого пункта полностью. Работа блока 19 блокировки совместно с выпрямителем 3 происходит следующим образом.

Заряд задающего конденсатора 38 времязадающего элемента 29 происходит по трем цепям. По первой цепи через резистор 37 от источника 28 опорного напряжения, по второй — через резистор 43 за счет разности напряжения, снимаемого с резистора 40, и напряжения стабилизации стабилитрона 4-? регулировочного элемента ЗО и по !5 третьей — через резистор 36 от выпрямленного входного напряжения питания источника времязадающего элемента

29. Эта цепь позволяет осуществить компенсацию изменения угла управлЕния 20 тиристоров при изменении величины питающего напряжения, При заряде конденсатора 38 напряжение на нем увеличивается вплоть до открытия однопереходного транзистора 25

48 порогового элемента 27. После его отпирания конденсатор 38 разряжается через резисторы 50 и 51 и управляющи» электроды управляемых вентилей 22 и

23. При этом открывается тот из них, 3р на анапе которого в момент прохождения импульса управлявщ»го тока имеет место положительный потенциал. В про-. цессе разряда конденсатора 38 напряжение на нем снижается до нескольких вольт, после чего эмиттерный переход однопереходного тран хистори 48 запи— рается. Со следующим иолупериодом пи-. тающего напряжения начинается очередной цикл заряда конденсатора 38.

Воздействуя на величину суммарного зарядного тока KoF!p»HcBT ñðà 38, тем самым изменяя время нарастания напряжения на нем до величины срабаты- 45 вания порогового элемента 27, имеется возможность управлять моментом отпирания управляемых вентилей 22 и 23, т.е. регулировать величину выходного напряжения, а также компенсировать возмущающее воздействие, осуществлять стабилизацию этого напряжения, Работа устройства защиты происходит следующим образом. Опрокидывание электронного ключа 8 приводит к корот--5 кому замыканию на выходе блока 2 питания, При этом транзистор 53, находящийся до аварийной ситуации под действием разности токов, протекающих ерез резисторы 55 и 57 в запертом состоянии, отпирается и резистор 54 шунтирует конденсатор ЗЯ, предотвращая тем самым его заряд, т.е. блокируя формирование управляющих импульсов на управляемые вентили 22 и ?3 В результате этого они отключаются и ток на выходе блока 2 питания отсутствует..При снятии сигнала с телемеханики„ а следовательно, импульсов управления с электронного ключа

8 генератора 7 тональной частоты он закроется и восстановит свои запирающие способности и тем самым устраняется режим короткого замыкания на выходе блока ? питания, Транзистор 53 перейдет в закрытое состояни и блок

26 начнет формировать управляющие импульсь; включения управляемых вентилей 22 и ?3, тем самым восстановится нормальная рабо а блока 2 питания и всего устройства в целом, При поступлении на вход иодулято ра !1 следующих кодовых импульсов от телемеханики устройство будет формировать сигналы тональной частоты в соответствии с кодом телемеханики, Таким образом, в случае аварийной ситуации в электрической сети устройство не сформирует один элемент кода из всей посылки, но не выйдет из строя, Формула изобретения

Устройство формирования сигналов тональной частоты для передачи информации по линиям электр ..ческих сетей, содержащее преобразователь тональной частоты, состоящий из блока питания, содержащего гыпрямитель токоограничиваюний дроссель и кочденсаторы, подключенные соответственно к входным и выходным пинам выпрямителя, и генератора тональной частоты, выполненного в виде цепочки из последовательно соединенных электронного ключа, дросселя и конденсатора, подключенной к выходным пинам выпрямителя, модулятор,, подключенный к управляющему входу электронного ключа, и узел присоединения к трехфазной электрической сети, состоящий из двух трансформаторов связи, первичные обмотки которых включены в фазы низкого напряжения сетевого трансформатора последовательно с нагрузкой, вторичные обмотки трансформаторов связи соединены последовательно между собой.и двух фильтров тональной частоты, под—

1557687 ключенных параллельно нагрузке соответствующих фаз сетевоro гансд1орматора, причем второй вывод токоограничивающего дросселя источника питания соединен с первой входной шиной выпрямителя, а первый вывод токоограничивающего дросселя и вторая входная шипа выпрямителя соединены соответственно параллельно нагрузке одной из фаз сетевого трансйорматора, генератор тональной частоты подключен к выходным шинам выпрямителя, вход электронного ключа соединен с первым выходом .блока питания, второй выход которого соединен с конденсатором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с!

5 целью упрощения силовой части устройства и повышения надежности при кратковременных коротких замыканиях в, сети низкого напряжения силовых трансйорматоров, введены, блок блокировки„ а выпрямитель выполнен управляемым по одноАазной мостовой схеме, 20

25 содержащей два управляемых вентиля с общим катодом и блок импульсно-фазового управления, включенный между выходом выпрямителя и общим катодом двух дополнительных диодов, аноды к о торых под ключ ены к входным шинам

30 выпрямителя, пороговый элемент, источник опорного напряжения, времязада1ощий элемент, регулировочный элемент ра и первого, второго и третьего стабилитронов, один вывод цепочки, являющийся выводом первого резистора, 4О подключен к общему катоду дополнительных диодов, второй вывод этой цепочки, являющийся анодным выводом третьего стабилитрона, подсоединен к первой, выходной, шине выпрямителя, времязадающий элемент выполнен на последовательно соединенных втором и третьем резисторах и задающем конденсаторе, точка соединения которых подключена к входу порогового эле" мента, второй вывод второго резистора времязадающего элемента подсоединен к общему катоду дополнительных диодов, а второй вывод третьего резистора подсоединен к катоду второго стабилитрона источника опорного напряжения, второй вывод задающего конденсатора времязадающего элемента соединен с первой выходной шиной вы55 и источник питания порогового элемента, причем источник опорнаго напряже- 5 ния выполнен в виде цепочки последовательно соединенных первого резистопрямителя, регулировочный элемент выполнен в. виде цепочки из последовагельно соединенных четвертого, пятого и шестого резисторов, включенной между выходными шинами выпрямителя, при этом пятый резистор имеет подвижный контакт, соединенный с анодом четвертого стабилитрона, катод которого через седьмой резистор подсоединен к входу порогового элемента, источник питания порогового элемента выполнен в виде последовательно соединенных восьмого и девятого резисторов, второй вывод восьмо; о резистора соединен с общим катодом дополнительных диодов, а Второй вывод девятого резистора соединен с анодами второ. о стабилитрона исто: ника опорного напр> жения, первый вывод восьмого резистора соединен с анодом разделительного диода, катод которого подключен к катоду первого стабилитро1 а истачн":— ка опорного напряжения, параллельно девятому резистору включен сглаживаю-щий конденсатор, а пороговый элемент выполнен на однопереходном транзисторе и десятом, одиннадцатом, двенадцатом и тринадцатом резисторах, причем первая база однопереходного транзистора через десятый резистор соединена с анодом разделительного диода источника питания порогового элемента, вторая база однопереходного транзистора соединена с первыми выводами одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого резисторов, вторые выводы которых соединены соответствечно с управляющими электродами управляемых вентилей и с первой выходной шиной выпрямителя, при этом блок блокировки выполнен на транзис горе, коллектор ный вывод которого через четырнадцатый резистор соединен с входом порогового элемента, эмиттерный вывод транзистора соединен с входом генератора тональной частоты, а базовый вывод через пятнадцатый резистор подключен к катоду второго стабилитрона источНика опорного напряжения, эмиттерный переход транзистора зашунтирован в обратном направлении шунтирующим диодом, соединенные последовательно вторичНые обмотки трансформаторов связи подключены к выводам конденсатора генератора тональной частоты, а база транзистора через шестнадцатый резистор соединена с второй выходной шиной выпрямителя.