Электроустановка

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вопросам оценки состояния изоляции электроустановок, содержащих электрические сети постоянного тока. Цель изобретения - сокращение времени переходного процесса перезаряда емкостей сети после изменения величины сопротивления изоляции и емкости путем оптимизации режима работы. Сокращение времени переходного процесса достигается за счет подключения к шинам конденсаторов и разряда их на резисторы. Управление частотой подключения осуществляется при помощи блока контроля изменения скорости переходного процесса и блока управления форсировкой переходного процесса, которые осуществляют оптимальный режим этого процесса. Электроустановка содержит источник 1 энергии постоянного тока, нагрузки 2 и 3, соединительные шины 4, переключатель 5, фидер 6, блок 7 контроля и измерения параметров, блок 7 форсировки переходного процесса, блок 9 управления форсировкой переходного процесса, блок 10 фиксации наличия переходного процесса, блок 11 контроля изменения скорости переходного процесса. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„SU„„1583879 А 2 (51) 5 С 01 R 31/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР рЩ® 1, 3 .", ./Д

К ABTQPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 времени переходного процесса достига-. ется за счет подключения к шинам конденсаторов и разряда их на резисторы. Управление частотой подключения осуществляется при помощи блока контроля изменения скорости переходного процесса и блока управления форсировкой переходного процесса, которые осуществляют оптимальный режим этого процесса. Электроустановка содержит источник 1 энергии постоянного тока, нагрузки 2 и 3, соединительные шины 4, переключатель 5, фидер 6, блок 7 контроля и измерения параметров, блок 8 форсировки переходного процесса, блок 9 управления форсировкой переходного процесса, блок 10 фиксации наличия переходного процесса, блок 1! контроля изменения у ив скорости переходного процесса. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1 (61) 1499280 (21) 4317235/24-21 (22) 31.08.87 (46) 07.08.90; Бюл. И 29 (72) Л.Н. Карпиловский (53) 621.317.333 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 849375, кл. Н 02 J 3/02, 1978.Авторское свидетельство СССР

В 1499280, кл. G 01 R 31./02, 1987. (54) ЭЛЕКТРОУСТАНОВКА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к вопросам оценки состояния изоляции электроустановок, содержащих электрические сети постоянного тока. Цель изобретения — сокращение времени переходного процесса перезаряда емкостей сети после изменения величины сопротивления изоляции и емкости путем оптимизации режима работы. Сокращение

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1583879

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вопросам оценки состояния изоляции электроустановок, содержащих электрические сети постоянного тока,и является усовер- 5 шенствованием изобретения по авт. св. М 1499280.

Цель изобретения — сокращение времени переходного процесса перезарлда емкостей сети после изменения величины сопротивления изоляции и емкости за счет оптимизации режима работы.

На чертеже изображена функциональная схема электроустановки.

Схема содержит источник 1 энергии постоянного тока, нагрузки 2 и 3, соединительные провода (шины) 4, переключатель 5, фидер 6, блок 7 конт2О роля и измерения параметров, например сопротивления изоляции и емкости сети, блок 8 форсировки переходного процесса, блок 9 управления форсировкой переходного процесса, блок 10 фиксации наличия переходного процесса, блок 11 контроля изменения скорости переходного процесса.

Источник 1 энергии соединительными проводами 4 соединен с нагрузкой 2 и через переключатель 5 и фидер 6 с нагрузкой 3. Первый вход бло ка 7 контроля и измерения присоединен к одному из соединительных проводов 4, в" îðîé его вход подсоединен к земле. Первый и второи входы блока 35

8 форсировки переходного процесса; подсоединены соответственно к первой и второй шинам 4 контролируемой сети, третий вход этого блока под40 соединен к земле, четвертый и пятыи (управляемые) входы блока 8 соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 9 управления форсировкой переходного процесса, а первый и второй выходы блока 8 форсировки переходного процесса соединены с первым и вторым входами блока контроля изменения скорости переход- ного процесса, первый и второй выходы которого соединены с первым и вто50 рым входа. и блока 9 управления соответственно. Третий и четвертый входы блока 9 управления через блок 10 фиксации наличия переходного процесса соединены с одной из шин 4, например

55 первой, контролируемой сети. Блок 8 форсировки переходного процесса содержит двухпозиционные переключатели

12 и 13, конденсаторы 14 и 15, низко омные резисторы 16 и 17 и датчики 18 и 19 тока. Первый вход блока 8 форсировки соединен с первым выходом переключателя 12, второй выход которого через низкоомный резистор 16 соединен с третьим (земляным) входом всего блока 8 форсировки. Первый вход переключателя 12 через последовательно соединенные датчик 18 тока и конденсатор 14 также соединен с третьим (земляным) входом блока 8 форсировки, который через низкоомный резистор

17 соединен с вторым выходом переключателя 13, а через последовательно соединенные конденсатор 15 и датчик

19 тока — с первым входом переключателя 13. Вторые (управляемые) входы переключателей 12 и 13 соединены с четвертым и пятым входами блока 8 форсировки.

Блок 9 управления форсировкой переходного процесса содержит .запоминающие элементы, например статические триггеры 20 и 21, одновибратор

22, элементы 23 и 24 задержки, логические элементы И 25 и 26, аналоговые ключи 27 и 28, генератор 29 тактовых импульсов, логический элемент

ИЛИ 30.

Первый вход блока 9 управления через элемент 23 задержки соединен с первым входом запоминающего элемента (статического „триггера) 20 и непосредственно с первым входом логического элемента ИЛИ 30, второй вход которого соединен с вторым входом блока 9 управления непосредственно и через элемент 24 задержки с первым входом запоминающего элемента (статического триггера) 21. Выход логического элемента ИЛИ 30 через одновибратор 22 соединен с вторыми (управляемыми) входами аналоговых ключей 27 и 28, первые входы которых соединены с выходами логических элементов И 25 и 26 соответственно, выходы — с вторыми входами запоминающих элементов 20 и 21 соответственно. Первые входы логических элементов И 25 и 26 соединены с выходом генератора 29 тактовых импульсов, а вторые входы — с третьим и четвертым входами блока 9 управления, Блок 10 фиксации наличия переходного процесса состоит из дифференцирующего блока 31 и подсоединенных к его выходу разнополярных пороговых

1583879 элементов (формирователей сигнала)

32 и 33. Вход блока 10 соединен с входом дифференцирующего блока 31, Й выходы пороговых элементов 32 и 33 являются выходами всего блока >

10.

Блок 11 контроля изменения скорости переходного процесса содержит дифференцирующие блоки 34-37 и пороговые элементы 38 и 39. Первый вход блока ll контроля через последовательно соединенные дифференцирующие блоки 34 и Зб и пороговый элемент

38 соединен с первым выходом блока 15

11 контроля. Второй вход блока 11 контроля через последовательно соединеннь»е,цифференцирующие блоки 35 и

37 и пороговый элемент 39 соединен с вторым выходом блока ll контроля.

Кроме того, схема содержит сопротивления изоляции полюсов (шин) контролируемой сети R« H R„, емкости полюсов (шин) сети С, и С„, сопро-. ти,ления изоляции полюнсов фидера R и 25

Ф1

R4,z и емкости полюсов фидера С>,, и Сф !

Электроустановка работает следующим образом.

После замыкания переключателя 5 (присоединения к работающей сети постоянного тока фидера 6 с нагрузкой ") в сети возникает переходный процесс перезаряда емкостей сети относительно земли. На одном из

35 выходов (в зависимости от нарастания или убывания потенциала на шине, к которой подсоединен блок 10, по отношению к земле) блока 10 фик 40 сации наличия переходного процесса появится сигнал высокого уровня Ло-. гическая 1" например при увеличении потенциала — на первом выходе, так как пороговый элемент 32 реагирует на сигнал положительной полярности,. который поступит на третий вход блока 9 управления форсировкой переходного процесса (на второй вход ..логического элемента И 25). Так как аналоговый ключ 27 нормально замкнут, то поступивший сигнал с выхода генератора 29, пройдя через логический элемент И 25 и аналоговый ключ 27, поступает на статический триггер 20, переводя его из положения "1" в положение "2". Сигнал с выхода этого триггера 20 поступит через первый выход блока 9 управления на четвертый вход блока 8 форсировки пере-.. ходного процесса (на второй вход переключателя 12). Это ведет к тому, что первый вход переключателя 12 отключается от второго его выхода и подключается к первому выходу этого переключателя. В результате конденсатор 14 и датчик 18 тока окажутся подключенными параллельно общему сопротивлению изоляции R„,è R4„ и общей емкости сети С, и С

Таким образом создается низкоимпеданснь»»» канал форсированного перезаl ряфа емкостей полюсов сети. Информация о величине тока этого форсированного перезаряда с выхода датчика 18 тока начинает поступать через пер— вьп» выход блока 8 на первый вход блока ll контроля изменения скорости переходного процесса. Контроль этого параметра обусловлен тем, что B »Ipoцессе форсированного перезаряда емкостей сети форсирующий конденсатор 14 также заряжается и величина сопротивления канала форсированного перезаряда начинает возрастать, т.е. его эффективность начинает падать.

Чтобы избежать этого, с помощью б.»ока 11 постоянно контролируется yc„орение (а именно замедление) величь.-» токов через конденсатор 14. В т.>> Момент, когда указанное ускорение (а именно замедление) становится больше заданноro допустимого порога, определяемого порогом чувствительности порогового элемента 38, на выходе порогового элемента 38 в блоке 11 появится сигнал, который поступит на первый. вход блока 9 управления.

Этот сигнал через элемент 23 задержки поступит на первый вход триггера

20, а через логический элемент HJlH.

30 — на вход одновибратора 22, переводя его в неустойчивое состояние.

Перевод одновибратора 22 в неустойчйвое состояние вызовет размыкание аналогового ключа 27, что гарантирует отсутствие на втором входе— триггера 20 любых сигналов к моменту поступления на первый вход этого триггера 20 сигнала через элемент

23 задержки от порогового элемента

38. Поэтому триггер 20 переводится указанным сигналом из положения "2" в положение "1", что вызывает ис---чезновение на его выходе потенциала высокого уровня — Логической "l

1583879 и обеспечивает возвращение переключателя 12 в блоке 8 в исходное положение, когда первый вход этого переключателя (a следовательно и конденсат

5 тор и датчик тока) отключается от

его первого выхода и подключается к его второму выходу. Поэтому конденсатор 14 оказывается (через датчик 18 тока) замкнутым на низкоомный 1О резистор 16, что обеспечивает ускоренный разряд конденсатора 14 за время.пребывания одновибратора 22 в неустойчивом состоянии. После возвращения одновибратора 22 в устойчивое (исходное) состояние замыкается аналоговый ключ 27, и если переходный процесс переэаряда емкостей сети . продолжается, то очередной импульс с генератора 29 тактовых импульсов 70 проходит через логический элемент ,И 25 (на втором входе которого про должает присутствовать - сигнал с

1 первого выхода блока 10 фиксации наличия переходного процесса) и ана- 75 логовый ключ 27 на второй вход триггера 20, переводя его снова в положение "2". Начинается очередной шаг форсированного перезаряда емкостей сети.. ЗО

Описанные шаги повторяются до тех пор, пока на первом выходе блока 10 фиксации наличия переходного процесса не исчезает сигнал высокого уровня " Логическая "1", что несет инфор- 35 мацию о завершении переходного процесса.

В этом случае тактовые импульсы от генератора 29 тактовых импульсов перестанут проходить через логичес- 40 кий элемент И 25, и шаги (циклы) создания каналов ускоренного перезаряда прекратятся.

В случае, если после коммутации в сети потенциал на шине, к которой 45 подключен блок 10 фиксации наличия переходного процесса, начнет уменьшаться, сигнал высокого уровня "Логическая "1" появится на выходе порогового элемента 33, реагирующего на 50 сигнал отрицательной полярности, т.е. на втором выходе блока 10, Этот сигнал поступит на четвертый вход блока 9 управления (на второй вход лог гического элемента И 26), в резуль- 55 тате чего тактовый импульс с генератора 29 поступит уже на первый вход аналогового ключа 28 и с его выхода на второй вход статического триггера

21, переводя его в положение "2".

Сигнал с выхода триггера 21 поступит через второй выход блока 9 управления на пятый вход блока 8 форсировки переходного процесса (на второй вход переключателя 13), Это вызовет запараллеливание сопротивления R и К форсирующим конденсатором 15 и фт датчиком 19 тока. Форсирующий ток через . конденсатор 15 измеряется датчиком 19 тока, характер изменения напряжения на выходе которого (пропорционального измеряемому току) контролируется с помощью находящихся в блоке ll дифференцирующих блоков 35 и 37 и порогового элемента 39. Когда замедление нарастания форсирующего тока через конденсатор 15 "танет больше заданного допустимого порога, определяемого порогом чувствительности порогового элемента 39, на его выходе появится сигнал, который поступит на второй вход блока 9 управления. Этот сигнал через элемент 24 задержки поступит на первый вход триггера 21, а через логический элемент ИЛИ 30 — на вход одновибратора

22, переводя его в неустойчивое состояние.

Перевод одновибратора 22 в неустойчивое состояние вызовет размыкание аналогового ключа 28, что гарантирует отсутствие на втором входе триггера 21 любых сигналов к моменту поступления на первый вход триггера

21 сигнала через элемент 24 задержки от порогового элемента 39 ° Поэтому триггер 2! переводится указанным сигналом из положения "2 в положение

"1", что вызывает исчезновение на его выходе потенциала высокого уровня

"Логической "1" и обеспечивает возвращение переключателя 13 в блоке 8 в исходное положение (первый вход этого переключателя отключается от его первого выхода и подключается к его

I второму выходу). Поэтому конденсатор

15 оказывается через датчик 19 тока. замкнутым на низкоомный резистор

17, что обеспечивает ускоренный разряд конденсатора 15 за время пребывания одновибратора 22 в неустойчивом состоянии.

После возвращения одновибратора

22 в устойчивое состояние замыкается аналоговый ключ 28, и если пере" ходный процесс перезаряда емкостей сети продолжается, то очередной им) 583879

10 пульс с генератора 29 тактовых импульсов проходит через логический . элемент И 26 (на втором входе которого продолжает присутствовать сиг-. 5 нал а второго выхода блока 10 фикса.ции наличия переходного процесса) и аналоговый ключ 28 на второй вход триггера 21, переводя его снова в пои и ,ложение 2 . Начинается очередной 10 ,шаг форсированного перезаряда емкос,тей сети.

Описанные шаги повторяются до тех пор, пока на втором выходе блока 15 ,10 фиксации наличия переходного процесса не исчезнет сигнал высокого уровня "Логическая "1", что несет рнформацию о завершении переходного ,.процесса, В этом случае тактовые 20 импульсы с генератора 29 перестанут проходить через логический элемент 1 26, шаги (циклы) создания каналов ускоренного перезаряда прекратятся.

Формула изобретения

1 ° Электроустановка по авт.св. ,N 1499280, отличающаяся тем, что, с целью сокращения времени 30 переходного процесса перезаряда ,емкостей сети после изменения ведичины сопротивления изоляции и ем,,кости в нее дополнительно введены

;блок контроля изменения скорости ,переходного процесса, блок управления форсировкой переходного процес,са и первый и второй датчики тока,,причем первый вход первого датчика тока. соединен с первым входом перво- 40 ,го двухпозиционного переключателя,,второй вход первого датчика тока соединен с первым выводом первого кон.денсатора, а выход первого датчика тока соединен с первым входом блока 45 контроля изменения скорости переходного процесса, первый вход второ-го датчика тока соединен с первым ,входом второго двухпозиционного переключателя, второй вход второго дат- 50 чика тока соединен с первым выводом второго конденсатора, а выход второ-. го датчика тока соединен с вторым входом блока контроля изменения скорости переходного процесса, первый 55 и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами блока управления форсировкой переходного процесса.

2. Электроустановка по п.1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что блок контроля изменения скорости переходного процесса выполнен из четырех дифференцирующих блоков и двух пороговых элементов, причем первый вход всего блока контроля через последовательно соединенные первый и второй дифференцирующие блоки и первый пороговый элемент соединен с первым выходом этого блока, второй вход всего блока через последовательно соединенные третий и четвертый дифференцирующие блоки и второй пороговый элемент соединен с вторым выходом всего блока контроля.

3. Электроустановка по п.1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что блок управления форсировкой переходного процесса выполнен из двух запоминающих элементов, например статических триггеров, одновибратора, двух элементов задержки, двух логических элементов И, генератора тактовых импульсов, двух аналоговых ключей и логического элемента ИЛИ, причем первый вход блока управления через первый элемент задержки соединен с первым входом первого запоминающего элемента, например первого статического триггера, второй вход которого соединен с выходом первîro аналогового ключа, первый вход второго запоминающего элемента, например статического триггера, через второй элемент задержки соединен с вторым входом всего блока и вторым входом логического элемента ИЛИ, первый вход которого подсоединен к первому входу всего блока, а выход через одновибратор соединен с вторыми (управляемыми) входами первого и второго ана" логовых ключей, первый вход второго аналогового ключа соединен с выходом второго логического элемента И, первые входы логических элементов И соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а вторые их входы соединены с третьим и четвертым входами всего блока управления, выходы первого и второго запоминающих элементов, например статических триггеров, сое- . динены соответственно с первым и вторым выходами всего блока управления.