RU2105414C1

RU2105414C1 - Telesignaling device using power transmission lines

Info

Publication number: RU2105414C1
Application number: RU96101292A
Authority: RU
Inventors: В.Д. Харламов; Г.М. Зограф; И.А. Креймер; А.И. Громыко
Original assignee: Харламов Валерий Дмитриевич; Креймер Игорь Аронович
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1996-01-19
Publication date: 1998-02-20

Abstract

FIELD: radiotelemechanics; communications and telemechanics systems using power transmission lines as communication links. SUBSTANCE: device has working cycle shaping unit, coincidence circuit, master oscillator whose first output is connected to first input of coincidence circuit and second output, to second input of coincidence circuit through working cycle shaping unit whose control inputs are connected to data sensors; third input of coincidence circuit is connected to output of protective circuit whose input is connected to zero-sequence transformer input windings which are also connected to output of power amplifier whose input is connected to coincidence circuit output; on receiving end, device is provided, in addition, with protective unit, comparator, length selector, keying frequency shaper, and signal identification unit output of zero-sequence transformer is connected to input of pulse length selector and to that of signal identification unit through series-connected protective circuit units, band selective amplifier, detector, and comparator; outputs of signal identification unit are connected to inputs of final devices. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к радиотелемеханике и может быть использовано в системах связи и телемеханики, использующих линии электропередач в качестве линий связи. The invention relates to radio telemechanics and can be used in communication systems and telemechanics using power lines as communication lines.

Известно устройство телесигнализации по электрическим сетям, (авт.св. N 871343, БИ. N 37, 1981), содержащее на передающей стороне трансформатор напряжения; первичная обмотка выходного согласующего трансформатора соединена с выходом согласующего фильтра, первый и второй входы которого соединены с промежуточными согласующими трансформаторами тока, а промежуточные согласующие трансформаторы тока соединены с трансформаторами напряжения, вторичная обмотка которых подключена к фазным проводам; а на приемной стороне два трансформатора тока, которые подключены к соответствующим фазным проводам, два резистора, включенных параллельно трансформатора тока, и выходной согласующий трансформатор, к вторичной обмотке которого подключен приемный блок. A device for remote signaling via electrical networks, (ed. St. N 871343, BI. N 37, 1981), comprising a voltage transformer on the transmitting side; the primary winding of the output matching transformer is connected to the output of the matching filter, the first and second inputs of which are connected to intermediate matching current transformers, and the intermediate matching current transformers are connected to voltage transformers, the secondary winding of which is connected to phase wires; and on the receiving side there are two current transformers that are connected to the corresponding phase wires, two resistors connected in parallel with the current transformer, and an output matching transformer, to the secondary winding of which the receiving unit is connected.

Устройство обладает низкой надежностью в работе и недостаточной помехоустойчивостью. The device has low reliability and lack of noise immunity.

Известно также устройство (авт.св. N 328495, БИ N 6, 1972), содержащее на передающей стороне генератор сигнальной частоты, усилитель мощности и трансформатор нулевой последовательности соединенные последовательно, и блок защиты с исполнительным элементом, вход которого подключен к выходу усилителя мощности, а выход к управляющему входу усилителя мощности; а на приемной стороне выход трансформатора нулевой последовательности соединен с входами заграждающего фильтра и порогового устройства, выход которого соединен с входом полосового избирательного усилителя, и через последовательно соединенные блоки широкополосного усилителя, детектора блока временной задержки к выходу сигнального устройства. It is also known a device (ed. St. N 328495, BI N 6, 1972), containing on the transmitting side a signal frequency generator, a power amplifier and a zero sequence transformer connected in series, and a protection unit with an actuator, the input of which is connected to the output of the power amplifier, and the output to the control input of the power amplifier; and on the receiving side, the output of the zero-sequence transformer is connected to the inputs of the blocking filter and a threshold device, the output of which is connected to the input of a band-pass selective amplifier, and through series-connected blocks of a broadband amplifier, a detector of the time delay block to the output of the signal device.

Устройство обладает низкой надежностью защиты и недостаточной помехоустойчивостью. The device has low reliability of protection and insufficient noise immunity.

Основой предлагаемого изобретения является повышение помехоустойчивости и надежности работы устройства телесигнализации. The basis of the invention is to increase the noise immunity and reliability of the tele-alarm device.

Поставленная задача решается тем, что в известное устройство телесигнализации по электрическим сетям дополнительно включены: блок формирования рабочего цикла, схема совпадения, первый выход задающего генератора подключен к первому входу схемы совпадения, а второй выход задающего генератора подключен ко второму входу схемы совпадения через блок формирования рабочего цикла, к управляющим входам которого подключены информационные датчики третий вход схемы совпадения подключен к выходу схемы защиты, вход которой соединен с входными обмотками трансформатора нулевой последовательности, соединенными также с выходом усилителя мощности, вход которого подключен к выходу схемы совпадения, а на приемном конце в устройства дополнительно включены : блок защиты, компаратор, селектор длительности, формирователь частоты манипуляции и блок идентификации сигналов, выход трансформатора нулевой последовательности соединен с входами селектора длительности импульсов и блока идентификации сигналов через последовательно включенные блоки схемы защиты, полосовой избирательной усилитель, детектор и компаратор, а выходы блока идентификации сигналов соединены с входами исполнительных устройств. The problem is solved in that the well-known tele-signaling device for electric networks additionally includes: a duty cycle generating unit, a matching circuit, the first output of the driving generator is connected to the first input of the matching circuit, and the second output of the driving generator is connected to the second input of the matching circuit through the working forming unit cycle, to the control inputs of which information sensors are connected, the third input of the matching circuit is connected to the output of the protection circuit, the input of which is connected to the input the zero-sequence transformer branches, also connected to the output of the power amplifier, the input of which is connected to the output of the matching circuit, and at the receiving end the devices also include: a protection unit, a comparator, a duration selector, a manipulator frequency shaper and a signal identification unit, the zero-sequence transformer output is connected with the inputs of the pulse duration selector and the signal identification block via series-connected blocks of the protection circuit, band-pass selective effort spruce, the detector and the comparator, and outputs the identification signal unit connected to the actuator input.

Существенным отличием является включение в устройство блока формирования рабочего цикла, схемы совпадения, генератора частоты манипуляции, компаратора с плавающим порогом и формирователя частоты манипуляции и соединение в передающей части: выхода задающего генератора с входом генератора частоты манипуляции и входом схемы совпадения, а выход генератора частоты манипуляции с управляющим входом блока формирования рабочего цикла, остальные входы которого подключены к выходам датчиков информационных сигналов выход к схеме совпадения, третий вход которой соединен с выходом схемы защиты, вход которой подключен ко вторичной обмотке трансформатора нулевой последовательности, а выход схемы совпадения соединен с входом усилителя мощности, нагрузкой которого служит обмотка трансформатора нулевой последовательности. Все это, а также применение схемы защиты в приемной части обеспечивают надежность работы и защиту устройства от возникающих перенапряжений в трансформаторе нулевой последовательности. A significant difference is the inclusion in the device of a duty cycle forming unit, a coincidence circuit, a manipulation frequency generator, a floating threshold comparator and a manipulation frequency generator and a connection in the transmitting part: the output of the master oscillator with the input of the manipulation frequency generator and the input of the coincidence circuit, and the output of the manipulation frequency generator with the control input of the duty cycle forming unit, the remaining inputs of which are connected to the outputs of the sensors of information signals, the output to the matching circuit, t the third input of which is connected to the output of the protection circuit, the input of which is connected to the secondary winding of the zero sequence transformer, and the output of the matching circuit is connected to the input of the power amplifier, the load of which is the zero sequence transformer winding. All this, as well as the use of a protection circuit in the receiving part, ensures reliable operation and protection of the device against arising overvoltages in the zero sequence transformer.

На фиг. 1 приведена структурная схема передающей части устройства телесигнализации по электрическим сетям, где введены следующие обозначения: 1 - задающий генератор (рабочей - несущей частоты), 2 - схема совпадения на три входа, 3 - генератор частоты манипуляции, 4 - блок формирования рабочего цикла, 5 - усилитель мощности, 6 - трансформатор нулевой последовательности, D₁...D_n - датчики информационных сигналов, 7 - схема защиты.In FIG. 1 is a structural diagram of a transmitting part of a telealarm device over electric networks, where the following notation is introduced: 1 - master oscillator (operating - carrier frequency), 2 - coincidence circuit for three inputs, 3 - manipulation frequency generator, 4 - duty cycle generating unit, 5 - power amplifier, 6 - zero sequence transformer, D ₁ ... D _n - information signal sensors, 7 - protection circuit.

На фиг. 2 приведена структурная схема приемной части устройства телесигнализации по электрическим цепям, где введены следующие обозначения: 8 - трансформатор нулевой последовательности, 9 - схема защиты, 10 - полосовой избирательный усилитель, 11 - детектор, 12 - компаратор с плавающим порогом, 13 - селектор длительности импульсов, 14 - формирователь частоты манипуляции, 15 - блок выделения информационных сигналов, ИУ₁...ИУ_n - исполнительные устройства (индикаторы).In FIG. 2 is a structural diagram of the receiving part of a telealarm device for electrical circuits, where the following notation is introduced: 8 - zero-sequence transformer, 9 - protection circuit, 10 - strip selective amplifier, 11 - detector, 12 - floating threshold comparator, 13 - pulse duration selector , 14 - manipulator of frequency of manipulation, 15 - block selection of information signals, IU ₁ ... IU _n - actuators (indicators).

Передающая часть устройства работает следующим образом. The transmitting part of the device operates as follows.

Задающий кварцевый генератор 1 вырабатывает стабильную несущую частоту, которая поступает на первый вход схемы совпадения 2 и вход синхронизации генератора частоты манипуляции 3. Частота манипуляции поступает на блок формирования рабочего цикла 4. Блок формирования рабочего цикла 4 вырабатывает на своем выходе сигналы синхронизации заданной длительности и последовательно опрашивает, с частотой манипуляции, информационные датчики Д₁...Д_n. При наличии сигнала на выходе какого-либо датчика он передается на второй вход схемы совпадения 2. Таким образом, на первый и второй входы схемы совпадения 2 поступают сигналы несущей частоты, частоты синхронизации и сигналы датчиков. Если сигналов с датчиков нет, то после сигналов синхронизации следует пауза до поступления следующей пачки сигналов синхронизации. С выхода схемы совпадения промодулированные сигналы несущей частоты поступают на вход усилителя мощности 5, с выхода которого поступают на вход трансформатора нулевой последовательности 6, который является электропередачи. С трансформатора нулевой последовательности 5 напряжение перекоса фаз (небаланса) поступает на схему защиты 7. При аварийном напряжении схема защиты вырабатывает сигнал, запирающий схему совпадения по третьему входу, при этом на вход усилителя не поступает сигналы. (Усилитель закрыт до момента снижения перекоса фаз до заданной уставки).The master oscillator 1 generates a stable carrier frequency, which is fed to the first input of the matching circuit 2 and the synchronization input of the manipulation frequency generator 3. The manipulation frequency is supplied to the duty cycle generating unit 4. The duty cycle generating unit 4 generates synchronization signals of a given duration and sequentially interrogates, with a frequency of manipulation, information sensors D ₁ ... D _n . If there is a signal at the output of any sensor, it is transmitted to the second input of matching circuit 2. Thus, the first and second inputs of matching circuit 2 receive the carrier frequency signals, synchronization frequencies, and sensor signals. If there are no signals from the sensors, then after the synchronization signals, a pause follows until the next packet of synchronization signals arrives. From the output of the matching circuit, the modulated carrier frequency signals are fed to the input of the power amplifier 5, the output of which is fed to the input of the zero sequence transformer 6, which is the power transmission. From the zero sequence transformer 5, the phase imbalance (unbalance) voltage is supplied to the protection circuit 7. With an emergency voltage, the protection circuit generates a signal that locks the coincidence circuit at the third input, and no signals are input to the amplifier. (The amplifier is closed until the phase imbalance decreases to the specified setting).

Приемная часть устройства работает следующим образом. The receiving part of the device operates as follows.

Сигнал несущей частоты, промодулированный сигналами синхронизации, информационными сигналами и помехой в виде небаланса фаз поступает по линиям сети через входной трансформатор, нулевой последовательности 8, на схему защиты 9, которая срабатывает (отключает вход устройства от канала связи при достижения небаланса определенной величины, на практике 15 В). Со схемы защиты сигнал поступает на фильтр-пробку на 50 Гц и далее на полосовой избирательный усилитель 10, повышающий уровень полезного сигнала на входе детектора до 10 В. После детектирования сигнал поступает на компаратор с плавающим порогом, меняющимся автоматически в зависимости от уровня помех (напряжения небаланса), имеющихся в канале связи. Применение данной схемы снижает вероятность ложного срабатывания. Видеоимпульсы с выхода компаратора поступают на селектор длительности, который вырабатывает импульс запуска формирователя при поступлении на его вход импульса синхронизации. Длительность импульса синхронизации выбрана больше информационных импульсов. Формирователь частоты манипуляции подключает соответствующий выход селектора импульсов синхронно с подключением соответствующего информационного датчика в передающем устройстве. Информация с выхода блока выделения информационных сигналов поступает на исполнительные устройства ИУ₁. ..ИУ_n^ либо на пульт диспетчера.The carrier frequency signal modulated by the synchronization signals, information signals and interference in the form of phase imbalance is fed through the network lines through the input transformer, zero sequence 8, to the protection circuit 9, which is triggered (disconnects the input of the device from the communication channel when the unbalance reaches a certain value, in practice 15 B). From the protection circuit, the signal enters the filter plug at 50 Hz and then to the strip selective amplifier 10, which increases the level of the useful signal at the detector input to 10 V. After detection, the signal enters the comparator with a floating threshold that changes automatically depending on the level of interference (voltage unbalance) available in the communication channel. The use of this scheme reduces the likelihood of a false positive. Video pulses from the output of the comparator are fed to a duration selector, which generates a driver start pulse when a synchronization pulse arrives at its input. The duration of the synchronization pulse selected more information pulses. The manipulator frequency generator connects the corresponding output of the pulse selector synchronously with the connection of the corresponding information sensor in the transmitting device. Information from the output of the block allocation of information signals is fed to the actuators IU ₁ . ..IU _n ^ either to the dispatcher's console.

Эффективность предлагаемого устройства телесигнализации по электрическим цепям заключается:
в повышении надежности работы схемы защиты от возникающих перенапряжений в трансформаторе нулевой последовательности, являющемся нагрузкой усилителя мощности в передающей части устройства;
в возможности передачи по одному каналу связи значительно большего, чем в известных устройствах, числа информационных сигналов;
в повышенной помехоустойчивости, что позволяет передавать информационные сигналы при более высоком уровне напряжения небаланса фаз.The effectiveness of the proposed device telesignals on electrical circuits is:
to increase the reliability of the operation of the overvoltage protection circuit in the zero sequence transformer, which is the load of the power amplifier in the transmitting part of the device;
the possibility of transmitting over a single communication channel a significantly larger number of information signals than in known devices;
in increased noise immunity, which allows information signals to be transmitted at a higher level of phase unbalance voltage.

Себестоимость предлагаемого устройства практически совпадает со стоимостью известного устройства аварийно-предупредительной сигнализации типа УВТС-3. The cost of the proposed device is almost the same as the cost of the well-known alarm device type UVTS-3.

Claims

Устройство телесигнализации по электрическим сетям, содержащее на передающей стороне генератор сигнальной частоты, усилитель мощности и трансформатор нулевой последовательности, соединенные последовательно, блок защиты с исполнительным элементом, вход которого подключен к выходу усилителя мощности, а на приемной стороне трансформатор нулевой последовательности, заграждающий фильтр, полосовой избирательный усилитель, блок широкополосного усилителя, селектор длительности импульсов, детектор, соединенные последовательно, сигнальный блок, блок защиты, отличающееся тем, что в передающую часть дополнительно включены блок формирования рабочего цикла, схема совпадения, генератор частоты манипуляции, а в приемную часть - компаратор с плавающим порогом, формирователь частоты манипуляции, в передающей части выход задающего генератора подключен к входу синхронизации генератора частоты манипуляции и к первому входу схемы совпадения, выход генератора частоты манипуляции подключен к управляющему входу блока формирования рабочего цикла, остальные входы которого подключены к выходам датчиков информационных сигналов, а выход к второму входу схемы совпадения, третий вход которой соединен с выходом схемы защиты, вход которой подключен к вторичной обмотке трансформатора нулевой последовательности, а выход схемы совпадения соединен с входом усилителя мощности, нагрузкой которого служит обмотка трансформатора нулевой последовательности, в приемной части трансформатор нулевой последовательности, блок защиты, полосовой избирательный усилитель, детектор, компаратор с плавающим порогом соединены последовательно, выход компаратора соединен непосредственно с первым входом блока выделения информационных сигналов и с вторым через последовательно соединенные блоки селектора длительности импульсов и формирователь частоты манипуляции, выходы блока выделения информационных сигналов соединены с входами исполнительных устройств и пультом диспетчера. A signaling device for electrical networks, comprising on the transmitting side a signal frequency generator, a power amplifier and a zero-sequence transformer connected in series, a protection unit with an actuator whose input is connected to the output of the power amplifier, and on the receiving side a zero-sequence transformer, a blocking filter, a bandpass selective amplifier, broadband amplifier unit, pulse duration selector, detector connected in series, signal th block, protection block, characterized in that the transmitting part additionally includes a duty cycle forming unit, a matching circuit, a manipulation frequency generator, and a receiving threshold comparator with a floating threshold, a manipulation frequency shaper, in the transmitting part the output of the master oscillator is connected to the input the synchronization of the manipulation frequency generator and to the first input of the matching circuit, the output of the manipulation frequency generator is connected to the control input of the duty cycle forming unit, the remaining inputs of which are connected to the outputs of the sensors of information signals, and the output to the second input of the matching circuit, the third input of which is connected to the output of the protection circuit, the input of which is connected to the secondary winding of the zero sequence transformer, and the output of the matching circuit is connected to the input of the power amplifier, the load of which is the zero sequence transformer winding , in the receiving part, a zero-sequence transformer, a protection unit, a band-pass selective amplifier, a detector, a floating threshold comparator are connected but the output of the comparator is connected directly to a first input of the selection data signals and a second series connected through the pulse duration of the selector blocks and manipulation frequency generator, outputs the information signals allocation unit are connected to the inputs of the actuators and the remote controller.