SU1418677A1 - Система питани с защитой - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  электропитани  радиоэлектронной аппаратуры . Цель изобретени  - повышение надежности путем расширени  функциональных возможностей защиты. В защитный блок 2 введены датчик 4 тока, датчик 5 контрол  фаз, формирователь 6, датчик 7 напр жени  с формирователем им

Description

(Л

с

4:

00 О)

vl

Ьульсов, блок 8 сравнени  времени отклонени  напр жени  от заданных пре- релов, блок 9 задани  времени отклю- 4ени  при перегрузке по току, счет- ник 10 срабатываний, формирователь

11уровней выходных сигналов, ключ

12управлени  силовым реле, узел 13 запирани  ключа, формирователь U общего сигнала Отказ, источник 15 Опорного напр жени , реле 16 li выво- ы дл  подключени  вспомогательного

;1 .

. Изобретение относитс  к электро- :технике и предназначено дл  исполь- :3овани  в системах -электропитани  радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретени  - повыщени е надежности путем расширени  функциональных возможностей заищты (повыще- ни  чувствительности датчика, упрощени  и обеспечени  вьиачи четырех Видов информации об отказе ) .

На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - датчик тока; на фиг. 3 - формирователь уровней выходных сигналов.

Система питани  с защитой содер- , жит силовой трансформатор. 1, защит- .ньй блок 2 и индикаторный блок 3 причем защитный блок 2 содержит датчики 4 тока,датчики 5 контрол  фаз, формирователь 6, датчик 7 напр жени  с формирователем импульсов, блок

8сравнени  времени отклонени  напр жени  от заданных пределов, блок

9задани  времени отключени  при перегрузке по току, счетчик 10 срабатываний , формирователь 11 уровней выходных сигналов, ключ управлени  реле 12, узел запирани  ключа 13, фор- мироватапь 14 общего сигнала отказа, источник 15 опорного напр жени , реле 16 и выводы дл  подключени  вспомогательного источника, причем реле 16 своими контактами включено между выводами дл  подключени  трехфазного входного напр же1ш  и выводами первичных обмоток силового трансформатора 1, другие выводы которых через да чик 4 тока объединены и подключены к входу датчика 5 контрол  фаз, выход

8677

источника. Если неисправность пропала в течение заданного времени, то защитный блок 2 автоматически восстанавливает рабочий режим. Отсутствует возможность подключить питание без включени  защитного блока 2. Последний формирует сигналы от отключении выходного напр жени  от заданных пределов , об отсутствии одной из фаз питающего напр жени , о перегрузке по току, 2 з.п. ф-льг, 3 ил.

0

5

0

5

0

5

0

которого соединен с входом формировател  6 и входом формировател  14 общего сигнала отказа, выход формировател  6 соединен с первым входом формировател  11 уровн  выходных сигналов , выход датчика 4 тока соединен с первым входом блока 9 задани  времени отключени  при перегрузке, первый и второй выходы которого подключены соответственно к входу счетчика 10 срабатываний и первому входу узла запирани  ключа 13, первый выход счетчика 10 срабатываний подключен к второму входу формз-1ровател  11 уровней выходных сигналов, а вторым входом узла запирани  ключа 13 - к второму входу формировател  14 сигнала отказа, выходные обмотки силового трансформатора 1 св заны с выходными вьшодами и первым входом датчика 7 напр жени  с формирователем импульсов , выход которого соединен с первым входом блока 8 сравнени  времени от- клонени  напр жени  от заданных пределов , первьй выход которого соединен с соответствующим входом формировател  11 уровн  выходных сигналов,,а другой - с соответствующими входами узла запирани  ключа 13 и формировател  14 общего сигнала отказа, выход последнего соединен с соответствующим входом формировател  11 уровней выходных сигналов, выход узла запирани  ключа 13 соединен с входом ключа управлени  реле 12, выход которого через обмотку реле 16 соединен с водом дл  подключени  плюсового вьг- вода питани  вспомогательного источника , который также соединен с входом

источника 15 опорного напр жени , выходы которого подключены к соответствующим входам датчика 4 тока, датчика

7 напр ж,ени  с формирователем импуль-с жение на нагрузке отклонилось от засов , блока 8 сравнени  времени отклонени , напр жени  от заданного уровн , блока 9 задани  времени отключени  при перегрузке по току и формироватеданных пределов на врем , превышающее заданное. При отключении системы питани  из-за выхода напр жени  на нагрузке из заданных пределов защит т  11 уровней выходных сигналов, KPO-JQ ный блок 2 вьдает общий сигнал 0тме этого,датчик 4 тока содержит трансформатор 17 тока, первичные обмотки которого соединены с входом датчика 4 тока, а выходные - с входом выпр мител  18, выход которого (5 мени, превышающего заданное, Защит- подключен к первому .делителю 19 напр жени , выход которого подключен к неинвертирующему входу компаратора 20, параллельно которому включен конказ и сигнал о том, что отключение системы питани  произошпо по причине отклонени  напр жени  на нагрузке от заданных пределов в течение -вреный блок -2 осуществл ет также контроль тока первичных обмоток силового трансформатора 1, отключение питающего напр жени  от системы питани 

25

35

денсатор 21, инвертирующий вход ком- 20 заданное врем  в случае, если ток паратора 20 подключен к выходу вто- роге делител  22 напр жени , вход которого соединен с соответствук щм входом датчика 4 тока, св занным с выходом источника опорного напр жени , и через первый резистор 23 соединен с выходом компаратора, который через последовательно соединенные диод 24 и-второй резистор 25 подключен к неинвертирун цему входу компара- зо тора 20, кроме того, формирователь 11 уровней выходных сигналов выполнен на четырех транзисторах 26-29 и четырех ограничительных резисторах 30-33, причем базы и коллекторы транзисторов подключены к соответствующим входам и выходам формировател  уровней выходных сигналов, а ограничительные резисторы подключены к выводу дл  подключени  источника опорного направлени  и коллектору соот- ветствующего транзистора.

Устройство работает следующим образом .

Включение системы осуществл етс  при подключении вспомогательного источника . При этом через ключ управлени  реле 12 подаетс  питание на реле 26, которое своими контактами подключает входом трехфазное напр жение на первичные обмотки трансформатора 1, которые соединены в звезду через трансформатор 17 тока датчика 4 тока. В нормальном режиме работы защитный блок 2 и реле 16 не оказывают вли ни  на работу системы

Защитньй блок 2 обеспечивает контроль напр жени  на нагрузке с выдачей сигнала о Ьтклонении напр первичных обмоток силового .трансформатора 1 превьшает заданное значение , автоматическое пробное включение через .заданное врем  питающего напр жени  после его выключени , вызванного превьщтенньм током, первичных обмоток трансформатора заданного значени , счет пробных включений питают щего напр жени  после перегрузок по току, полное отключение питающего напр жени  от системы питани  после заданного количества пробных включений и вьщачу общего сигнала Отказ, а также сигнала о том, что отключение системы питани  произошло по причине перегрузки по току первичных обмо- . ток трансформатора 1 ,

Кроме того, блоком 2 осуществл етс  контроль наличи  напр жени  всех дд трех фаз питающего напр жени , вьщачу общего сигнала Отказ и сигнала об отсутствии одной из фаз питающего напр жени  при пропадании напр жени  в любой фазе.

Напр жение с нагрузки поступает . в датчик 7 напр жени  с формирователем импульсов. В этом блоке напр жение нагрузки сравнива етс  с напр жением источника 15 опорного напр жени . В случае отклонени  напр жени  на нагрузке от заданных пределов формируетс  сигнал, поступающий в блок 8 сравнени  времени отклонени  напр жени  от заданных пределов. Если длительность отклонени  напр жени  на натрузке от заданныЬс .пределов превышает заданную д.71ительность опорного импульса блока 8, с его выхода сигнал через узел запирани  ключа 13 по-,

45

50

55

женин на нагрузке в заданных пределах, отключение питающего напр жени  от системы питани  в случае, если напр данных пределов на врем , превышающее заданное. При отключении системы питани  из-за выхода напр жени  на нагрузке из заданных пределов защитмени , превышающего заданное, Защит-

каз и сигнал о том, что отключение системы питани  произошпо по причине отклонени  напр жени  на нагрузке от заданных пределов в течение -времени , превышающего заданное, Защит-

ный блок -2 осуществл ет также контроль тока первичных обмоток силового трансформатора 1, отключение питающего напр жени  от системы питани 

5

5

0 заданное врем  в случае, если ток о

первичных обмоток силового .трансформатора 1 превьшает заданное значение , автоматическое пробное включение через .заданное врем  питающего напр жени  после его выключени , вызванного превьщтенньм током, первичных обмоток трансформатора заданного значени , счет пробных включений питают щего напр жени  после перегрузок по току, полное отключение питающего напр жени  от системы питани  после заданного количества пробных включений и вьщачу общего сигнала Отказ, а также сигнала о том, что отключение системы питани  произошло по причине перегрузки по току первичных обмо- . ток трансформатора 1 ,

Кроме того, блоком 2 осуществл етс  контроль наличи  напр жени  всех д трех фаз питающего напр жени , вьщачу общего сигнала Отказ и сигнала об отсутствии одной из фаз питающего напр жени  при пропадании напр жени  в любой фазе.

Напр жение с нагрузки поступает . в датчик 7 напр жени  с формирователем импульсов. В этом блоке напр жение нагрузки сравнива етс  с напр жением источника 15 опорного напр жени . В случае отклонени  напр жени  на нагрузке от заданных пределов формируетс  сигнал, поступающий в блок 8 сравнени  времени отклонени  напр жени  от заданных пределов. Если длительность отклонени  напр жени  на натрузке от заданныЬс .пределов превышает заданную д.71ительность опорного импульса блока 8, с его выхода сигнал через узел запирани  ключа 13 по-,

5

0

5

.514

ступает на ключ управлени  силовым реле 12, Ключ 13 закрываетс , и реле 16 отключает питающее напр жение от системы питани . Если длительность отклонени  напр жени  на нагрузке от заданных пределов меньше длительности опорного импульса блока 8, сигнал на его выходе не по вл етс  и отклю- е1ш  системы не происходит. Выходной сигнал .блока 8 поступает на форм11ро- ватель 11 уровней выходных сигналов непосредственно и через формирователь 14 общего сигнала отказа.

Ток первичных обмоток силового трансформатора 1 в датчике 4 тока сравниваетс  с эталонным значением и в случае превышени  его на выходе атчика 4 тока формируетс  сигнал, поступающий в блок 9 задани  времени выключени  при перегрузке по току, в котором вьфабатываетс  опорный импульс заданной длительности.

Вьгкодной сигнал блока 9 поступает на счетчик 10 срабатываний и на узел запирани  ключа 13, в результате чего запираетс  ключ управлени  силовым реле 12, и реле 16 отключает системы питани  на врем , равное длительности- -опорного импульса блока 9, По окончании этого импульса происходит автоматическое включение системы питании, так как .открываетс  ключ управлени  силовым реле 12 и контакты реле 16 замыкаютс , включа  систему питани . Если в поле.включени  снова возникает перегрузка по току, происходит выключение системы на.врем , равное длительности опорного импульса блока 9, и следующее пробное включение и т.д. Через заданное число пробных включений, равное емкости счетчика 10, происходит полное отклю-- чение системы питани  выходным сигналом блока счетчика 10 срабатьтаний. С выхода последнего через узел запирани  ключа 13 и реле 12 приходит сигнал на отключение реле 16, и система выключаетс . При этом сигнал с выхода счетчика 10 поступает на формирователь 14 общего сигнала отказа и на формирователь 11 уровней выходных сигналов, на выходе которого формируетс  общий сигнал Отказ и сигнал о том, что отключение системы питани  произошло по причине перегрузки по току первичных обмоток трансформатора 1 .

86776

Датчик 5 К01ГТРОЛЯ фаз входом подключен к точке соединени  первичных обмоток трансформатора 17 тока, т.е.

g к точке, где при наличии трех фаз питающего напр жени  и отсутствии асимметрии нагрузки фаз трансформатора 1 практически отсутствует переменное напр жение. В случае пропадани  лю-

О бой из трех фаз питающего напр жени  на входе датчика 5 по вл етс  сигнал, который через фор1 1ирователь 6 и формирователь 14 общего сигнала отказа поступает на формироватешь 11 уров5 ней выходного сигнала, на выходе которого формируютс  сигналы Отказ и сигнал о пропадании одной из фаз питающего напр жени . Включить систему питани  после ее включени  защитным

0 5л.оком 2 можно только, выключив и

снова включив посто нное вспомогатель- ное напр жение защитного блока Z.

Датчик работает следующим образом. Через первичные обмотки трансформато5 ра 17 тока протекает ток первичных обмоток силового трансформатора 1, Напр жение вторичных обмоток трансформатора 17 тока пропорциональное току, протекающему через первичные обмотки,

0 поступает на выпр митель 18, к выходу которого подключен делитель 19. Компаратор 20 сравнивает напр жение де: ител  19 с напр жением делител  22 которое  вл етс  опорным.

35 В случае превьшени  током первичных обмоток заданного значени  напр жение делител  19 оказываетс  боль- -ше , чем напр жение делител  22, на выходе компаратора по вл етс  высо0 кий уровень напр жени . Резистор 25 и диод 24 предназначены дл  создани  гистерезиса в характеристике компаратора , что необходимо дл  четкой работы устройств, подключенных к выхо45 ДУ компаратора 20. Конденсатор 21 предназначен дл  исключени  ложных срабатываний датчика 4 тока при включении системы питани  и защиты от импульсных помех.

0 Формирователь 11 уровней выходных сигналов работает следующим образом. В случае нормальной работы системы питани  все четыре транзистора 26- 29 открыты и на выходных вьшодах фор55 мируетс  сигнал исправности в виде напр жени  лог.О. В случае срабатывани  защитного блока 2 по какой-то либо причине соответствующий транзистор формировател  уровней выходтгх

сигналов закрываетс , чем обеспечиваетс  формирование сиг.нала Отказ в виде напр жени  Лог.1. Сигналы защитного блока поступают на формиро- ватель уровней выходных сигналов так что при запирании любого из транзисторов 27-29 запираетс  транзистор 26. Таким образ.ом, обеспечиваетс  формирование интегральныого сигнала От- каз и сигналов Допуск, Фаза, Перегрузка. Такое построение защитного блока 2 формировател  уровней выходных сигналов позвол ет п.овысить достоверность контрол  системы пита- НИН и дает возможность определить наличие обрыва соединительной линии передачи выходных сигналов формировател  уровней выходных сигналов к регистрирующему устройству, что также повьппает эксплуатационную надежность объекта, в котором используетс  система питани  с защитой.

Положительный э)фект заключаетс  в расширении функциональных -возможностей защиты, а именно в обеспечении защиты от перегрузок по току или короткого замьпсани , от пропадани 

фаз трехфазного питающего напр жени ,30 при перегрузке, первый и второй выпри отклонении выходных напр жении свыще заданных пределов. При этом устройство делает заданное количеств подобных включений, прежде чем выключить источник питани , и выключает питание только по проществии заданного времени. Если неисправность пропала в течение заданного времени, система защиты автоматически восстанавливает рабочий режим, Положитепь- ным эффектом  вл етс  также отсутствие возможности включить систему питани  без включени  защитного.блока. Формируемые защитным блоком сигналы об отклонении выходного напр жени  от заданньк пределов, об отсутствии одной из трех фаз-питающего напр жени , о перегрузке по току существенно повьш1ают эксплуатационную надежность системы питани .

Claims (3)

1. Система питани  с защитой, со- держаща  силовой трансформатор, защитный блок и индикаторный блок, о -т- личающа с  тем, что, с целью повышени  надёжности путем расширени  функциональных возможностей за , о 5 0

5

щиты, в защитный блок введены датчик тока, датчик контрол  фаз, форьшрова- тель, датчик напр жени  с формирователем импульсов, блок сравнени  времени отклонени  напр жени  от заданных пределов, блок задани  времени отключени  при перегрузке по току, .счетчик срабатываний, формирователь уровней выходных сигналов, ключ управлени  силовым реле, узел запирани  ключа, формирователь общего сигнала отказа, источник опорного напр жени , реле и вьгеоды дл  подключени  вспомогательного источника, причем реле Своими контактами включено между выводами дл  подключени  трехфазного напр жени  и выводами первичных обмоток силового трансформатора, другие выводы которых через датчик тока объединены и подключены к входу датчика контрол  фаз, выход которого соединен с входом формировател  и первым входом формировател  общего сигнала отказа, вьцсод формировател  соединен с первым входом формировател  .уровней выходных сигналов, выход датчика тока соединен с первым входом блока задани  времени отключени 

с 0

5

0

5

ходы которого подключены соответственно к первому входу узла запирани  ключа и счетчику срабатываний, первый выход которого подключен к второму входу формировател  уровней выходных сигналов, а второй вькод - к второму входу узла запирани  ключа и второму входу формировател  общего сигнала отказа, выходные обмотки силового трансформатора св заны с выходными выводами и первым входом датчика напр жени  с формирователем импульсов, выход которого соединен с первым входом блока срав1 ени  времени отклонени  напр жени  от заданных пределов, первый выход которого соединен с третьим входом формировател  уровн  выходньгх сигналов, а второй выход - с третьими входами узла запирани  ключа и формировател  общего сигнала отказа, выход которого соединен с четвертым входом формировател  уровней выходных сигналов, выход узла запирани  ключа соединен с входом ключа управлени  реле, выход которого через обмотку реле подключен к плюсовому выводу ;ш  подключени  вспомогательного источника и входу питани  источника опорного напр жени , первьй выход которого соединен с соответствующим входом датчика тока ,, вторым входом датчика напр жени  1C формирователем импульсов, блока Сравнени  времени отклонени  напр же- ни  от заданных пределов и блока заДани  времени отключени  при перегрузке по току, второй выход источника iOnopHoro напр жени  соединен с п тым входом формировател  уровней выход- |ных сигналов.

i

2. Система по п. 1, отличаю- |щ а   с   тем, что, с целью повыше- |ни  чувствительности, датчик тока пер;вичной обмотки трансформатора вьшол- Шен на трансформаторе тока, вьшр ми- |теле, двух делител х напр жени , ком- |параторе, двух р.езистора:х, конденса|торе и диоде, причем первичные обмот-20 формирователь уровней выходных сиг1КИ трансформатора тока одними вьшода- |ми соединены с первичными обмотками |силового трансформатора, а другими |соединвны с входам датчика контрол 

налов вьшолнен на четырех транзисторах , и четырех ограничительных резисторах , причем базы транзисторов соединены с соответствующими входами фор-

|фаз, вторична  обмотка трансформато- 25 мировател  уровн  выходных сигналов,

|аз,

ра тока соединена с входом вьтр мите- л , выход которого подключен к перво- ;му делителю напр жени , выход кото- jporo соединен с неинвертирующим вхо- ;дом компаратора и через конденсатор 30

эмиттеры соединены с общим выводом питани , а коллекторы через соответствующие ограничительные резисторы подключены к выводу питани  и к соответствующим выходам формировател .

с общим выводой питани , инвертирующий вход компаратора подключен к выходу второго делител , подключенного к выводам дл  подключени  источника опорного напр жени , выход компаратора соединен через первый резистор с входом второго делител  напр жени  и через последовательно соединенные второй резистор и диод с неинвертирующим входом.

3. Система по п.1, отличающа с  тем, что, с целью упрощени  и обеспечени  вьдачи четырех видов информации в .виде заданного уровн  выходных сигналов об отказе, допуске парамел-ров, наличии фаз питающего напр жени  и перегрузке по току

налов вьшолнен на четырех транзисторах , и четырех ограничительных резисторах , причем базы транзисторов соединены с соответствующими входами фор-

эмиттеры соединены с общим выводом питани , а коллекторы через соответствующие ограничительные резисторы подключены к выводу питани  и к соответствующим выходам формировател .

f

f

QmKQ.3 -O

Допуск

-О

Фаза Ч)

Перегрузка.

Фиъ.З