SU1557687A1 - Device for shaping voice frequency signals for transmission of information through lines of electric networks - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электросв зи. Цель изобретени  - упрощение силовой части устройства и повышение надежности при кратковременных коротких замыкани х в сети низкого напр жени  силовых трансформаторов. Устройство содержит преобразователь 1 тональной частоты, состо щий из г-ра 7 тональной частоты и блока питани  2, содержащего выпр митель 3, токоограничивающий дроссель 4 и конденсаторы 5 и 6, а также содержит модул тор 11, сетевой трансформатор 13, нагрузку 16, фильтры 17 и 18 тональной частоты и блок блокировки 19. При возникновении короткого замыкани  в сети трансформатора 13 при работе г-ра 7 происходит срыв только одной информационной посылки. Однако это не приводит к перегоранию предохранител  и к выводу из стро  контролируемого пункта полностью, что повышает надежность устройства. 1 ил.The invention relates to telecommunications. The purpose of the invention is to simplify the power part of the device and increase reliability during short-term short circuits in the low voltage network of power transformers. The device contains a tone-frequency converter 1, consisting of r-7 tone frequency and power supply unit 2, containing rectifier 3, current limiting choke 4 and capacitors 5 and 6, and also contains a modulator 11, a network transformer 13, a load 16, filters 17 and 18 tonal frequencies and blocking unit 19. In the event of a short circuit in the transformer 13 network, during operation of Mr. 7, only one information packet is disrupted. However, this does not lead to the blown fuse and to the complete disabling of the controlled point, which increases the reliability of the device. 1 il.

Description

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в каналообразующей аппаратуре, работающей в тональном диапазоне частот, при g создании средств передачи информации по электрическим сетям.The invention relates to telecommunications and can be used in channel-forming equipment operating in the tonal frequency range, with g creating means of transmitting information over electrical networks.

Цель изобретения - упрощение силовой части устройства и повышение надежности при кратковременных корот- Ю ких замыканиях в сети низкого напряжения силовых трансформаторов.The purpose of the invention is to simplify the power part of the device and increase reliability during short-term short circuits in the low voltage network of power transformers.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства формирования сигналов тональной час- 15 тоты для передачи информации по линиям электрических сетей»The drawing shows a structural electrical diagram of a device for generating tonal frequency signals 15 for transmitting information on lines of electrical networks "

Устройство содержит преобразователь 1 тональной частоты, бл'ок 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 11, 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, времязЭдающий элемент 29, регулировочный элемент 30, источник 31 питания порогового элемента 27, первый резистор 32, первый, второй и 40 третий стабилитроны 33-35, второй и третий резисторы 36 й 37,- задающий конденсатор 38, четвертый-шестой резисторы 39-4 1 , четвертый стабилитрон 42, седьмой-девятый резисторы 43-45, 45 разделительный диод 46, сглаживающий койденсатор 47, однопервходной транзистор 48, десятый-тринадцатый резисторы 49-52, транзистор 53, четырнадцатый и пятнадцатый резисторы 54 и 50 55, шунтирующий диод 56, шестнадцатый резистор 57„ вой трансформатор 13, Трансформаторы 14 н 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 13₀ 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 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.The device comprises a tone frequency converter 1, a power supply unit 2, a rectifier 3, a current-limiting inductor 4, a first and second capacitors 5, -6, a tone frequency generator 7, an electronic key 8, an inductor 9, a capacitor 10, a modulator 11, unit 12 for connecting to a three-phase 25 electric network, network transformer 13, first and second communication transformers 14 and 15, load 16, first and second tone filters 17 and 18, blocking unit 19, 30 first and second diodes 20 and 21, first and second controlled valves 22 and 23, the first and second additional diodes 24 and 25, pulse-phase control unit 26, threshold element 35, reference voltage source 28, timing element 29, adjustment element 30, threshold element power supply 31, first resistor 32, first, second and 40 third zener diodes 33- 35, second and third resistors 36th 37, - master capacitor 38, fourth-sixth resistors 39-4 1, fourth zener diode 42, seventh-ninth resistors 43-45, 45 isolation diode 46, smoothing codensator 47, single-input transistor 48, tenth thirteenth resistors 49-52, transistor 53, fourteen the fifth and fifteenth resistors 54 and 50 55, the shunting diode 56, the sixteenth resistor 57, the transformer 13, the Transformers 14 n 15 communications are connected by the primary winding in series with the load 16, which is shunted by the filters 17 and 18 of the tonal frequency. A supply voltage of 220 V is supplied to the tone-frequency converter 1 from one of the operating phases of the transformer 13 _{0 The} rectified voltage is filtered by the capacitor 6 of the rectifier 3. The electronic switch 8 is under constant voltage, determined by the setting of the pulse-phase control unit 26. The capacitor 10 together with the series-connected hardware windings of the transformers 14 and the connection is a parallel circuit of the tone generator 7. In normal mode, there is no signal at the output of block '19 blocking. In the modulator 11, rectangular control pulses are continuously generated with a duration of several tens of microseconds and a repetition rate equal to the working frequency of the signal, which are supplied to the control electrode of the electronic key only when rectangular pulses from telemechanics arrive, and the duration of these rectangular pulses is equal to the start pulse or code element.

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 замыканию (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 ключ 8 восстанавливает свои запирающие свойства, т.к. К.З. на выходе блока 2 питания ликвидируется и блок 19 блокировки отпускает и восстанавливается его нормальный рабочийIn the event of an emergency in the electric network, for example, a short circuit on the 0.4 kV buses of the network transformer 13, during operation, a voltage surge occurs in the circuit of the tone frequency generator 7, which can cause the electronic switch 8 to tip over, which leads to a short circuit (short circuit) ) at the output of power supply unit 2 »The lock is activated, closes the rectifier 3's controlled valves (22 and 23). After removing the rectangular pulse from the telemechanics, the control pulses of the generator 7 are removed and the electronic key 8 restores its locking properties, because K.Z. at the output of power supply unit 2, it is eliminated and blocking unit 19 releases and restores its normal working

Устройство формирования сигналов тональной частоты для передачи инфор- $$ мации по линиям электрических сетей работает следующим образом.A device for generating tonal frequency signals for transmitting information over $$ lines of electric networks works as follows.

К трехфазной электрической сети устройство подключается через сете-_ режим»The device is connected to the three-phase electric network through the network-_ mode "

Таким образом, при возникновении К.З. в сети 0,4 кВ во время работы генератора 7 тональной частоты оно приводит к срыву только одной инфор· мационной посылки и не приводит к '1557687 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 4-2 регулировочного элемента 30 и по третьей - через резистор 36 от выпрямчерез резисторы 55 и 57 в запертом состоянии, отпирается и резистор 54 шунтирует конденсатор 38, предотвращая тем самым его заряд, т.е. блокируя формирование управляющих импульсов на управляемые вентили 22 и 23, В результате этого они отключаются и ток на выходе блока 2 питания 10 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 выленного входного напряжения питания источника времязадающего элемента 29. Эта цепь позволяет осуществить компенсацию изменения угла управления тиристоров при изменении величины питающего напряжения»Thus, when K.Z. in the 0.4 kV network during the operation of the tone frequency generator 7, it leads to the failure of only one information package and does not lead to a '1557687 fuse blowing and the control point to be completely destroyed. The operation of the block 19 of the lock together with the rectifier 3 is as follows _"(master charge the capacitor 38 of the timing element 29 'takes place in three tsepyam.Po first circuit through the resistor 37 from the voltage reference source 28, second - through resistor 43 due to the voltage difference taken from the resistor 40 and the voltage stabilization of the Zener diode 4-2 of the adjusting element 30 and, through the third, through the resistor 36 from the rectifiers through the resistors 55 and 57 in the locked state, is unlocked and the resistor 54 shunts the capacitor 38, thereby preventing its charge, i.e. blocking the formation of control pulses to controlled valves 22 and 23, as a result of this, they turn off and there is no current at the output of power supply unit 2 ”· When a signal is removed from the telemechanics, and therefore, control pulses from the electronic key 8 of the tone frequency generator 7, it closes and restores their locking capabilities and thereby eliminates the short circuit mode on the detected input voltage of the power supply of the source of the timing element 29. This circuit allows you to compensate for changes in the control angle of the thyristors when the magnitude of the supply voltage

При заряде конденсатора 38 напряжение на нем увеличивается вплоть до открытия однопереходного транзистора 48 порогового элемента 27» После его отпирания конденсатор 38 разряжается через резисторы 50 и 51 и управляющие электроды управляемых вентилей 22 и 23» При этом открывается тот из них, на аноде которого в момент прохождения импульса управляющего тока имеет ходе блока 2 питания. Транзистор 53 перейдет в закрытое состояли и блок 26 начнет формировать управляющие 20 импульсы включения управляемых пентилей 22 и 23, тем самым восстановится нормальная работа блока 2 питания и всего устройства в целом.When the capacitor 38 is charged, the voltage across it increases until the single-junction transistor 48 of the threshold element 27 is opened. After it is unlocked, the capacitor 38 is discharged through resistors 50 and 51 and the control electrodes of the controlled valves 22 and 23. This opens the one on the anode of which The passage of the control current pulse has the course of the power supply 2. The transistor 53 will go into a closed state and block 26 will begin to form control pulses 20 of the inclusion of controlled Pentile 22 and 23, thereby restoring the normal operation of the power supply unit 2 and the entire device as a whole.

При поступлении на вход модулято25 ра 11 следующих кодовых импульсов от телемеханики устройство будет формировать сигналы тональной частоты в соответствии с кодом телемеханики»When the following code pulses from telemechanics arrive at the modulator 25 input 11, the device will generate tone frequency signals in accordance with the telemechanics code ”

Таким образом, в случае аварийной 30 ситуации в электрической сети устройство не сформирует один элемент кода из всей посылки, но не выйдет из место положительный потенциал, В процессе разряда конденсатора. 38 напряжение на нем снижается до нескольких вольт, после чего эмиттерный переход однопереходного транзистора 48 запирается. Со следующим полупериодом пи-, тающего напряжения начинается очередной цикл заряда конденсатора 38.Thus, in the event of an emergency 30 in the electric network, the device will not generate one code element from the entire package, but the positive potential will not leave the place, In the process of discharging the capacitor. 38, the voltage across it drops to a few volts, after which the emitter junction of the single-junction transistor 48 is locked. With the next half-cycle of the supply voltage, the next cycle of the charge of the capacitor 38 begins.

II

Воздействуя на величину суммарного зарядного тока конденсатора 38, тем самым изменяя время нарастания напряжения на нем до величины срабатывания 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.Acting on the value of the total charging current of the capacitor 38, thereby changing the rise time of the voltage across it to the response value of the threshold element 27, it is possible to control the release time of the controlled valves 22 and 23, t »e» to control the magnitude of the output voltage, and also compensate for the disturbing effect, to stabilize this voltage.

Работа устройства защиты происходит следующим образом. Опрокидывание электронного ключа 8 приводит к короткому замыканию на выходе блока 2 питания» При этом транзистор 53, находящийся до аварийной ситуации под действием разности токов, протекающих__ строя»The operation of the protection device is as follows. The overturning of the electronic key 8 leads to a short circuit at the output of the power supply unit 2. In this case, the transistor 53, which is before the emergency under the influence of the difference of currents flowing __ system

Claims (1)

Формула изобретения Устройство формирования сигна—SUMMARY OF THE INVENTION Signal conditioning apparatus 35 лов тональной частоты 'для передачи информации по линиям электрических сетей, содержащее преобразователь тональной частоты, состоящий из блока питания, содержащего выпрямитель токоограничивающий дроссель и конденсаторы, подключенные соответственно к входным и выходным шинам выпрямителя, и генератора тональной частоты, выполненного в виде цепочки из последовательно соединенных электронного ключа, дросселя и конденсатора, подключенной к выходным шинам выпрямителя, модулятор,., подключенный к управляюgg щему 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, под55 ключенных параллельно нагрузке соответствующих фаз сетевого тансформатора, причем второй вывод токоограничивающего дросселя источника питания соединен с первой входной шиной выпрямителя, а первый вывод токоограничивающего дросселя и вторая входная пина выпрямителя соединены соответственно параллельно нагрузке одной из фаз .сетевого трансформатора, генератор тональной частоты подключен к выходным шинам выпрямителя, вход электронного ключа соединен с первым выходом .блока питания, второй выход которого соединен с конденсатором, отлич.ающееся тем, что, с целью упрощения силовой части устройства и повышения надежности'при кратковременных коротких замыканиях в, сети низкого напряжения силовых трансформаторов, введены,блок блокировки,, а выпрямитель выполнен управляемым по однофазной мостовой схеме, содержащей два управляемых вентиля с 25 общим катодом и блок импульсно-фазового управления, включенный между выходом выпрямителя и общим катодом двух дополнительных диодов, аноды которых подключены к входным шинам 30 выпрямителя, пороговый элемент, источник опорного напряжения, времязадающий элемент, регулировочный элемент и источник питания порогового элемента, причем источник опорного напряжёния выполнен в виде цепочки последовательно соединенных первого резистора и первого, второго и . третьего стабилитронов, один вывод цепочки, являющийся Выводом первого резистора, до подключён к общему катоду дополнительных диодов, второй вывод.этой цепочки, являющийся анодным выводом третьего стабилитрона, подсоединен к первой, выходной, шине выпрямителя, 45 времязадающий элемент выполнен на последовательно соединенных втором и третьем резисторах и задающем конденсаторе, точка соединения которых подключена к входу порогового эле- 50 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 вы прямителя, регулировочный элемент выполнен в. виде цепочки из последовательно 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 восьмого резистора соединен с общим катодом дополнительных диодов, а второй вывод девятого резистора соединен с анодами второго стабилитрона источника опорного напряжения, первый вывод восьмого резистора соединен с анодом разделительного диода, катод которого подключен к катоду первого стабилитрона источника опорного напряжения, параллельно девятому резистору включен сглаживающий 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 соответственно с управляющими электродами управляемых вентилей и с первой выходной шиной выпрямителя, при этом блок блокировки выполнен на транзисторе, коллекторный 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»35 tonal frequency catch 'for transmitting information on electric network lines, comprising a tone frequency converter, consisting of a power supply unit containing a rectifier current-limiting inductor and capacitors connected respectively to the input and output buses of the rectifier, and a tone frequency generator made in the form of a chain of series connected electronic key, inductor and capacitor connected to the output busbars of the rectifier, a modulator,. connected to the control input of the electronic key, and a node for connecting to a three-phase electric network, consisting of two communication transformers, the primary windings of which are connected in series with the load in the low voltage phases of the network transformer, the secondary windings of the communication transformers are connected in series with each other. and two tonal frequency filters connected in parallel with the load of the corresponding phases network tansformer, and the second output of the current-limiting inductor of the power source is connected to the first input bus of the rectifier, and the first output is current the limiting inductor and the second input pin of the rectifier are connected parallel to the load of one of the phases of the network transformer, the tone generator is connected to the output buses of the rectifier, the input of the electronic key is connected to the first output of the power supply, the second output of which is connected to the capacitor, characterized in that, in order to simplify the power part of the device and increase reliability, in case of short-term short circuits in the low voltage network of power transformers, a blocking unit is introduced, and you the rectifier is made controlled by a single-phase bridge circuit containing two controlled valves with 25 common cathode and a pulse-phase control unit connected between the output of the rectifier and the common cathode of two additional diodes, the anodes of which are connected to the input bus 30 of the rectifier, a threshold element, a voltage reference source, a timing element, an adjusting element, and a power source for the threshold element, the reference voltage source being made in the form of a chain of series-connected first resistor and first first, second, and. the third zener diode, one output of the chain, which is the output of the first resistor, is connected to the common cathode of additional diodes, the second output of this chain, which is the anode output of the third zener diode, is connected to the first, output, rectifier bus, 45 the timing element is made on the second and the third resistors and the reference capacitor, the connection point of which is connected to the input of the threshold element 50, the second output of the second resistor of the timing element connected to the common cathode will complement lnyh diodes vtoroy'vyvod a third resistor connected to the cathode of the second zener diode reference voltage, the second terminal of the driving element of the timing capacitor coupled to the first output bus you rectifiers, the adjusting element is designed. in the form of a chain of fourth, fifth and sixth resistors connected in series between the output buses of the rectifier, the fifth resistor having a movable contact connected to the anode of the fourth zener diode, the cathode of which is connected through the seventh resistor to the input of the threshold element, the power supply of the threshold element is made in the form of the eighth and ninth resistors connected in series, the second terminal of the eighth resistor is connected to a common cathode of additional diodes, and the second terminal of the ninth resistor is inen with the anodes of the second zener diode of the reference voltage source, the first output of the eighth resistor is connected to the anode of the diode, the cathode of which is connected to the cathode of the first zener diode of the reference voltage, a smoothing capacitor is connected in parallel with the ninth resistor, and the threshold element is made on a single junction transistor and the tenth, eleventh, twelfth and thirteenth resistors, the first base of a single-junction transistor through the tenth resistor being connected to the anode of the source diode power supply of the threshold element, the second base of the single-junction transistor is connected to the first terminals of the eleventh, twelfth and thirteenth resistors, the second terminals of which are connected respectively to the control electrodes of the controlled gates and to the first output bus of the rectifier, while the blocking unit is made on a transistor whose collector output is through the fourteenth resistor connected to the input of the threshold element, the emitter output of the transistor is connected to the input of the tone frequency generator, and the base output through five umpteenth resistor connected to the cathode of the second zener diode reference voltage, the transistor emitter junction shunted backwards shunt diode connected in series transformer secondary windings are connected to connection terminals of the capacitor tone generator, and the transistor base via 'sixteenth resistor connected to the second output line of the rectifier "