Устройство для передачи и приема сигналов по линиям электропередач Советский патент 1984 года по МПК G08C19/28 

жение, выход которого соединен с вторым входом управляемого фазовращателя, выход элемента И соединен с вторым входом второго формирователя импульсов,выход генератора импульсов подключен к второму входу модулятора, выход фильтрующего элемента подключен к второму входу вычитателя .

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ ПО ЛИНИЯМ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ, содержащее на передающем полукомплекте датчик фазы, вход которого соединен с линией электропередачи, выход датчика фазы через последовательно соединенный формирователь и fflyльcoв и генератор импульсов подклочен к управляющему входу элемента кодирования, выход которого соединен с входом коммутирующего элемента, первый выход которого заземлен, второй выход коммутирующего элемента через последовательно включенные ИНДУКТ1ШНЫЙ элемент и параллельно соединенные накопительный элемент и ограничивающий элемент подключен к линии электропередачи, информационные входы элемента кодирования передающего полуквмплекта являются входами устройства, на приемном полу комплекте - селектор сигналов, вход которого соединен с линией электропередачи, выход селектора сигналов подключен к входу фильтрующего элемента, выход которого соединен с nepBbiM входом элемента И, выход которого подключен к первому входу коммутирующего элемента, выход которого соединен с входом генератора импульсов, первый формирователь импульсов, первый выход которого через интегратор соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу коммутирующего элемента, второй выход первого формирователя импульсов подключен к второму входу элемента ИЛИ и входу второго формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом элемента И, дешифратор, выход которого подключен к входу исполнительного.элемента, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения достоверности передаваемой информации и надежности в устройство введены в перадающем по.лукомплекте шунтирующий элемент на диоде, подключенный параллельно индуктивному ; элементу, в приемном полукомплекте управляемый фазовращатель, преобразователь длительность импульсов - напряжение, вычитатель, модулятор, О элемент сравнения, выхрд селектора сигналов соединен с первым входом управляемого фазовращателя, выход которого подключен к входу первого формирователя импульсов м первому входу модулятора, выход которого соединен с первым входом вычитателя, выход которого подключен к входу элемента сравнения, выход которого .соединен с входом дешифратора, выход второго формирователя импульсов подключен к входу преобразователя длительность HMnyjrbcoB - напря

Изобретение относится к энергетике и предназначено для пер1едачи и приема информационных сигналов по силовым распределительным сетям.

Известно устройство для передачи телесигналов, содержащее на передающей стороне датчик фазы, вход которого, соединен с линией электропередачи, элемент кодирования, подключенный к входу коммутирующего элемента, выход которого через последовательно соединяемые индуктив1ный элемент и накопительный элемент подключен к линии электропередачи, и также диоды, трансформатор, на nrniемной стороне - дешифратор сигналов, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, индуктивный датчик и входной блок J

Хотя устройство обладает высоким быстродействием и большой емкостью команд, оио характеризуется сложностью генерирования импульсных сигналов на передающей стороне и невысокой помехоустойчивостью приема информации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для передачи и приема сигналов по линиям электропередач, позволяяощее при высоком быстродействии (О,О)с иметь емкости системы порядка сотен команд. В этом устройстве генерирование импульсных сигналов на передающей стороне осуществляется за счет подключения к электрической сети управляе «)го RLC-колебатель . ного контура, а прием информации обепечивается путем формирования ограниченной зоны приема стартового импульса и проверки на совпадение синхронизированных импульсов приемного устройства с сигналами передающего устройства.

Известное устройство для передачи и приема сигналов по линиям электропередач содержит иа передающем

полукомплекте датчик фазы, вход которого соединен с линией электропередачи, элемент кодирования, подключенный к входу коммутирующего элемента, выход которого через последовательно соединенные индуктивный элемент и накопительный элемент подключен к линии электропередачи, ограничивающий элемент, подключенный параллельно накопительному элементу выход датчика фазы соединен с входом форьмрователя импульсов, выход которого соединен с входом генератора импульсов, выход которого подключен к входу элемента кодирования. На приемном полукомплекте извес ное устройство содержит дешифратор сигналов, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, селектор сигналов, вход которого подключен к линии электропередачи, а выход - к входам первого формирователя импульсов и фильтрующего элемента. Выход фильтрующего элемента соединен с первыми входами первого и второго элементов И. Первьй выход первого формирователя импульсов подключен к входу второго формирователя импульсов и первому входу элемента ИЛИ, второй выход первого формирователя импульсов через интегратор подключен к второму входу элемента ИЛИ, вь{ход которого соединен с первым входом коммутирующего элемента, выход которого соединен с входом генератора импульсов, выход которого подключен к второму входу второго элемента И,, .выход которого подключен к входу дещифратора сигналов. Выход второго формирователя импульсов соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом коммутирующего элемента.

При передаче команд телеуправления иа вход коммутирующего элемента в необходимые моменты времени подаются импульсы управления. Они соз даются синхронизированным с сетью генератором импульсов с определенны фазовыми углами по отношению к одному из полуволн напряжения промышленной частоты. Синхронизация с сетью осуществляется с помощью датч ка фазы и формирователя однополярных прямоугольных импульсов. При открытии коммутирующего элемента в цепи, содержащей индуктивныйэлемен накопительный и ограничительный эле менты, возникает колебательный процесс. При этом потребляемый из сети ток, создающий информационный , сигнал, представляет сумму токов, протекающих через накопительный и ограничительный элементы. Закрытие коммутирующего элемента происхо дит при переходе тока через нуль. После этого в ограничительном элементе происходит гашение накопленной энергии, и передающий полукомплект снова готов к созданию в .сети следующего информационного импульса в течение одного из полупериодов на пряжения сети. Выбор величины ограничительного элемента осуществляется таким образом, чтобы обеспечивался колебательный процесс в после довательном контуре с переходом ток коммутирующего элемента через нулевое значение во всем диапазоне углов включения передающего уЬтройства. В приемном полукомплекте в течекие каждого периода напряжения сети на выходе селектора сигналов фор мируются прямоугольные импульсы с продолжительностью, равной половине периода питающего напряжения. По. переднему фронту этих импульсов запускается второй формирователь им пульсов, создающий зону приема стар тового сигнала. Информационные сигналы, выявленные из сети фкльтруюв и элементом,сравниваются на первом эл менте И. При совпадении сигналов фильтрующего элемента и второго формирователя импульсов происходит переключение коммутирующего элемента, и на его выходе устанавливается уровень напряжения, соответствующий 1. Если импульсный сигнал на выходе фильтрующего элемента появляется вне зоны действия второго формирователя импульсов, то он не воспринимается приемным полукомплектом. После переключения ком ,мутирующего элемента начинает работать генератор импульсов и на втором элементе И осуществляется проверка совпадения импульсов, поступающих с фильтрующего элемента и с генератора импульсов. При полном совпадении происходит расшифровка принятой команды дешифратором и выдается сигнал на срабатывание исполнительного органа. Возврат коммутирующего элемента в исходное состояние осуществляется сигналами, которые формируются интегратором и элементом ИЛИ 2 . Рабочее напряжение накопительного элемента, как показывает анализ работы передающего устройства f3j, необходимо выбирать равным не ниже 1,7 амплитуды напряжения питающей сети из-за возникновения перенапряжений на накопительном элементе. Это является одним из недостатков прототипа. Передающее устройство в течение, полупериода напряжения сети создает амплитудно-модулированные и№1ульсные сигналы, однако их селекция на приемном полукомплекте осуществляется только по фазовым признакам сигналов. В условиях больших импульсных помех передача информации ус ройством может оказаться ненадежной. Целью нзобретения является повышение достоверности передаваемой информации и надежности. Для достижения этой цели в устройство, содержащее на передающем полукомплекте датчик фазы, вход которого соединен с линией электропередачи, выход датчика фазы соединен с входом форкшрователя импульсов, выход которого соединен с входом генератора Импульсов, выход которого подключен к управляющему входу элемента кодирования, выход которого соеинен с входом ко в4утнрую)цего элемента, первый выход которого заземлен, второй выход коь04утирук|цего элемента через последовательно включенные индуктивный элемент н цепь на параллельно соединенных накопительного элемента н ограничивающего элемента подключен к линии электропередачи, информационные входы элемента кодирования передающего полукомплекта являются входами устройства, на приемном полукомш1ект1е - селектор сигналов, вход которого соединен с линией электропередачи, выход селек5тора сигналов подключен к входу филь рующего элемента, выход которого сое динен с первьв4 входом элемента И, вы ход которого подключен к первому входу коммутирующего элемента, вькод которого соед1шен с входом генератора ига1ульсов, первый формирователь импульсов, первый выход которого через интегратор соединен с первым входом элемента ШШ, выход которого подключен к второму входу коммутирующего элемента, второй выход первого формирователя импульсов подклочен к второму входу элемента ШШ и входу второго формирователя импуль сов , выход которого соединен с вторым входом элемента И, дешифратор, выход которого подключен к входу исполнител1 ного элемента, введены в передшсщем полукомплекте шунтирующий элемент на диоде, подключенный параллельно индуктивному элементу, в приемном полукомплекте - управляемый фаэовршцатель, Преобразователь длительность импульсов - напряжение, вычитатель, модулятор, элемент сравнения, выход селектора сигналов соединен с первьм входом управляемого фазовращателя, выход которого подклочен к входу первого формирователя импульсов и первому входу модулятора, выход которого соединен с первым входом вьяитателя, выход которого соединен с вхо дом дешифратора, выход второго -формирователя импульсов подключен к входу преобразователя длительность и myльcoв - напряжение, выход которого соединен с вторым входом управ ляемого фазовращателя, выход генера тора импульсов подключен к второму входу модулятора, выход элемента И соединен с вторым входом второго фо мирователя импульсов, выход фильтрукщего элемента подключен к второt входу вычитателя. Введение диода в передающем полу кбмплекте позволяет снизить мощност н |копительного элемента в 3 раза, повышая тем самым надежность работы передающего устройства. Введение на приемном полукомплек те новых элементов позволяет по ста товому импульсу осуществлять коррек цюо фазы модулирующего напряжения, обеспечивая его. синхронизацию с напряжением на передающем полукомплек те. При этом на вычитателе осуществляется сравнение принятых импульсных сигналов передающего полукомплекта с сигналами модулятора как по фазе, так и по амплитуде, что позволяет повысить помехоустойчивость приема импульсных сигналов. На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства. Устройство содержит передающий полукомплект 1, приемный полукомлект 2, линию 3 электропередачи. Передающий полукомплект включает в себя датчик 4 фазы, формирователь 5 импульсов, генератор 6 импульсов, элемент 7 кодирования, коммутирующий элемент 8, индуктивный элемент 9, накопительный элемент 10, ограничивающий элемент 11, диод 12. В приемньй полукомплект входят селектор сигналов I3, управляемый фазовращатель 14, первый формирователь импульсов 15 фильтрующий элемент 16, второй формирователь импульсов 17, преобразователь 18 длительность импульсов - напряжение, интегратор 19, элемент 20 ИЛИ, элемент 21 И, коммутирующий элемент 22, генератор 23 импульсов, модулятор 24, вычитатель 25, элемент 26 сравнения, дешифратор 27 сигналов, исполнительный элемент 28. Устройство работает следующим образом. При необходимости передачи какойлибо команды телеуправления на вход коммутирукяцего элемента 8 в необходимые моменты времени подаются с элемента 7 импульсы управления. Эти импульсы создаются синхронизированном с сетью генератором 6 с определенными фазовыми углами по отношению к одной из полуволн напряжения промышленной частоты. Синхронизация с сетью осуществляется с помощью датчика 4 и формирователя 5 однополярными прямоугольными импульсами, которые поступают с его выхода на генератор 6. Продолжительность этих импульсов соответствует продолжительности одного полупериода напряжения сети. Прн превьвоении напряжения на накопительном элементе сетевого напряжения происходит включение диодной цeпиi и нгшряженяе на накопительном элементе ограничивается практически до уровня Питшощего напряжения. В предлагаемом устройстве формирователи 5 и 15 выполнены аналогично и каждый представляет собой операгуюнный усилитель с положительной обратной связью, на в ходе которого включен логический эл мент с прямым и инверсным выходом. Вследствие изменения нагрузки се ти фазовые соотношения между напряжениями и 4 на передакхцем полукомплекте и и на приемном полукомплек те не постоянны (на фиг.2 углом отмечен максимально возможны фазовый сдвиг между напряжениями и. и Uj). Поэтому стартовый импульс Который формируется на передакадем полукомплекте с углом открытия коммутирующего элемента Cf, на приемном полукомплекте имеет иное фазовое положение по отношению к напря жению Urt (фиг..2). На приемном полукомплекте управляемый фазовращатель 14 первоначально смещает фазу входного напряжения таким образом, чтобы стартовый импульс попадал в положительную полуволну выход ного напряжения Ицср при Cf Формирователь 15 в течение каждого периоде напряжения и«|л формирует прямоугольные импульсы (фиг. 2) По переднему фронту этих импульсов осуществляется запуск второго форми рователя импульсов . Информационные импульсные сигналы, выявлен ные из сети фильтрующим элементом 1 поступают на один вход элемента И 2 а на другой его вход поступают им J . . |Пульсные сигналы с выхода формирователя 17. При совпадении сигналов происходит переключение коьмутирующего элемента 22 и запуск генератора 23 на фиг.2 - 2-й и 3-й положительные полупериоды напряжения U.) При этом также импульсами Уст. 6 4М2 устанавливается в первоначальное состояние формирователь импульсов 17. Если импульсный сигнал на выходе фильтрую1цегЬ элемента 16 появляется вне зоны действия формирователя импульсов 17, то он не воспринимается приемньп полукомплек том (l-й положительнь полупериод напряжения U(| на г.2) . Импульс иые сигналы с формирователя 17 поступаот на преобразователь 18 длительность импульсов - напряжение, в ходное напряжение которого зависит от длительности импульсов ифц. Если при приеме стартового импульса длительность импульсов Цт отличаet.. ется от величины -- -, где ы -. круг вая частота сети, то преобразователь 14 такой величины, чтобы напряжения и. и Ubo) совпадали по фазе (на фиг. 2 - 2-й и 3-й положительные полупериоды напряжения Un) Сигналы с выхода генератора 2§ посту пают на управлякмций вход модулятора 24, а на другой его вход подается модулирующее напряжение U q,p. Модулятор 24 в приемном попукомплекте представляет собой модель передающего устройства, создающего в электрической сети а««1литудно-модулированные информационные сигналыЬмСигналы с выхода модулятора- на вычитателе 25 сравниваются-с сигналами фильтрующего элемента 16. При положительной полярности сигнала вычитателя на выходе элемента сравнения 26 появляется шшульсный сигнал, в противном случае сигнал на выходе элемента 26 отсутствует /2-й положительный полупериод яапряжеиия U, на фиг.2). В этом случае импульсный сигнал хотя и принят селектором импульсов с тей же фазовым углом, что и импульс .передаюцего устройства, но, поскольку его амплитуда не удовлетворяет .условию амилитудно- имнульсный модулЯЦ1Ш, он не принят лриемньм устройством. В течение третьего полупериода напряжения Uf это УСЛОВ1К выполняется, н все информационные импульсы принимаотся приемным устрсйством. Интегратор 19 и элемент КШ 20 форш1руют сигишы, устанавливаюя е (утирую 1й элемент 22 в иекодиое состояние. После этого устройство СНОПА готово к приему информации. Таким образом, испольэован1ю в предпагаемон устройстве новых эяементрй позволяет повысить надежность передачи и достоверность П|жема амплнтудно-модулированных 1шфорнацион1пос сигналов. 1 едлагаемое устройство можно использовать для передачи информации о температуриом режиме работы погружной нефгенасосн установки с целью защиты погружного электродвигателя от перегрева и выбора его оптимального TeNnii aTypHoro реяома работы. При этом из-за снижения ««оцности накояительиого элемента уменьшаются габариты передакяяего; прлукосалекта на 25Z.

В качестве базового объекта принята система аварийной циркулярной разгрузки , вьшускаемая Пятигорским опытным заводом Союзэнергоав i

1129640

томатика . Быстродействие предлагаемомо устройства примерно в 40 раз выше , чем у базового объекта .