Устройство для защиты от понижения напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02H3/24 

Изобретение относится к устройствам защиты и автоматики .и может быть использовано для контроля и автоматического управления переключением напряжения питания ответственных потребителей при их питании от двух синфазных источников переменного тока - основного и резервного.

Целью изобретения является рас- ширение функциональных возможностей устройства, повышение его быстродействия и надежности,

На фиг, 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временная диаграмма работы устройства для случая контроля трехфазного источника питания.

Устройство (фиг, 1) содержит входные узлы, число которых равно чис-лу фаз контролируемого источника питания , Входной узел содержит двухполу- периодный выпрямитель 1, пороговые устройства 2 и 3 и два одновибратора 4 и 5, На вход двухполупериодного вы ,прямителя 1 подано фазное напряжение контролируемого источника, а его выход соединен с входами двух пороговых блоков 2 и 3, Выходы пороговьпс блоков 2 каждого узла через одновиб- раторы 4 связаны с первого логического элемента ИЛИ 6, а выходы говых блоков 3 через другие одновиб- раторы 5 связаны с входами второго - логического элемента ИЛИ 7, Выход логического элемента ИЛИ 7 соединен с обнуляющим R-входом первого гера 8, а выход логического элемента ИЛИ 6 соединен с счетным S-входом D-триггера 8, с счетным входом двоичного счетчика 9 и с входом логического элемента И 10, Прямой выход D-триггера 8 соединен с вторым входом логического элемента И 10, а выход логического элемента И 10 соединен с обнуляющим входом двоичного счетчика 9 и R-входом второго D-триггера 11„ Выход двоичного счетчика 9 соединен с счетным входом D-триггера 11, а прямой и инверсный выходы D- триггера 11 являются выходами устройства, управляющими включением соответственно основного и резервного источников питания, В двоичном счетчике 9 используется такой выход К, на котором.выходной сигнал появляется при поступлении на счетный вход двоичного счетчика 9 более 2п им- пульсов, где п - фисло фаз контроля-

При ров 5,

дуемого источника питания, т,е, К 2„; К - выход двоичного счетчика 9, . , .

Величина напряжения контролируемого источника не должна превышать допустимого уровня напряжения на входах элементов, из которых предполагается конкретное выполнение устройства. Следовательно, при необходимости контролируемое напряжение должно быть снижено с помощью, например, трансформатора или делителя напряжения ,

Устройство функционирует следующим образом.

Напряжение каждой фазы контролируемого источника питания поступает на вход соответствующего двухполупериодного выпрямителя , с выхода ко- торого выпрямленное напряжение поступает на входы двух пороговых устройств 2 и 3, Пороговые устройства 2 срабатывают каждый раз, когда полуволна напряжения достигает некоторого заданного значения U,, при этом на выходах одновибраторов 4, связанных с этими пороговыми устройствами формируются импульсы длительностью

t

....Т„ 4 п m

где Т - периПри ров 5,

од; п количество фаз контролируемого источника питания, am- коэффициент запаса,, Пороговые устройства 3 срабатывают раз, когда полуволна напряжения достигает некоторого второго заданного значения Uj9 большего чем первое,определяемого заданным уровнем U, который соответствует минимальному допустимому уровню контролируемого напряжения. Например, при контролировании однофазного источника питания (IJ-, а при контролировании трехфазного источника

При ов 5,

де и и

. - IT .и.. sin( -arcs in --),

и, амплитуда контролируемого напряжения;

заданный уровень для формирования импульсов при срабатывании пороговьпс элементов 2;

уровень 5 соответствующий минимально допустимому напряжению ,

этом на выходах одновибрато- связаннкх с пороговыми устройствами 3, формируются импульсы такой е длительности.

Импульсы, сформированные одновиб- аторами 5 при срабатывании порого- вых устройств 3, через логический элемент ИЛИ 7 поступают на обнуляющий вход D-триггера 8. Каждый из этих импульсов устанавливает D-триг- гер 8 в нулевое состояние, которому соответствует появление на прямом выходе D-триггера 8 низкого потенциального уровня (логического О), мпульсы, сформированные одновибра- торами 4 при срабатывании пороговых устройств 2, через логический элемент ЛИ 6 поступают на счетный вход D- триггера В, Каждый из этих импульсов задним фронтом устанавливает D-триг- гер 8 в единичное состояние, которому соответствует появление на пряом выходе D-триггера 8 высокого потенциального уровня (логической 1),

8то же время каждый из этих импульсов поступает на счетный вход двоичого счетчика 9 и на один вход логического элемента И 10, на другой вход которого поступает сигнал с выхода D-триггера 8, При стабильной работе контролируемого источника питания на входах логического элемента И 10 возможно появление любой комбинации сигналов, кроме одновременного появления двух логических 1, поэтому на выходе логического элемента И 10. - логический О, который не влияет на состояние выходого D-триггера 11. Двоичный счетчик

9считает импульсы этой же последовательности, и после поступления на вход двоичного счетчика 9 2п импульсов на его- выходе появляется импульс,

поступающий на счетный вход D-триггера 11, Передним фронтом этого импульса D-триггер 11 устанавливается в единичное состояние, которое определяет включение основного и отключение резервного источников питания. Уменьшение напряжения контролируемого источника питания хотя бы в одной из фаз до уровня меньшего допустимого приводит к тому, что к моменту появления на одном из входов логического элемента И 10 импульса из последовательности с выхода элемента ИЛИ 6 импульс из последовательности с выхода элемента ИЛИ 7, поступающий на обнуляющий вход D- триггера 8 в результате временного

10

й

- - нтв г- ),

к

15

20

25

30

сдвига, вызванного з еньшением напряжения, не переводит еще D-триггер 8 в нулевое состояние и на его в ыхо- де, соединенном с другим входом логического элемента И 10, остается логическая 1. В этом случае на выходе логического элемента И 10 появляется логическая 1 - сигнал аварии, вызывающий обнуление двоичного счетчика 9 и выходного D-триггера, Нулевое состояние D-триггера определяет, например, подключение потребителя к резервному источнику питания и отключение его от основного источника питания,

На фиг, 2 показано, что уменьшение амплитуды полуволны напряжения, например в фазе А на величину uU, вызывает временной сдвиг на величину ut соответствующего импульса с выхода логического элемента ИЛИ 7,

Использование изобретения позволяет осуществлять контроль и автоматическое управление переключением напряжения питания ответственных потребителей при их питании как от , однофазных, так и от многофазных источников переменного тока. При этом повышается быстродействие устройства, особенно при контролировании многофазных источников питания. Максимальное время реагирования to всегда меньше следующей ве1г- -,,

где Т - период.

35 личины:

Т 2:п

an- количество фаз контролируемого источника питания. Кроме того, устройство не чувствительно к умень- шению частоты контролируемого напряжения и не чувствительно к увеличению частоты менее, чем в m раз,

Формула изобретения

Устройство для защиты от понижения напряженияf содержащее входной узел, состоящий из двухполупериодно- го выпрямителя, вход которого имеет

выводы для подключения к фазе контролируемого напряжения, а выход - к входам .первого и второго порого- вых блоков и двух одновибраторов логического элемента ИЛИ и переключающего элемента с двумя устойчивыми состояниями, отличающееся тем, 4TOj с целью расширения функциональных возможностей устройства, повышения его быстродействия

в

и надеднос ти, в устройство дополнительно введены второй элемент ИЛИ, элемент И, двоичный счетчик импульсов, D-триггер со счетным входом и переключающая схема с двумя устойчи- - выми состояниями, которая выполнена на D-триггере со счетным входом, пр этом устройство снабжается количеством входных узлов, равных количест- ву контролируемых фаз напряжения, выходы первого и второго пороговых блоков соединены соответственно с входами первого и второго одновибра торов, выходы которых соединены со- ответственно с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен со

Составитель В, Балашов Редактор Т. Парфенова Техред Л.Сердюкова

Заказ 4441/55 Тираж 617Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

6

счетными входами двоичного счетчика я первого D-триггера и с первым входом элемента И, выход BTOpof o элемента ИЛИ соединен с R-входом первого D-триггера, D- и S-входы которого объединены и через резистор подключены к дополнительному источнику напряжения, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента И выход элемента И соединен с нулевыми входами двоичного счетчика и второго D-триггера, D- и S-входы второго D-триггера соединены между собой и через резистор подключены к дополнительному источнику напряжения, к счетному входу В-триггера подключен выход двоичного счетчика импульсов.

Корректор А, Зимокосов

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Цель достигается тем, что при уменьшении напряжения контролируемого источника импульс с элемента ИЛИ бис выхода элемента ИЛИ 7 не переведет D-триггер 8 в нулевое состояние. На его выходе останется логическая единица. При этом на выходе логического элемента И 10 появится логическая единица - сигнал аварии, вызывающий обнуление двоичного счетчика 9 и выходного D-триггера 11. Использование изобретения позволяет осуществлять контроль и автоматическое управление переключением найря- жения питания ответвленных потребителей. 2 ил. 1 СЛ ОЭ 4: 05 СО