Устройство для передачи и приема сигналов по линиям электропередач Советский патент 1982 года по МПК G08C19/28 

(5А) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ. ПО ЛИНИЯМ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

1

Изобретение относится к энергети ке и может быть использовано при автоматизации силовых электрических сетей переменного напряжения.

Известно устройство телесигнализации, содержащее на передающем полукомплекте трансформаторы, выпрямители, резисторы, тиристор, фильтр, конденсатор, блок кодирования, а на приемном полукомплекте - индуктивный ю датчик и дешифратор. Передающий и приемный полукомплект I соединены линией электропередачи Г П.

Недостатком ус-ройства является сложность ввода информации и синфази- 15 рования сигналов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для передачи телесигналов,2о которое содержит на передающей стороне датчик фазы трансформатор) , вход которого соединен с линией электропередачи, элемент кодирования.

подключенный к входу коммутирующего элемента (тиристора), выход которого через последовательно соединенные индуктивный элемент и накопительный элемент (конденсатор подключен к линии электропередач, а также диоды, трансформатор, на приемной сторонедешифратор сигналов, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, а также индуктивный датчик и входной блок. Устройство обладает высоким быстродействием-и большой емкостью команд 21.

Недостатком устройства является сложность генерирования импульсных сигналов на передающей стороне и невысокая помехоустойчивость приема информации на приемной стороне. Это объясняется тем, что для подключения устройства к электрической сети требуется специальное устройство присоединения, выполненное в виде согласующего транс(орматора и конденсатоpa связи. Кроме того, наличие мощного источника постоянного напряжения и фильтра, служащего для подавления гармонических составляющих выпрямленного диодами напряжения промышленной частоты, значительно усложняет устройство. Предварительно заряженная емкость фильтра используется для создания сигнала управления. В результате этого сигналы управления вводятся в линию путем наложения импульса на напряжение сети, что в ряде случаев снижает надежность работы линейной изоляции. Приемноеустройство может принять любую импульсную помеху,воз никающую в электрической сети, как 8 положительные, так и в отрицательн полупериоды напряжения, если ее величина достаточна для срабатывания усилителя-формирователя входного блока. Таким образом, в рассмотрен ном устройстве при отмеченной слож ности ввода сигнала в электрическую сеть надежность приема информации невысокая. Целью изобретения является упрощение передающей части устройства и повышение помехоустойчивости прие ма информации на приемной стороне. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее на передающем полукомплекте датчик фазы, вход которого соединен с линией электропередачи, элемент кодировани подключенный к входу коммутирующего элемента, выход которого через посл довательно соединенные индуктивный элемент и накопительный элемент под ключен к линии электропередачи, на приемном полукомплекте - дешифратор сигналов, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, и селектор сигналов, вход которого по ключен к линии электропередачи, на передающем полукомплекте введены формирователь импульсов, генератор импульсов и ограничивающий элемент подключенный параллельно накопитель ному элементу, выход датчика фазы соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входом генератора импульсов, которого подключен к входу элемента кодирования, на приемном полукомпле те введены первый и вто|зой формирователи импульсов, интегратор, фильт рующий элемент, первый и второй эле менты И, элемент ИЛИ, коммутирующий элемент, генератор импульсов, выход селектора сигналов соединён с входами первого формирователя импульсов и фильтрующего элемента,выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, первый выход первого формирователя импульсов подключен к входу второго формирователя импульсов и к первому входу, элемента ИЛИ, второй выход первого формирователя импульсов через интегратор подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход 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 дешифратора сигналов, выход второго формирователя импульсов соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом коммутирующего элемента. На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства. Устройство содержит передающий полукомплект 1,приемный полукомплект 2, линию 3 электропередачи. На передающем полукомплекте - датчик k фазы, формирователь 5 импульсов, генератор 6 импульсов, элемент 7 кодирования, коммутирующий элемент 8, индуктивный элемент Э, накопительный элемент 10, ограничивающий элемент 11. На приемном полукомплекте - селектор 12 сигналов, первый формирователь 13 импульсов, фильтрующий элемент 1, второй формирователь 15 импульсов, интегратор 16, элемент ИЛИ 17, первый и второй элементы И 18 и 19, коммутирующий элемент 20, генератор 21 импульсов, дешифратор 22 сигналов, исполнительный элемент 23Устройство работает следующим образом. При необходимости передачи какойлибо команды телеуправления на вход коммутирующего элемента 8 в необходимые моменты времени подаются с элемента 7 импульсы управления. Эти импульсы создаются синхронизированным с сетью генератором 6 импульсов с определенными фазовыми углами по отношению к одной из полуволн напряжения промышленной частоты. Синхронизация с сетью осуществляется с помощью датчика k и формирователя 5 однополярными прямоугольными импуль сами, которые поступают с его выхода на генератор 6 импульсов. Продолжительность этих импульсов соответствует продол ; ительности одного полупериода напряжения сети, В предлагаемом устройстве формирователи 5 и 13 выполнены аналогично и каждый представляет собой операционный усилитель с положительной обратной связью, на выходе которого включен логический элемент с прямым и инверсным выходом. Датчик k и селектор 12 выполнены в виде трансформаторов малой мощности.

При открытии элемента 8 в цепи, содержащей элементы 9-11, совместно с элементом 10, возникает колебателный процесс. Потребляемый из сети ток, создающий информационный сигнал, представляет сумму токов элементов 10 и 11. Закрытие Элемента 8 происходит при переходе тока через нуль. После этого в элементе 11 происходит гашение энергии, накопленной элементом 10, и передающий полукомплект снова готов к созданию в сети следующего информационного импульса в течение одного из полупериодов напряжения сети. Величина сопротивления элемента 11 выбирается таким образом, чтобы обеспечивался колебательный процесс в последовательном контуре. Если это не выполняется, то при первом хе запуске элемента 8 закрытие его происходит в момент естественной коммутации, т.е. при переходе тока через нуль, что приводит к нарушению нормальной работы передающего полукомплекта. На приемном полукомплекте формирователь 13 в течение каждого периода напряжения UT. формирует из напряжения на выходе селектора 12 прямоугольные импульсы ифор, сЬиг.2). По переднему фронту отих импульсов осуществляется запуск формирователя 15 (ифорил-) Информационные импульсные сигналы, выявленные из сети элементов 1, поступают на один вхо элемента И 18, а на другой его вход поступают импульсные сигналы с выхода формирователя 15- При совпадени сигналов происходит переключение эле мента 20 (2-й и 3-й положительные

полупериоды напряжения У на фиг.2). Если импульсный сигнал на выходе элемента появляется вне зоны действия формирователя 15. то он не воспринимается приемным полукомплектом( 1-й положительный полупериод напряжения и на фиг.2). После переключения эле мента 20 начинает работать генератор 21 и на элементе И 19 осуществляется проверка совпадения импульсов, поступающих с элемента 1 и с генератора 21. При полном совпадении на дешифраторе 22 происходит расшифровка принятой команды и выдается .сигнал на срабатывание элемента 23 (3-й положительный полупериод напряжения U:2. на фиг.2). В течение 2-го положительного полупериода напряжения U полное совпадение не происходит и элемент 23 не срабатывает. Интегратор 16 и элемент ИЛИ 17 формируют сигналы , устанавливающие элемент 20 в исходное состояние, после этого устройство готово снова к приему информации.Таким образом, создание режима ожидания приема информации на приемном полукомплекте в специально создаваемые моменты времени позволяет значительно повысить помехоустойчивость приема информации.

Предложенное устройство позволяет в течение одного из полупериодов на- пряжения промышленной частоты проще создавать серию управляющих импульсов и повысить помехоустойчивость приема информации.

Реализацию предложенного изобретения предполагается осуществить при разработке импульсной системы телеуправления линейным глубинным двигателем погружной электронасосной установки для добычи высоковязкой нефти. Формула изобретения Устройство для передачи и приема сигналов по линиям электропередач, содержащее на 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, на Приемном полукомплекте - дешифратор сигналов, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, и селектор сигналов, вход которого подключен к линии электропередачи, отличающееся тем, что, с целью упрощения передающего полукомплекта и повышения помехоустойчивости, на передающем полукомплекте введены формирователь импульсов, генератор импульсов и ограничивающий элемент, подключенный параллельно накопительному элементу выход датчика фазы соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входом генератора импульсов,.выход которого подключен к входу элемента кодирования, на приемном полукомплекте введены первый и второй формирователи импульсов, интегратор, фильтрующий ЭлементJ первый и второй элементы И, элемент ИЛИ, коммутирующий элемент, генератор импульсов, выход селектора сигналов соединен с входам первого формирователя импульсов и фильтрующего элемента, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И первый выход первого, формирователя импульсов подключен к входу второго формирова-. теля импульсов и к первому входу элемента ИЛИ, второй выход первого формирователя импульсов через интегратор подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом коммутирующего элемента, выход которого соединен с входом генератора импульсов, выход которого соединен с входом генератора импульсов, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, выход которого подключен к входу дешифратора сигналов, выход второго формирователя им пульсов соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом коммутирующего элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Меерович Л.А. Магнитные импульсные генераторы. М., Советское радио, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 551681, кл. G 08 С 19/16, 1979 (прототип).

иф

1