Устройство формирования сигналов тональной частоты для передачи информации по линиям электрических сетей

( ) (22) (46) л.14 ый науч 1 исследоститут ват ическии им. (72 когоГ,Придатков,М,уствковЯ,Я)кий комплекс КТМнцх сетей 6-10 кции, 985, Р 4,для распределителЭлектрические стас,47-5.(54) УСТРОИТОНАЛЬНОЙМАЦИИ ПО ЛИ(57) Изобрсвязи. Целсиловой ча СТВО ФОРМИ 1 ОВАНИЯАСТОТЬ ДЛЯ ПЕРЕДАЧ 1НИЯМ О.1 ЕКТРИЧЕСКИХтение относится к СИ ГНАЛОИНФОР СЕТЕЙ лектроцение изобретени и устройст упри по ышени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР 5 РЕТЕНИЯ надежности при кратковременных коротких замыканиях в сети низкого напряжения силовых трансформаторов. Устр-восодержит преобразователь 1 тональной частоты, состоявший из г-ра 7 тональной частоты и блока питания 2,содержачего выпрямитель 3, токоограничиваищий дроссель 4 и конденсаторы5 и 6, а также содержит модулятор 11,сетевой трансформатор 13, нагрузку 16фильтры 17 и 18 тональной частоты иблок блокировки 19, При возникновениикороткого замыкания в сети трансформатора 13 при работе г-ра 7 происходитсрыв только одной информационной госылки, Однако это не приводит к перегоранию предохранителя и к выводу изстроя контролируемого пункта полностьи, что повынает надежностьустр-ва, 1 илИзобретение относится к электросвязи и может быть использовано в каналообразующей аппаратуре, работающИв тональном диапазоне частот, присоздании средств передачи информациипо электрическим сетям.Цель изобретения " упрощение силовой части устройства и повьгление на дежности при кратковременных коротких замыканиях в сети низкого напряжения силовых трансформаторов.На чертеже представлена структурная электрическая схема устройстваформирования сигналов тональной частоты для передачи информации по линиям электрических сетей.Устройство содержит преобразователь 1 тональной частоты, блок 2 питания, выпрямитель 3, токоограничиваю щий дроссель 4, первый и второй конденсаторы 5, 6, генератор 7.тональной частоты, электронный ключ 8,дроссель 9, конденсатор 10, модулятор11, узел 12 присоединения к трехфазной 25электрической 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, 30первый и второй диоды 20 и 21, первый и второй управляемые вентили 22и 23, первый и второй дополнительныедиоды 24 и 25, блок 26 импульснофазового управления, пороговый элемент 27, источник 28 опорного напряжения, времязадающий элемент 29, регулировочный элемент 30, источник31 питания порогового элемента 27,первый резистор 32, первый, второй и 40третий стабилитроны 33-35, второй итретий резисторы 36 и 37,. задающийконденсатор 38, четвертый-шестой резисторы 39-41, четвертый стабилитрон42, седьмой-девятый резисторы 43-45, 45разделительный диод 46, сглаживающийкойденсатор 47, однопереходной тран.зистор 48, десятый-тринадцатый резисторы 49-52, транзисгор 53; четырнадцатый и пятнадцатый резисторы 54 и 5055, шунтирующий диод 56, шестнадцатый резистор 57. Устройство Формирования сигналовтональной частоты для передачи инфор 55мации по линиям электрических сетейработает следующим образом.К трехфазной электрической сетиустройство подключается через сетевой трансформатор 13. Трансформаторы 14 и 15 связи включаются первичнойобмоткой последовательно с нагрузкой16, которая щунтируется фильтрами17 и 18 тональной частоты. Напряжениепитания 220 В подается на преобразователь 1 тональной частоты с однойиз рабочих фаз трансформатора 13,Выпрямленное напряжение фильтруетсяконденсатором 6 выпрямителя 3. Электронный ключ 8 находится под постоянным напряжением, определяемым устав"кой блока 26 импульсно"фазового управ"ления, Конденсатор 10 совместно с последовательно соединенными аппаратными обмотками трансформаторов 14 и15 связи составляет параллельный контур генератора 7 тональной частоты,В нормальном режиме на выходе блока19 блокировки сигнал отсутствует.В модуляторе 11 постоянно вырабатываются прямоугольные импульсы управления длительностью несколько десятковмикросекунд и частотой следования,равной рабочей частоте сигнала, которые поступают на управляющий электродэлектронного ключа только при поступлении прямоугольных импульсов оттелемеханики, причем длительностиэтих прямоугольных импульсов равныстартовому импульсу или элементу кода. 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 эамыкании (КЗ) на выходе блока 2 питания Блокировка срабатывает, закрывает управ" ляемые вентили выпрямителя 3 (22 и 23), После снятия прямоугольного импульса от телемеханики импульсы управления генератора 7 снимаются и электронный клич 8 восстанавливает свои запирающие свойства, т,к. К.З. на выходе блока 2 питания ликвидируется и блок 19 блокировки отпускает и восстанавливается его нормальный рабочий режим.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 к5 5576перегоранию предохранителя и выводуиз строя контролируемого пункта пол"ностью. Работа блока 9 блокировкисовместно с выпрямителем 3 происходитследующим образом.5Заряд задающего конденсатора 38времязадающего элемента 29 происходитпо трем цепям. По первой цепи черезрезистор 37 от источника 28 опорногонапряжения, по второй - через резистор 43 за счет разности напряжения,снимаемого с резистора 40, и напряжения стабилизации стабилитрона 4.2регулировочного элемента 30 и по 5третьей - через резистор 36 от выпрямленного входного напряжения питанияисточника времязадающего элемента29. Эта цепь позволяет осуществитькомпенсацию изменения угла управлЕния 20тиристоров при изменении величиныпитающего напряжения,При заряде конденсатора 38 напряжение на нем увеличивается вплоть дооткрытия однопереходного транзистора 2548 порогового элемента 27. После егоотпирания конденсатор 38 разряжаетсячерез резисторы 50 и 5 и управляющиеэлектроды управляемых вентилей 22 и23. При этом открывается тот из них, 30на анапе которого в момент прохождения импульса управлявщго тока имеетместо положительный потенциал. В процессе разряда конденсатора 38 напряжение на нем снижается до несколькихвольт, после чего эмиттерный перехододнопереходцого транзистора 48 запи -рается. Со следующим иолупериодом пи-,тающего напряжения начинается очередной цикл заряда конденсатора 38.40 Воздействуя на величину суммарногозарядного тока конденсатора 38, темсамым изменяя время нарастания напряжения на нем до величины срабатывания порогового элемента 27, имеетсявозможность управлять моментом отпирания управляемь;х вентилей 22 и 23,т.е. регулировать величину выходногонапряжения, а такжс компенсироватьвозмущающее воздействие, осуществлятьстабилизацию этого напряжения,Работа устройства защиты происходит следующим образом. Опрокидываниеэлектронного ключа 8 приводит к корот 5кому замыканию на выходе блока 2 питания, При этом транзистор 53, находящийся до аварийной ситуации под действием разности токов, протекающих через 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 отсутствуетПри снятии сигнала с телемеханики а следовательно, импульсов управления с электронного ключа 8 генератора 7 тональной частоты он закроется и восстановит свои запирающие способности ц тем самым устраняется режим короткого замыкания на выходе блока 2 питания, Транзистоо 53 перейдет в закрытое состояни и блок 26 начнет формировать управляющие импульсы включения управляемых вентилей 22 и 23, тем самым восстановится нормальная рабо.а блока 2 питания и всего устройства в целом,При поступлении на вход модулятораследующих кодовых импульсов от телемеханики устройство будет Ьормировать сигналы тональной частоты в соответствии с кодом телемеханики,Таким образом, в случае аварийнойситуации в элктрической сети устройство не сформирует один элемент кодацз всей посылки, но не выйдет изстроя,Формула изобретенияУстройство Аормирования сигналов тональной частоты дпя пердачи информации по линиям электрических сетей, содержащее преобразователь тональной частоты, состоящий из блока питания, содержащего гыпрямитель гокоограничиваюпий дроссель и конденсаторы,подключенные соответственно к входными выходным пинам выпрямитля, и генератора тональной частоты, выполненного в виде цепочки из последовательно соединенных электронного ключа,дросселя и конденсатора, подключенной к выходным пинам выпрямителя,модулятор подключенный к управляющему входу электронного ключа, н узелприсоединения к трехЛазной электрцческой сети, состоящий из двух трансформаторов связи, первичные обмоткикоторых включены в Аазы низкого напряжения сетевого трансформатора последовательно с нагрузкой, вторичныеобмотки трансформаторов связи соединены последовательно между собой.идвух фильтров тональной частоты, под 1557687клнченных параллельно нагрузке соответствующих фаз сетевого ганс 0 юрматора, причем второй вывод токоограничиванщего дросселя источника питания соединен с первой входной шинойвыпрямителя, а первый вывод токоограничивающего дросселя и вторая входная шипа выпрямителя соединены соответственно параллельно нагрузке одной из фаз сетевого трансйорматора,генератор тональной частоты подключен к выходным шинам выпрямителя, входэлектронного клича соединен с первым выходом .блока питания, второй выходкоторого соединен с конденсатором,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с 5 целью упрощения силовой части устройства и повышения надежности при кратковременных коротких замыканиях в,сети низкого напряжения силовыхтрансйорматоров, введены, блок блокировки а выпрямитель выполнен управляемым по одноАазной мостовой схеме,20 содержащей два управляемых вентилЯ собщим катодом и блок импульсно-Ьазового управления, включенный междувыходом выпрямителя и общим катодомдвух дополнительных диодов, анодыкоторых подключены к входным шинам 30 выпрямителя, пороговый элемент, источник опорного напряжения, времязадающий элемент, регулировочный элемеит ра и первого, второго и третьего стабилитронов, один вывод цепочки, являющийся выводом первого резистора, 40 подключен к общему катоду дополнительных диодов, второй вывод этой цепочки, являющийся анодным выводом третьего стабилитрона, подсоединен кпервой, выходной, шине выпрямителя,времязадаищий элемент выполнен напоследовательно соединенных второми третьем резисторах и задающем конденсаторе, точка соединения которыхподключена к входу порогового эле"мента, второй вывод второго резистора времязадающего элемента подсоединен к общему катоду дополнительныхдиодов, а второй вывод третьго резистора подсоединен к катоду второгостабилитрона источника опорного напряжения, второй вывод задающегоконденсатора времязадающего элементасоединен с первой выходной шиной вы 55 и источник питания порогового элемента, причем источник опорнаго напряжения выполнен в виде цепочки последовательно соединенных первого резистопрямителя, регулировочный элементвыполнен в, виде цепочки из последовагельно соединенных четвертого, пятого и шестого резисторов, включенноймежду выходными шинами выпрямителя,при этом пятый резистор имеет подвижный контакт, соединенный с анодомчетвертого стабилитрона, катод которого через седьмой резистор подсоединен к входу порогового элемента, источник питания порогового элементавыполнен в виде последовательно соединенных восьмого и девятого резисторов, второй вывод восьмо; о резисторасоединен с общим катодом дополнительных диодов, а Второй вывод девятогорезистора соединен с анодами второ.остабилитрона источника опорного напри.жения, первый вывод восьмого резистора соединен с анодом разделительногодиода, катод которого подключен ккатоду первого стабилитрона источн". -ка опорного напряжения, параллельнодевятому резистору включен сглаживающий конденсатор, а пороговый элементвыполнен на однопереходном транзисторе и десятом, одиннадцатом, двенадцатом и тринадцатом резисторах,причем первая база однопереходноготранзистора через десятый резисторсоединена с анодом разделительногодиода источника питания пороговогоэлемента, вторая база однопереходноготранзистора соединена с первыми выводами одиннадцатого, двенадцатого итринадцатого резисторов, вторые выводы которых соединены соответствечнос управляющими электродами управляемыхвентилей и с первой выходной шинойвыпрямителя, при этом блок блокировки выполнен на транзисгоре, коллекторный вывод которого через четырнадцатый резистор соединен с входом порогового элемента, эмиттерный выводтранзистора соединен с входом генератора тональной частоты, а базовыйвывод через пятнадцатый резистор подключен к катоду второго стабилитронаисточНика опорного напряжения, эмиттерный переход транзистора зашунтирован в обратном направлении шунтируищим диодом, соединенные последовательно вторичные обмотки трансформаторовсвязи подключены к выводам конденсатора генератора тональной частоты, абаза транзистора через шестнадцатыйрезистор соединена с второй выходнойшиной выпрямителя.