Устройство для контроля сетевого напряжения

Союз СоветскнкСоциалистическиеРеспублик С ВИДИ ТБЗЬСТВУ АВТОРСКО 1) Дополни ное к авт, свид-в(22) Заявлено 05. 05, 80 (21) 2920928/24-0с присоединением заявки М(23) Приоритет 1 02 Н Э/ арстееииый кемитет СССР о делам иаабретеии и открытийпубликовано 1502 82Бюллетень М 6 К 621.31625(088,8) бликования описан Дата 7.02(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СЕТЕВОГ НАПРЯЖЕНИЯИзобретение относится к электротехнике и предназначечо для использования в устройствах электроавтоматики и вычислительной техники для выявления аварийного уменьшения сетевого напряжения.5Известны устройства для контроля сетевого напряжения, в которых измеряется сетевое напряжение, и при его отклонении от заданного значения10 на допустимую величину мгновенно вырабатывается сигнал, отключающий потребитель от сети 1.Недостатком этого устройства является низкая помехоустойчивость, объ 5 ясняемая тем, что в.сети переменного тока часто имеют место кратковременные колебания напряжения большой амплитуды, вызванные коммутацией раз;. личных потребителей. Эти колебания сами по себе не являются свидетельством аварийной ситуации, но могут явиться причиной ложного отключения электропитания,Известно устройство контроля на-пряжения, в котором в заданных интервалах времени производят непрерывное усреднение (интегрирование) величины отклонения контролируемого напряжения от номинального значения, а при достижении получаемым сигналом предельной величины вырабатывается аварийный сигнал 21.В данном устройстве, поскольку значение получаемого сигнала пропорционально:величине отклонения контролируемого напряжения, при сравнительно небольших отклонениях, время, необходимое для выработки аварийного сигнала, может стать настолько большим, что.в защищаемой системе возникает аварийная ситуация.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому устройству является устройство контроля напряжения питания, содержащее подключенный к Фазам с и выпрямитель, к выходу которого5 О 5 20 25 30 35 40 45 3 90подключен мост из резисторов и стабилитронов, связанный с исполнительныморганом через два комнаратора, реэис -тор и конденсатор 33,Недостатками данного устройстваявляются низкая помехоустойчивостьи точность контроля, так как устройство реагирует мгновенно на любоеизменение напряжения питания, в томчисле и на помеху, а нестабильностьпараметров транзистора (компаратора)снижает точность контроля,Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и обеспечение высокой точности контроля сетевого напряжения.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для контролясетевого напряжений, содержащем выпрямитель, подключенный к Фазам сети, к выходу которого подключенмост из резисторов и стабилитронов,связанный через два компаратора с исполнительным органом, резистор иконденсатор, компараторы выполненына операционных усилителях, двасмежных плеча моста выполнены на стабнлитроне и диоде, соединенном с резистором, а два других плеча выполнены на резисторах, при этом одинвход первого компаратора подкпочен кобщей точке резисторов двухлинейныхшин моста, выход компаратора черезрезистивно-емкостную цепочку соединен с первым входом второго компаратора, вторые входы компараторовобъединены н подключены к общей точке диода и стабилитрона моста, ашины питания компараторов подключенык общей точке резистора и диода одного из точек моста.Па чертеже представлена принципиальная схема устройства для контроля сетевого напряжения,Устройство содержит балластныеэлементы 1, подключенные к входнымзажимам 2 и соединенные последовательно с выпрямителем 3, мост из резисторов 4-6 и стабилитронов 7 и 8,операционный усилитель 9, используемый в качестве компаратора, интегрирующую цель с резистором 1 О и конденсатором 11, второй компаратор наоперационном усилителе 12 и исполнительный орган 13, например электро.магнитное реле. Вторые входы операционных усилителей 9 и 12 подключенык общей точке стабилитронов 7 и 8моста, Операционные усилители 9 и 12 5930 4 работают в релейном режиме, Контролируемое напряжение подается на зажимы 2. Оноже используется для питания цепей моста на резисторах и стабилитронах с подключенными к нему операционными усилителями 9 и 12.Устройство работает следующим образом.При номинальном значении контролируемого напряжения сигнал на выходе делителя на резисторах 4 и 5 больше напряжения на стабилитроне 7, вследствие чего на выходе операционного усилителя 9 оно близко к нулю, соответственно близки к нулю напряжения на интегрирующем конденсаторе 1 и на выходе операционного усилителя 12, При уменьшении контролируемого напряжения пропорциональ- но уменьшается напряжение на выходе делителя из резисторов 4 и 5, а напряжение на стабилитронах 7 и 8практически не изменяется. При напряжении на зажимах 2 менее минимально допустимого значения напряжение на выходе делителя из резисторов 4и 5 становится несколько меньше на 1пряжения на стабилитроне 7. При этомнапряжение на выходе операционного усилителя 9 скачкообразно возрастает и становится достаточно близким к напряжению на стабилитронах 7 и 8, и начинается заряд интегрирующего конденсатора через резистор 10,Если этот процесс продолжается долго, напряжение на конденсаторе 11 становится больше напряжения на стабилитроне 7, вследствие чего напряжение на выходе операционного усилителя 2 скачкообразно возрастает и становится достаточно близким ее напряжению на стабилитронах,7 и 8, что воспринимается исполнительным органом 13 как сигнал неисправности сети. Если изменение контролируемого напряжения является следствием какого-либо коммутационного процесса в сети, длительность которого менее времени заряда конденсатора 11 до напряжения на стабилитроне 7, поего окончании напряжение на зажимах2 возвращается к номинальному значению, операционный усилитель 9 возвращается в исходное состояние,и начинаеся процесс разряда интегрирующего конденсатора 1 через резистор 1 О и выходное сопротивлениеоперационного усилителя 9. При этом изменение состояния операционного усилителя 12 не происходит, и сигнал неисправности органом 13 не воспринимается. 5Если интегрирующий конденсатор 11 не успевает разрядиться до исходного состояния, т,е. длительность этого процесса достаточно коротка, и контролируемое напряжение вновь ста новится менее допустимого значения, опять изменяется состояние операционного усилителя 9, и вновь конденсатор 11 начинает заряжаться через резистор 10.15Поскольку конденсатор 11 уже был ранее заряжен до некоторого напряжения (величина которого пропорциональна разности между длительностью процесса заряда интегрирующего кон денсатора 11 и длительностью его заряда), время его заряда до напряжения на стабилитроне 7 меньше, По истечении указанного .времени, как и в ранее рассмотренном случае, изменя ется состояние операционного усилителя 12, и сигнал неисправности поступает на исполнительный орган 13.После восстановления номинального значения контролируемого напряжения 30 все элементы схемы возвращаются висходное состояние,По сравнению с известными данное устройство обладает высокой помехоустойчивостью контроля сетевого напряжения. Объясняется это тем, что в нем исключена возможность ложного срабатывания при кратковременных отклонениях контролируемого.напряжения, высокая стабильность параметров операционных усилителей позволяет приблизить уставки на срабатывание устройства контроля достаточно близко к номинальному значению контролируемой сети, т.е, обеспечить высокую точность контроля.Формула изобретенияУстройство для контроля сетевого напряжения, содержащее выпрямитель, подключенный к фазам сети, к выходу которого подключен мост из резисторов и стабилитронов, связанный через два компаратора с исполнительным органом, резистор и конденсатор, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и обеспечения высокой точности, компараторы выполнены иа операционных усилителях, два смежных плеча моста выполнены на первом стабилитроне и втором стабитроне, соединенном с резистором, а два других плеча выполнены на резисторах, при этом один вход первого компаратора подключен к общей точке резисторов двух смежных плеч моста, .выход компаратора через резистивноемкостную цепочку соединен с первым входом второго компаратора, вторые входы компараторов объединены и подключены к общей точке первого и второго стабилитронов моста, а шины питания компараторов подключены к обоим стабилитронам моста.Ис точ ники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СШЛ Р 3110856,кл. 321-14, 1974.2, Патент Великобритании Ф 1340714кл. Н 3 Т, 1975.2. Авторское свидетельство СССРФ 383151, кл. Н 02 Н 3/24, 1971.Составитель Т. Щеголькова Редактор Т. Веселова Техред Ж.Кастелевич Корректор Заказ 391/70 Тираж 669 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва ЖРаусшкая наб. д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 А. Гриценко