Устройство для передачи и приема сигналов по линиям электропередач

жение, выход которого соединен свторым входом управляемого фазовращателя, выход элемента И соединен свторым входом второго формирова 1129640теля импульсов, выход генератора импульсов подключен к второму входу модулятора, выход фильтрующего элемента подключен к второму входу вычитателяИзобретение относится к энергетике и предназначено для передачи и приема информационных сигналов по силовым распределительным сетям.Известно устройство для передачи 5 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 индуктивный элемент и накопительный элемент подключен к линии электропередачи, и также диоды, трансформатор, на при емкой стороне - дешифратор сигналов, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, индуктивный датчик и входной блок 1 .Хотя устройство обладает высоким О быстродействием и большой емкостью команд, оио характеризуется сложностью генерирования импульсных сигналов на передающей стороне и невысокой помехоустойчивостью приема 25 информации.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для передачи и приема сигналов по линиям электропередач, позволяющее при высоком быстродействии 0,01) с иметь емкости системы порядка сотен команд. В этом устройстве генерирование импульсных сигналов на передающей стороне осуществляется35 за счет подключения к электрической сети управляемого ВЕС-колебатель,ного контура, а прием информации обес. печиваетея 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 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, ограничивающий элемент, подключенный параллельно накопительному элементу, выход датчика Фазы соединен с входом формирователя импульсов, выходкоторого соединен с входом генератора импульсов, выход которого подключен к входу элемента кодирования. На приемном полукомплекте известное 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. Первый 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, 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 вхо. дом первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом коммутирующего элемента.При передаче команд телеуправления иа вход коммутирующего элемента в необходимые моменты времени по3 2 даются импульсы управления. Они создаются синхронизированным с сетью генератором импульсов с определенными фазовыми углами по отношению к одному из полуволн напряжения промыш 5 ленной частоты. Синхронизация с сетью осуществляется с помощью датчика фазы и формирователя однополяр-. ных прямоугольных импульсов. При открытии коммутирующего элемента в цепи, содержащей индуктивныйэлементУ накопительный и ограничительный элементы, возникает колебательный процесс, При. этом потребляемый нз сети ток, создающий информационный15 , сигнал, представляет сумму токов, протекающих через накопительный и ограничительный элементы. Закрьг тие коммутирующего элемента происходит при переходе тока через нуль. После этого в ограничительном эле 20 менте происходит гашение накопленной энергии, и передающий полукомплект снова готов к созданию в,.сети следующего информационного импульса25 в течение одного из полупериодов напряжения сети. Выбор величины ограничительного элемента осуществляется таким образом, чтобы обеспечивался колебательный процесс в последовательном контуре с переходом тока коммутирующего элемента через нулевое значение во всем диапазоне углов включения передающего устройства.В приемном полукомплекте в тече ние каждого периода напряжения сети на выходе селектора .сигналов формируются прямоугольные импульсы с продолжительностью, равной половине периода питающего напряжения. 40 По. переднему фронту этих импульсов запускается второй формирователь импульсов, создающий зону приема стартового сигнала. Информационные сигналы, выявленные иэ сети фильтрующим 45 элементом, сравниваются на первом элементе И, При совпадении сигналов фильтрующего элемента и второго формирователя импульсов происходит переключение коммутирующего элемен та, и на его выходе устанавливается уровень напряженная, соответствующий . Если импульсный сигнал на выходе фильтрующего элемента появляется вне зоны действия вто рого формирователя импульсов, то он не воспринимается приемным полу- комплектом. После переключения ком 9640 4,мутирующего элемента начинает работать генератор импульсов и на втором элементе И осуществляется проверка совпадения импульсов, поступающих с фильтрующего элемента и сгенератора импульсов. При полномсовпадении происходит расшифровкапринятой 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 накопительногоэлемента, как показывает, анализработы передающего устройства 3, необходимо выбирать равным не ниже1,7 амплитуды напряжения питающейсети из-за возникновения перенапряжений на накопительном элементе. Этоявляется одним из недостатков прототипа.Передающее устройство в течение.полупериода напряжения сети создаетамплитудно-модулированные импульсные сигналы, однако их селекция каприемном полукомплекте осуществляется. только по фаэовым признакамсигналов. В условиях больших импульсныхпомех передача информации устройством может оказаться ненадежной.Целью изобретения 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 свходом формирователя импульсов, выход которого соединен с входом генератора импульсов, выход которого подключен к управляющему входу элемента кодирования, выход которого соединен с входом коммутирующего элемента, первый выход которого заэемлен, второй выход коммутирующего элемента через последовательно включенныеиндуктивный элемент и цепь из параллельно соединенных накопительногоэлемента и ограничивающего элементаподключен к линии электропередачи, информационные входы элемента кодирования передающего полукомплектаявляются входами устройства, на приемном полукомплекте - селектор сигналов, вход которого соединен с линией электропередачи, выход селек 1129640 бтора сигналов подключен к входу фильт рующего элемента, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к первому входу коммутирующего элемента, выход 5 которого соедивей с входом генератора импульсов, первый формирователь импульсов, первый выход которого через интегратор соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход кото рого подключен к второму входу коммутирующего элемента, второй выход первого Формирователя импульсов подключен к второму входу элемента ИЛИ и входу второго формирователя импуль. 15 сов, выход которого соединен с вторым входом элемента И, дешифратор, выход которого подключен к входу исполнительного элемента, введены в передающем полукомплекте шувтирую щий элемент ва диоде, подключенный параллельно индуктивному элементу, в приемном полукомнлекте - управляемый Фаэовращатель, преобразователь длительность импульсов - на пряжение, вычитатель, модулятор, элемент сравнения, выход селектора сигналов соединен с первым входом управляемого Фаэовращателя, выходкоторого подключен к входу первого формирователя импульсов и первому входу модулятора, выход которого соединен с первым входом вычитателя; выход которого соединен с входом дешвфратора, выход второго Фор 35 мирователя импульсов подключен к входу преобразователя длительность импульсов - напряжение, выход которого соединен с вторым входом управляемого фазовращателя, выход генера 40 тора импульсов подключен к второму входу модуЛятора, выход элемента И соединен с вторым входом второго фор. мирователя импульсов, выход фвльтрующего элемента подключен к второ 45 му входу вычитателя. Введение диода .в передающем полу- комплекте позволяет снизить мощность накопительного элемента в 3 раза, повышая тем самым надежность работы передающего устройства.Введение на приемном полукомплекте новых элементов позволяет по стартовому импульсу осуществлять коррек" цвю фазы модулирующего напряжения, обеспечивая его. синхронизацию с напряженнем на передающем полукомплекте, При этом на вычитателе осущест- l вляется сравнение принятых импульсных сигналов йередающего 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 полуком" лект 2, линщо 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 приемный полукомплект входят селектор сигналов 13, управляемый Фазовращатель 14, первый формирователь импульсов 15 фильтрующвй 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 какой- либо 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 с определенными фазовыми углами по отношению к одной из полуволи 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 одно. го полупериода напряжения сети. При превышении напряжения на накопительном элементе сетевого напряжения происходит включение диодной цепи; и напряжение на накопительном элементе ограничивается практически до уровня пвтаощего напряжения. В предлагаемом . устройстве формирователи 5 и 15 выполнены аналогично и каждый представ7 1129 ляет собой операционный усилитель с положительной обратной связью, на вью, ходе которого включен логический эле мент с прямым и инверсным выходом.Вследствие изменения нагрузки се 5 тн фазовые соотношения между напряжениями О, иа передающем полукомплекте и 0 на приемном полукомплекгте не постоянны (на фиг.2 угломотмечен максимально возможный2 велфазовый сдвиг между напряжениями 0 и П ). Поэтому стартовый импульс,который Формируется на передающем полукомплекте с углом открытия коммутирующего элемента К, , на прием" 5 ном полукомплекте имеет иное Фазовое положение по отношению к напряжению 0 (фиг.2). На приемном полу- комплекте управляежй фазовращатель 14 первоначально смещает фазу входного напряжения 0 таким обра-зом, чтобы стартовый импульс попадал в положительную полуволну выходного напряжения с при фт = Чг а0формирователь 15 в течение каждого периоде напряжения 0 с 1 формирует прямоугольные импульсы 0, (фиг,2). По переднему фронту этих импульсов осуществляется запуск второго формирователя импульсов 17 , Информационные импульсные сигналы, выявлен 30 ,ные из сети фильтрующим элементом 16, поступают на один вход элемента И 21 а на другой его вход поступают импульсные сигналы с выхода формирователя 7. При совпадении сигналов происходит переключение комчутирующего элемента 22 и запуск генератора 23 (на фиг.2 - 2-й и 3-й положи-. тельные полупериоды напряжения 0 ). При этом также импульсами Уст. 4Ще ФИ 2 устанавливается в первоначальное состояние формирователь импульсов 17. Если импульсный сигнал на выходе фильтрующего элемента 16 появляется вне эоны действия формирователя импульсов 17, то он не воспринимается приемным полукомплектом 1-й положительный полупериод напряжения 81 на фиг.2),.Импульсные сигналы с Формирователя 17 поступают на преобразователь 18 длительность импульсов - напряженке, вц. ходкое напряжение которого зависит от длительности импульсов 0 о. Если при приеме стартового импульса длительность импульсов 0отлича-.еЬется от величины в в , где Я - круго 640 8 вая частота сети, то преобразователь 14 такой величины, чтобы напряжения 0 и 01 совпадали по фазена фиг. 2 - 2-й и 3-й положительные полупериоды напряжения 0 ).Сигналы с выхода генератора 23 постулают на управляющий вход модуля"тора 24, а на другой его вход подается модулирующее напряаение 0,1.Иодулятор 24 в приемном полукомплекте представляет собой модель передающего устройства, создающего вэлектрической сети амплитудно-модулированные информационные сигналы Ом. Сигнапы с выхода модулятора на вычитателе 25 сравниваются с сигналами фильтрующего элемекта 16. Прк положительной полярности сигнала вычитателя на выходе элемента сравнения 26 появляется импульсный сигнал, в противном случае сигнал навыходе элемента 26 отсутствует (2-йположительный полуиериод напряжения М, на фиг.2 1, В этом случае импульсный сигнал хотя к врккятселектором импульсов с тем ае фазовым углом, что и импульс передаощего устройства, ко, поскоиьку его амплитуда не.удовлетворяет, условию амплитудно-имнульскый модуляции, ок ке принят приемном ус 1 ройством. В течение третьего полуперкода напряжения 01 это условие выполняется, К все информационные импульсы прини- маются приемньн устройством. Интегратор 19 к элемент ИЛИ 20 формкруют сигналы, устанавливающие коммутирующий элемент 22 в исходное состояние. После этого устройство снова готово к прием информации,Таким образом, использование в предлагаемом устройстве ковых элементрв позволяет вовыскть надежность передачи и достоверность приема амплк. тудно-модулкроваккых ккформацкоккык сигналов. Предлагаемое устройство можно использовать для передачи информации о температурном режиме работы вогруакой кефтекасосной установки. с целью защиты иогруакого электродвигателя от верегрева к выбора его окткмалького теэпературкого .режима работы. Прк этом кз-эа сккаеккя мощности накопительного элемента умекъаа. ются габаркты передающего;иокукомвлекта ка 253.9 129640 10В качестве базового объекта приня- томатика, Быстродействие предта система аварийной циркулярной раэ- лагаемомо устройства примерно в грузки , выпускаемая Пятигорским 40 раэ выше , чем у базового опытным заводом " Союзэнергоав - объекта:129640 рректор В. Бутяг 56/40 Тираж 568 ПВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений н открытий113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д одписно ак 4/5 ППП "Патент", г.уагород, ул.Проектна л Составителв Б. Бурдзеедактор М.Циткина Техред А,Кикемезей