Устройство для проверки аппаратов токовой защиты
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для автоматизации функционально-диагностического контроля аппаратов токовой защиты постоянного тока. Сущность: устройство содержит: аппарат 1 токовой защиты, источник 2 питания, управляемый коммутатор 3, индикатор 4 тока, регулятор 5 тока, блок 6 токоограничивающий, вольтметр 7, блок 8 управления с двунаправленной шиной. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для автоматизации функционально-диагностического контроля аппаратов токовой защиты постоянного тока в электротехнической промышленности, авиа- и приборостроении.
Известно устройство для контроля исправности релейной защиты [1]. Устройство содержит блок входных резисторов, селекторы минимального напряжения, сумматоры, измерительный блок, элементы ИЛИ, детекторы уровня, блок анализа и индикации, элемент выдержки времени, блок совпадения, задатчик напряжения самопроверки. Устройство может быть использовано только для контроля нескольких равных постоянных напряжений и проверки исправности работы схем релейной защиты. Устройство обладает узкими функциональными возможностями, так как не позволяет проверять аппараты токовой защиты на постоянном токе. Известно устройство для проверки аппаратов токовой защиты [2]. Устройство содержит регулятор и индикатор тока, два коммутатора, нагрузочный трансформатор, блок задания и индикатор времени, блок выпрямителей, блок токоограничивающий, блок памяти, элемент И, блок формирования импульсов. Устройство двухступенчато включает испытательный ток и на первой ступени определяется момент включения основного испытательного тока во второй ступени в фазе, исключающей помехи снижения достоверности результатов контроля при любых значениях активных и реактивных сопротивлений проверяемых аппаратов. Устройство в принципе не позволяет осуществлять функционально-диагностический контроль аппаратов токовой защиты на постоянном токе с оценкой временных параметров, что сужает его функциональные возможности. Цель изобретения - обеспечение возможности функционально-диагностического контроля аппаратов токовой защиты на постоянном токе. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник питания, управляемый коммутатор, индикатор тока, регулятор тока, блок токоограничивающий и две клеммы для подключения объекта контроля, первая из которых соединена с токовым входом управляемого коммутатора, а вторая - с первым выводом источника питания согласно изобретению, введены блок управления с двунаправленной шиной, которая соединена с тремя входами и первым выходом индикатора тока, двумя входами блока токоограничивающего, двумя входами и первым выходом регулятора тока и управляющим входом управляемого коммутатора, причем второй выход индикатора тока соединен с третьим входом регулятора тока, токовый выход управляемого коммутатора соединен с токовым входом индикатора тока, токовый выход которого соединен с токовыми входами регулятора тока и блока токоограничивающего, токовые выходы которых соединены с вторым выводом источника питания. Целесообразно выполнить индикатор тока, содержащим входные регистры кода диапазона и требуемого значения тока, первый, второй и третий шунты с релейными ключами, блок измерительных усилителей, цифроаналоговый преобразователь, делитель напряжения и компараторы первый и второй, причем входы требуемого значения тока, диапазона и первого сигнала синхронизации соединены с соответствующими входами регистров кода требуемого значения тока и кода диапазона, выходы которого соединены c обмотками соответствующих релейных ключей 1, 2 и 3-го, первые выводы силовых контактов которых объединены и соединены с выходом коммутатора, вторые выводы соединены соответственно с первыми ходами блока измерительных усилителей и первыми выводами измерительных шунтов, вторые выводы которых объединены и соединены с силовым выводом индикатора тока и вторым общим входом блока измерительных усилителей, выход которого подключен к первым входам обоих компараторов и выходу текущего значения тока индикатора тока, выходы регистра кода требуемого тока подключены к соответствующим входам цифроаналогового преобразователя, выход которого напрямую соединен со вторым входом первого компаратора и через делитель напряжения со вторым входом второго компаратора, выход которого является выходом "ток появился", а выход первого компаратора является выходом "ток меньше" индикатора тока. Целесообразно также выполнить блок токоограничивающий содержащим силовые ключи дискретного задания тока с нагрузочными резисторами, регистр кода дискретного задания тока с подключенными параллельно его входам - соответствующих входов блока токоограничивающего, а к его выходам - управляющих выводов силовых ключей, первые силовые выводы которых подключены через соответствующие нагрузочные резисторы к первому силовому выводу блока токоограничивающего, а вторые выводы силовых ключей объединены и подключены ко второму силовому выводу блока токоограничивающего. Регулятор тока целесообразно выполнить содержащим элемент И, компаратор, R-S триггер, 4 и 5-й полупроводниковые ключи, резисторы первой и второй, накопительный конденсатор, усилитель, первый и второй источники опорных напряжений, транзисторы аналоговых ключей с нагрузочными резисторами, причем три входа элемента И соединены соответственно со входами "ток меньше", третьим входом синхронизации, выходом "ток не устанавливается" регулятора тока, а выход элемента И подключен к S-входу триггера и входу управления четвертого ключа, нормально замкнутый контакт которого соединен с корпусом, а нормально разомкнутый контакт - с первым источником опорного напряжения, якорь четвертого ключа соединен с первым резистором и, через нормально замкнутые контакты пятого ключа с вторым резистором, второй вывод которого соединен с вторым выводом первого резистора, входом усилителя и первым выводом накопительного конденсатора, второй вывод которого соединен с корпусом, выход усилителя соединен с базами транзисторов аналоговых ключей и первым входом компаратора, второй вход которого подключен к второму источнику опорного напряжения, а выход - к выходу "ток не устанавливается" регулятора тока и третьему входу элемента И, эмиттеры транзисторов аналоговых ключей через соответствующие нагрузочные резисторы соединены с первым силовым выводом, а коллекторы - с вторым силовым выводом регулятора тока, первый вход синхронизации которого соединен с R-входом триггера, выход которого подключен к управляющему входу пятого ключа. На фиг. 1 приведены структурная схема; на фиг. 2 - функциональная схема устройства; на фиг. 3 и 4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Устройство содержит аппарат токовой защиты 1, источник питания 2, управляющий коммутатор 3, индикатор тока 4, регулятор 5 тока; блок 6 токоограничивающий, цифровой вольтметр 7, две клеммы для подключения объекта контроля, первая из которых соединена с токовым входом управляемого коммутатора, а вторая - с первым выводом источника 2 питания, блок 8 управления с двунаправленной шиной 9, которая соединена с тремя входами индикатора тока: "требуемое значение тока" 10, "диапазон" 11 и первый сигнал синхронизации "С 1" 12 и первым его выходом 13 "ток появился", двумя входами блока токоограничивающего: "дискретное задание тока" 14 и второй сигнал синхронизации "С 2" 15, с информационными выходами 16 вольтметра 7, входами регулятора тока "С 1" 12 и "С 3" 17 и его выходом "ток не устанавливается" 18 и управляющим входом "номер цепи" коммутатора 3. Выход "текущее значение тока" 19 индикатора тока 4 соединен с измерительным входом вольтметра 7. Второй выход индикатора тока 4 "ток меньше" 20 соединен с третьим входом регулятора тока 5, токовый выход управляемого коммутатора 3 соединен с токовым входом индикатора тока 4, токовый выход которого 21 соединен с токовыми входами регулятора тока 5 и блока токоограничивающего 6, токовые выходы 22 которых соединены с вторым выводом источника питания 2. Индикатор 4 тока содержит регистры 23 диапазона и 24 требуемого тока, первый 25, второй 26 и третий 27 измерительные шунты, первый 28, второй 29 и третий 30 релейные ключи, блок 31 измерительных усилителей, цифроаналоговый преобразователь 32, делитель напряжения 33 и компараторы первый 34 и второй 35, причем входы 10 требуемого значения тока, диапазона 11 и первого сигнала синхронизации соединены с соответствующими входами регистров кода требуемого значения тока 24 и кода диапазона 23, входы которого соединены с соответствующими обмотками релейных ключей первого 28, второго 29 и третьего 30, первые выводы силовых контактов которых объединены и соединены с выходом коммутатора 3, вторые выводы соединены соответственно с первыми входами блока 31 измерительных усилителей и первыми выводами измерительных шунтов 25, 26 и 27, вторые выводы которых объединены и соединены с силовым выходом 21 индикатора тока 3 и вторым общим входом блока измерительных усилителей 31, выход которого подключен к первым входам компараторов 34 и 35, выводу 19 текущего значения тока индикатора 4 тока, выходы регистра 24 требуемого тока подключены к соответствующим входам цифроаналогового преобразователя 32, выход которого соединен напрямую с вторым входом первого компаратора 34 и через делитель 33 напряжения с вторым входом второго компаратора 35, выход которого является выходом 13 "ток появился" индикатора 4 тока, а выход первого компаратора 34 является выходом 20 "ток меньше". Блок 6 токоограничивающий содержит силовые ключи 36 дискретного задания тока с нагрузочными резисторами 37, регистр 38 кода дискретного задания тока с подключенными параллельно его входам соответствующих входов блока токоограничивающего, а к его выходам управляющих выводов силовых ключей 36, первые силовые выводы которых подключены через соответствующие нагрузочные резисторы 37 к первому силовому выводу 21, а вторые выводы силовых ключей объединены и подключены к второму силовому выводу 22 блока 6 токоограничивающего. Регулятор 5 тока содержит элемент И 39, компаратор 40, R-S триггер 41, четвертый 42 и пятый 43 полупроводниковых ключа, резисторы первый 44 и второй 45, накопительный конденсатор 46, усилитель 47, источники опорных напряжений первый 48 и второй 49, транзисторы 50 аналоговых ключей, их нагрузочные резисторы 51, причем три входа элемента И 39 соединены соответственно с входами 20 "ток меньше", третьим входом 17 синхронизации, выходом 18 "ток не устанавливается" регулятора 5 тока, а выход элемента И 39 подключен к S-входу триггера 41 и входу управления четвертого ключа 42, нормально замкнутый контакт которого соединен с корпусом, а нормально разомкнутый контакт - с первым источником 48 опорного напряжения, якорь четвертого ключа соединен с первым резистором 44 и, через нормально замкнутые контакты пятого ключа с вторым резистором 45, второй вывод которого соединен с вторым выводом первого резистора 44, входом усилителя 47 и первым выводом накопительного конденсатора 46, второй вывод которого соединен с корпусом, выход усилителя 47 соединен с базами транзисторов аналоговых ключей 50 и первым входом компаратора 40, второй вход которого подключен к второму источнику опорного напряжения 49, а выход - к выходу "ток не устанавливается" 18 регулятора тока 5, эмиттеры транзисторов 50 аналоговых ключей через соответствующие нагрузочные резисторы 51 соединены с первым силовым выводом 21 положительной полярности, а коллекторы - с вторым силовым выводом 22 отрицательной полярности регулятора тока 5, первый вход синхронизации 12 которого соединен с R-входом триггера 41, выход которого подключен к управляющему входу пятого ключа 43. В качестве блока управления 8 может быть использована микроЭВМ, например, "Электроника-60М" (2.791-004-03 ТО, ИЭ) или ПЭВМ типа ДВК. МикроЭВМ записывает коды диапазона, требуемого и дискретного задания тока, подает синхросигналы С1, С2, С3 в регистры индикатора 4 и регулятора 5 тока, блока токоограничивающего 6, а также принимает сигналы "ток появился" 13, "ток не устанавливается" 18 и код текущего значения тока с выходов 16 вольтметра 7. Реализация алгоритма работы микроЭВМ на уровне передачи - приема логических слов из ЭВМ в регистры перечисленных блоков из этих блоков в ЭВМ приведены в техническом описании и инструкции по эксплуатации на центральный процессор М2 (3.852.382. ТО). Состав, структура ЭВМ и методика ее синтезирования приведены в ТО и ИЭ на микроЭВМ "Электроника-60М" (2.791-004-03 ТО, ИЭ). Алгоритм работы ЭВМ, вид и последовательность команд управления внешними устройствами описаны в книге 6 эксплуатационной документации на ЭВМ - "Перфоленточная операционная система. Программное облегчение" (0.005.027 ПО) и в книге N 8 "Бейсик. Программное обеспечение" (0.005.027 ПО2). Связь ЭВМ с двунаправленной шиной 9 осуществляется через интерфейсный блок. Структура, состав и принцип действия интерфейсного блока описаны в документации на процессор М2 ЭВМ "Электроника-60М" (3.852.382 ТО, ЭЗ, ПЭЗ). По этой причине на фиг. 1 и 2 интерфейсный блок не показан. Коммутатор выполнен на сильноточных реле типа ТКД, которые управляются от микроЭВМ с интерфейсной шины (на фиг. 1 и 2 не показано). Регистры диапазона и тока выполнены на микросхемах КР155ТМ8, цифроаналоговый преобразователь - типа К572ПА1, компараторы напряжений - К554СА3, блок усилителей 31 выполнены на операционных усилителях К140УД17, усилитель 47 на операционном усилителе К1408УД1, ключи 42 и 43 на микросхемах К561КТ3, силовые ключи 36 на транзисторах типа ТКД152 и ТКД155. Устройство работает следующим образом. Управляющая микроЭФМ 8 на выходах 11, 10 и 14 интерфейсной шины 9 устанавливает по программе соответственно коды диапазона, требуемого значения тока и дискретного значения тока, которые записываются в регистры индикатора тока 4 и блока токоорганичивающего 6 по соответственно первому и второму сигналам синхронизации С1 и С2. Сигнал С1, кроме того, сбрасывает триггер 41 регулятора тока 5. При этом в индикаторе тока 4 срабатывает один из релейных ключей первого 28, второго 29 или третьего 30 диапазонов, цифроаналоговый преобразователь 32 устанавливает на втором входе первого компаратора 34 напряжение, пропорциональное требуемому значению тока, а на втором входе второго компаратора 35 напряжение, равное 0,9 напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 32. Регистр кода дискретного задания тока 38 блока токоограничивающего 6 включает комбинацию силовых ключей 36, при этом в цепи проверяемого автомата токовой защиты (АЗС) сети через коммутатор 3, первый его силовой выход, один из измерительных шунтов 25-27, силовую цепь 21, нагрузочные резисторы 37, силовые ключи 36, вторую силовую цепь 22 потечет ток, больше или равный 0,9Iз. С измерительного шунта 25 (26 или 27) напряжение, пропорциональное реальному значению тока через блок измерительных усилителей 31 поступает на первые входы первого 34 и второго 35 компараторов. Если значение тока соответствует условию I![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8805.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
Формула изобретения
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ АППАРАТОВ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ, содержащее источник питания, управляемый коммутатор, индикатор тока, регулятор тока, блок токоограничивающий и две клеммы для подключения объекта контроля, первая из которых соединена с токовым входом управляемого коммутатора, а вторая - с первым выводом источника питания, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности функционально-диагностического контроля аппаратов токовой защиты на постоянном токе, в него введены блок управления с двунаправленной шиной, которая соединена с тремя входами и первым выходом индикатора тока, двумя входами блока токоограничивающего, двумя входами и первым выходом регулятора тока и управляющим входом управляемого коммутатора, причем второй выход индикатора тока соединен с третьим входом регулятора тока, токовый выход управляемого коммутатора соединен с токовым входом индикатора тока, токовый выход которого соединен с токовыми входами регулятора тока и блока токоограничивающего, токовые выходы которых соединены с вторым выводом источника питания. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что индикатор тока содержит входные регистры кода диапазона и требуемого значения тока, измерительные шунты первый, второй и третий с первым, вторым и третьим релейными ключами, блок измерительных усилителей, цифроаналоговый преобразователь, делитель напряжения и компараторы первый и второй, причем входы требуемого значения тока, диапазона и первого сигнала синхронизации соединены с соответствующими входами регистров кода требуемого значения тока и кода диапазона, выходы которого соединены с обмотками соответствующих релейных ключей первого, второго и третьего, первые выводы силовых контактов которых объединены с первым выходом коммутатора, вторые выводы соединены соответственно с первыми входами блока измерительных усилителей и первыми выводами измерительных шунтов, вторые выводы которых объединены и соединены с силовым выводом индикатора тока и вторым общим входом блока измерительных усилителей, выход которого подключен к первым входам обоих компараторов и выходу текущего значения тока индикатора тока, выходы регистра кода требуемого тока подключены к соответствующим входам цифроаналогового преобразователя, выход которого напрямую соединен с вторым входом первого компаратора и через делитель напряжения с вторым входом компаратора, выход которого является выходом "Ток появился", а выход первого компаратора является выходом "Ток меньше" индикатора тока. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок токоограничивающий содержит силовые ключи дискретного задания тока с нагрузочными резисторами, регистр кода дискретного задания тока с подключенными параллельно его входам соответствующих входов блока токоограничивающего, а к его выходам - управляющих выводов силовых ключей, первые силовые выводы которых подключены через соответствующие нагрузочные резисторы к первому силовому выводу блока токоограничивающего, а вторые выводы силовых ключей объединены и подключены к второму силовому выводу блока токоограничивающего. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регулятор тока содержит элемент И, компаратор, R S-триггер, четвертый и пятый полупроводниковые ключи, резисторы первый и второй, накопительный конденсатор, усилитель, источники опорных напряжений первый и второй, транзисторы аналоговых ключей с нагрузочными резисторами, причем три входа элемента И соединены соответственно с входами "Ток меньше", третьим входом синхронизации, выходом "Ток не устанавливается" регулятора тока, а выход элемента И подключен к S-входу триггера и входу управления четвертого ключа, нормально замкнутый контакт которого соединен с корпусом, а нормально разомкнутый контакт - с первым источником опорного напряжения, якорь четвертого ключа соединен с первым резистором и через нормально замкнутые контакты пятого ключа с вторым резистором, второй вывод которого соединен с вторым выводом первого резистора, входом усилителя и первым выводом накопительного конденсатора, второй вывод которого соединен с корпусом, выход усилителя соединен с базами транзисторов аналоговых ключей и первым входом компаратора, второй вход которого подключен к второму источнику опорного напряжения, а выход - к выходу "Ток не устанавливается" регулятора тока и третьему входу элемента И, эмиттеры транзисторов аналоговых ключей через соответствующие нагрузочные резисторы соединены с первым силовым выводом, а коллекторы - с вторым силовым выводом регулятора тока, первый вход синхронизации которого соединен с R-входом триггера, выход которого подключен к управляющему входу пятого ключа.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Похожие патенты:
Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано при изготовлении сердечников и экранов магнитных головок, а также магнитопроводов трансформаторов, с целью определения замыканий между пластинами, из которых собраны перечисленные выше изделия
Изобретение относится к электроизмерительной технике и используется для измерения параметров электровзрывных цепей
Способ измерения параметров изоляции // 2020500
Изобретение относится к автоматическому контролю и может быть использовано в устройствах контроля монтажа и системах поэлементного диагностирования (внутрисхемного контроля) печатных узлов для обнаружения дефектов видов "обрыв" и "короткое замыкание" (КЗ) электрических цепей
Способ измерения параметров изоляции // 2017165
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при оценке защитных свойств экранирующих комплектов, предназначенных для защиты человека от воздействия электрического поля
Изобретение относится к электротехнике и позволяет повысить надежность газонаполненных аппаратов в эксплуатации и снизить вероятность пробоя их изоляции при испытаниях путем повышения эффективности контроля качества изоляции
Испытательная установка высокого напряжения // 2010250
Изобретение относится к электротехнике, а именно к испытательным установкам высокого напряжения для испытаний изоляции электрооборудования с измерением характеристик частичных разрядов
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для проверки исправности вторичных цепей трансформаторов тока без отключения электрического присоединения
Изобретение относится к автоматике
Устройство контроля n переменных токов // 2109302
Устройство для проверки реле-регуляторов // 2110421
Изобретение относится к средствам контроля технического состояния электрооборудования, а точнее - к устройствам испытаний реле-регуляторов с дифференциально-минимальным реле (ДМР), использующихся в бортовой сети наземных транспортных средств
Электромашинный агрегат // 2119674
Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в электрических машинах, работающих в энергосистемах
Изобретение относится к электротехники и может быть использовано для защиты от витковых замыканий и замыканий на корпус обмоток управляемых подмагничиванием реакторов, имеющих внешний источник постоянного тока
Изобретение относится к области электротехники