Пристрій для контролю ресурсу групи повітряних високовольтних вимикачів
Номер патенту: 29311
Опубліковано: 10.01.2008
Автори: Грабко Володимир Віталійович, Грабко Валентин Володимирович
Формула / Реферат
Пристрій для контролю ресурсу групи повітряних високовольтних вимикачів, що містить перший, другий і третій датчики струму, виходи яких з'єднані відповідно зі входами першого, другого і третього компараторів і з аналоговими входами першого, другого і третього електронних ключів, керуючі входи яких підключені відповідно до першого, другого і третього входів першого елемента АБО, виходи першого, другого і третього електронних ключів з'єднані між собою, входи четвертого і п'ятого компараторів підключені один до одного, вихід першого елемента АБО з'єднаний з першим входом першого тригера, другий вхід якого, а також другий вхід першого лічильника імпульсів підключені до виходу другого елемента АБО, перший вхід якого з'єднаний з виходом блока установки нуля, другий вхід підключений до виходу формувача імпульсів, а третій вхід з'єднаний з виходом блока затримки сигналу, вхід формувача імпульсів підключений до другого входу третього елемента І, перший вхід якого з'єднаний з виходом генератора імпульсів, а вихід підключений до першого входу першого лічильника імпульсів і до перших входів сьомого, восьмого і дев'ятого елементів І, виходи першого, другого і третього компараторів з'єднані відповідно з першими входами десятого, одинадцятого і дванадцятого елементів І, виходи яких підключені відповідно до керуючих входів першого, другого і третього електронних ключів, а другі входи з'єднані відповідно з першим, другим і третім виходами дешифратора, перший і другий входи якого підключені відповідно до першого і другого виходів п'ятого лічильника імпульсів, перший вхід якого з'єднаний з виходом тринадцятого елемента І, а другий вхід підключений до виходу другого елемента АБО, вихід генератора імпульсів з'єднаний з другим входом тринадцятого елемента І, вихід першого тригера підключений до входу елемента НІ, вихід якого з'єднаний з першими входами тринадцятого та другого елементів І, вихід якого підключений до третього входу дешифратора, а другий вхід та вхід диференціюючого елемента з'єднані з виходом шостого елемента АБО, перший, другий і третій входи якого підключені до виходів першого, другого і третього датчиків комутації через перший, другий і третій одновібратори відповідно, виходи першого, другого і третього датчиків тиску з'єднані відповідно з аналоговими входами четвертого, п'ятого і шостого електронних ключів, керуючі входи яких підключенівідповідно до першого, другого і третього виходів дешифратора, виходи четвертого, п'ятого і шостого електронних ключів з'єднані між собою і підключені до входів шостого і сьомого компараторів, перший, другий і третій виходи дешифратора з'єднані відповідно з першими входами четвертого, п'ятого і шостого елементів І, другі входи яких підключені відповідно до виходів першого, другого і третього одновібраторів, а виходи з'єднані з першим, другим і третім входами четвертого елемента АБО відповідно, вихід якого підключений до першого входу першого елемента І, входи другого, третього і четвертого лічильників імпульсів з'єднані відповідно з виходами сьомого, восьмого і дев'ятого елементів І, другі входи яких підключені відповідно до виходів першого, другого і третього одновібраторів, вихід диференціюючого елемента з'єднаний з першим входом другого тригера, вихід якого підключений до першого входу третього елемента АБО, другий вхід якого з'єднаний з виходом першого елемента І, а вихід підключений до входу формувача імпульсів, вихід першого лічильника імпульсів з'єднаний з першим входом п'ятого елемента АБО, другий вхід якого підключений до виходу другого елемента АБО, а вихід з'єднаний з другим входом другого тригера, вихідна цифрова шина функціонального перетворювача підключена до першої вхідної цифрової шини цифрового компаратора, друга вхідна цифрова шина якого з'єднана з вихідною цифровою шиною першого лічильника імпульсів, а вихід підключений до другого входу першого елемента І та до входу блока затримки сигналу, вхід функціонального перетворювача з'єднаний з виходом першого тригера, перший, другий, третій і четвертий входи регістра підключені відповідно до виходів четвертого, п'ятого, шостого і сьомого компараторів, а п'ятий його вхід з'єднаний з першим входом першого елемента І, вихідна цифрова шина регістра підключена до вхідної цифрової шини функціонального перетворювача, який відрізняється тим, що в нього введено восьмий, дев'ятий і десятий компаратори, перший і другий елементи виключне АБО, перший і другий масштабуючі підсилювачі, сьомий, восьмий і дев'ятий електронні ключі, причому вихід першого електронного ключа з'єднаний зі входами восьмого, дев'ятого і десятого компараторів, а також з аналоговим входом сьомого електронного ключа, вихід якого, а також виходи восьмого і дев'ятого електронних ключів підключені до входу четвертого компаратора, вихід першого електронного ключа з'єднаний зі входами першого і другого масштабуючих підсилювачів, виходи яких підключені до аналогових входів восьмого і дев'ятого електронних ключів, виходи дев'ятого і десятого компараторів з'єднані відповідно з другими входами першого і другого елементів виключне АБО, перші входи яких відповідно підключені до виходів восьмого і дев'ятого компараторів, а виходи з'єднані з керуючими входами сьомого і восьмого електронних ключів відповідно, вихід десятого компаратора підключений до керуючого входу дев'ятого електронного ключа.
Текст
Пристрій для контролю ресурсу групи повітряних високовольтних вимикачів, що містить перший, другий і третій датчики струму, виходи яких з'єднані відповідно зі входами першого, другого і третього компараторів і з аналоговими входами першого, другого і третього електронних ключів, керуючі входи яких підключені відповідно до першого, другого і третього входів першого елемента АБО, виходи першого, другого і третього електронних ключів з'єднані між собою, входи четвертого і п'ятого компараторів підключені один до одного, вихід першого елемента АБО з'єднаний з першим входом першого тригера, другий вхід якого, а також другий вхід першого лічильника імпульсів підключені до виходу другого елемента АБО, перший вхід якого з'єднаний з виходом блока установки нуля, другий вхід підключений до виходу формувача імпульсів, а третій вхід з'єднаний з виходом блока затримки сигналу, вхід формувача імпульсів підключений до другого входу третього елемента І, перший вхід якого з'єднаний з виходом генератора імпульсів, а вихід підключений до першого входу першого лічильника імпульсів і до перших входів сьомого, восьмого і дев'ятого елементів І, виходи першого, другого і третього компараторів з'єднані відповідно з першими входами десятого, одинадцятого і дванадцятого елементів І, виходи яких підключені відповідно до керуючих входів першого, другого і третього електронних ключів, а другі входи з'єднані відповідно з першим, другим і третім виходами дешифратора, перший і другий входи якого підключені відповідно до першого і другого виходів п'ятого лічильника імпульсів, перший вхід якого з'єднаний з виходом тринадцятого елемента І, а другий вхід підключений до виходу другого елемента АБО, вихід генератора імпульсів з'єднаний з другим входом тринадцятого елемента І, вихід першого тригера підключений до входу елемента НІ, вихід якого з'єднаний з першими 2 (19) 1 3 29311 4 виходів четвертого, п'ятого, шостого і сьомого компараторів, а п'ятий його вхід з'єднаний з першим входом першого елемента І, вихідна цифрова шина регістра підключена до вхідної цифрової шини функціонального перетворювача, який відрізняється тим, що в нього введено восьмий, дев'ятий і десятий компаратори, перший і другий елементи виключне АБО, перший і другий масштабуючі підсилювачі, сьомий, восьмий і дев'ятий електронні ключі, причому вихід першого електронного ключа з'єднаний зі входами восьмого, дев'ятого і десятого компараторів, а також з аналоговим входом сьомого електронного ключа, вихід якого, а також виходи восьмого і дев'ятого електронних ключів підключені до входу четвертого компаратора, вихід першого електронного ключа з'єднаний зі входами першого і другого масштабуючих підсилювачів, виходи яких підключені до аналогових входів восьмого і дев'ятого електронних ключів, виходи дев'ятого і десятого компараторів з'єднані відповідно з другими входами першого і другого елементів виключне АБО, перші входи яких відповідно підключені до виходів восьмого і дев'ятого компараторів, а виходи з'єднані з керуючими входами сьомого і восьмого електронних ключів відповідно, вихід десятого компаратора підключений до керуючого входу дев'ятого електронного ключа. Корисна модель відноситься до області електротехніки і може бути використана для вимірювання комутаційного ресурсу повітряних високовольтних вимикачів. Відомий пристрій для контролю ресурсу групи повітряних високовольтних вимикачів [Патент №57331 А, Україна. М. кл. G 07 С 3/10, бюл. №6, 2003], що містить перший, другий і третій датчики струму, виходи яких з'єднані відповідно зі входами першого, другого і третього компараторів і з аналоговими входами першого, другого і третього електронних ключів, керуючі входи яких підключені відповідно до першого, другого і третього входів першого елемента АБО, виходи першого, другого і третього електронних ключів з'єднані між собою і підключені до входів четвертого і п'ятого компараторів, виходи яких у свою чергу з'єднані відповідно з першими входами другого і третього тригерів, другі входи яких, а також другий вхід першого тригера і другий вхід першого лічильника імпульсів підключені до виходу другого елемента АБО, перший вхід якого з'єднаний з виходом блока установки нуля, другий вхід підключений до виходу формувача імпульсів, а третій вхід з'єднаний з виходом блока затримки сигналу, вхід формувача імпульсів підключений до другого входу п'ятого елемента І, перший вхід якого з'єднаний з виходом генератора імпульсів, а вихід підключений до першого входу першого лічильника імпульсів і до перших входів дев'ятого, десятого і одинадцятого елементів І, виходи першого, другого і третього компараторів з'єднані відповідно з першими входами дванадцятого, тринадцятого і чотирнадцятого елементів І, виходи яких підключені відповідно до керуючих входів першого, другого і третього електронних ключів, а другі входи з'єднані відповідно з першим, другим і третім виходами дешифратора, перший і другий входи якого підключені відповідно до першого і другого виходів п'ятого лічильника імпульсів, перший вхід якого з'єднаний з виходом п'ятнадцятого елемента І, а другий вхід підключений до виходу другого елемента АБО, вихід першого елемента АБО з'єднаний з першим входом першого тригера, вихід якого підключений до входу елемента НІ, вихід якого з'єднаний з першим входом п'ятнадцятого елемента І та з першим входом четвертого елемента І, вихід якого підключений до третього входу дешифратора, а другий вхід та вхід диференціюючого елемента з'єднані з виходом шостого елемента АБО, перший, другий і третій входи якого підключені до виходів першого, другого і третього датчиків комутації через перший, другий і третій одновібратори відповідно, вихід генератора імпульсів з'єднаний із другим входом п'ятнадцятого елемента І, перший, другий і третій виходи дешифратора підключені відповідно до перших входів шостого, сьомого і восьмого елементів І, другі входи яких з'єднані відповідно з виходами першого, другого і третього одновібраторів, а виходи підключені до першого, другого і третього входів четвертого елемента АБО відповідно, вихід якого з'єднаний з першим входом першого елемента І, входи другого, третього і четвертого лічильників імпульсів підключені відповідно до виходів дев'ятого, десятого і одинадцятого елементів І, другі входи яких з'єднані відповідно з виходами першого, другого і третього одновібраторів, вихід диференціюючого елемента підключений до першого входу четвертого тригера, вихід якого з'єднаний з першим входом третього елемента АБО, другий вхід якого підключений до виходу першого елемента І, а вихід з'єднаний зі входом формувача імпульсів, вихід першого лічильника імпульсів підключений до першого входу п'ятого елемента АБО, другий вхід якого з'єднаний з виходом другого елемента АБО, а вихід підключений до другого входу четвертого тригера, виходи першого, другого і третього датчиків тиску з'єднані відповідно з аналоговими входами четвертого, п'ятого і шостого електронних ключів, керуючі входи яких підключені відповідно до першого, другого і третього виходів дешифратора, виходи четвертого, п'ятого і шостого електронних ключів з'єднані між собою і підключені до входів шостого і сьомого компараторів, виходи яких з'єднані відповідно з першими входами другого і третього елементів І, другі входи яких підключені до виходу першого тригера, а виходи з'єднані відповідно з першими входами п'ятого і шостого 5 тригерів, другі входи яких підключені до виходу другого елемента АБО, виходи першого, другого, третього, п'ятого і шостого тригерів з'єднані відповідно з першим, другим, третім, четвертим і п'ятим входами функціонального перетворювача, вихідна цифрова шина якого підключена до першої вхідної цифрової шини цифрового компаратора, друга вхідна цифрова шина якого з'єднана з вихідною цифровою шиною першого лічильника імпульсів, а вихід підключений до другого входу першого елемента І та до входу блока затримки сигналу. Головним недоліком даного пристрою є невисока точність вимірювання аварійних струмів за рахунок того, що датчик струму, в якості якого використовується трансформатор струму, має нелінійну характеристику через насичення магнітопровода при вимірюванні струмів короткого замикання. За прототип обрано пристрій для контролю ресурсу групи повітряних високовольтних вимикачів [Патент №10447, Україна. М. кл. G 07 С 3/10, бюл. №11, 2005], що містить перший, другий і третій датчики струму, виходи яких з'єднані відповідно зі входами першого, другого і третього компараторів і з аналоговими входами першого, другого і третього електронних ключів, керуючі входи яких підключені відповідно до першого, другого і третього входів першого елемента АБО, виходи першого, другого і третього електронних ключів з'єднані між собою і підключені до входів четвертого і п'ятого компараторів, вихід першого елемента АБО з'єднаний з першим входом першого тригера, другий вхід якого, а також другий вхід першого лічильника імпульсів підключені до виходу другого елемента АБО, перший вхід якого з'єднаний з виходом блока установки нуля, другий вхід підключений до виходу формувача імпульсів, а третій вхід з'єднаний з виходом блока затримки сигналу, вхід формувача імпульсів підключений до другого входу третього елемента І, перший вхід якого з'єднаний з виходом генератора імпульсів, а вихід підключений до першого входу першого лічильника імпульсів і до перших входів сьомого, восьмого і дев'ятого елементів І, виходи першого, другого і третього компараторів з'єднані відповідно з першими входами десятого, одинадцятого і дванадцятого елементів І, виходи яких підключені відповідно до керуючих входів першого, другого і третього електронних ключів, а другі входи з'єднані відповідно з першим, другим і третім виходами дешифратора, перший і другий входи якого підключені відповідно до першого і другого виходів п'ятого лічильника імпульсів, перший вхід якого з'єднаний з виходом тринадцятого елемента І, а другий вхід підключений до виходу другого елемента АБО, вихід генератора імпульсів з'єднаний з другим входом тринадцятого елемента І, вихід першого тригера підключений до входу елемента НІ, вихід якого з'єднаний з першими входами тринадцятого та другого елементів І, вихід якого підключений до третього входу дешифратора, а другий вхід та вхід диференціюючого елемента з'єднані з виходом шостого елемента АБО, перший, другий і третій 29311 6 входи якого підключені до виходів першого, другого і третього датчиків комутації через перший, другий і третій одновібратори відповідно, виходи першого, другого і третього датчиків тиску з'єднані відповідно з аналоговими входами четвертого, п'ятого і шостого електронних ключів, керуючі входи яких підключені відповідно до першого, другого і третього виходів дешифратора, виходи четвертого, п'ятого і шостого електронних ключів з'єднані між собою і підключені до входів шостого і сьомого компараторів, перший, другий і третій виходи дешифратора з'єднані відповідно з першими входами четвертого, п'ятого і шостого елементів І, другі входи яких підключені відповідно до виходів першого, другого і третього одновібраторів, а виходи з'єднані з першим, другим і третім входами четвертого елемента АБО відповідно, вихід якого підключений до першого входу першого елемента І, входи другого, третього і четвертого лічильників імпульсів з'єднані відповідно з виходами сьомого, восьмого і дев'ятого елементів І, другі входи яких підключені відповідно до виходів першого, другого і третього одновібраторів, вихід диференціюючого елемента з'єднаний з першим входом другого тригера, вихід якого підключений до першого входу третього елемента АБО, другий вхід якого з'єднаний з виходом першого елемента І, а вихід підключений до входу формувача імпульсів, вихід першого лічильника імпульсів з'єднаний з першим входом п'ятого елемента АБО, другий вхід якого підключений до виходу другого елемента АБО, а вихід з'єднаний з другим входом другого тригера, вихідна цифрова шина функціонального перетворювача підключена до першої вхідної цифрової шини цифрового компаратора, друга вхідна цифрова шина якого з'єднана з вихідною цифровою шиною першого лічильника імпульсів, а вихід підключений до другого входу першого елемента І та до входу блока затримки сигналу, вхід функціонального перетворювача з'єднаний з виходом першого тригера, перший, другий, третій і четвертий входи регістра підключені відповідно до виходів четвертого, п'ятого, шостого і сьомого компараторів, а п'ятий його вхід з'єднаний з першим входом першого елемента І, вихідна цифрова шина регістра підключена до вхідної цифрової шини функціонального перетворювача. Головним недоліком даного пристрою є низька точність роботи через те, що трансформатор струму, який використовується як датчик струму, має нелінійну характеристику через насичення магнітопровода при вимірюванні струмів короткого замикання. В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою для контролю ресурсу групи повітряних високовольтних вимикачів, в якому за рахунок введення нових блоків та зв'язків між ними з'являється можливість знаходити лінійну залежність між вхідним і вихідним сигналами датчика струму при вимірюванні струмів короткого замикання в електричній мережі, що дозволяє підвищити точність роботи пристрою. Поставлена задача досягається тим, що в пристрій для контролю ресурсу групи повітряних 7 високовольтних вимикачів, що містить перший, другий і третій датчики струму, виходи яких з'єднані відповідно зі входами першого, другого і третього компараторів і з аналоговими входами першого, другого і третього електронних ключів, керуючі входи яких підключені відповідно до першого, другого і третього входів першого елемента АБО, виходи першого, другого і третього електронних ключів з'єднані між собою, входи четвертого і п'ятого компараторів підключені один до одного, вихід першого елемента АБО з'єднаний з першим входом першого тригера, другий вхід якого, а також другий вхід першого лічильника імпульсів підключені до виходу другого елемента АБО, перший вхід якого з'єднаний з виходом блока установки нуля, другий вхід підключений до виходу формувача імпульсів, а третій вхід з'єднаний з виходом блока затримки сигналу, вхід формувача імпульсів підключений до другого входу третього елемента І, перший вхід якого з'єднаний з виходом генератора імпульсів, а вихід підключений до першого входу першого лічильника імпульсів і до перших входів сьомого, восьмого і дев'ятого елементів І, виходи першого, другого і третього компараторів з'єднані відповідно з першими входами десятого, одинадцятого і дванадцятого елементів І, виходи яких підключені відповідно до керуючих входів першого, другого і третього електронних ключів, а другі входи з'єднані відповідно з першим, другим і третім виходами дешифратора, перший і другий входи якого підключені відповідно до першого і другого виходів п'ятого лічильника імпульсів, перший вхід якого з'єднаний з виходом тринадцятого елемента І, а другий вхід підключений до виходу другого елемента АБО, вихід генератора імпульсів з'єднаний з другим входом тринадцятого елемента І, вихід першого тригера підключений до входу елемента НІ, вихід якого з'єднаний з першими входами тринадцятого та другого елементів І, вихід якого підключений до третього входу дешифратора, а другий вхід та вхід диференціюючого елемента з'єднані з виходом шостого елемента АБО, перший, другий і третій входи якого підключені до виходів першого, другого і третього датчиків комутації через перший, другий і третій одновібратори відповідно, виходи першого, другого і третього датчиків тиску з'єднані відповідно з аналоговими входами четвертого, п'ятого і шостого електронних ключів, керуючі входи яких підключені відповідно до першого, другого і третього виходів дешифратора, виходи четвертого, п'ятого і шостого електронних ключів з'єднані між собою і підключені до входів шостого і сьомого компараторів, перший, другий і третій виходи дешифратора з'єднані відповідно з першими входами четвертого, п'ятого і шостого елементів І, другі входи яких підключені відповідно до виходів першого, другого і третього одновібраторів, а виходи з'єднані з першим, другим і третім входами четвертого елемента АБО відповідно, вихід якого підключений до першого входу першого елемента І, входи другого, третього і четвертого лічильників імпульсів з'єднані відповідно з виходами сьомого, восьмого і 29311 8 дев'ятого елементів І, другі входи яких підключені відповідно до виходів першого, другого і третього одновібраторів, вихід диференціюючого елемента з'єднаний з першим входом другого тригера, вихід якого підключений до першого входу третього елемента АБО, другий вхід якого з'єднаний з виходом першого елемента І, а вихід підключений до входу формувача імпульсів, вихід першого лічильника імпульсів з'єднаний з першим входом п'ятого елемента АБО, другий вхід якого підключений до виходу другого елемента АБО, а вихід з'єднаний з другим входом другого тригера, вихідна цифрова шина функціонального перетворювача підключена до першої вхідної цифрової шини цифрового компаратора, друга вхідна цифрова шина якого з'єднана з вихідною цифровою шиною першого лічильника імпульсів, а вихід підключений до другого входу першого елемента І та до входу блока затримки сигналу, вхід функціонального перетворювача з'єднаний з виходом першого тригера, перший, другий, третій і четвертий входи регістра підключені відповідно до виходів четвертого, п'ятого, шостого і сьомого компараторів, а п'ятий його вхід з'єднаний з першим входом першого елемента І, вихідна цифрова шина регістра підключена до вхідної цифрової шини функціонального перетворювача, введено восьмий, дев'ятий і десятий компаратори, перший і другий елементи ВИКЛЮЧНЕ АБО, перший і другий масштабуючі підсилювачі, сьомий, восьмий і дев'ятий електронні ключі, причому вихід першого електронного ключа з'єднаний зі входами восьмого, дев'ятого і десятого компараторів, а також з аналоговим входом сьомого електронного ключа, вихід якого, а також виходи восьмого і дев'ятого електронних ключів підключені до входу четвертого компаратора, вихід першого електронного ключа з'єднаний зі входами першого і другого масштабуючих підсилювачів, виходи яких підключені до аналогових входів восьмого і дев'ятого електронних ключів, виходи дев'ятого і десятого компараторів з'єднані відповідно з другими входами першого і другого елементів ВИКЛЮЧНЕ АБО, перші входи яких відповідно підключені до виходів восьмого і дев'ятого компараторів, а виходи з'єднані з керуючими входами сьомого і восьмого електронних ключів відповідно, вихід десятого компаратора підключений до керуючого входу дев'ятого електронного ключа. Пристрій для контролю ресурсу групи повітряних високовольтних вимикачів пояснюється кресленням, на якому зображена його структурна схема. На Фіг.: 1, 2, 3 - перший, другий і третій датчики струму; 4, 5, 6 - перший, другий і третій компаратори; 7, 8, 9 - десятий, одинадцятий і дванадцятий елементи І; 10, 11, 12 - перший, другий і третій електронні ключі; 13, 14, 15 восьмий, дев'ятий і десятий компаратори; 16, 17 перший і другий елементи ВИКЛЮЧНЕ АБО; 18, 19 - перший і другий масштабуючі підсилювачі; 20, 21, 22 - сьомий, восьмий і дев'ятий електронні ключі; 23 - елемент НІ; 24 - генератор імпульсів; 25 9 - тринадцятий елемент І; 26 - п'ятий лічильник імпульсів; 27 - другий елемент І; 28 - дешифратор; 29, 30, 31 - перший, другий і третій датчики тиску; 32, 33, 34 - четвертий, п'ятий і шостий електронні ключі; 35 - перший елемент АБО, 36, 37, 38, 39 четвертий, п'ятий, шостий і сьомий компаратори; 30 - перший тригер; 41 - регістр; 42 функціональний перетворювач; 43, 44 - третій та перший елементи І; 45 - третій елемент АБО; 46 формувач імпульсів; 47 - блок установки нуля; 48 блок затримки сигналу; 49 - другий елемент АБО; 50 - перший лічильник імпульсів, 51 - п'ятий елемент АБО; 52 - другий тригер; 53 - цифровий компаратор; 54, 55, 56 - перший, другий і третій датчики комутації; 57, 58, 59 - перший, другий і третій одновібратори; 60, 61, 62 - четвертий, п'ятий і шостий елементи І; 63, 64 - четвертий і шостий елементи АБО; 65 - диференціюючий елемент; 66, 67, 68 - сьомий, восьмий і дев'ятий елементи І; 69, 70, 71 - другий, третій і четвертий лічильники імпульсів, причому виходи першого 1, другого 2 і третього 3 датчиків струму з'єднані відповідно зі входами першого 4, другого 5 і третього 6 компараторів і з аналоговими входами першого 10, другого 11 і третього 12 електронних ключів, керуючі входи яких підключені відповідно до першого, другого і третього входів першого елемента АБО 35, виходи першого 10, другого 11 і третього 12 електронних ключів з'єднані між собою, входи четвертого 36 і п'ятого 37 компараторів підключені один до одного, вихід першого елемента АБО 35 з'єднаний з першим входом першого тригера 40, другий вхід якого, а також другий вхід першого лічильника імпульсів 50 підключені до виходу другого елемента АБО 49, перший вхід якого з'єднаний з виходом блока установки нуля 47, другий вхід підключений до виходу формувача імпульсів 46, а третій вхід з'єднаний з виходом блока затримки сигналу 48, вхід формувача імпульсів 46 підключений до другого входу третього елемента І 43, перший вхід якого з'єднаний з виходом генератора імпульсів 24, а вихід підключений до першого входу першого лічильника імпульсів 50 і до перших входів сьомого 66, восьмого 67 і дев'ятого 68 елементів І, виходи першого 4, другого 5 і третього 6 компараторів з'єднані відповідно з першими входами десятого 7, одинадцятого 8 і дванадцятого 9 елементів І, виходи яких підключені відповідно до керуючих входів першого 10, другого 11 і третього 12 електронних ключів, а другі входи з'єднані відповідно з першим, другим і третім виходами дешифратора 28, перший і другий входи якого підключені відповідно до першого і другого виходів п'ятого лічильника імпульсів 26, перший вхід якого з'єднаний з виходом тринадцятого елемента 125, а другий вхід підключений до виходу другого елемента АБО 49, вихід генератора імпульсів 24 з'єднаний з другим входом тринадцятого елемента І 25, вихід першого тригера 40 підключений до входу елемента НІ 23, вихід якого з'єднаний з першими входами тринадцятого 25 та другого 27 елементів І, вихід якого підключений до третього входу дешифратора 28, а другий вхід та вхід 29311 10 диференціюючого елемента 65 з'єднані з виходом шостого елемента АБО 64, перший, другий і третій входи якого підключені до виходів першого 54, другого 55 і третього 56 датчиків комутації через перший 57, другий 58 і третій 59 одновібратори відповідно, виходи першого 29, другого 30 і третього 31 датчиків тиску з'єднані відповідно з аналоговими входами четвертого 32, п'ятого 33 і шостого 34 електронних ключів, керуючі входи яких підключені відповідно до першого, другого і третього виходів дешифратора 28, виходи четвертого 32, п'ятого 33 і шостого 34 електронних ключів з'єднані між собою і підключені до входів шостого 38 і сьомого 39 компараторів, перший, другий і третій виходи дешифратора 28 з'єднані відповідно з першими входами четвертого 60, п'ятого 61 і шостого 62 елементів І, другі входи яких підключені відповідно до виходів першого 57, другого 58 і третього 59 одновібраторів, а виходи з'єднані з першим, другим і третім входами четвертого елемента АБО 63 відповідно, вихід якого підключений до першого входу першого елемента І 44, входи другого 69, третього 70 і четвертого 71 лічильників імпульсів з'єднані відповідно з виходами сьомого 66, восьмого 67 і дев'ятого 68 елементів І, другі входи яких підключені відповідно до виходів першого 57, другого 58 і третього 59 одновібраторів, вихід диференціюючого елемента 65 з'єднаний з першим входом другого тригера 52, вихід якого підключений до першого входу третього елемента АБО 45, другий вхід якого з'єднаний з виходом першого елемента І 44, а вихід підключений до входу формувача імпульсів 46, вихід першого лічильника імпульсів 50 з'єднаний з першим входом п'ятого елемента АБО 51, другий вхід якого підключений до виходу другого елемента АБО 49, а вихід з'єднаний з другим входом другого тригера 52, вихідна цифрова шина функціонального перетворювача 42 підключена до першої вхідної цифрової шини цифрового компаратора 53, друга вхідна цифрова шина якого з'єднана з вихідною цифровою шиною першого лічильника імпульсів 50, а вихід підключений до другого входу першого елемента І 44 та до входу блока затримки сигналу 48, вхід функціонального перетворювача 42 з'єднаний з виходом першого тригера 40, перший, другий, третій і четвертий входи регістра 41 підключені відповідно до виходів четвертого 36, п'ятого 37, шостого 38 і сьомого 39 компараторів, а п'ятий його вхід з'єднаний з першим входом першого елемента І 44, вихідна цифрова шина регістра 41 підключена до вхідної цифрової шини функціонального перетворювача 42, вихід першого електронного ключа 10 з'єднаний зі входами восьмого 13, дев'ятого 14 і десятого 15 компараторів, а також з аналоговим входом сьомого електронного ключа 20, вихід якого, а також виходи восьмого 21 і дев'ятого 22 електронних ключів підключені до входу четвертого компаратора 36, вихід першого електронного ключа 10 з'єднаний зі входами першого 18 і другого 19 масштабуючих підсилювачів, виходи яких підключені до аналогових входів восьмого 21 і дев'ятого 22 11 електронних ключів, виходи дев'ятого 14 і десятого 15 компараторів з'єднані відповідно з другими входами першого 16 і другого 17 елементів ВИКЛЮЧНЕ АБО, перші входи яких відповідно підключені до виходів восьмого 13 і дев'ятого 14 компараторів, а виходи з'єднані з керуючими входами сьомого 20 і восьмого 21 електронних ключів відповідно, вихід десятого компаратора 15 підключений до керуючого входу дев'ятого електронного ключа 22. Запропонований пристрій працює так. При подачі напруги живлення на схему блок установки нуля 47 коротким імпульсом через другий елемент АБО 49 встановлює перший тригер 40, перший 50 і п'ятий 26 лічильники імпульсів, а також через п'ятий елемент АБО 51 другий тригер 52 у нульовий стан. Одночасно генератор імпульсів 24 починає виробляти послідовність імпульсів, що через відкритий тринадцятий елемент І 25 (перший тригер 40 знаходиться в нульовому стані, тому на виході елемента НІ 23 присутній сигнал логічної одиниці) надходить у п'ятий лічильник імпульсів 26, під впливом вихідних сигналів якого на першому, другому і третьому виходах дешифратора 28 утворюються сигнали логічної одиниці, які чередуються. Необхідно відзначити, що даний пристрій дозволяє контролювати відключаючий ресурс трьох однополюсних повітряних високовольтних вимикачів. Зазначимо, що в якості датчиків струму 1-3 використовується трансформатори струму, вихідні сигнали яких мають нелінійну залежність від їх вхідного сигналу. Для лінеаризації цих сигналів використовуються блоки 13-22, в яких кусковолінійна лінеаризація здійснюється по трьом ділянкам кривої намагнічування. Коли напруга, наприклад, з виходу датчика струму 1 досягає значення, пропорційного номінальному робочому струму, спрацьовує перший компаратор 4, сигнал логічної одиниці з виходу якого поступає на перший вхід десятого елемента І 7, який періодично відкривається на певний час. При цьому на його виході з'являється сигнал логічної одиниці який через перший елемент АБО 35 поступає на перший вхід першого тригера 40, а також на керуючий вхід першого електронного ключа 10 і відкриває його. Коли напруга з виходу першого електронного ключа 10 досягає значення, пропорційного номінальному робочому струму, спрацьовує восьмий компаратор 13, що відповідає першій ділянці, з виходу якого сигнал логічної одиниці поступає на перший вхід першого елемента ВИКЛЮЧНЕ АБО 16. При цьому на його виході формується сигнал логічної одиниці, який подається на керуючий вхід сьомого електронного ключа 20, тим самим відкриваючи його і дозволяючи проходження сигналу з виходу датчика струму 1 на входи четвертого 36 і п'ятого 37 компараторів. Якщо напруга, що пропорційна струму, зростає далі, то спрацьовують восьмий 13 і дев'ятий 14 компаратори, що відповідає другій ділянці характеристики датчика струму 1. При 29311 12 цьому на виході першого елемента ВИКЛЮЧНЕ АБО 16 встановлюється сигнал логічного нуля, а на виході другого елемента виключне АБО 17 сигнал логічної одиниці, який відкриває восьмий електронний ключ 21. Значення напруги, пропорційної струму, яке поступає на вхід першого масштабуючого підсилювача 18, на цій ділянці множиться на коефіцієнт, що дозволяє отримати лінійну залежність між вхідним і вихідним сигналами датчика струму 1 на вибраній ділянці нелінійної характеристики перетворення. Далі нове значення сигналу через восьмий електронний ключ 21 поступає на входи четвертого 36 і п'ятого 37 компараторів. Якщо напруга з виходу датчика струму 1 приймає ще більше значення, то сьомий 20 і восьмий 21 електронні ключі закриваються, а дев'ятий електронний ключ 22 відкривається. При цьому значення сигналу множиться на інший коефіцієнт, в результаті чого на третій ділянці кривої намагнічування вхідний і вихідний сигнали датчика струму 1 мають лінійну залежність. В подальшому під величиною напруги, що відповідає струму на виході датчиків струму 1-3, будемо розуміти сигнал, який подається на входи четвертого 36 і п'ятого 37 компараторів. Якщо будь-який з вимикачів (наприклад, другий, на якому встановлені другий датчик струму 2, другий датчик тиску 30 і другий датчик комутації 55) відключає коло зі струмом, значення якого не перевищує номінального робочого струму, то в цьому випадку на виході другого датчика комутації 55 з'являється сигнал логічної одиниці, який переднім фронтом запускає другий одновібратор 58, з виходу якого сигнал надходить на вхід шостого елемента АБО 64. З виходу останнього сигнал логічної одиниці подається на вхід другого елемента І 27, вихідний сигнал якого переводить у стан логічного нуля всі виходи дешифратора 28. Одночасно з виходу шостого елемента АБО 64 сигнал у вигляді короткого імпульсу через диференціюючий елемент 65 надходить на перший вхід другого тригера 52 і встановлює його в одиничний стан. При цьому на виході третього елемента АБО 45 з'являється сигнал логічної одиниці, що відкриває третій елемент І 43, дозволяючи проходження імпульсів від генератора імпульсів 24 у перший лічильник імпульсів 50. Однак після проходження одного імпульсу на першому виході лічильника 50 з'являється сигнал логічної одиниці, який через п'ятий елемент АБО 51 обнуляє другий тригер 52. При цьому на виході третього елемента АБО 45 з'являється сигнал логічного нуля, третій елемент І 43 закривається, а формувач імпульсів 46 виробляє імпульс, який через другий елемент АБО 49 обнуляє перший лічильник імпульсів 50. У момент, коли імпульс з виходу п'ятого елемента І 43 надходить у лічильник імпульсів 50, відкритий також і восьмий елемент І 67, тому одиничний імпульс подається також у третій лічильник імпульсів 70, що свідчить про зменшення робочого ресурсу другого вимикача на одиницю рахунку при відключенні вимикачем струму, що не перевищує значення номінального робочого струму. Після 13 описаних операцій на виході другого одновібратора 58 з'являється сигнал логічного нуля, робота дешифратора 28 розблоковується і на його виходах відновлюється передування сигналів логічної одиниці. Якщо в електричній мережі виникає струм короткого замикання, який необхідно відключити, наприклад, за допомогою першого вимикача, на якому встановлені перший датчик струму 1, перший датчик тиску 29 і перший датчик комутації 54, то в цьому випадку на виході першого датчика струму 1 з'являється постійна напруга, пропорційна комутованому струму, яка подається на вхід першого компаратора 4. Оскільки поріг спрацьовування компаратора 4 лише незначно перевищує значення номінального робочого струму, що протікає через вимикач, то на виході компаратора 4 з'являється сигнал логічної одиниці, який подається на перший вхід десятого елемента І 7. При співпаданні цього сигналу із сигналом з виходу дешифратора 28 на виході елемента І 7 з'являється сигнал логічної одиниці, який через перший елемент АБО 35 встановлює в одиничний стан перший тригер 40, вихідним сигналом якого через елемент НІ 23 закривається тринадцятий елемент І 25 і подача імпульсів від генератора імпульсів 24 у лічильник 26 припиняється. При цьому на першому виході дешифратора 28 зберігається сигнал логічної одиниці, що підтримує у відкритому стані елемент І 7. Одночасно з виходу елемента І 7 сигнал логічної одиниці подається на керуючий вхід першого електронного ключа 10 і сигнал з виходу першого датчика струму 1 надходить також на входи четвертого 36 і п'ятого 37 компараторів. В залежності від значення струму, що відключається, спрацьовують або обидва, або тільки четвертий компаратор 36. При цьому сигнали логічної одиниці подаються або на перший і другий входи, або тільки на перший вхід регістра 41. Одночасно з цим з виходу датчика тиску 29 (на першому виході дешифратора 28 присутній сигнал логічної одиниці, що поступає на керуючий вхід четвертого електронного ключа 32) сигнал постійної напруги подається на входи компараторів 38 і 39, які мають різні пороги спрацювання, і в залежності від значення вихідного сигналу датчика тиску 29 спрацьовує або тільки один компаратор 38 або обидва компаратори - 38 і 39, з виходів яких сигнали також поступають на третій і четвертий входи регістра 41. При цьому на виході регістра 41 з'являється цифровий код, який відповідає комбінації вхідних сигналів. Цифровий код з виходу регістра 41 подається на цифровий вхід функціонального перетворювача 42. Одночасно з виходу першого тригера 40 сигнал логічної одиниці подається на вхід функціонального перетворювача 42. В залежності від комбінації цих вхідних сигналів, з виходу функціонального перетворювача 42 різні значення цифрового коду, які відповідають різним значенням вагових коефіцієнтів для визначення спрацювання комутаційного ресурсу вимикача з врахуванням не тільки значення комутованого 29311 14 струму, а й значення тиску стисненого повітря, подаються на вхід цифрового компаратора 53. При цьому на вихідній цифровій шині першого лічильника імпульсів 50 встановлений нульовий код, тому на виході цифрового компаратора 53 встановлюється сигнал логічної одиниці, який подається на вхід блока затримки сигналу 48 і на другий вхід першого елемента І 44. Якщо струм короткого замикання через вимикач пройшов, але вимикач не відключився, то через деякий час з виходу блока затримки сигналу 48 надходить сигнал, який через другий елемент АБО 49 обнуляє перший тригер 40 і відновляється чередування одиничних сигналів на виходах дешифратора 28. Якщо ж після проходження струму короткого замикання через вимикач останній відключається, то спрацьовує перший датчик комутації 54, вихідний сигнал якого переднім фронтом запускає перший одновібратор 57, з виходу якого подається сигнал на сьомий 66 і четвертий 60 елементи І. При цьому елемент І 60 відкривається (на його першому вході присутній сигнал логічної одиниці з першого виходу дешифратора 28), з його виходу сигнал через четвертий елемент АБО 63 подається на п'ятий вхід регістра 41, фіксуючи в ньому останню комбінацію вихідних сигналів, та вхід першого елемента І 44, який вихідним сигналом через третій елемент АБО 45 відкриває третій елемент І 43, тим самим дозволяючи проходження імпульсів від генератора імпульсів 24 у лічильник імпульсів 50. При цьому в лічильник імпульсів 50 надходить визначена кількість імпульсів, що відповідає значенню струму та тиску стисненого повітря в момент комутації вимикача, у перерахуванні на відключення номінального робочого струму вимикача. Після проходження визначеної кількості імпульсів у лічильник імпульсів 50 на виході цифрового компаратора 53 з'являється сигнал логічного нуля, що закриває елементи І 44 і 43, подача імпульсів у лічильник 50 припиняється, а формувач імпульсів 46 виробляє сигнал, що скидає всі тригери, а також лічильники імпульсів 26 і 50. У момент проходження імпульсів у лічильник 50 сьомий елемент І 66 відкритий і через нього імпульси надходять також у другий лічильник імпульсів 69, збільшуючи значення записаного коду останнього, що свідчить про вичерпання ресурсу першого вимикача на величину, яка відповідає значенню відключеного вимикачем струму при певному значенні тиску стисненого повітря в перерахуванні на номінальний робочий струм вимикача. Після цього на виході першого одновібратора 57 з'являється сигнал логічного нуля, на виходах дешифратора 28 відновлюються сигнали логічної одиниці, що чередуються. Якщо в електричній мережі виникає ситуація, коли струм короткого замикання протікає через один вимикач, а відключається інший, то в цьому випадку запропонований пристрій також працює коректно. Припустимо, що аварійний струм протікає через другий вимикач, значення струму запам'ятовується в тригері 40 та на першому і другому входах регістра 41, але відбувається 15 відключення третього вимикача. При цьому вихідний сигнал із третього датчика комутації 56 переднім фронтом запускає третій одновібратор 59. Оскільки на жодному з елементів І 60, 61, 62 не відбувається збіг сигналів, то на виході елемента АБО 63 є присутнім сигнал логічного нуля, зате з виходу елемента АБО 64 прямуючий через диференціюючий елемент 65 імпульс встановлює в одиничний стан другий тригер 52, скидання якого відбувається після надходження в лічильник імпульсів 50 одного імпульсу. Одночасно цей же імпульс збільшує на одиницю рахунку значення коду, записаного в четвертому лічильнику імпульсів 71, тим самим збільшуючи витрачений робочий ресурс третього вимикача. Після цього відновлюється вихідний режим роботи пристрою. Даний пристрій дозволяє визначати відпрацьований ресурс більшої кількості вимикачів. Для цього необхідно зробити відповідні зміни в лічильнику імпульсів 26 і дешифраторі 28, збільшити кількість одновібраторів, ресурсних лічильників, компараторів, а також відповідних елементів І, АБО. Кількість розрядів лічильника імпульсів 50, а також регістра 41 вибирається в залежності від діапазону вимірюваних струмів, тиску стисненого повітря і від необхідного ступеня точності визначення витраченого вимикачем ресурсу. Тривалість імпульсу диференціюючого елемента 65 вибирається трохи меншою тривалості імпульсу, який формується генератором імпульсів 24. Тривалість імпульсів одновібраторів із прямим динамічним входом 57, 58 і 59 вибирається трохи більшою часу повного заповнення імпульсами лічильника імпульсів 50. Час затримки сигналу в блоці затримки сигналу 48 вибирається на порядок більше тривалості імпульсів одновібраторів. 29311 16
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюDevice for control of resource of group of air high-voltage switches
Автори англійськоюHrabko Valentyn Volodymyrovych
Назва патенту російськоюУстройство для контроля ресурса группы воздушных высоковольтных выключателей
Автори російськоюГрабко Валентин Владимирович
МПК / Мітки
МПК: G07C 3/10
Мітки: повітряних, пристрій, ресурсу, групи, високовольтних, вимикачів, контролю
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-29311-pristrijj-dlya-kontrolyu-resursu-grupi-povitryanikh-visokovoltnikh-vimikachiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для контролю ресурсу групи повітряних високовольтних вимикачів</a>
Попередній патент: Пристрій для контролю ресурсу групи повітряних високовольтних вимикачів
Наступний патент: Пристрій для контролю ресурсу повітряних високовольтних вимикачів
Випадковий патент: Пристрій для вибірки зазорів