SU1129640A1 - Устройство дл передачи и приема сигналов по лини м электропередач - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ ПО ЛИНИЯМ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ , содержащее на передающем полукомплекте датчик фазы, вход которого соединен с линией электропередачи , выход датчика фазы через последовательно соединенный формирователь и fflyльcoв и генератор импульсов подклочен к управл ющему входу элемента кодировани , выход которого соединен с входом коммутирующего элемента , первый выход которого заземлен, второй выход коммутирующего элемента через последовательно включенные ИНДУКТ1ШНЫЙ элемент и параллельно соединенные накопительный элемент и ограничивающий элемент подключен к линии электропередачи, информационные входы элемента кодировани  передающего полуквмплекта  вл ютс  входами устройства, на приемном полу комплекте - селектор сигналов, вход которого соединен с линией электропередачи , выход селектора сигналов подключен к входу фильтрующего элемента , выход которого соединен с nepBbiM входом элемента И, выход которого подключен к первому входу коммутирующего элемента, выход которого соединен с входом генератора импульсов , первый формирователь импульсов , первый выход которого через интегратор соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу коммутирующего элемента, второй выход первого формировател  импульсов подключен к второму входу элемента ИЛИ и входу второго формировател  импульсов , выход которого соединен с вторым входом элемента И, дешифратор, выход которого подключен к входу исполнительного.элемента, отличающеес  тем, что, с целью повьш1ени  достоверности передаваемой информации и надежности в устройство введены в перадающем по.лукомплекте шунтирующий элемент на диоде, подключенный параллельно индуктивному ; элементу, в приемном полукомплекте управл емый фазовращатель, преобразователь длительность импульсов - напр жение, вычитатель, модул тор, О элемент сравнени , выхрд селектора сигналов соединен с первым входом управл емого фазовращател , выход которого подключен к входу первого формировател  импульсов м первому входу модул тора, выход которого соединен с первым входом вычитател , выход которого подключен к входу элемента сравнени , выход которого .соединен с входом дешифратора, выход второго формировател  импульсов подключен к входу преобразовател  длительность HMnyjrbcoB - напр 

Description

жение, выход которого соединен с вторым входом управл емого фазовращател , выход элемента И соединен с вторым входом второго формировател  импульсов,выход генератора импульсов подключен к второму входу модул тора, выход фильтрующего элемента подключен к второму входу вычитател  .

Изобретение относитс  к энергетике и предназначено дл  пер1едачи и приема информационных сигналов по силовым распределительным сет м.

Известно устройство дл  передачи телесигналов, содержащее на передающей стороне датчик фазы, вход которого , соединен с линией электропередачи , элемент кодировани , подключенный к входу коммутирующего элемента, выход которого через последовательно соедин емые индуктив1ный элемент и накопительный элемент подключен к линии электропередачи, и также диоды, трансформатор, на nrniемной стороне - дешифратор сигналов, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, индуктивный датчик и входной блок J

Хот  устройство обладает высоким быстродействием и большой емкостью команд, оио характеризуетс  сложностью генерировани  импульсных сигналов на передающей стороне и невысокой помехоустойчивостью приема информации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  передачи и приема сигналов по лини м электропередач, позвол  ощее при высоком быстродействии (О,О)с иметь емкости системы пор дка сотен команд. В этом устройстве генерирование импульсных сигналов на передающей стороне осуществл етс  за счет подключени  к электрической сети управл е «)го RLC-колебатель . ного контура, а прием информации обепечиваетс  путем формировани  ограниченной зоны приема стартового импульса и проверки на совпадение синхронизированных импульсов приемного устройства с сигналами передающего устройства.

Известное устройство дл  передачи и приема сигналов по лини м электропередач содержит иа передающем

полукомплекте датчик фазы, вход которого соединен с линией электропередачи , элемент кодировани , 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 форьмровател  импульсов, выход которого соединен с входом генератора импульсов, выход которого подключен к входу элемента кодировани . На приемном полукомплекте извес ное устройство содержит дешифратор сигналов, выход которого соединен с входом исполнительного элемента , селектор сигналов, вход которого подключен к линии электропередачи , а выход - к входам первого формировател  импульсов и фильтрующего элемента. Выход фильтрующего элемента соединен с первыми входами первого и второго элементов И. Первьй выход первого формировател  импульсов подключен к входу второго формировател  импульсов и первому входу элемента ИЛИ, второй выход первого формировател  импульсов через интегратор подключен к второму входу элемента ИЛИ, вь{ход 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 дещифратора сигналов . Выход второго формировател  импульсов соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом коммутирующего элемента.

При передаче команд телеуправлени  иа вход коммутирующего элемента в необходимые моменты времени подаютс  импульсы управлени . Они соз даютс  синхронизированным с сетью генератором импульсов с определенны фазовыми углами по отношению к одному из полуволн напр жени  промышленной частоты. Синхронизаци  с сетью осуществл етс  с помощью датч ка фазы и формировател  однопол рных пр моугольных импульсов. При открытии коммутирующего элемента в цепи, содержащей индуктивныйэлемен накопительный и ограничительный эле менты, возникает колебательный процесс . При этом потребл емый из сети ток, создающий информационный , сигнал, представл ет сумму токов, протекающих через накопительный и ограничительный элементы. Закрытие коммутирующего элемента происхо дит при переходе тока через нуль. После этого в ограничительном элементе происходит гашение накопленной энергии, и передающий полукомплект снова готов к созданию в .сети следующего информационного импульса в течение одного из полупериодов на пр жени  сети. Выбор величины ограничительного элемента осуществл етс  таким образом, чтобы обеспечивалс  колебательный процесс в после довательном контуре с переходом ток коммутирующего элемента через нулевое значение во всем диапазоне углов включени  передающего уЬтройства . В приемном полукомплекте в течекие каждого периода напр жени  сети на выходе селектора сигналов фор мируютс  пр моугольные импульсы с продолжительностью, равной половине периода питающего напр жени . По. переднему фронту этих импульсов запускаетс  второй формирователь им пульсов, создающий зону приема стар тового сигнала. Информационные сигналы , вы вленные из сети фкльтруюв и элементом,сравниваютс  на первом эл менте И. При совпадении сигналов фильтрующего элемента и второго формировател  импульсов происходит переключение коммутирующего элемента , и на его выходе устанавливаетс  уровень напр жени , соответствующий 1. Если импульсный сигнал на выходе фильтрующего элемента по вл етс  вне зоны действи  второго формировател  импульсов, то он не воспринимаетс  приемным полукомплектом . После переключени  ком , мутирующего элемента начинает работать генератор импульсов и на втором элементе И осуществл етс  проверка совпадени  импульсов, поступающих с фильтрующего элемента и с генератора импульсов. При полном совпадении происходит расшифровка прин той команды дешифратором и выдаетс  сигнал на срабатывание исполнительного органа. Возврат коммутирующего элемента в исходное состо ние осуществл етс  сигналами, которые формируютс  интегратором и элементом ИЛИ 2 . Рабочее напр жение накопительного элемента, как показывает анализ работы передающего устройства f3j, необходимо выбирать равным не ниже 1,7 амплитуды напр жени  питающей сети из-за возникновени  перенапр жений на накопительном элементе. Это  вл етс  одним из недостатков прототипа . Передающее устройство в течение, полупериода напр жени  сети создает амплитудно-модулированные и№1ульсные сигналы, однако их селекци  на приемном полукомплекте осуществл етс  только по фазовым признакам сигналов. В услови х больших импульсных помех передача информации ус ройством может оказатьс  ненадежной. Целью нзобретени   вл етс  повышение достоверности передаваемой информации и надежности. Дл  достижени  этой цели в устройство , содержащее на передающем полукомплекте датчик фазы, вход которого соединен с линией электропередачи , выход датчика фазы соединен с входом форкшровател  импульсов, выход которого соединен с входом генератора Импульсов, выход которого подключен к управл ющему входу элемента кодировани , выход которого соеинен с входом ко в4утнрую)цего элемента , первый выход которого заземлен, второй выход коь04утирук|цего элемента через последовательно включенные индуктивный элемент н цепь на параллельно соединенных накопительного элемента н ограничивающего элемента подключен к линии электропередачи, информационные входы элемента кодировани  передающего полукомплекта  вл ютс  входами устройства, на приемном полукомш1ект1е - селектор сигналов , вход которого соединен с линией электропередачи, выход селек5 тора сигналов подключен к входу филь рующего элемента, выход которого сое динен с первьв4 входом элемента И, вы ход которого подключен к первому входу коммутирующего элемента, вькод которого соед1шен с входом генератора ига1ульсов, первый формирователь импульсов, первый выход которого через интегратор соединен с первым входом элемента ШШ, выход которого подключен к второму входу коммутирующего элемента, второй выход первого формировател  импульсов подклочен к второму входу элемента ШШ и входу второго формировател  импуль сов , выход которого соединен с вторым входом элемента И, дешифратор, выход которого подключен к входу исполнител1 ного элемента, введены в передшсщем полукомплекте шунтирующий элемент на диоде, подключенный параллельно индуктивному элементу, в приемном полукомплекте - управл емый фаэовршцатель, Преобразователь длительность импульсов - напр жение , вычитатель, модул тор, элемент сравнени , выход селектора сигналов соединен с первьм входом управл емого фазовращател , выход которого подклочен к входу первого формировател  импульсов и первому входу модул тора, выход которого соединен с первым входом вь итател , выход которого соединен с вхо дом дешифратора, выход второго -формировател  импульсов подключен к входу преобразовател  длительность и myльcoв - напр жение, выход которого соединен с вторым входом управ л емого фазовращател , выход генера тора импульсов подключен к второму входу модул тора, выход элемента И соединен с вторым входом второго фо мировател  импульсов, выход фильтрукщего элемента подключен к второt входу вычитател . Введение диода в передающем полу кбмплекте позвол ет снизить мощност н |копительного элемента в 3 раза, повыша  тем самым надежность работы передающего устройства. Введение на приемном полукомплек те новых элементов позвол ет по ста товому импульсу осуществл ть коррек цюо фазы модулирующего напр жени , обеспечива  его. синхронизацию с напр жением на передающем полукомплек те. При этом на вычитателе осуществл етс  сравнение прин тых импульсных сигналов передающего полукомплекта с сигналами модул тора как по фазе, так и по амплитуде, что позвол ет повысить помехоустойчивость приема импульсных сигналов. На фиг.1 представлена функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства. Устройство содержит передающий полукомплект 1, приемный полукомлект 2, линию 3 электропередачи. Передающий полукомплект включает в себ  датчик 4 фазы, формирователь 5 импульсов, генератор 6 импульсов, элемент 7 кодировани , коммутирующий элемент 8, индуктивный элемент 9, накопительный элемент 10, ограничивающий элемент 11, диод 12. В приемньй полукомплект вход т селектор сигналов I3, управл емый фазовращатель 14, первый формирователь импульсов 15 фильтрующий элемент 16, второй формирователь импульсов 17, преобразователь 18 длительность импульсов - напр жение , интегратор 19, элемент 20 ИЛИ, элемент 21 И, коммутирующий элемент 22, генератор 23 импульсов, модул тор 24, вычитатель 25, элемент 26 сравнени , дешифратор 27 сигналов , исполнительный элемент 28. Устройство работает следующим образом . При необходимости передачи какойлибо команды телеуправлени  на вход коммутирук цего элемента 8 в необходимые моменты времени подаютс  с элемента 7 импульсы управлени . Эти импульсы создаютс  синхронизированном с сетью генератором 6 с определенными фазовыми углами по отношению к одной из полуволн напр жени  промышленной частоты. Синхронизаци  с сетью осуществл етс  с помощью датчика 4 и формировател  5 однопол рными пр моугольными импульсами, которые поступают с его выхода на генератор 6. Продолжительность этих импульсов соответствует продолжительности одного полупериода напр жени  сети. Прн превьвоении напр жени  на накопительном элементе сетевого напр жени  происходит включение диодной цeпиi и нгшр жен е на накопительном элементе ограничиваетс  практически до уровн  Питшощего напр жени . В предлагаемом устройстве формирователи 5 и 15 выполнены аналогично и каждый представл ет собой операгуюнный усилитель с положительной обратной св зью, на в ходе которого включен логический эл мент с пр мым и инверсным выходом. Вследствие изменени  нагрузки се ти фазовые соотношени  между напр жени ми и 4 на передакхцем полукомплекте и и на приемном полукомплек те не посто нны (на фиг.2 углом отмечен максимально возможны фазовый сдвиг между напр жени ми и. и Uj). Поэтому стартовый импульс Который формируетс  на передакадем полукомплекте с углом открыти  коммутирующего элемента Cf, на приемном полукомплекте имеет иное фазовое положение по отношению к напр  жению Urt (фиг..2). На приемном полукомплекте управл емый фазовращатель 14 первоначально смещает фазу входного напр жени  таким образом , чтобы стартовый импульс попадал в положительную полуволну выход ного напр жени  Ицср при Cf Формирователь 15 в течение каждого периоде напр жени  и«|л формирует пр моугольные импульсы (фиг. 2) По переднему фронту этих импульсов осуществл етс  запуск второго форми ровател  импульсов . Информационные импульсные сигналы, вы влен ные из сети фильтрующим элементом 1 поступают на один вход элемента И 2 а на другой его вход поступают им J . . |Пульсные сигналы с выхода формировател  17. При совпадении сигналов происходит переключение коьмутирующего элемента 22 и запуск генератора 23 на фиг.2 - 2-й и 3-й положительные полупериоды напр жени  U.) При этом также импульсами Уст. 6 4М2 устанавливаетс  в первоначальное состо ние формирователь импульсов 17. Если импульсный сигнал на выходе фильтрую1цегЬ элемента 16 по вл етс  вне зоны действи  формировател  импульсов 17, то он не воспринимаетс  приемньп полукомплек том (l-й положительнь полупериод напр жени  U(| на г.2) . Импульс иые сигналы с формировател  17 поступаот на преобразователь 18 длительность импульсов - напр жение, в ходное напр жение которого зависит от длительности импульсов ифц. Если при приеме стартового импульса длительность импульсов Цт отличаet .. етс  от величины -- -, где ы -. круг ва  частота сети, то преобразователь 14 такой величины, чтобы напр жени  и. и Ubo) совпадали по фазе (на фиг. 2 - 2-й и 3-й положительные полупериоды напр жени  Un) Сигналы с выхода генератора 2§ посту пают на управл кмций вход модул тора 24, а на другой его вход подаетс  модулирующее напр жение U q,p. Модул тор 24 в приемном попукомплекте представл ет собой модель передающего устройства, создающего в электрической сети а««1литудно-модулированные информационные сигналыЬмСигналы с выхода модул тора- на вычитателе 25 сравниваютс -с сигналами фильтрующего элемента 16. При положительной пол рности сигнала вычитател  на выходе элемента сравнени  26 по вл етс  шшульсный сигнал , в противном случае сигнал на выходе элемента 26 отсутствует /2-й положительный полупериод  апр жеии  U, на фиг.2). В этом случае импульсный сигнал хот  и прин т селектором импульсов с тей же фазовым углом, что и импульс .передаюцего устройства, но, поскольку его амплитуда не удовлетвор ет .условию амилитудно- имнульсный модулЯЦ1Ш, он не прин т лриемньм устройством. В течение третьего полупериода напр жени  Uf это УСЛОВ1К выполн етс , н все информационные импульсы принимаотс  приемным устрсйством. Интегратор 19 и элемент КШ 20 форш1руют сигишы, устанавливаю  е (утирую 1й элемент 22 в иекодиое состо ние . После этого устройство СНОПА готово к приему информации. Таким образом, испольэован1ю в предпагаемон устройстве новых э ементрй позвол ет повысить надежность передачи и достоверность П|жема амплнтудно-модулированных 1шфорнацион1пос сигналов. 1 едлагаемое устройство можно использовать дл  передачи информации о температуриом режиме работы погружной нефгенасосн установки с целью защиты погружного электродвигател  от перегрева и выбора его оптимального TeNnii aTypHoro ре ома работы. При этом из-за снижени  ««оцности нако ительиого элемента уменьшаютс  габариты передак  его; прлукосалекта на 25Z.

В качестве базового объекта прин та система аварийной циркул рной разгрузки , вьшускаема  П тигорским опытным заводом Союзэнергоав i

1129640

томатика . Быстродействие предлагаемомо устройства примерно в 40 раз выше , чем у базового объекта .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ ПО ЛИНИЯМ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ, содержащее на передающем полукомплекте датчик фазы, вход которого соединен с линией электропередачи, выход датчика фазы через последовательно соединенный формирователь импульсов и генератор импульсов подклочен к управляющему входу элемента кодирования, выход которого соединен с входом коммутирующего элемента, первый выход которого заземлен, второй выход коммутирующего элемента через последовательно включенные индуктивный элемент и параллельно соединенные накопительный элемент и ограничивающий элемент подключен к линии электропередачи, информационные входы элемента кодирования передающего полуквмплекта являются входами устройства, на приемном полукомплекте - селектор сигналов, вход которого соединен с линией электропередачи, выход селектора сигналов подключен к входу фильтрующего эле- мента, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к первому входу коммутирующего элемента, выход которого соединен с входом генератора импульсов, первый формирователь импульсов, первый выход которого через интегратор соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу коммутирующего элемента, второй выход первого формирователя импульсов подключен к второму входу элемента ИЛИ и входу второго формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом элемента И, дешифратор, выход которого подключен к входу исполнительного элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности передаваемой информации и надежности,в устройство введены в передающем полукомплекте шунтирующий элемент на диоде, подключенный параллельно индуктивному элементу, в приемном полукомплекте управляемый фазовращатель, преобразователь длительность импульсоз - >

   напряжение, вычитатель, модулятор, элемент сравнения, вых.од селектора сигналов соединен с первым входом управляемого фазовращателя, выход которого подключен к входу первого формирователя импульсов и первому входу модулятора, выход которого соединен с первым входом вычитателя, выход которого подключен к входу элемента сравнения, выход которого соединен с входом дешифратора, выход второго формирователя импульсов подключен к входу преобразователя длительность импульсов - напря

   SU ,„>1129640 и 29640 жение, выход которого соединен с вторым входом управляемого фазовращателя, выход элемента И соединен с вторым входом второго формирователя импульсов, вых од генератора импульсов подключен к второму входу модулятора, выход фильтрующего элемента подключен к второму входу вычитателя .