PL161208B1 - Urządzenie do kontroli układu zasilania obwodów pomocniczych prądu stałego - Google Patents

Abstract

1. Urządzenie do kontroli układu zasilania "57) obwodów pomocniczych prądu stałego, zwłaszcza obwodów zabezpieczeń, sterowania i sygnalizacji w rozdzielniach i stacjach elektroenergetycznych, zawierające układy do pomiaru i sygnalizacji przekroczenia zadanych poziomów napięcia baterii akumulatorów, miernik rezystancji izolacji doziemnej jej biegunów, który jest połączony z siecią prądu stałego, oraz wyposażone w układ do kontroli i sygnalizacji niesprawności w obwodzie ładowania tej baterii, znamienne tym, że pierwsze wejścia co najmniej dwu, korzystnie czterech, układów kontroli napięcia (UNl-^-UN4) są połączone z wyjściem dzielnika napięcia (DN), zaś ich drugie wejścia są połączone z członem wzorcowych napięć odniesienia (ZN), a wyjścia, korzystnie z członami impulsowymi (CT1-^CT4) zawierającymi liczniki impulsów (L1-T-L4), przy czym blok kontroli obwodu ładowania (UŁ) zawierający układ dwupołówkowego prostowania (DP) składowej zmiennej napięcia ładowania jest połączony z siecią prądu stałego (ST), do której jest podłączone wejście dzielnika napięcia (DN).

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do kontroli układu zasilania obwodów pomocniczych prądu stałego, zasilanych z baterii akumulatorów, wyposażonej w prostownik do jej ładowania w układzie buforowym. Urządzenie kontroluje zasilanie obwodów pomocniczych zabezpieczeń, sterowania i sygnalizacji w rozdzielniach i stacjach elektroenergetycznych wysokiego napięcia.

Znany jest z opisu polskiego patentu nr 140 505 układ połączeń do kontroli działania baterii akumulatorów oraz prostownika, który zawiera statyczny nadnapięciowy przekaźnik sygnalizujący przekroczenie zadanego poziomu napięcia zasilającego obwody pomocnicze, oraz stycz ne przekaźniki nadprądowy i kierunkowo-prądowy, służące do sygnalizowania nieprawidłowości w obwodzie ładowania baterii akumulatorów. W układzie tym jest również miernik rezystancji izolacji połączony z siecią prądu stałego i programowo włączany miernik pojemności baterii akumulatorów. Oba te mierniki są wyposażone w czujniki mierzonych wielkości o nastawianym progu zadziałania i w wyjścia uruchamiające sygnalizację, w przypadku obniżenia się rezystancji izolacji, bądź pojemności baterii poniżej zadanych poziomów.

Urządzenie do kontroli układu zasilania obwodów pomocniczych prądu stałego według wynalazku zawierającego układy do pomiaru i sygnalizacji przekroczenia zadanych poziomów napięcia baterii akumulatorów, miernik rezystancji izolacji doziemnej jej biegunów, który jest połączony z siecią prądu stałego oraz wyposażone w układ do kontroli i sygnalizacji niesprawności

161 208 w obwodzie ładowania tej baterii, charakteryzuje się tym, że pierwsze wejścia co najmniej dwu, korzystnie czterech układów kontroli napięcia są połączone z wyjściem dzielnika napięcia . Drugie wejścia układów kontroli napięcia są połączone z członem wzorcowych napięć odniesienia . a ich wyjścia korzystnie z członami impulsowymi zawierającymi liczniki impulsów, przy czym blok kontroli obwodu ładowania zawierający układ dwupołówkowego prostowania składowej zmiennej napięcia ładowania jest połączony z siecią prądu stałego, do której jest podłączone wejście dzielnika napięcia.

Każdy z zastosowanych w urządzeniu układów kontroli napięcia zawiera znany komparator napięcia, którego pierwsze wejście jest połączone z dzielnikiem napięcia, zaś jego drugie wejście jest połączone poprzez pierwszy obwód przełącznika z członem wzorcowych napięć odniesienia. Wyjście komparatora napięcia jest połączone poprzez transoptorowy separator i drugi obwód przełącznika z członem sygnalizacyjnym bezpośrednio bądZ poprzez inwerter, przez co zmieniony zostaje charakter tego układu kontroli z podnapięciowego na nadnapięciowy. Człon sygnalizacyjny ma wyjście do podłączenia członu impulsowego zawierającego licznik impulsów. Pomiędzy wejście napięcia zasilającego ten komparator, a jego wyjście jest włączony dodatkowy rezystor.

W bloku kontroli obwodu ładowania wyjście filtru składowej zmiennej napięcia ładowania jest połączone poprzez oddzielnie i przeciwnie skierowane diody prostownicze układu dwupołówkowego prostowania z wejściami wzmacniacza operacyjnego, którego wyjście jest połączone poprzez człon zwłoczny z układem sygnalizacji oraz poprzez rezystor nastawny z wejściem odwracającym wzmacniacza operacyjnego.

Urządzenie kompleksowo kontroluje układ zasilania obwodów pomocniczych prądu stałego zasilanych z baterii akumulatorów. Zastosowane w nim statyczne układy kontroli napięcia zapewniają dokładny pomiar i sygnalizację zmian napięcia zasilającego obwody pomocnicze:. Na podstawie wielkości tych zmian ustala się powstanie i rodzaj uszkodzenia kontrolowanego układu. Dodatkowej informacji dostarczają liczniki impulsów, których wskazania są proporcjonalne do czasu trwania odchylenia napięcia od wybranego poziomu. Umożliwia to analizę warunków pracy kontrolowanych obwodów pomocniczych prądu stałego i ocenę szybkości reakcji obsługi na sygnalizowane zakłócenia. Istotną korzyścią z zastosowania kilku jednakowych układów kontroli napięcia, wyposażonych w przełącznik ułatwiający ustawienie wybranego poziomu zadziałania i zmianę funkcji danego układu z podnapięciowego na nadnapięciowy jest możliwość co najmniej dwustopniowego sygnalizowania przekroczenia dopuszczalnych poziomów napięcia.

Zastosowany w bloku kontroli obwodu ładowania wzmacniacz operacyjny wraz z diodami prostowniczymi i nastawnym rezystorem w obwodzie sprzężenia zwrotnego jest prostym układem prostownika dwupołówkowego o wspólnej masie na jego wejściu i wyjściu. Dzięki temu uniknięto znanych trudności z wyprostowaniem składowej zmiennej napięcia do sygnalizacji nieprawidłowości w obwodzie ładowania baterii akumulatorów.

Urządzenie do kontroli układu zasilania obwodów pomocniczych prądu stałego według wynalazku jest przedstawione w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy urządzenia, fig. 2 - blokowo-ideowy schemat układu kontroli napięcia, a fig. i - blokowo-ideowy schemat bloku kontroli obwodu ładowania.

Urządzenie przedstawione na fig. 1 zawiera cztery układy kontroli napięcia UNlrUN4, których pierwsze wejścia są połączone z wyjściem dzielnika napięcia DN, zaś ich drugie wejścia są połączone z członem wzorcowych napięć odniesienia ZN. Wyjście drugiego UN2 i czwartego układu kontroli napięcia UN4 jest połączone odpowiednio z drugim CT2 i czwartym członem impulsowym CT4, które zawierają liczniki impulsów L2, L4. Blok kontroli obwodu ładowania UL, zawierający układ dwupołówkowego prostowania DP składowej zmiennej napięcia ładowania jest połączony z siecią prądu stałego ST, do której jest podłączone wejście dzielnika napięcia DN oraz wyjście miernika rezystancji izolacji doziemnej MI. Poszczególne bloki i układy funkcjonalne są zasilane z zasilacza Z. Do sieci prądu stałego ST jest podłączona bateria akumulatorów ΘΑ.

161 208

Każdy z układów kontroli napięcia UN1-UN4, których schemat blokowo-ideowy jest przedstawiony na fig. 2 zawiera komparator napięcia K, którego pierwsze wejście jest połączone z dzielnikiem napięcia DN, zaś drugie wejście jest połączone poprzez pierwszy obwód przełącznika P z członem wzorcowych napięć odniesienia ZN, natomiast wyjście komparatora napięcia K jest połączone poprzez transoptorowy separator S i drugi obwód przełącznika P z członem sygnalizacyjnym US bezpośrednio bądź poprzez inwerter IN. Pomiędzy wejście napięcia zasilającego komparator K, a jego wyjście jest włączony dodatkowy rezystor Rd.

Przedstawiony na fig. 3 blok kontroli obwodu ładowania UL zawiera na wejściu filtr F składowej zmiennej napięcia ładowania baterii akumulatorów BA. Wyjście filtru F jest połączone poprzez oddzielnie i przeciwnie skierowane diody prostownicze 01, 02 układu dwupołówkowego prostowania 0P z wejściami wzmacniacza operacyjnego W, którego wyjście jest połączone poprzez człon zwłoczny T z układem sygnalizacji USO oraz poprzez rezystor nastawny Rn z wejściem odwracającym wzmacniacza operacyjnego W.

Działanie układów kontroli napięcia UN1?UN4 polega na porównaniu napięcia baterii akumulatorów BA, doprowadzonego przez dzielnik napięcia ON z zadanym przez przełącznik P poziomem. Przy obniżeniu się napięcia baterii akumulatorów BA poniżej zadanego poziomu, bądź podwyższeniu się poziomu przyporządkowanego czwartej, najwyższej, pozycji przełącznika P, na wyjściu wzmacniacza W jest wytworzony sygnał pobudzający człon sygnalizacyjny US. Podłączając przykładowo do drugiego UN2 i czwartego UN4 układu kontroli napięcia licznik impulsów L2 i L4, odpowiednio w drugim CT2 i czwartym CT4 członie impulsowym są wytwarzane impulsy w jednakowych odstępach czasu, zliczane przez zawarty w nim licznik L2, L4. Zastosowany w układach kontroli napięcia UN1?UN4 dodatkowy rezystor Rd zwiększa prąd wysterowujący transoptorowy separator S, zaś inwerter IN zmienia funkcję tych układów z podnapięciowego na nadnapięciowy.

Działanie bloku kontroli obwodu ładowania UL polega na śledzeniu poziomu składowej zmiennej napięcia ładowania. Wydzielone przez filtr F przemienne napięcie jest dwupołówkowo prostowane przez diody 01, 02 i wzmacniacz W, który w obwodzie ujemnego sprzężenia zwrotnego ma nastawny rezystor Rn do symetryzacji amplitudy obu wyprostowanych połówek. Wyjście wzmacniacza W jest połączone z członem sygnalizacyjnym USO przez człon zwłoczny T, który zabezpiecza ten blok UL przed zbędnym działaniem podczas krótkotrwałych zmian kontrolowanego napięcia.

161 208

Fig.2

Rn

T

Fig.3

161 208

Fig.1

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do kontroli układu zasilania obwodów pomocniczych prądu stałego, zwłaszcza obwodów zabezpieczeń, sterowania i sygnalizacji w rozdzielniach i stacjach elektroenergetycznych, zawierające układy do pomiaru i sygnalizacji przekroczenia zadanych poziomów napięcia baterii akumulatorów, miernik rezystancji izolacji doziemnej jej biegunów, który jest połączo ny z siecią prądu stałego, oraz wyposażone w układ do kontroli i sygnalizacji niesprawności w obwodzie ładowania tej baterii, znamienne tym, że pierwsze wejścia co najmniej dwu, korzystnie czterech, układów kontroli napięcia (UNl-UNA) są połączone z wyjściem dzielnika napięcia (ON), zaś ich drugie wejścia są połączone z członem wzorcowych napięć odniesienia (ZN), a wyjścia, korzystnie z członami impulsowymi (CTltCT4) zawierającymi liczniki impulsów (LltL4), przy czym blok kontroli obwodu ładowania (UL) zawierający układ dwupołówkowego prostowania (OP) składowej zmiennej napięcia ładowania jest połączony z siecią prądu stałego (ST), do której jest podłączone wejście dzielnika napięcia (DN).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że układ kontroli napięcia (UN1-UN4) zawiera znany komparator napięcia (K), którego pierwsze wejście jest połączone z dzielnikiem napięcia (DN), zaś drugie wejście jest połączone poprzez pierwszy obwód przełącznika (P) z członem wzorcowych napięć odniesienia (ZN), natomiast wyjście komparatora napięcia (K) jest połączone poprzez transoptorowy separator (S) i drugi obwód przełącznika (P) z członem sygnalizacyjnym (US) bezpośrednio bądź poprzez inwerter (IN).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że pomiędzy wejście napięcia zasilającego komparator (K), a jego wyjście jest włączony dodatkowy rezystor (Rd).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wyjście filtru (F) składowej zmiennej napięcia ładowania, bloku kontroli obwodu ładowania (UL) jest połączone poprzez oddzielne i przeciwnie skierowane diody prostownicze (Dl, 02) układu dwupołówkowego prostowania (DP) z wejściami wzmacniacza operacyjnego (W), którego wyjście jest połączone poprzez człon zwłoczny (T) z układem sygnalizacji (USD) oraz poprzez rezystor nastawny (Rn) z wejściem odwracającym wzmacniacza operacyjnego (W).