RU2340999C1

RU2340999C1 - Dc voltage source (versions)

Info

Publication number: RU2340999C1
Application number: RU2007136926/09A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Шевчук (RU); Александр Сергеевич Шевчук
Original assignee: Александр Сергеевич Шевчук
Priority date: 2007-10-08
Filing date: 2007-10-08
Publication date: 2008-12-10

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: DC voltage source may be used for protection against electrochemical corrosion of underground metal structures, charge of accumulators, in installations for start-up of engines in airplanes, automobiles, power supply sources of desalination plants and other purposes. Source of DC voltage contains unit of radio interference filter and overload protection, switching device, phased current detector, transformer, controlled rectifier, smoothing filter, sensor of output current limitation and stabilization, filter of radio interference and overload protection, protection supply transformer, rectifier, protection actuator, operating time counter, control unit, supply transformer, unit of supply sources, source of reference voltage, unit of mismatch signals amplification, unit of pulses generation, unit of power amplifier, protection unit, switch of operation modes, unit of active filter, two voltage dividers, two voltage followers, switch of channels and active filter of low frequencies. Source of DC voltage is equipped with overload protection unit, manual control unit supply transformer and manual control unit. Unit of current control switches on counter of operating time, when output current of DC voltage source is more or equal to preset protective current at underground metal structure, unit of manual control of DC voltage output current automatically switches on in case of control unit failure.

EFFECT: higher reliability of cathode protection of underground metal structure, overload protection of control unit and manual control unit.

3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразователях для защиты от электрохимической коррозии подземных металлических сооружений, в устройствах зарядки аккумуляторов, в установках запуска двигателей самолетов, автомобилей, источниках питания опреснительных установок и других целей.The invention relates to a conversion technique and can be used in transducers for protection against electrochemical corrosion of underground metal structures, in battery charging devices, in aircraft engine starting plants, automobiles, desalination plants power supplies and other purposes.

Известен источник постоянного напряжения (Свидетельство на полезную модель №18025, Н02М 7/00, 2001. Бюл. №13), содержащий стабилизатор опорного напряжения, блоки сравнения и управления, согласующий трансформатор, регулируемый выпрямитель, подключенный к выходным обмоткам согласующего трансформатора, датчик фазного тока, включенный во входную цепь согласующего трансформатора, фильтр радиопомех, состоящий из индуктивностей, конденсаторов и ограничителей напряжения, причем индуктивности включены в цепи первичной обмотки согласующего трансформатора, а конденсаторы и ограничители напряжения включены между входными цепями и корпусом источника постоянного напряжения, блок отключения, содержащий трансформатор питания, выпрямитель, исполнительный орган защиты и коммутирующий аппарат, включенный во входные силовые цепи источника постоянного напряжения, датчик ограничения и стабилизации выходного тока, включенный в выходные силовые цепи источника постоянного напряжения, сглаживающий фильтр, включенный в выходные силовые цепи источника постоянного напряжения, счетчик времени наработки, подключенный к блоку сравнения, и блок активного фильтра, на вход которого поступает сигнал обратной связи, а выход подключен к блоку управления при этом блок управления содержит трансформатор питания, блок источников питания, блок защиты, к входам которого подключены датчик фазного тока и датчик ограничения и стабилизации выходного тока, а к выходу - исполнительный орган защиты, блок сравнения, входы которого подключены к стабилизатору опорного напряжения, к выходу блока активного фильтра и к датчику ограничения и стабилизации выходного тока, блок формирования импульсов, вход которого подключен к выходу блока сравнения, блок усилителя мощности, вход которого подключен к выходу блока формирования импульсов, а выход - к регулируемому выпрямителю.A known DC voltage source (Utility Model Certificate No. 18025, Н02М 7/00, 2001. Bull. No. 13), comprising a voltage regulator, comparison and control units, a matching transformer, an adjustable rectifier connected to the output windings of a matching transformer, a phase sensor current included in the input circuit of the matching transformer, a radio noise filter consisting of inductors, capacitors and voltage limiters, and the inductors are included in the primary winding of the matching transform an amplifier, and capacitors and voltage limiters are connected between the input circuits and the housing of the DC voltage source, a trip unit containing a power transformer, a rectifier, an executive protection device and a switching device included in the input power circuits of the DC voltage source, an output current limiting and stabilizing sensor, included in the output power circuits of a constant voltage source, a smoothing filter included in the output power circuits of a constant voltage source, a time counter n operation connected to the comparison unit, and the active filter unit, the input of which receives a feedback signal, and the output is connected to the control unit while the control unit contains a power transformer, a power supply unit, a protection unit, to the inputs of which a phase current sensor and a sensor are connected limitation and stabilization of the output current, and to the output - the executive protection unit, a comparison unit, the inputs of which are connected to the voltage regulator, to the output of the active filter unit and to the limitation and stabilization sensor output current, a pulse forming unit, the input of which is connected to the output of the comparison unit, a power amplifier unit, the input of which is connected to the output of the pulse forming unit, and the output to an adjustable rectifier.

Недостатками этого источника постоянного напряжения являются: низкое входное сопротивление блока активного фильтра и малая величина допускаемого сигнала помехи переменного синусоидального напряжения частотой 50 Гц на входе блока активного фильтра, отсутствуют защита блока управления от перенапряжений, контроль величины защитного тока на подземном металлическом сооружении счетчиком времени наработки и резервный режим ручного регулирования при отказе блока управления.The disadvantages of this constant voltage source are: low input resistance of the active filter unit and a small value of the permissible interference signal of an alternating sinusoidal voltage of 50 Hz at the input of the active filter unit, there is no protection of the control unit against overvoltage, monitoring of the protective current value in an underground metal structure by the operating time counter and standby mode of manual regulation in case of failure of the control unit.

Известен источник постоянного напряжения (Патент №2212745, Н02Н 3/08, 3/20, Н02М 7/02, 2003. Бюл. №26), содержащий последовательно соединенные трансформатор и управляемый выпрямитель, сглаживающий фильтр, усилитель сигнала рассогласования, источник опорного напряжения, блок фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий индуктивности, ограничители напряжений и конденсаторы, причем индуктивности включены в шины питания источника постоянного напряжения, ограничители напряжения подключены к шинам питания источника постоянного напряжения и корпусу, а конденсаторы включены между шинами питания источника постоянного напряжения, между шинами питания источника постоянного напряжения и корпусом, коммутирующий аппарат, датчик фазного тока, при том входные силовые цепи коммутирующего аппарата подключены к блоку фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, а выходные силовые цепи подключены к датчику фазного тока, первый выход которого соединен с первичной обмоткой трансформатора, вход сглаживающего фильтра соединен с первым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен с первой шиной нагрузки источника постоянного напряжения, датчик ограничения и стабилизации выходного тока, вход которого соединен со вторым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен со второй шиной нагрузки источника постоянного напряжения, фильтр радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий ограничители напряжений и конденсаторы, в котором ограничители напряжения и конденсаторы включены между шинами нагрузки источника постоянного напряжения, между шиной нагрузки источника постоянного напряжения и корпусом, последовательно соединенные трансформатор питания зашиты, выпрямитель и исполнительный орган защиты, при этом вход трансформатора питания защиты подключен к входным силовым цепям коммутирующего аппарата, а выходные цепи исполнительного органа защиты включены последовательно в цепь питания коммутирующего аппарата, блок активного фильтра, первый вход которого предназначен для подключения сигнала обратной связи, блок управления, содержащий блок защиты, первый вход которого подключен ко второму выходу датчика фазного тока, третий вход подключен ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока, а выход подключен ко второму входу исполнительного органа защиты, и последовательно соединенные трансформатор питания, блок источников питания, источник опорного напряжения, блок усилителей сигналов рассогласования, который снабжен схемой управления счетчиком времени наработки, инвертирующим усилителем и вторым усилителем сигнала рассогласования, при этом в выходные цепи обоих усилителей сигналов рассогласования включены развязывающие диоды, третьи входы инвертирующего усилителя, первого и второго усилителей сигналов рассогласования соединены с первым входом блока усилителей сигналов рассогласования, вторые входы инвертирующего усилителя, первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены со вторым входом блока усилителей сигналов рассогласования, первый вход второго усилителя сигнала рассогласования соединен с третьим входом блока усилителей сигналов рассогласования, четвертый вход блока усилителей сигналов рассогласования соединен с первым входом инвертирующего усилителя, выход которого соединен с первыми входами первого усилителя сигнала рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки, третий вход схемы управления счетчиком времени наработки соединен с пятым входом блока усилителей сигналов рассогласования, а выход схемы управления счетчиком времени наработки соединен с третьим выходом блока усилителей сигналов рассогласования, блок формирования импульсов, к первому входу которого подключены выходы обоих усилителей сигналов рассогласования, и блок усилителя мощности, выход которого соединен со вторым входом управляемого выпрямителя, а второй вход соединен со вторым выходом блока источников питания и вторыми входами блока активного фильтра, блока защиты, блока формирования импульсов и блока усилителей сигналов рассогласования, при этом третий, четвертый и пятый входы которого подключены ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока, к выходу блока активного фильтра и ко второму выходу трансформатора питания, третий и четвертый выходы которого подключены к третьему входу блока формирования импульсов и к третьему входу блока усилителя мощности, а вход соединен с первичной обмоткой трансформатора, и счетчик времени наработки, вход которого соединен с третьим выходом блока усилителей сигналов рассогласования.A known source of constant voltage (Patent No. 2212745, Н02Н 3/08, 3/20, НОМ 7/02, 2003. Bull. No. 26), containing a series-connected transformer and a controlled rectifier, a smoothing filter, an error signal amplifier, a reference voltage source, a radio noise filter and surge protection unit comprising inductors, voltage limiters and capacitors, the inductors being included in the power supply buses of the DC voltage source, the voltage limiting devices connected to the power supply buses of the DC voltage source and the case, and the capacitors are connected between the power supply buses of the DC voltage source, between the power supply buses of the DC voltage source and the case, a switching device, a phase current sensor, while the input power circuits of the switching device are connected to the radio interference filter and surge protection unit, and the output power circuits are connected to the phase current sensor, the first output of which is connected to the primary winding of the transformer, the input of the smoothing filter is connected to the first output of the controlled rectifier, and the output is connected n with the first load bus of the DC voltage source, the output current limitation and stabilization sensor, the input of which is connected to the second output of the controlled rectifier, and the output is connected to the second load bus of the constant voltage source, a radio noise filter and surge protection, containing voltage limiters and capacitors, in wherein voltage limiters and capacitors are connected between the load buses of the constant voltage source, between the load bus of the constant voltage source and the housing, after A properly connected power transformer, a rectifier and an executive protection body, while the input of the protection power transformer is connected to the input power circuits of the switching device, and the output circuits of the executive protection device are connected in series to the power circuit of the switching device, an active filter unit, the first input of which is designed to connect feedback signal, a control unit containing a protection unit, the first input of which is connected to the second output of the phase current sensor, the third input is connected it is connected to the second output of the output current limitation and stabilization sensor, and the output is connected to the second input of the executive protection unit, and a power transformer, a power supply unit, a reference voltage source, a mismatch signal amplifier block, which is equipped with a control circuit for the operating time counter, an inverting amplifier and a second amplifier of the error signal, while the output circuits of both amplifiers of the error signals include isolation diodes, the third inputs of an oscillating amplifier, the first and second mismatch signal amplifiers are connected to the first input of the mismatch signal amplifier block, the second inputs of the inverting amplifier, the first and second mismatch signal amplifiers, and the operating time counter control circuit are connected to the second input of the mismatch signal amplifier block, the first input of the second mismatch signal amplifier connected to the third input of the mismatch signal amplifier block, the fourth input of the mismatch signal amplifier block connected to the first input of the inverting amplifier, the output of which is connected to the first inputs of the first amplifier of the error signal and the operating time counter control circuit, the third input of the operating time counter control circuit is connected to the fifth input of the mismatch signal amplifier block, and the output of the operating time counter control circuit is connected to the third output of the block of amplifiers of the mismatch signals, the pulse shaping unit, to the first input of which the outputs of both amplifiers of the signal coordination, and the power amplifier unit, the output of which is connected to the second input of the controlled rectifier, and the second input is connected to the second output of the power supply unit and the second inputs of the active filter unit, the protection unit, the pulse forming unit, and the mismatch signal amplifier unit, while the third, fourth and the fifth inputs of which are connected to the second output of the sensor limiting and stabilizing the output current, to the output of the active filter unit and to the second output of the power transformer, the third and fourth outputs to orogo connected to the third input of the pulse shaper and to the third input of the power amplifier unit and the input is connected to the primary winding of the transformer, and operating time counter, whose input is connected to the third output of the error amplifier signal.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является источник постоянного напряжения (Патент №2256999, Н02М 7/02, Н02Н 3/08, 3/20, 2005. Бюл. №20), содержащий последовательно соединенные трансформатор и управляемый выпрямитель, сглаживающий фильтр, усилитель сигнала рассогласования, источник опорного напряжения, блок фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий индуктивности, ограничители напряжений и конденсаторы, причем индуктивности включены в шины питания источника постоянного напряжения, ограничители напряжения подключены к шинам питания источника постоянного напряжения и корпусу, а конденсаторы включены между шинами питания источника постоянного напряжения, между шинами питания источника постоянного напряжения и корпусом, коммутирующий аппарат, датчик фазного тока, при этом входные силовые цепи коммутирующего аппарата подключены к блоку фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, выходная силовая цепь подключена к датчику фазного тока, первый выход которого соединен с первичной обмоткой трансформатора, вход сглаживающего фильтра соединен с первым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен с первой шиной нагрузки источника постоянного напряжения, датчик ограничения и стабилизации выходного тока, вход которого соединен со вторым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен со второй шиной нагрузки источника постоянного напряжения, фильтр радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий ограничители напряжений и конденсаторы, в котором ограничители напряжения и конденсаторы включены между шинами нагрузки источника постоянного напряжения, между шиной нагрузки источника постоянного напряжения и корпусом, последовательно соединенные трансформатор питания защиты, выпрямитель и исполнительный орган защиты, при этом вход трансформатора питания защиты подключен к входным силовым цепям коммутирующего аппарата, а выходные цепи исполнительного органа защиты включены последовательно в цепь питания коммутирующего аппарата, блок активного фильтра, первый вход которого предназначен для подключения сигнала обратной связи, блок управления, содержащий блок защиты, первый вход которого подключен ко второму выходу датчика фазного тока, третий вход подключен ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока, выход подключен ко второму входу исполнительного органа защиты, и последовательно соединенные трансформатор питания, блок источников питания, источник опорного напряжения, блок усилителей сигналов рассогласования, который снабжен схемой управления счетчиком времени наработки и вторым усилителем сигнала рассогласования, при этом в выходные цепи обоих усилителей сигналов рассогласования включены развязывающие диоды, третьи входы первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены с первым входом блока усилителей сигналов рассогласования, вторые входы первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены со вторым входом блока усилителей сигналов рассогласования, первый вход второго усилителя сигнала рассогласования соединен с третьим входом блока усилителей сигналов рассогласования, четвертый вход блока усилителей сигналов рассогласования соединен с первыми входами первого усилителя сигнала рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки, выход схемы управления счетчиком времени наработки соединен с третьим выходом блока усилителей сигналов рассогласования, блок формирования импульсов, к первому входу которого подключен выход второго усилителя сигнала рассогласования, и блок усилителя мощности, выход которого соединен со вторым входом управляемого выпрямителя, второй вход соединен со вторым выходом блока источников питания и вторыми входами блока активного фильтра, блока защиты, блока формирования импульсов и блока усилителей сигналов рассогласования, при этом третий и четвертый входы которого подключены ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока и к выходу блока активного фильтра, третий и четвертый выходы трансформатора питания подключены к третьему входу блока формирования импульсов и к третьему входу блока усилителя мощности, вход соединен с первичной обмоткой трансформатора, счетчик времени наработки и блок активного фильтра, содержащий последовательно соединенные делитель напряжения, повторитель напряжения и активный фильтр низких частот, при этом выход активного фильтра низких частот подключен к выходу блока активного фильтра, вход делителя напряжения подключен к первому входу блока активного фильтра, вторые входы повторителя напряжения и активного фильтра низких частот подключены ко второму входу блока активного фильтра, второй вход блока источников питания подключен ко второму выходу трансформатора питания, третий вход блока источников питания подключен к третьему выходу блока усилителей сигналов рассогласования, в котором выход первого усилителя сигнала рассогласования соединен с первым выходом блока усилителей сигналов рассогласования, выход второго усилителя сигнала рассогласования соединен со вторым выходом блока усилителей сигналов рассогласования, третий выход блока источников питания подключен к счетчику времени наработки, вторая выходная силовая цепь коммутирующего аппарата соединена с первичной обмоткой трансформатора, сглаживающий фильтр снабжен компенсационной обмоткой и введен переключатель режимов работы, первый вход которого подключен к четвертому выходу блока источников питания, второй вход подключен к первому выходу блока усилителей сигналов рассогласования, выход подключен к первому входу блока формирования импульсов.The closest technical solution selected as a prototype is a constant voltage source (Patent No. 2256999, Н02М 7/02, Н02Н 3/08, 3/20, 2005. Bull. No. 20), containing a transformer connected in series and a controlled rectifier, smoothing a filter, a mismatch signal amplifier, a reference voltage source, a radio noise filter and an overvoltage protection block containing inductors, voltage limiters and capacitors, and the inductances are included in the DC bus power supply, the limiters on voltages are connected to the DC power supply busbars and the housing, and capacitors are connected between the DC voltage supply busbars, between the DC voltage supply busbars and the housing, a switching device, a phase current sensor, while the input power circuits of the switching device are connected to the radio interference filter unit and surge protection, the output power circuit is connected to a phase current sensor, the first output of which is connected to the primary winding of the transformer, the input of the smoothing filter tra is connected to the first output of the controlled rectifier, and the output is connected to the first load bus of the constant voltage source, a sensor for limiting and stabilizing the output current, the input of which is connected to the second output of the controlled rectifier, and the output is connected to the second bus of the load of the constant voltage, radio interference filter and protection surge protector, containing voltage limiters and capacitors, in which voltage limiters and capacitors are connected between the load buses of the DC voltage source, m I am waiting for the DC bus load and the housing, the protection power transformer, the rectifier and the protection executive element connected in series, while the input of the protection voltage transformer is connected to the input power circuits of the switching device, and the output circuits of the executive protection body are connected in series to the power circuit of the switching device, block active filter, the first input of which is designed to connect a feedback signal, a control unit containing a protection unit, the first input of which connected to the second output of the phase current sensor, the third input is connected to the second output of the sensor limiting and stabilizing the output current, the output is connected to the second input of the actuator, and the serially connected power transformer, power supply unit, reference voltage source, mismatch signal amplifier block, which is equipped with a control circuit of the operating time counter and a second amplifier of the error signal, while the output circuits of both amplifiers of the error signals are on decoupling diodes, the third inputs of the first and second mismatch signal amplifiers and the operating time counter control circuit are connected to the first input of the mismatch signal amplifier block, the second inputs of the first and second mismatch signal amplifiers and the operating time counter control circuit are connected to the second input of the mismatch signal amplifier, the first input of the second amplifier of the error signal is connected to the third input of the block of amplifiers of the error signals, the fourth input is the eye of the mismatch signal amplifiers is connected to the first inputs of the first mismatch signal amplifier and the operating time counter control circuit, the output of the operating time counter control circuit is connected to the third output of the mismatch signal amplifier block, the pulse generating unit, to the first input of which the output of the second mismatch signal amplifier is connected, and power amplifier unit, the output of which is connected to the second input of the controlled rectifier, the second input is connected to the second output of the source unit power supply and the second inputs of the active filter unit, the protection unit, the pulse shaping unit and the mismatch signal amplifier block, the third and fourth inputs of which are connected to the second output of the output current limiting and stabilizing sensor and to the output of the active filter block, the third and fourth outputs of the transformer the power supply is connected to the third input of the pulse forming unit and to the third input of the power amplifier unit, the input is connected to the primary winding of the transformer, the operating time counter and unit a an active filter containing a series-connected voltage divider, a voltage follower and an active low-pass filter, while the output of the active low-pass filter is connected to the output of the active filter unit, the input of the voltage divider is connected to the first input of the active filter unit, the second inputs of the voltage follower and active low filter frequencies are connected to the second input of the active filter unit, the second input of the power supply unit is connected to the second output of the power transformer, the third input of the power supply unit power supply is connected to the third output of the mismatch signal amplifier block, in which the output of the first mismatch signal amplifier is connected to the first output of the mismatch signal amplifier block, the output of the second mismatch signal amplifier is connected to the second output of the mismatch signal amplifier, the third output of the power amplifier block is connected to the time counter operating hours, the second output power circuit of the switching device is connected to the primary winding of the transformer, the smoothing filter is supplied with a compensation winding and an operating mode switch is introduced, the first input of which is connected to the fourth output of the power supply unit, the second input is connected to the first output of the mismatch signal amplifier block, the output is connected to the first input of the pulse forming unit.

Недостатками этого источника постоянного напряжения являются: отсутствуют защита блока управления от перенапряжений, контроль величины защитного тока на подземном металлическом сооружении счетчиком времени наработки и резервный режим ручного регулирования при отказе блока управления.The disadvantages of this constant voltage source are: there is no protection of the control unit against overvoltage, control of the value of the protective current at the underground metal structure by the operating time counter and a standby mode of manual regulation in case of failure of the control unit.

Технический результат - повышена надежность катодной защиты подземного металлического сооружения, обеспечена защита блока управления и блока ручного регулирования от перенапряжений, блок контроля тока включает счетчик времени наработки в работу, когда выходной ток источника постоянного напряжения больше или равен заданному защитному току на подземном металлическом сооружении, блок ручного регулирования выходного тока источника постоянного напряжения автоматически включается в работу при отказе блока управления.EFFECT: increased reliability of cathodic protection of an underground metal structure, protection of the control unit and manual control unit against overvoltage, the current control unit includes a running hours counter when the output current of the DC voltage source is greater than or equal to the specified protective current at the underground metal structure, unit manual control of the output current of the DC voltage source is automatically included in the operation in case of failure of the control unit.

Технический результат достигается тем, что источник постоянного напряжения снабжен последовательно соединенными трансформатором питания блока ручного регулирования и блоком ручного регулирования, блоком защиты от перенапряжений, первый вход которого подключен ко второму выходу трансформатора питания защиты, второй вход подключен к первому выходу датчика фазного тока, а выход соединен со вторым входом трансформатора питания и с первым входом трансформатора питания блока ручного регулирования, второй вход которого подключен ко второму выходу коммутирующего аппарата и к первому входу трансформатора питания, выход блока ручного регулирования соединен со вторым входом управляемого выпрямителя, при этом блок ручного регулирования автоматически включается в работу при отказе блока управления, и блоком контроля тока, первый вход которого подключен ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока, второй вход подключен ко второму выходу блока источников питания, а выход подключен ко второму входу переключателя режимов работы,The technical result is achieved by the fact that the DC voltage source is equipped with a series-connected power transformer of the manual control unit and the manual control unit, an overvoltage protection unit, the first input of which is connected to the second output of the protection power transformer, the second input is connected to the first output of the phase current sensor, and the output connected to the second input of the power transformer and to the first input of the power transformer of the manual control unit, the second input of which is connected to the second mu output of the switching device and to the first input of the power transformer, the output of the manual control unit is connected to the second input of the controlled rectifier, while the manual control unit is automatically activated when the control unit fails, and the current control unit, the first input of which is connected to the second output of the limit sensor and stabilization of the output current, the second input is connected to the second output of the power supply unit, and the output is connected to the second input of the mode switch,

Применение в источнике постоянного напряжения блока защиты от перенапряжений позволяет защитить блок управления и блок ручного регулирования от перенапряжений, кратковременно возникающих в питающей сети. Например, при захлестывании проводов питающей сети или при отключении напряжения питающей сети и повторном включении напряжение в питающей сети может кратковременно увеличиваться до 400 В. Когда напряжение в питающей сети превысит, например, 280 В, тогда блок защиты от перенапряжений отключит трансформаторы блока управления и блока ручного регулирования от питающей сети на время воздействия перенапряжения.The use of an overvoltage protection unit in a constant voltage source allows protecting the control unit and the manual control unit against overvoltages that occur briefly in the supply network. For example, when the wires of the mains are overwhelmed or when the mains voltage is turned off and on again, the voltage in the mains can increase briefly to 400 V. When the voltage in the mains exceeds, for example, 280 V, then the overvoltage protection unit will disconnect the transformers of the control unit and the unit manual regulation from the mains for the duration of the overvoltage.

Применение блока ручного регулирования позволяет повысить надежность защиты от электрохимической коррозии подземного металлического сооружения. При отказе блока управления блок ручного регулирования автоматически включается в работу и поддерживает заданную величину тока на подземном металлическом сооружении, тем самым обеспечивает непрерывность катодной защиты. Величина защитного тока устанавливается заранее. При отказе блока управления и отсутствии блока ручного регулирования в источнике постоянного напряжения защитный ток на подземном металлическом сооружении тоже будет отсутствовать, следовательно, будет отсутствовать и защитный потенциал, что приведет к возникновению коррозии. По ГОСТ Р 51164-98 для магистральных трубопроводов допускается отсутствие защитного потенциала (тока) не более 10 суток в год.The use of a manual control unit improves the reliability of protection against electrochemical corrosion of an underground metal structure. In case of failure of the control unit, the manual control unit is automatically included in the operation and maintains the set current value at the underground metal structure, thereby ensuring continuity of cathodic protection. The protective current value is set in advance. If the control unit fails and there is no manual control unit in the constant voltage source, the protective current at the underground metal structure will also be absent, therefore, there will be no protective potential, which will lead to corrosion. According to GOST R 51164-98 for trunk pipelines, the absence of protective potential (current) is allowed for no more than 10 days a year.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна".Comparison of the claimed technical solution with the prototype made it possible to establish compliance with their criterion of "novelty."

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".In the study of other known technical solutions in the art, the features that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified and therefore they provide the claimed technical solution with the criterion of "significant differences".

На фиг.1 представлена функциональная схема источника постоянного напряжения.Figure 1 presents a functional diagram of a constant voltage source.

Источник постоянного напряжения состоит из блока фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений 1, коммутирующего аппарата 2, датчика фазного тока 3, трансформатора 4, управляемого выпрямителя 5, сглаживающего фильтра 6, датчика ограничения и стабилизации выходного тока 7, фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений 8, трансформатора питания защиты 9, выпрямителя 10, исполнительного органа защиты 11, блока защиты от перенапряжений 12, трансформатора питания блока ручного регулирования 13, блока ручного регулирования 14, счетчика времени наработки 15, блока управления 16, трансформатора питания 17, блока источников питания 18, источника опорного напряжения 19, блока усилителей сигналов рассогласования 20, блока формирования импульсов 21, блока усилителя мощности 22, блока защиты 23, блока контроля тока 24, переключателя режимов работы 25, блока активного фильтра 26, делителей напряжения 27 и 31, повторителей напряжения 28 и 32, переключателя каналов 29 и активного фильтра низких частот 30.The DC voltage source consists of a radio noise filter and surge protection unit 1, a switching device 2, a phase current sensor 3, a transformer 4, a controlled rectifier 5, a smoothing filter 6, an output current limiting and stabilizing sensor 7, a radio noise filter and surge protection 8, protection power transformer 9, rectifier 10, protection executive 11, surge protection unit 12, power transformer of manual regulation unit 13, manual regulation unit 14, operating hours counter ki 15, control unit 16, power transformer 17, power supply unit 18, reference voltage source 19, mismatch signal amplifier unit 20, pulse shaping unit 21, power amplifier unit 22, protection unit 23, current control unit 24, operating mode switch 25 , an active filter unit 26, voltage dividers 27 and 31, voltage followers 28 and 32, a channel selector 29 and an active low-pass filter 30.

Трансформатор питания 17, блок источников питания 18, источник опорного напряжения 19, блок усилителей сигналов рассогласования 20, блок формирования импульсов 21, блок усилителя мощности 22, блок защиты 23, блок контроля тока 24 и переключатель режимов работы 25 составляют блок управления 16 источником постоянного напряжения.Power transformer 17, power supply unit 18, reference voltage source 19, mismatch signal amplifier unit 20, pulse forming unit 21, power amplifier unit 22, protection unit 23, current monitoring unit 24, and operating mode switch 25 comprise a control unit 16 for constant voltage source .

Делители напряжения 27 и 31, повторители напряжения 28 и 32, переключатель каналов 29 и активный фильтр низких частот 30 составляют блок активного фильтра 26.Voltage dividers 27 and 31, voltage followers 28 and 32, a channel selector 29 and an active low-pass filter 30 comprise an active filter 26.

Принцип работы источника постоянного напряжения основан на регулировании выходного напряжения (тока) путем изменения момента времени отпирания регулирующих элементов, осуществляемого системой фазового управления.The principle of operation of a constant voltage source is based on the regulation of the output voltage (current) by changing the instant of unlocking of the control elements by a phase control system.

Блок фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений 1 предназначен для снижения уровня радиопомех и защиты от перенапряжений на шинах питания источника постоянного напряжения. Примененные в блоке фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений индуктивности и конденсаторы позволяют снизить уровень радиопомех, создаваемых регулирующими элементами в управляемом выпрямителе 5, до допустимых значений на шинах питания источника постоянного напряжения.The radio noise filter and surge protection unit 1 is designed to reduce the level of radio noise and surge protection on the power supply buses of the DC voltage source. The inductors and capacitors used in the filter block of the radio noise and overvoltage protection can reduce the level of radio noise created by the regulating elements in the controlled rectifier 5 to acceptable values on the power supply buses of the DC voltage source.

Ограничители напряжения снижают амплитуду импульсов напряжения до допустимых значений на шинах питания источника постоянного напряжения, наводящихся при грозовых разрядах в атмосфере или от действия сетевой коммутационной аппаратуры. В зависимости от назначения и условий эксплуатации источника постоянного напряжения для повышения надежности защиты дополнительные ограничители напряжения следует включать параллельно.Voltage limiters reduce the amplitude of voltage pulses to acceptable values on the power supply buses of a constant voltage source induced during lightning discharges in the atmosphere or from the action of network switching equipment. Depending on the purpose and operating conditions of the DC voltage source, to increase the reliability of protection, additional voltage limiters should be connected in parallel.

На фиг.2 представлена функциональная схема блока фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений 1, где:Figure 2 presents the functional diagram of the filter block radio interference and surge protection 1, where:

33 и 34 - шины питания источника постоянного напряжения;33 and 34 - power supply bus DC voltage;

35 и 36 - ограничители напряжений;35 and 36 - voltage limiters;

37, 38 и 39 - конденсаторы;37, 38 and 39 are capacitors;

40 и 41 - индуктивности;40 and 41 - inductance;

42 - корпус.42 - case.

В блоке фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений 1 индуктивности включены в шины питания источника постоянного напряжения, ограничители напряжения подключены к шинам питания источника постоянного напряжения и корпусу, а конденсаторы включены между шинами питания источника постоянного напряжения, между шинами питания источника постоянного напряжения и корпусом. В фильтре радиопомех необходимо применять конденсаторы с малой собственной индуктивностью.In the filter block of radio noise and overvoltage protection 1 inductances are included in the power supply busbars of the constant voltage source, voltage limiters are connected to the power supply busbars of the constant voltage source and the housing, and capacitors are connected between the power supply busbars of the constant voltage source, between the power supply busbars of the constant voltage source and the housing. Capacitors with low intrinsic inductance must be used in the RFI filter.

Коммутирующий аппарат 2 предназначен для включения источника постоянного напряжения в работу, отключения после окончания работы и отключения от питающей сети при возникновении короткого замыкания или перегрузки в источнике постоянного напряжения или в нагрузке.The switching apparatus 2 is designed to turn on the DC voltage source in operation, disconnect after the end of the operation and disconnect from the mains in the event of a short circuit or overload in the DC voltage source or in the load.

Датчик фазного тока 3 предназначен для контроля величины тока, протекающего в первичной обмотке трансформатора 4. Датчик фазного тока вырабатывает напряжение пропорциональное фазному току в первичной обмотке трансформатора 4.The phase current sensor 3 is designed to control the magnitude of the current flowing in the primary winding of the transformer 4. The phase current sensor generates a voltage proportional to the phase current in the primary winding of the transformer 4.

Трансформатор 4 предназначен для понижения напряжения питающей сети до требуемого значения и гальванической развязки выходного напряжения источника постоянного напряжения от питающей сети.Transformer 4 is designed to lower the voltage of the supply network to the desired value and galvanically decouple the output voltage of the DC voltage source from the supply network.

Управляемый выпрямитель 5 предназначен для обеспечения возможности регулирования выходного напряжения (тока) путем изменения момента времени подачи управляющих импульсов на регулирующие элементы.The controlled rectifier 5 is designed to provide the ability to control the output voltage (current) by changing the time moment of the supply of control pulses to the control elements.

Сглаживающий фильтр 6 предназначен для снижения уровня пульсаций выходного тока (напряжения), повышения коэффициента полезного действия источника постоянного напряжения, ограничения скорости нарастания тока через регулирующие элементы и снижения уровня радиопомех на шинах нагрузки источника постоянного напряжения.Smoothing filter 6 is designed to reduce the level of ripple of the output current (voltage), increase the efficiency of the constant voltage source, limit the rate of rise of current through the control elements and reduce the level of radio noise on the load buses of the constant voltage source.

Применение в сглаживающем фильтре компенсационной обмотки обеспечивает лучшее сглаживание пульсаций, значительно увеличивает эквивалентное сопротивление дросселя, происходит некоторое размагничивание в сердечнике дросселя за счет протекания постоянной составляющей тока нагрузки через компенсационную обмотку, позволяет уменьшить емкость конденсаторов, массу и постоянную составляющую сглаживающего фильтра.The use of a compensation winding in the smoothing filter provides better smoothing of pulsations, significantly increases the equivalent resistance of the inductor, there is some demagnetization in the core of the inductor due to the DC component of the load current flowing through the compensation winding, it allows to reduce the capacitance, mass and constant component of the smoothing filter.

Датчик ограничения и стабилизации выходного тока 7 предназначен для контроля величины тока, протекающего в нагрузке, стабилизации выходного тока в нагрузке и ограничения максимального тока в нагрузке при любых режимах работы источника постоянного напряжения. В качестве датчика ограничения и стабилизации выходного тока могут быть использованы: магниточувствительный датчик Холла, позволяющий измерять силу постоянного, переменного и импульсного тока с гальванической развязкой силовых цепей и цепей контроля, с электронной обработкой сигнала (активный фильтр), шунт с электронной обработкой сигнала (активный фильтр) и гальванической развязкой выходных цепей от цепей контроля, трансформатор постоянного тока с электронной обработкой сигнала (активный фильтр) и другие.The sensor limiting and stabilizing the output current 7 is designed to control the magnitude of the current flowing in the load, stabilize the output current in the load and limit the maximum current in the load under any operating conditions of the DC voltage source. As a sensor for limiting and stabilizing the output current, the following can be used: a magnetically sensitive Hall sensor, which measures the strength of direct, alternating, and pulsed currents with galvanic isolation of power and control circuits, with electronic signal processing (active filter), a shunt with electronic signal processing (active filter) and galvanic isolation of the output circuits from the control circuits, a DC transformer with electronic signal processing (active filter) and others.

Фильтр радиопомех и защиты от перенапряжений 8 предназначен для снижения уровня радиопомех и защиты от перенапряжений на шинах нагрузки источника постоянного напряжения. Он содержит ограничители напряжений и конденсаторы.The radio noise filter and surge protection 8 is designed to reduce the level of radio noise and surge protection on the load buses of a constant voltage source. It contains voltage limiters and capacitors.

На фиг.3 представлена функциональная схема фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений 8, где:Figure 3 presents the functional diagram of the radio interference filter and surge protection 8, where:

43 и 44 - шины нагрузки источника постоянного напряжения;43 and 44 - load busbar of a constant voltage source;

45 и 46 - ограничители напряжений;45 and 46 - voltage limiters;

47 и 48 - конденсаторы;47 and 48 are capacitors;

42 - корпус.42 - case.

В фильтре радиопомех и защиты от перенапряжений 8 ограничители напряжения и конденсаторы включены между шинами нагрузки источника постоянного напряжения, между шиной нагрузки источника постоянного напряжения и корпусом.In the radio interference filter and surge protection 8, voltage limiters and capacitors are connected between the load buses of the constant voltage source, between the load bus of the constant voltage source and the housing.

Трансформатор питания защиты 9 предназначен для понижения напряжения питающей сети до требуемых значений, гальванической развязки выходных напряжений от питающей сети, обеспечения питанием исполнительного органа защиты 11 при отключении источника постоянного напряжения от питающей сети по причине возникновения короткого замыкания или перегрузки и световой сигнализации, сигнализирующей о состоянии и режимах работы источника постоянного напряжения.The protection power transformer 9 is designed to lower the voltage of the supply network to the required values, galvanically decouple the output voltages from the supply network, provide power to the executive protection body 11 when the DC voltage source is disconnected from the supply network due to a short circuit or overload and a light signaling that signals a condition and modes of operation of a constant voltage source.

Выпрямитель 10 вырабатывает напряжения, необходимые для питания исполнительного органа защиты 11.The rectifier 10 generates the voltage necessary to power the executive body of protection 11.

Исполнительный орган защиты 11 предназначен для размыкания цепи питания коммутирующего аппарата 2 при возникновении короткого замыкания или перегрузки. При коротком замыкании срабатывает исполнительный орган защиты и размыкает цепь питания коммутирующего аппарата, силовые цепи которого отключают источник постоянного напряжения от питающей сети. Исполнительный орган защиты при этом переходит в другое устойчивое состояние, фиксируя тем самым выключенное состояние коммутирующего аппарата. В качестве исполнительного органа защиты можно использовать реле с блокировочным контактом или электронное реле с памятью.The executive protection element 11 is designed to open the power circuit of the switching device 2 in the event of a short circuit or overload. In the event of a short circuit, the executive protection element is activated and opens the power circuit of the switching device, the power circuits of which disconnect the DC voltage source from the supply network. The executive body of protection at the same time goes into another stable state, thereby fixing the off state of the switching device. As an executive body of protection, you can use a relay with an interlocking contact or an electronic relay with memory.

Блок защиты от перенапряжений 12 обеспечивает отключение от питающей сети трансформаторов блока управления и блока ручного регулирования на время воздействия перенапряжения.The surge protection unit 12 provides disconnection from the supply network of the transformers of the control unit and the manual control unit for the duration of the overvoltage effect.

Трансформатор питания блока ручного регулирования 13 предназначен для понижения напряжения питающей сети до требуемых значений и гальванической развязки выходных напряжений от питающей сети.The power transformer of the manual control unit 13 is designed to lower the voltage of the supply network to the required values and galvanically decouple the output voltages from the supply network.

Блок ручного регулирования 14 предназначен для ручного регулирования выходного напряжения (тока) источника постоянного напряжения при отказе блока управления.The manual control unit 14 is designed to manually control the output voltage (current) of the constant voltage source in the event of a control unit failure.

Счетчик времени наработки 15 учитывает время работы источника постоянного напряжения в заданном режиме: время наличия заданного защитного потенциала или тока на подземном металлическом сооружении (или какого-либо другого параметра).The operating time counter 15 takes into account the operating time of the constant voltage source in a given mode: the time of the presence of a given protective potential or current at an underground metal structure (or some other parameter).

Если источник постоянного напряжения стабилизирует заданный защитный потенциал подземного металлического сооружения, когда сигнал обратной связи снимается между электродом сравнения и защищаемым подземным металлическим сооружением, то счетчик времени наработки включится в работу только тогда, когда сигнал обратной связи больше или равен заданному защитному потенциалу. При стабилизации выходного тока источника постоянного напряжения счетчик времени наработки включится в работу тогда, когда выходной ток больше или равен заданному значению.If the DC voltage source stabilizes the specified protective potential of the underground metal structure when the feedback signal is removed between the reference electrode and the protected underground metal structure, then the operating time counter will be activated only when the feedback signal is greater than or equal to the specified protective potential. When the output current of the DC voltage source is stabilized, the operating time counter will be turned on when the output current is greater than or equal to the set value.

Если необходимо будет учитывать время работы источника постоянного напряжения в режиме стабилизации какого-либо параметра, тогда следует схему управления счетчиком времени наработки подключить к контуру стабилизации какого-либо параметра.If it will be necessary to take into account the operating time of the constant voltage source in the stabilization mode of some parameter, then the control circuit of the operating time counter should be connected to the stabilization circuit of some parameter.

Блок управления 16 обеспечивает функционирование блоков источника постоянного напряжения в выбранном режиме работы: автоматическое поддержание заданного защитного потенциала на подземном металлическом сооружении, стабилизация выходного тока, стабилизация какого-либо другого параметра (поддержание постоянной температуры нагрева и т.п.), сигнал обратной связи с которого заводится в источник постоянного напряжения через блок активного фильтра 26.The control unit 16 provides the operation of the DC voltage source blocks in the selected operating mode: automatic maintenance of a given protective potential at an underground metal structure, stabilization of the output current, stabilization of some other parameter (maintaining a constant heating temperature, etc.), feedback signal from which is fed into the constant voltage source through the active filter unit 26.

Трансформатор питания 17 предназначен для понижения напряжения питающей сети до требуемых значений и гальванической развязки напряжений от питающей сети.The power transformer 17 is designed to lower the voltage of the supply network to the required values and galvanic isolation of the voltage from the supply network.

Блок источников питания 18 вырабатывает напряжения, необходимые для питания узлов и блоков источника постоянного напряжения и счетчика времени наработки 12.The block of power supplies 18 generates the voltage necessary to power the nodes and blocks of the constant voltage source and the operating time counter 12.

Источник опорного напряжения 19 предназначен для выработки опорного напряжения. Он вырабатывает высокостабильное напряжение, которое используется в качестве опорного напряжения в узлах сравнения усилителей сигналов рассогласования.The reference voltage source 19 is designed to generate a reference voltage. It generates a highly stable voltage, which is used as a reference voltage in the comparison nodes of the mismatch signal amplifiers.

Блок усилителей сигналов рассогласования 20 предназначен для сравнения напряжений обратной связи с опорным напряжением и выработки управляющих напряжений, а также для правления счетчиком времени наработки. В состав блока усилителей сигналов рассогласования входят два усилителя сигналов рассогласования и схема управления счетчиком времени наработки.The block of amplifiers of the mismatch signals 20 is designed to compare feedback voltages with the reference voltage and generate control voltages, as well as to control the operating time counter. The block of amplifiers of the mismatch signals includes two amplifiers of the mismatch signals and a control circuit for the operating hours counter.

На фиг.4 представлена функциональная схема блока усилителей сигналов рассогласования 20, где:Figure 4 presents a functional diagram of a block of amplifiers of the error signals 20, where:

49 и 50 - усилители сигналов рассогласования;49 and 50 - mismatch signal amplifiers;

51 - схема управления счетчиком времени наработки;51 is a control diagram of a running hours counter;

52 и 53 - развязывающие диоды.52 and 53 are decoupling diodes.

В блоке усилителей сигналов рассогласования 20 в выходные цепи обоих усилителей сигналов рассогласования включены развязывающие диоды, третьи входы первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены с первым входом блока усилителей сигналов рассогласования, вторые входы первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены со вторым входом блока усилителей сигналов рассогласования, первый вход второго усилителя сигнала рассогласования соединен с третьим входом блока усилителей сигналов рассогласования, четвертый вход блока усилителей сигналов рассогласования соединен с первыми входами первого усилителя сигнала рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки, выход схемы управления счетчиком времени наработки соединен с третьим выходом блока усилителей сигналов рассогласования, выход первого усилителя сигнала рассогласования соединен с первым выходом блока усилителей сигналов рассогласования, выход второго усилителя сигнала рассогласования соединен со вторым выходом блока усилителей сигналов рассогласования.In the block of amplifiers of the mismatch signals 20, isolation diodes are included in the output circuits of both amplifiers of the signals of mismatch, the third inputs of the first and second amplifiers of the mismatch signals and the control circuit of the operating time counter are connected to the first input of the block of amplifiers of the mismatch signals, the second inputs of the first and second amplifiers of the mismatch signals operating hours counter are connected to the second input of the block of amplifiers of the error signals, the first input of the second amplifier with the mismatch needle is connected to the third input of the mismatch signal amplifier block, the fourth input of the mismatch signal amplifier block is connected to the first inputs of the first mismatch signal amplifier and the operating time counter control circuit, the output of the operating time counter control circuit is connected to the third output of the mismatch signal amplifier, the output of the first amplifier the mismatch signal is connected to the first output of the mismatch signal amplifier block, the output of the second signal amplifier the mismatch signal is connected to the second output of the mismatch signal amplifier block.

Один усилитель сигнала рассогласования с интегратором используется для сравнения напряжения обратной связи, снимаемого с блока активного фильтра 26, с опорным напряжением и выработки управляющего напряжения для стабилизации защитного потенциала на подземном металлическом сооружении или какого-либо другого параметра.One amplifier of the error signal with the integrator is used to compare the feedback voltage taken from the active filter unit 26 with the reference voltage and generate a control voltage to stabilize the protective potential in an underground metal structure or some other parameter.

Другой усилитель сигнала рассогласования используется для сравнения напряжения обратной связи, снимаемого с датчика ограничения и стабилизации выходного тока 7, с опорным напряжением и выработки управляющего напряжения для стабилизации выходного тока источника постоянного напряжения, регулирования величины этого тока и создания режима токоограничения для ограничения максимальной величины выходного тока.Another mismatch signal amplifier is used to compare the feedback voltage taken from the output current limitation and stabilization sensor 7 with the reference voltage and generate a control voltage to stabilize the output current of the constant voltage source, control the magnitude of this current and create a current limiting mode to limit the maximum output current .

Схема управления счетчиком времени наработки используется для включения в работу счетчика времени наработки при определенной величине сигнала обратной связи. Сигнал обратной связи поступает на вход схемы управления счетчиком времени наработки, где сравнивается с опорным напряжением, величина которого устанавливается переменным резистором (задатчик порога включения счетчика времени наработки). Когда сигнал обратной связи равен или больше опорного напряжения, тогда схема управления счетчиком времени наработки включает в работу счетчик времени наработки. Если сигнал обратной связи меньше опорного напряжения, то счетчик времени наработки не включится в работу.The operating hours counter control circuit is used to turn on the operating hours counter for a certain feedback signal. The feedback signal is fed to the input of the operating time counter control circuit, where it is compared with the reference voltage, the value of which is set by a variable resistor (set threshold for the operating hours counter). When the feedback signal is equal to or greater than the reference voltage, then the operating time counter control circuit includes a running hours counter. If the feedback signal is less than the reference voltage, the operating time counter will not be included in the operation.

Блок формирования импульсов 21 предназначен для изменения момента времени подачи импульсов управления и формирования импульсов для управления регулирующими элементами.The pulse shaping unit 21 is designed to change the timing of the supply of control pulses and generate pulses to control the regulatory elements.

Блок усилителя мощности 22 предназначен для усиления мощности импульсов управления и гальванической развязки блока управления от регулирующих элементов.The power amplifier unit 22 is designed to amplify the power of the control pulses and galvanic isolation of the control unit from the control elements.

Блок защиты 23 предназначен для защиты источника постоянного напряжения от повреждений в случае возникновения неисправностей и коротких замыканий в нагрузке или внутри источника постоянного напряжения и отключения его от питающей сети.The protection unit 23 is designed to protect the DC voltage source from damage in case of malfunctions and short circuits in the load or inside the DC voltage source and disconnect it from the mains.

Блок контроля тока 24 предназначен для формирования управляющего напряжения для включения счетчика времени наработки в работу, когда выходной ток выпрямителя равен или больше заданного защитного тока.The current control unit 24 is designed to generate a control voltage for turning on the operating hours counter when the output current of the rectifier is equal to or greater than the specified protective current.

Переключатель режимов работы 25 предназначен для включения необходимого режима работы источника постоянного напряжения.The switch mode 25 is designed to enable the required mode of operation of a constant voltage source.

Блок активного фильтра 26 предназначен для сглаживания пульсаций напряжения обратной связи, получения высокого входного сопротивления измерительной цепи, снижения погрешности измерения сигнала обратной связи и обеспечивать надежную работу источника постоянного напряжения при наличии сигнала помехи на измерительных цепях.The active filter unit 26 is designed to smooth the ripple of the feedback voltage, to obtain a high input resistance of the measuring circuit, to reduce the error of the measurement of the feedback signal and to ensure reliable operation of the DC voltage source in the presence of an interference signal on the measuring circuits.

При глубоких углах регулирования напряжение обратной связи будет не постоянным, а пульсирующим, что приведет к снижению точности стабилизации защитного потенциала (напряжения). Применение блока активного фильтра позволяет получить постоянное напряжение на его выходе, пропорциональное среднему значению пульсирующего напряжения на его входе.At deep control angles, the feedback voltage will not be constant, but pulsating, which will lead to a decrease in the stabilization accuracy of the protective potential (voltage). The use of an active filter unit allows you to get a constant voltage at its output, proportional to the average value of the ripple voltage at its input.

Делители напряжения 27 и 31 предназначены для получения высокого входного сопротивления блока активного фильтра, например, для получения двух различных величин входного сопротивления 10 МОм и 1 МОм, и снижения величины сигнала помехи переменного синусоидального напряжения частотой 50 Гц, поступающего на вход повторителя напряжения.The voltage dividers 27 and 31 are designed to obtain a high input impedance of the active filter unit, for example, to obtain two different input impedances of 10 MOhm and 1 MOhm, and to reduce the magnitude of the interference signal of an alternating sinusoidal voltage of 50 Hz supplied to the input of the voltage follower.

При уменьшении удельного сопротивления почвы весной и осенью из-за дождей электрод сравнения, с которого снимается сигнал обратной связи, следует подключать ко второму каналу с входным сопротивлением 1 МОм. Летом и зимой, когда удельное сопротивление почвы увеличивается, электрод сравнения следует подключить к первому каналу с входным сопротивлением 10 МОм. Это позволит повысить надежность и эффективность защиты подземных металлических сооружений от электрохимической коррозии.If the soil resistivity decreases in spring and autumn due to rains, the reference electrode, from which the feedback signal is taken, should be connected to the second channel with an input resistance of 1 MΩ. In summer and winter, when the soil resistivity increases, the reference electrode should be connected to the first channel with an input resistance of 10 MΩ. This will increase the reliability and effectiveness of the protection of underground metal structures from electrochemical corrosion.

Повторители напряжения 28 и 32 предназначены для усиления по мощности сигнала, снимаемого с делителя напряжения, и согласования высокоомного выхода делителя напряжения с низкоомным входом активного фильтра низких частот.Voltage followers 28 and 32 are designed to amplify the power of the signal taken from the voltage divider and match the high-resistance output of the voltage divider with the low-resistance input of the active low-pass filter.

Переключатель каналов 29 предназначен для подключения к активному фильтру низких частот 30 одного из каналов.The channel selector 29 is designed to connect one of the channels to the active low-pass filter 30.

Для увеличения количества каналов в блоке активного фильтра 26 более двух необходимо дополнительно ввести нужное количество делителей напряжения и повторителей напряжения, а переключатель каналов подобрать по числу каналов.To increase the number of channels in the active filter unit 26 for more than two, it is necessary to additionally introduce the required number of voltage dividers and voltage followers, and select the channel selector according to the number of channels.

Активный фильтр низких частот 30 предназначен для сглаживания пульсаций напряжения обратной связи и восстановления амплитуды сигнала обратной связи по напряжению.Active low-pass filter 30 is designed to smooth the ripple of the feedback voltage and restore the amplitude of the feedback signal voltage.

В блоке активного фильтра последовательно соединены первый делитель напряжения, первый повторитель напряжения, переключатель каналов и активный фильтр низких частот, при этом выход активного фильтра низких частот подключен к выходу блока активного фильтра, вход первого делителя напряжения подключен к первому входу блока активного фильтра, предназначенному для подключения сигнала обратной связи, вторые входы первого повторителя напряжения и активного фильтра низких частот подключены ко второму входу блока активного фильтра, и последовательно соединенные второй делитель напряжения, второй повторитель напряжения и переключатель каналов, выход которого подключен к первому входу активного фильтра низких частот, вход второго делителя напряжения подключен к третьему входу блока активного фильтра, предназначенному для подключения сигнала обратной связи, второй вход второго повторителя напряжения подключен ко второму входу блока активного фильтра, выход первого повторителя напряжения подключен ко второму входу переключателя каналов.In the active filter unit, a first voltage divider, a first voltage follower, a channel selector and an active low-pass filter are connected in series, while the output of the active low-pass filter is connected to the output of the active filter unit, the input of the first voltage divider is connected to the first input of the active filter unit, intended for feedback signal connection, the second inputs of the first voltage follower and the active low-pass filter are connected to the second input of the active filter unit, and the last The second voltage divider, the second voltage follower and the channel selector, the output of which is connected to the first input of the active low-pass filter, the input of the second voltage divider is connected to the third input of the active filter unit for connecting the feedback signal, the second input of the second voltage follower is connected to the second input of the active filter unit, the output of the first voltage follower is connected to the second input of the channel selector.

На фиг.5 представлен второй вариант функциональной схемы источника постоянного напряжения.Figure 5 presents the second variant of the functional diagram of a constant voltage source.

Источник постоянного напряжения по второму варианту состоит из блока фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений 1, коммутирующего аппарата 2, датчика фазного тока 3, трансформатора 4, управляемого выпрямителя 5, сглаживающего фильтра 6, датчика ограничения и стабилизации выходного тока 7, фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений 8, трансформатора питания защиты 9, выпрямителя 10, исполнительного органа защиты 11, блока защиты от перенапряжений 12, трансформатора питания блока ручного регулирования 13, блока ручного регулирования 14, счетчика времени наработки 15, блока управления 16, трансформатора питания 17, блока источников питания 18, источника опорного напряжения 19, блока усилителей сигналов рассогласования 20, блока формирования импульсов 21, блока усилителя мощности 22, блока защиты 23, блока контроля тока 24, переключателя режимов работы 25, блока активного фильтра 26, делителя напряжения 27, повторителя напряжения 28 и активного фильтра низких частот 29.The DC voltage source according to the second embodiment consists of a radio noise filter block and surge protection 1, a switching device 2, a phase current sensor 3, a transformer 4, a controlled rectifier 5, a smoothing filter 6, an output current limitation and stabilization sensor 7, a radio noise filter and protection against overvoltage 8, power protection transformer 9, rectifier 10, protection executive 11, surge protection unit 12, power transformer of manual control unit 13, manual control unit 14, account Operating time 15, control unit 16, power transformer 17, power supply unit 18, reference voltage source 19, mismatch signal amplifier block 20, pulse forming unit 21, power amplifier unit 22, protection unit 23, current control unit 24, mode switch work 25, the active filter unit 26, the voltage divider 27, the voltage follower 28 and the active low-pass filter 29.

Делитель напряжения 27, повторитель напряжения 28 и активный фильтр низких частот 29 составляют блок активного фильтра 26.The voltage divider 27, the voltage follower 28 and the active low-pass filter 29 comprise an active filter block 26.

В блоке активного фильтра последовательно соединены делитель напряжения, повторитель напряжения и активный фильтр низких частот, при этом выход активного фильтра низких частот подключен к выходу блока активного фильтра, вход делителя напряжения подключен к первому входу блока активного фильтра, предназначенному для подключения сигнала обратной связи, вторые входы повторителя напряжения и активного фильтра низких частот подключены ко второму входу блока активного фильтра.In the active filter unit, a voltage divider, a voltage follower and an active low-pass filter are connected in series, while the output of the active low-pass filter is connected to the output of the active filter unit, the input of the voltage divider is connected to the first input of the active filter unit for connecting the feedback signal, the second the inputs of the voltage follower and the active low-pass filter are connected to the second input of the active filter unit.

Источник постоянного напряжения работает следующим образом.A constant voltage source operates as follows.

Напряжение питающей сети через шины питания источника постоянного напряжения, блок фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений 1, коммутирующий аппарат 2, датчик фазного тока 3 и вторую выходную силовую цепь коммутирующего аппарата 2 поступает на первичную обмотку трансформатора 4. Выходное напряжение от трансформатора 4 через управляемый выпрямитель 5, сглаживающий фильтр 6 и датчик ограничения и стабилизации выходного тока 7 по шинам нагрузки источника постоянного напряжения поступает в нагрузку. Выходное напряжение (ток) изменяется с помощью управляемого выпрямителя 5.The voltage of the supply network through the power supply bus of the DC voltage source, the radio noise filter and overvoltage protection unit 1, the switching device 2, the phase current sensor 3 and the second output power circuit of the switching device 2 is supplied to the primary winding of the transformer 4. The output voltage from the transformer 4 through a controlled rectifier 5, a smoothing filter 6 and a sensor for limiting and stabilizing the output current 7 through the load buses of the DC voltage source enters the load. The output voltage (current) is changed using a controlled rectifier 5.

Источник постоянного напряжения может работать в нескольких режимах: ручного регулирования выходного напряжения (тока), стабилизации какого-либо параметра (защитного потенциала, выходного напряжения, температуры и т.п.), стабилизации выходного тока и ограничения выходного тока на уровне, не превышающем номинальное значение более чем на (5-10)%.The DC voltage source can operate in several modes: manual regulation of the output voltage (current), stabilization of a parameter (protective potential, output voltage, temperature, etc.), stabilization of the output current and limitation of the output current to a level not exceeding the nominal value by more than (5-10)%.

В источнике постоянного напряжения применена схема плавного включения в работу, что позволяет исключить броски тока в первичной и вторичной обмотках трансформатора 4 и в регулирующих элементах управляемого выпрямителя 5. Схема плавного включения работает только в момент включения источника постоянного напряжения и на дальнейшую его работу не влияет. Схема плавного включения в работу источника постоянного напряжения входит в состав блока формирования импульсов 21 и осуществляет задержку по времени до нескольких секунд.In the DC voltage source, a soft-start circuit is used, which eliminates current surges in the primary and secondary windings of the transformer 4 and in the regulating elements of the controlled rectifier 5. The soft-start circuit only works when the DC voltage source is turned on and does not affect its further operation. The scheme of smooth inclusion in the work of a constant voltage source is part of the pulse forming unit 21 and carries out a time delay of up to several seconds.

Режим ограничения выходного тока на заданном уровне работает одновременно с режимом автоматического поддержания заданного защитного потенциала или с режимом стабилизации какого-либо параметра источника постоянного напряжения и не позволяет выходному току превышать номинальный ток более чем на (5-10)%. При стабилизации выходного тока ограничение выходного тока может производиться на любом уровне в диапазоне от 0 до 100%.The mode of limiting the output current at a given level works simultaneously with the mode of automatically maintaining a given protective potential or with the stabilization mode of some parameter of a constant voltage source and does not allow the output current to exceed the rated current by more than (5-10)%. When stabilizing the output current, the output current can be limited at any level in the range from 0 to 100%.

При применении источника постоянного напряжения для стабилизации защитного потенциала на подземном металлическом сооружении он работает следующим образом. Сигнал обратной связи снимается между электродом сравнения и защищаемым подземным металлическим сооружением и подается на первый вход блока активного фильтра 26. С выхода блока активного фильтра 26 поступает напряжение, пропорциональное сигналу обратной связи, на четвертый вход блока усилителей сигналов рассогласования 20, где сравнивается с заданным опорным напряжением, величина которого устанавливается переменным резистором (задатчик заданного защитного потенциала или какого-либо другого параметра). Опорное напряжение поступает на первый вход блока усилителей сигналов рассогласования 20 от источника опорного напряжения 19. В результате сравнения образуется сигнал рассогласования, который усиливается первым усилителем сигнала рассогласования блока усилителей сигналов рассогласования 20 и в виде управляющего напряжения через развязывающий диод и переключатель режимов работы поступает на первый вход блока формирования импульсов 21.When using a constant voltage source to stabilize the protective potential of an underground metal structure, it works as follows. A feedback signal is removed between the reference electrode and the protected underground metal structure and is fed to the first input of the active filter unit 26. The output of the active filter unit 26 receives a voltage proportional to the feedback signal to the fourth input of the mismatch signal amplifier unit 20, where it is compared with a given reference voltage, the value of which is set by a variable resistor (setpoint of a given protective potential or some other parameter). The reference voltage is supplied to the first input of the mismatch signal amplifier block 20 from the reference voltage source 19. As a result of the comparison, a mismatch signal is generated, which is amplified by the first amplifier of the mismatch signal block of the mismatch signal amplifiers 20 and, in the form of a control voltage, is fed through the decoupling diode and the operation mode switch to the first the input of the pulse shaping unit 21.

В блоке формирования импульсов 21 осуществляется синхронизация начала момента формирования пилообразного напряжения с питающей сетью и фазовое регулирование импульсов управления. В блоке формирования импульсов 21 управляющее напряжение сравнивается с пилообразным напряжением и вырабатываются импульсы управления, которые после предварительного усиления поступают в блок усилителя мощности 22. При изменении амплитуды управляющего напряжения изменяется по фазе и момент сравнения управляющего напряжения с пилообразным напряжением, следовательно, изменяется и величина выходного напряжения (тока) на выходе источника постоянного напряжения.In the block of pulse formation 21, the start of the moment of formation of the sawtooth voltage is synchronized with the supply network and the phase control pulses are controlled. In the pulse generating unit 21, the control voltage is compared with a sawtooth voltage and control pulses are generated, which, after preliminary amplification, are supplied to the power amplifier unit 22. When the amplitude of the control voltage changes, the phase of comparing the control voltage with the sawtooth voltage changes as well, and the output voltage (current) at the output of a constant voltage source.

В блоке усилителя мощности 22 импульсы управления усиливаются по мощности и подаются на регулирующие элементы управляемого выпрямителя 5. Выходной ток источника постоянного напряжения поднимает защитный потенциал подземного металлического сооружения (по абсолютной величине) до величины заданного защитного потенциала и автоматически поддерживает эту величину на заданном уровне. При уменьшении защитного потенциала на подземном металлическом сооружении система автоматического регулирования блока управления 16 увеличивает выходной ток до такой величины, чтобы защитный потенциал стал равным заданному защитному потенциалу. При увеличении защитного потенциала на подземном металлическом сооружении система автоматического регулирования блока управления 16 уменьшает выходной ток до такой величины, чтобы защитный потенциал стал равным заданному защитному потенциалу. Так осуществляется стабилизация заданного защитного потенциала на подземном металлическом сооружении с высокой точностью.In the power amplifier unit 22, the control pulses are amplified by power and supplied to the regulating elements of the controlled rectifier 5. The output current of the constant voltage source raises the protective potential of the underground metal structure (in absolute value) to the value of the specified protective potential and automatically maintains this value at a given level. When reducing the protective potential in an underground metal structure, the automatic control system of the control unit 16 increases the output current to such a value that the protective potential becomes equal to the specified protective potential. When increasing the protective potential in an underground metal structure, the automatic control system of the control unit 16 reduces the output current to such a value that the protective potential becomes equal to the specified protective potential. This is the stabilization of a given protective potential at an underground metal structure with high accuracy.

Для стабилизации выходного напряжения источника постоянного напряжения в качестве сигнала обратной связи необходимо использовать выходное напряжение источника постоянного напряжения. Для этого делитель выходного напряжения подключают к шинам нагрузки. Напряжение обратной связи снимается с делителя и подается на первый вход блока активного фильтра 26. Далее источник постоянного напряжения работает аналогично изложенному выше.To stabilize the output voltage of the constant voltage source, the output voltage of the constant voltage source must be used as a feedback signal. For this, the output voltage divider is connected to the load buses. Feedback voltage is removed from the divider and applied to the first input of the active filter unit 26. Further, the DC voltage source operates similarly to the above.

При увеличении выходного напряжения источника постоянного напряжения выше заданного значения система автоматического регулирования блока управления 16 уменьшает выходное напряжение, а при уменьшении выходного напряжения система автоматического регулирования блока управления 16 увеличивает выходное напряжение.When the output voltage of the DC voltage source is higher than the set value, the automatic control system of the control unit 16 reduces the output voltage, and when the output voltage decreases, the automatic control system of the control unit 16 increases the output voltage.

Таким образом поддерживается постоянным выходное напряжение источника постоянного напряжения с высокой точностью.In this way, the output voltage of the constant voltage source is kept constant with high accuracy.

Например, для поддержания с заданной точностью температуры нагрева печи в качестве сигнала обратной связи используется напряжение, снимаемое с датчика температуры, которое пропорционально температуре нагрева печи. Это напряжение подается на первый вход блока активного фильтра 26. С выхода блока активного фильтра 26 поступает напряжение, пропорциональное сигналу обратной связи, на четвертый вход блока усилителей сигналов рассогласования 20. Далее источник постоянного напряжения работает аналогично описанному выше. При повышении температуры печи выше заданного значения система автоматического регулирования блока управления 16 уменьшает выходной ток источника, а при понижении температуры печи - увеличивает выходной ток. Таким образом поддерживается постоянной температура печи с высокой точностью.For example, to maintain the furnace heating temperature with a given accuracy, the voltage taken from the temperature sensor, which is proportional to the furnace heating temperature, is used as a feedback signal. This voltage is applied to the first input of the active filter unit 26. A voltage proportional to the feedback signal is supplied from the output of the active filter unit 26 to the fourth input of the mismatch signal amplifier unit 20. Further, the constant voltage source operates as described above. When the furnace temperature rises above a predetermined value, the automatic control system of the control unit 16 reduces the source output current, and when the furnace temperature decreases, it increases the output current. In this way, the furnace temperature is kept constant with high accuracy.

При работе источника постоянного напряжения в режиме стабилизации выходного тока сигнал обратной связи снимается с датчика ограничения и стабилизации выходного тока 7 и поступает в блок зашиты 23 и на третий вход блока усилителей сигналов рассогласования 20, где сравнивается с заданным опорным напряжением, величина которого устанавливается переменным резистором (задатчик выходного тока). В результате сравнения образуется сигнал рассогласования, который усиливается вторым усилителем сигнала рассогласования блока усилителей сигналов рассогласования 20 и в виде управляющего напряжения через развязывающий диод поступает на первый вход блока формирования импульсов 21. Далее схема работает аналогично описанному выше.When the DC voltage source is in the output current stabilization mode, the feedback signal is removed from the output current limitation and stabilization sensor 7 and fed to the protection unit 23 and to the third input of the mismatch signal amplifier unit 20, where it is compared with a given reference voltage, the value of which is set by a variable resistor (output current adjuster). As a result of the comparison, a mismatch signal is generated, which is amplified by the second amplifier of the mismatch signal of the mismatch signal amplifier unit 20 and, in the form of a control voltage, is supplied through the decoupling diode to the first input of the pulse forming unit 21. Further, the circuit operates as described above.

Когда при увеличении напряжения питающей сети или при изменении сопротивления нагрузки произойдет увеличение выходного тока источника постоянного напряжения, тогда система автоматического регулирования блока управления 16 уменьшает выходной ток, а при уменьшении выходного тока система автоматического регулирования блока управления 16 увеличивает выходной ток. Таким образом поддерживается постоянным выходной ток источника постоянного напряжения с высокой точностью, величина которого может устанавливаться от нуля до номинального значения.When, when the supply voltage increases or when the load resistance changes, the output current of the constant voltage source increases, then the automatic control system of the control unit 16 reduces the output current, and when the output current decreases, the automatic control system of the control unit 16 increases the output current. Thus, the output current of the constant voltage source is maintained constant with high accuracy, the value of which can be set from zero to the nominal value.

Режим ручного регулирования выходного напряжения (тока) является резервным. При отказе блока управления его трансформатор питания 17 автоматически отключается от питающей сети и подключается трансформатор блока ручного регулирования, а, следовательно, включается в работу блок ручного регулирования. Величина выходного тока источника постоянного напряжения устанавливается заранее в блоке ручного регулирования равной величине заданного защитного тока, который обеспечивает необходимую величину защитного потенциала на подземном металлическом сооружении. После ремонта блока управления источник постоянного напряжения переходит автоматически в установленный штатный режим: автоматическое поддержание заданного защитного потенциала или стабилизации выходного тока.The mode of manual regulation of the output voltage (current) is standby. If the control unit fails, its power transformer 17 is automatically disconnected from the supply network and the transformer of the manual control unit is connected, and, therefore, the manual control unit is turned on. The value of the output current of the DC voltage source is set in advance in the manual control unit to the value of the specified protective current, which provides the necessary value of the protective potential in an underground metal structure. After repair of the control unit, the DC voltage source automatically switches to the established standard mode: automatic maintenance of a given protective potential or stabilization of the output current.

В источнике постоянного напряжения предусмотрена возможность ограничения максимального тока в нагрузке при перегрузке источника постоянного напряжения по току, т.е. когда сопротивление нагрузки меньше номинального значения. Например, когда сопротивление нагрузки равно половине номинального значения (0,5 R_ном), тогда выходной ток будет в 2 раза больше номинального значения. Это может привести к выходу из строя регулирующих элементов управляемого выпрямителя. Поэтому защита источника постоянного напряжения настраивается таким образом, чтобы выходной ток не превышал номинального значения больше, чем на (5-10)% при уменьшении номинального значения сопротивления нагрузки. Ограничение тока сохраняется при любом режиме работы источника постоянного напряжения.In the DC voltage source, it is possible to limit the maximum current in the load when the DC voltage source is overloaded with current, i.e. when the load resistance is less than the rated value. For example, when the load resistance is equal to half the nominal value (0.5 R _nom ), then the output current will be 2 times the nominal value. This can lead to failure of the control elements of the controlled rectifier. Therefore, the protection of the DC voltage source is adjusted so that the output current does not exceed the nominal value by more than (5-10)% when the nominal value of the load resistance decreases. Current limitation is maintained during any operation of the DC voltage source.

При работе источника постоянного напряжения в режиме стабилизации какого-либо параметра (защитного потенциала, выходного напряжения, температуры и т.п.) одновременно работают два контура: контур стабилизации какого-либо параметра и контур ограничения выходного тока (он же является и контуром стабилизации выходного тока). Контур стабилизации какого-либо параметра составляют: сигнал обратной связи - блок активного фильтра - блок усилителей сигналов рассогласования - блок формирования импульсов - блок усилителя мощности - управляемый выпрямитель - сглаживающий фильтр с датчиком ограничения и стабилизации выходного тока - нагрузка. Контур ограничения (стабилизации) выходного тока составляют: сигнал обратной связи от датчика ограничения и стабилизации выходного тока - блок усилителей сигналов рассогласования - блок формирования импульсов - блок усилителя мощности - управляемый выпрямитель - сглаживающий фильтр с датчиком ограничения и стабилизации выходного тока - нагрузка.When the DC voltage source is in the stabilization mode of a parameter (protective potential, output voltage, temperature, etc.), two circuits simultaneously operate: the stabilization circuit of a parameter and the output current limiting circuit (it is also the output stabilization circuit current). The stabilization circuit of a parameter is composed of: a feedback signal - an active filter block - a mismatch signal amplifier block - a pulse shaping block - a power amplifier block - a controlled rectifier - a smoothing filter with an output current limitation and stabilization sensor - load. The output current limitation (stabilization) circuit is composed of: feedback signal from the output current limitation and stabilization sensor - mismatch signal amplifier block - pulse shaping block - power amplifier block - controlled rectifier - smoothing filter with output current limitation and stabilization sensor - load.

Выходы обоих усилителей сигналов рассогласования этих контуров подключены к одному и тому же входу блока формирования импульсов 21 через развязывающие диоды. Управляющее напряжение на первый вход блока формирования импульсов 21 будет поступать от того контура, амплитуда управляющего напряжения которого будет больше. При этом развязывающий диод другого контура будет заперт.The outputs of both amplifiers of the mismatch signals of these circuits are connected to the same input of the pulse forming unit 21 through decoupling diodes. The control voltage at the first input of the pulse forming unit 21 will come from that circuit, the amplitude of the control voltage of which will be greater. In this case, the decoupling diode of the other circuit will be locked.

При работе источника постоянного напряжения в режиме стабилизации защитного потенциала на подземном металлическом сооружении управляющее напряжение с блока усилителей сигналов рассогласования будет поступать на первый вход блока формирования импульсов 21 и, следовательно, будет управлять работой управляемого выпрямителя, стабилизируя защитный потенциал на подземном металлическом сооружении. Если при этом выходной ток не превышает номинального значения, то сигнал обратной связи, снимаемый с датчика ограничения и стабилизации выходного тока 7, будет мал по амплитуде и управляющее напряжение во втором контуре вырабатываться не будет.When the DC voltage source is operating in the mode of stabilization of the protective potential at the underground metal structure, the control voltage from the block of amplifiers of the mismatch signals will be supplied to the first input of the pulse forming unit 21 and, therefore, will control the operation of the controlled rectifier, stabilizing the protective potential at the underground metal structure. If the output current does not exceed the nominal value, then the feedback signal taken from the sensor for limiting and stabilizing the output current 7 will be small in amplitude and the control voltage in the second circuit will not be generated.

Если теперь по какой-либо причине сопротивление нагрузки уменьшится и выходной ток станет больше номинального значения, тогда сигнал обратной связи, снимаемый с датчика ограничения и стабилизации выходного тока 7, возрастет по амплитуде и управляющее напряжение контура ограничения выходного тока через развязывающий диод поступит на первый вход блока формирования импульсов 21 и, следовательно, будет управлять работой управляемого выпрямителя, стабилизируя выходной ток. При этом развязывающий диод контура стабилизации защитного потенциала будет заперт и стабилизация защитного потенциала не будет производиться. При исчезновении кратковременной перегрузки источник постоянного напряжения вернется в исходное состояние и будет продолжать стабилизировать защитный потенциал.If now, for some reason, the load resistance decreases and the output current becomes larger than the nominal value, then the feedback signal taken from the output current limiting and stabilizing sensor 7 will increase in amplitude and the control voltage of the output current limiting circuit will go through the decoupling diode to the first input pulse forming unit 21 and, therefore, will control the operation of a controlled rectifier, stabilizing the output current. In this case, the decoupling diode of the stabilization circuit of the protective potential will be locked and stabilization of the protective potential will not be carried out. If the short-term overload disappears, the constant voltage source will return to its original state and will continue to stabilize the protective potential.

Если в нагрузке произойдет короткое замыкание (когда сопротивление нагрузки составляет сотые доли Ома), то напряжение обратной связи, снимаемое с датчика ограничения и стабилизации выходного тока 7, резко возрастет по амплитуде. Тогда сработает блок защиты 23 и исполнительный орган защиты выключит коммутирующий аппарат, а следовательно, отключит источник постоянного напряжения от питающей сети.If a short circuit occurs in the load (when the load resistance is hundredths of a Ohm), then the feedback voltage taken from the sensor for limiting and stabilizing the output current 7 will increase sharply in amplitude. Then the protection unit 23 will work and the executive protection body will turn off the switching device, and therefore, disconnect the constant voltage source from the supply network.

При возникновении короткого замыкания внутри источника постоянного напряжения резко возрастет фазный ток в первичной обмотке трансформатора. Также возрастет по амплитуде напряжение, снимаемое с датчика фазного тока 3, что приведет к срабатыванию блока защиты 20, и исполнительный орган защиты выключит коммутирующий аппарат и отключит источник постоянного напряжения от питающей сети.If a short circuit occurs inside the DC voltage source, the phase current in the primary winding of the transformer will increase sharply. The amplitude of the voltage removed from the phase current sensor 3 will also increase in amplitude, which will lead to the operation of the protection unit 20, and the executive protection unit will turn off the switching device and disconnect the constant voltage source from the supply network.

При применении источника постоянного напряжения в системе коррозионного мониторинга для защиты от электрохимической коррозии подземных металлических сооружений он может быть дополнительно оборудован зажимами, контакты которых подключены к соответствующим точкам блоков источника постоянного напряжения, для подключения к комплексу телемеханики. Это позволит осуществлять с помощью комплекса телемеханики функции: телеизмерения параметров источника постоянного напряжения, телесигнализации, телеуправления и телерегулирования. На контактах зажимов с помощью комплекса телемеханики можно будет измерять выходной ток, выходное напряжение, защитный потенциал, потребление электроэнергии (если в источнике постоянного напряжения установлен счетчик электрической энергии), управлять выходным напряжением (током), контролировать открытое или закрытое состояние двери источника постоянного напряжения, напряжение питающей сети, прерывать выходной ток источника постоянного напряжения, осуществлять другие функции и передавать эту информацию на центральный диспетчерский пункт.When using a constant voltage source in a corrosion monitoring system to protect against electrochemical corrosion of underground metal structures, it can be additionally equipped with clamps, the contacts of which are connected to the corresponding points of the constant voltage source blocks, for connection to a telemechanics complex. This will allow using the telemechanics complex to perform functions: telemetry of the parameters of a constant voltage source, telealarm, telecontrol and teleregulation. At the terminals of the clamps, using the telemechanics complex, it will be possible to measure the output current, output voltage, protective potential, electricity consumption (if an electric energy meter is installed in the constant voltage source), control the output voltage (current), control the open or closed state of the door of the constant voltage source, supply voltage, interrupt the output current of a constant voltage source, perform other functions and transmit this information to the central control room item.

Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность катодной защиты подземного металлического сооружения, обеспечить защиту блока управления и блока ручного регулирования от перенапряжений и считать время наличия заданного защитного тока на подземном металлическом сооружении.Thus, the invention allows to increase the reliability of the cathodic protection of an underground metal structure, to protect the control unit and the manual control unit against overvoltage, and to calculate the time of presence of a given protective current on the underground metal structure.

Claims

1. A DC voltage source comprising a transformer and a controlled rectifier, a smoothing filter, an error signal amplifier, a reference voltage source, a radio noise filter and an overvoltage protection unit, comprising inductors, voltage limiters and capacitors, the inductors being included in the DC voltage supply busbars , voltage limiters are connected to the DC bus power supply busbars and the chassis, and capacitors are connected between the power busbars a DC voltage source, between the DC voltage supply busbars and the housing, a switching device, a phase current sensor, while the input power circuits of the switching device are connected to a radio noise filter and surge protection unit, the output power circuit is connected to a phase current sensor, the first output of which connected to the primary winding of the transformer, the input of the smoothing filter is connected to the first output of the controlled rectifier, and the output is connected to the first load bus of the constant source on voltage sensor, limiting and stabilizing the output current, the input of which is connected to the second output of the controlled rectifier, and the output is connected to the second load bus of the DC voltage source, a radio noise filter and surge protection, containing voltage limiters and capacitors, in which voltage limiters and capacitors are connected between DC bus load, between the DC bus load and the housing, connected in series to the power transformer s, a rectifier and an executive protection body, while the input of the protective power transformer is connected to the input power circuits of the switching device, and the output circuits of the executive protective device are connected in series to the power circuit of the switching device, an active filter unit containing a first voltage divider and a first voltage follower , an active low-pass filter, while the output of the active low-pass filter is connected to the output of the active filter unit, the input of the first voltage divider I am connected to the first input of the active filter unit, designed to connect a feedback signal, the second inputs of the first voltage follower and the active low-pass filter are connected to the second input of the active filter unit, and the second voltage divider, the second voltage follower and the channel selector, the output of which connected to the first input of the active low-pass filter, the input of the second voltage divider is connected to the third input of the active filter unit, designed to the feedback signal is switched on, the second input of the second voltage follower is connected to the second input of the active filter unit, the output of the first voltage follower is connected to the second input of the channel selector, an operating time counter, a control unit containing a protection unit, the first input of which is connected to the second output of the phase current sensor , the third input is connected to the second output of the sensor limiting and stabilizing the output current, the output is connected to the second input of the executive protection body, and connected in series e power transformer, power supply unit, reference voltage source, mismatch signal amplifier block, which is equipped with a running time counter control circuit and a second mismatch signal amplifier, while isolating diodes, third inputs of the first and second signal amplifiers are included in the output circuits of both mismatch signal amplifiers mismatches and operating time counter control circuits are connected to the first input of the mismatch signal amplifier block, the second inputs of the first and second of the mismatch signal amplifiers and operating hours counter control circuits are connected to the second input of the mismatch signal amplifier block, the first input of the second mismatch signal amplifier is connected to the third input of the mismatch signal amplifier block, the fourth input of the mismatch signal amplifier block is connected to the first inputs of the first mismatch signal amplifier and circuit operating hours counter, the output of the operating hours counter is connected to the third output the mismatch signal amplifier block, the output of the first mismatch signal amplifier is connected to the first output of the mismatch signal amplifier block, the output of the second mismatch signal amplifier is connected to the second output of the mismatch signal amplifier block, the pulse generating unit, to the first input of which the second output of the mismatch signal amplifier block is connected, and power amplifier unit, the output of which is connected to the second input of the controlled rectifier, the second input is connected to the second output of the unit as power supplies and the second inputs of the active filter unit, the protection unit, the pulse shaping unit, and the mismatch signal amplifier block, the third and fourth inputs of which are connected to the second output of the output current limiting and stabilizing sensor and to the output of the active filter block, the third and fourth outputs the power transformer is connected to the third input of the pulse forming unit and to the third input of the power amplifier unit, the second input of the power supply unit is connected to the second output of the transformer power supply, the third input of the power supply unit is connected to the third output of the mismatch signal amplifier block, the third output of the power supply block is connected to the running hours counter, and the operation mode switch, the input of which is connected to the first output of the mismatch signal amplifier block, and the output is connected to the first input pulse forming unit, the second output power circuit of the switching apparatus is connected to the primary winding of the transformer, the smoothing filter is equipped with a compensation winding, exl characterized in that it is equipped with a series-connected power transformer of the manual regulation unit and the manual regulation unit, an overvoltage protection unit, the first input of which is connected to the second output of the protection power transformer, the second input is connected to the first output of the phase current sensor, and the output is connected to the second input power transformer and with the first input of the power transformer of the manual control unit, the second input of which is connected to the second output of the switching device and to the first input of On the power transformer, the output of the manual control unit is connected to the second input of the controlled rectifier, while the manual control unit is automatically activated when the control unit fails, and the current control unit, the first input of which is connected to the second output of the output current limitation and stabilization sensor, the second input is connected to the second output of the power supply unit, and the output is connected to the second input of the mode switch.

2. A DC voltage source comprising a transformer and a controlled rectifier, a smoothing filter, an error signal amplifier, a reference voltage source, a radio noise filter and an overvoltage protection unit, comprising inductors, voltage limiters and capacitors, the inductors being included in the DC voltage supply busbars , voltage limiters are connected to the DC bus power supply busbars and the chassis, and capacitors are connected between the power busbars a DC voltage source, between the DC voltage supply busbars and the housing, a switching device, a phase current sensor, while the input power circuits of the switching device are connected to a radio noise filter and surge protection unit, the output power circuit is connected to a phase current sensor, the first output of which connected to the primary winding of the transformer, the input of the smoothing filter is connected to the first output of the controlled rectifier, and the output is connected to the first load bus of the constant source on voltage sensor, limiting and stabilizing the output current, the input of which is connected to the second output of the controlled rectifier, and the output is connected to the second load bus of the DC voltage source, a radio noise filter and surge protection, containing voltage limiters and capacitors, in which voltage limiters and capacitors are connected between DC bus load, between the DC bus load and the housing, connected in series to the power transformer s, a rectifier and an executive protective element, while the input of the protective power transformer is connected to the input power circuits of the switching device, and the output circuits of the executive protective element are connected in series to the power circuit of the switching device, an active filter unit containing a voltage divider, voltage follower, and active low-pass filter, while the output of the active low-pass filter is connected to the output of the active filter unit, the input of the voltage divider is connected to the first the active filter unit for connecting the feedback signal, the second inputs of the voltage follower and the active low-pass filter are connected to the second input of the active filter unit, the operating time counter, a control unit containing a protection unit, the first input of which is connected to the second output of the phase current sensor , the third input is connected to the second output of the sensor limiting and stabilizing the output current, the output is connected to the second input of the actuator, and the series-connected tra a power formatter, a power supply unit, a reference voltage source, a mismatch signal amplifier block, which is equipped with a running time counter control circuit and a second mismatch signal amplifier, while isolation diodes, third inputs of the first and second mismatch signal amplifiers are included in the output circuits of both mismatch signal amplifiers and operating time counter control circuits are connected to the first input of the mismatch signal amplifier block, the second inputs of the first and second mismatch signal amplifiers and operating time counter control circuits are connected to the second input of the mismatch signal amplifier block, the first input of the mismatch signal amplifier is connected to the third input of the mismatch signal block, the fourth input of the mismatch signal amplifier block is connected to the first inputs of the first mismatch signal amplifier and control circuit operating hours counter, the output of the control circuit of the operating hours counter is connected to the third output of the unit mismatch signal amplifiers, the output of the first mismatch signal amplifier is connected to the first output of the mismatch signal amplifier block, the output of the second mismatch signal amplifier is connected to the second output of the mismatch signal amplifier block, the pulse generating unit, to the first input of which the second output of the mismatch signal amplifier block is connected, and a power amplifier unit, the output of which is connected to the second input of the controlled rectifier, the second input is connected to the second output of the unit and power sources and the second inputs of the active filter unit, the protection unit, the pulse shaping unit and the mismatch signal amplifier block, the third and fourth inputs of which are connected to the second output of the output current limiting and stabilizing sensor and to the output of the active filter block, the third and fourth outputs of the transformer power supplies are connected to the third input of the pulse forming unit and to the third input of the power amplifier unit, the second input of the power supply unit is connected to the second output of the transformer power supply, the third input of the power supply unit is connected to the third output of the mismatch signal amplifier block, the third output of the power supply block is connected to the running hours counter, and the operation mode switch, the input of which is connected to the first output of the mismatch signal amplifier block, and the output is connected to the first input of the block pulse generation, the second output power circuit of the switching device is connected to the primary winding of the transformer, the smoothing filter is equipped with a compensation winding, excellent which is equipped with a series-connected power transformer of the manual control unit and the manual control unit, an overvoltage protection unit, the first input of which is connected to the second output of the protection power transformer, the second input is connected to the first output of the phase current sensor, and the output is connected to the second input power transformer and with the first input of the power transformer of the manual control unit, the second input of which is connected to the second output of the switching device and to the first input of the transfer power regulator, the output of the manual control unit is connected to the second input of the controlled rectifier, while the manual control unit is automatically activated when the control unit fails, and a current control unit, the first input of which is connected to the second output of the output current limitation and stabilization sensor, the second input is connected to the second output of the power supply unit, and the output is connected to the second input of the mode switch.