UA118399C2

UA118399C2 - X-ray COMPUTER TOMOGRAPH DEFENSE DEVICE

Info

Publication number: UA118399C2
Application number: UAA201703752A
Authority: UA
Inventors: Валерій Єгорович Кривоносов; Сергій Макарович Злепко; Олександр Юрійович Азархов; Леонід Григорович Коваль
Original assignee: Державний Вищий Навчальний Заклад "Приазовський Державний Технічний Університет"
Priority date: 2017-04-18
Filing date: 2017-04-18
Publication date: 2019-01-10

Abstract

Винахід належить до електротехніки, до систем релейного захисту і використовується для захисту медичного обладнання, зокрема рентгенівських комп'ютерних томографів (РКТ), що працюють на змінному струмі. Пристрій містить комутаційний апарат, через який РКТ ввімкнений до мережі, паралельно РКТ підключені статичні конденсаторні батареї, блок вимірювання сили струму трьох фаз, перший і другий аналогово-цифрові перетворювачі, блок контролю лінійних напруг і живлення, мікропроцесорний блок, дисплей, блок твердотільних реле, блок управління статичними конденсаторними батареями, при цьому вхід блока твердотільних реле підключений до комутаційного апарата через блок вимірювання сили струму трьох фаз, а вихід підключений до РКТ і блока управління статичною конденсаторною батареєю, до якого підключені статичні конденсаторні батареї, мікропроцесорний блок через другий аналогово-цифровий перетворювач підключений до блока контролю лінійних напруг і живлення, своїми виходами мікропроцесорний блок підключений до дисплея, блока твердотільних реле, блока управління статичними конденсаторними батареями відповідно. Технічним результатом, що досягається даним винаходом, є підвищення надійності роботи РКТ, покращення робочих та функціональних характеристик.The invention relates to electrical engineering, relay protection systems and is used for the protection of medical equipment, in particular X-ray computer tomography (RCT), operating on alternating current. The device comprises a switching apparatus through which the RCT is connected to the network, static condenser batteries are connected in parallel with the RCT, the three-phase current measurement unit, the first and second analog-to-digital converters, the line voltage and power control unit, the microprocessor unit, the display, the solid state unit control unit for static capacitor batteries, with the input of the solid-state relay unit connected to the switching unit via a three-phase current measurement unit, and the output connected to the RCT and control unit In the case of a static capacitor battery to which a static capacitor battery is connected, the microprocessor unit is connected via a second analog-to-digital converter to the linear voltage and power control unit; The technical result achieved by the present invention is to improve the reliability of the RCT, improve the performance and functional characteristics.

Description

Винахід належить до електротехніки, до систем релейного захисту і використовується для захисту медичного обладнання, зокрема рентгенівських комп'ютерних томографів (РКТ), що працюють на змінному струмі. Призначено для захисту РКТ від внутрішніх перенапруг, викликаних появою неповнофазного режиму мережі живлення, обривом або ослабленням з'єднань струмоведучих частин, раптового провалу напруги або несанкціонованого вимикання живлення.The invention belongs to electrical engineering, to relay protection systems and is used to protect medical equipment, in particular, X-ray computed tomography scanners (RCT) operating on alternating current. It is designed to protect the RCT from internal overvoltages caused by the appearance of an incomplete phase mode of the power supply network, a break or weakening of the connections of current-carrying parts, a sudden voltage drop or an unauthorized shutdown of the power supply.

Лабораторії, в яких установлені РКТ, отримують живлення як споживачі електропостачання третьої категорії. Згідно з (див. "Правила технічної експлуатації електроустановок споживачів:Laboratories in which RCTs are installed receive power as consumers of electricity supply of the third category. According to (see "Rules for the technical operation of electrical installations of consumers:

Затв. ... 25.07.06 Мо 258 / М-во палива та енергетики України. Х: Індустрія, 2007. - 288 с.), електропостачання електроприймачів третьої категорії може виконуватися від одного джерела живлення за умови, що перерви електропостачання, необхідні для ремонту або заміни пошкодженого елемента системи електропостачання, не перевищують 1 добу. Причинами несанкціонованих вимикань і провалів напруги можуть бути короткі замикання в мережі, технологічні перемикання навантажень, грозові розряди, спрацьовування релейного захисту і т. ін. Провали або зникнення напруги призводять до поломки елементів РКТ. Причиною пошкодження РКТ є появи перенапруги, викликані знеструмленням елементів індуктивностей у блоках РКТ під час проведення обстеження пацієнта, у момент проходження струму пікового значення синусоїди. Захистити РКТ від внутрішніх перенапруг можна, якщо своєчасно діагностувати аварійний режим мережі, струмоведучих частин, збільшити час загасання величини напруги і провести вимикання РКТ від мережі при нульовому значенні струму.Approval ... 25.07.06 Mo 258 / Ministry of Fuel and Energy of Ukraine. X: Industry, 2007. - 288 p.), power supply of electrical receivers of the third category can be carried out from one power source, provided that interruptions in power supply, necessary for the repair or replacement of a damaged element of the power supply system, do not exceed 1 day. The causes of unauthorized shutdowns and voltage drops can be short circuits in the network, technological switching of loads, lightning discharges, tripping of relay protection, etc. Failures or loss of voltage lead to the failure of RKT elements. The cause of RCT damage is the appearance of overvoltages caused by de-energization of inductance elements in RCT units during the examination of the patient, at the moment of passing the current of the peak value of the sinusoid. It is possible to protect the RCT from internal overvoltages if you timely diagnose the emergency mode of the network, current-carrying parts, increase the voltage decay time and disconnect the RCT from the network at zero current.

Відомий ряд пристроїв, що дозволяють підвищити надійність електропостачання електроприймачів, які отримують живлення за другою категорією електропостачання, це дві трансформаторні підстанції з установкою трансформаторів з РПН (регулювання напруги під навантаженням), вольтододаткових трансформаторів і лінійних регуляторів. Недоліками цих пристроїв є провал напруги, тривалість якого визначається часом спрацьовування релейного захисту та пристроїв автоматичного вмикання резерву й регулювання. Тривалість перерви електропостачання становить від 150 до 350 мс, що не забезпечує безаварійну роботу РКТ.A well-known number of devices that allow to increase the reliability of the power supply of electrical receivers that receive power according to the second category of power supply are two transformer substations with the installation of tap-changer transformers (voltage regulation under load), step-up transformers and linear regulators. The disadvantages of these devices are the voltage drop, the duration of which is determined by the activation time of the relay protection and devices for automatically switching on the reserve and regulation. The duration of the power supply interruption is from 150 to 350 ms, which does not ensure trouble-free operation of the RCT.

Відомі (пер://риїзаг.Ківем.са/Лпмепогпо-аккитиїашгпауа-5зізтета) інверторно-акумуляторні системи безперебійного живлення, які застосовують для вмикання резервного живлення відWell-known (per://riizag.Kivem.sa/Lpmepogpo-akkytiiashgpaua-5zizteta) inverter-accumulator systems of uninterrupted power supply, which are used to turn on backup power from

Зо акумуляторних батарей з допомогою інвертування постійної напруги на змінну. Використання джерела резервного живлення не дозволяє захистити РКТ від тривалих провалів і несанкціонованих вимикань напруги. Тривалість перемикання резервного живлення для блоків безперебійного живлення потужністю до 10 кВт дорівнює 10 мс, а для блоків живлення потужністю понад 100 кВт - і понад 30 мс.From storage batteries with the help of inverting constant voltage to alternating voltage. The use of a backup power source does not allow protecting the RCT from long-term failures and unauthorized voltage shutdowns. The duration of switching the backup power supply for uninterruptible power supply units with a capacity of up to 10 kW is 10 ms, and for power supply units with a capacity of more than 100 kW - and more than 30 ms.

Найбільш близьким технічним рішенням до винаходу є "Пристрій захисту споживачів електроенергії від короткочасних провалів напруги" (Патент КО 2290730, кл. НОгО9/06, опуб. 2005.05.20), в якому використані два незалежні джерела живлення, два комутаційні апарати, через які споживач підключений до відповідних секцій шин із незалежними джерелами живлення і секційним роз'єднувачем, паралельно споживачеві ввімкнені статичні конденсатори і керований реактор. У відомому пристрої під час короткочасного зниження рівня напруги підтримку напруги на шинах і продовження часу підтримки напруги забезпечується за рахунок віддачі запасеної енергії в конденсаторах.The closest technical solution to the invention is the "Device for protecting electricity consumers from short-term voltage dips" (Patent KO 2290730, class NOgO9/06, pub. 2005.05.20), which uses two independent power sources, two switching devices through which the consumer connected to the corresponding bus sections with independent power sources and a section disconnector, static capacitors and a controlled reactor are connected parallel to the consumer. In the known device, during a short-term decrease in the voltage level, voltage support on the busbars and extension of the voltage maintenance time is ensured by returning the stored energy in the capacitors.

Недоліком цього пристрою є те, що він може використовуватися лише для електропостачання електроприймачів, віднесених до другої категорії споживачів напруги вище за 6 кВ. Живлення РКТ здійснюється як споживач третьої категорії і працює РКТ на напрузі 380The disadvantage of this device is that it can only be used for power supply of electrical receivers classified into the second category of consumers of voltage higher than 6 kV. The RKT is powered as a consumer of the third category and the RKT works at a voltage of 380

В. Запропонований пристрій може бути застосовано для споживачів, у яких є виведення нульової точки, щоб паралельно увімкнути конденсатори й реактори, а РКТ працює з ізольованою нейтраллю (зміна конструкції РКТ заборонена фірмою виробника).A. The proposed device can be applied to consumers who have a zero-point output to turn on capacitors and reactors in parallel, and the RCD works with an isolated neutral (changing the design of the RCD is prohibited by the manufacturer's company).

У відомому пристрої час перехідного процесу розряду конденсаторів зумовлений комплексним опором електроприймача, який відповідає технології виробництва, індуктивності реактора - І. і Сь - ємністю конденсаторів. Для мереж, напругою до 1000 В, при розрахунку часу розряди конденсатора і добротності фільтра необхідно враховувати активні опори всіх елементів схеми. Величина активного опору зменшує час розряду конденсатора. Якщо час розряду конденсатора менший за часові уставки релейного захисту, захищуване навантаження знеструмиться на період спрацьовування релейного захисту. У даному пристрої відсутній моніторинг рівнів фазних струмів і лінійних напруг мережі, що робить неможливим визначити причину появи зниження напруги і відрізнити провал напруги від зникнення напруги. Виникнення неповнофазного режиму мережі або обрив струмоведучих частин призведе до аварійного вимикання РКТ після повного розряду конденсаторної батареї.In the known device, the time of the transient process of the discharge of the capacitors is determined by the complex resistance of the electric receiver, which corresponds to the production technology, the inductance of the reactor - I. and C - the capacity of the capacitors. For networks with a voltage of up to 1000 V, when calculating the capacitor discharge time and filter quality, it is necessary to take into account the active resistances of all elements of the circuit. The value of the active resistance reduces the discharge time of the capacitor. If the capacitor discharge time is shorter than the time settings of the relay protection, the protected load will be de-energized for the period of operation of the relay protection. In this device, there is no monitoring of the levels of phase currents and line voltages of the network, which makes it impossible to determine the cause of the decrease in voltage and to distinguish a voltage drop from a voltage loss. The occurrence of an incomplete phase mode of the network or the interruption of current-carrying parts will lead to an emergency shutdown of the RCT after the capacitor battery is fully discharged.

В основу винаходу поставлена задача щодо захисту РКТ від внутрішніх перенапруг, викликаних появою неповнофазного режиму мережі живлення, обриву або ослаблення з'єднань струмоведучих частин, раптового провалу напруги або несанкціонованого вимикання живлення й необхідності не допустити проведення обстеження пацієнта в аварійному режимі.The basis of the invention is the task of protecting the RCT from internal overvoltages caused by the appearance of an incomplete phase mode of the power network, breaking or weakening of the connections of current-carrying parts, sudden voltage drop or unauthorized power off, and the need to prevent the examination of the patient in emergency mode.

Для вирішення поставленої задачі пристрій захисту рентгенівського комп'ютерного томографа (РКТ) містить комутаційний апарат, через який РКТ підключений до мережі, паралельно РКТ підключені статичні конденсаторні батареї відповідно до винаходів, він додатково містить блок вимірювання сили струму трьох фаз, перший і другий аналогово- цифрові перетворювачі, блок контролю лінійних напруг і живлення, мікропроцесорний блок, дисплей, блок твердотільних реле, блок управління статичними конденсаторними батареями, при цьому вхід блока твердотільних реле підключений до комутаційного апарата через блок вимірювання сили струму трьох фаз, а вихід підключений до РКТ і блока управління статичними конденсаторними батареями, до якого підключені статичні конденсаторні батареї, другий вихід блока вимірювання сили струму трьох фаз підключений до першого блока аналогово- цифрового перетворювача, вихід якого підключений до першого входу мікропроцесорного блока, другий вхід мікропроцесорного блока через другий аналогово-дифровий перетворювач підключений до блока контролю лінійних напруг і живлення, вхід якого підключений до мережі живлення, перший вихід мікропроцесорного блока підключений до дисплея, другий вихід до блока твердотільних реле, а третій вихід до блока управління статичними конденсаторними батареями, вихід блока контролю лінійних напруг і живлення підключений до відповідних входів блоків першого і другого аналогово-дифрового перетворювачів, мікропроцесорного блока і дисплея.To solve the problem, the X-ray computer tomography (RCT) protection device contains a switching device through which the RCT is connected to the network, static capacitor batteries are connected parallel to the RCT in accordance with the invention, it additionally contains a three-phase current measurement unit, the first and second analog digital converters, line voltage and power control unit, microprocessor unit, display, solid-state relay unit, static capacitor bank control unit, while the input of the solid-state relay unit is connected to the switchgear through the three-phase current measurement unit, and the output is connected to the RCT and the unit control of static capacitor banks, to which static capacitor banks are connected, the second output of the three-phase current measurement unit is connected to the first analog-to-digital converter unit, the output of which is connected to the first input of the microprocessor unit, the second input of the microprocessor unit through the second and the analog-to-digital converter is connected to the linear voltage and power control unit, the input of which is connected to the power network, the first output of the microprocessor unit is connected to the display, the second output to the solid-state relay unit, and the third output to the static capacitor battery control unit, the output of the linear control unit voltage and power is connected to the corresponding inputs of the blocks of the first and second analog-to-digital converters, the microprocessor block and the display.

Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1 наведені графіки зміни струмового навантаження у фазах повного циклу обстеження пацієнта за допомогою РКТ Аїхіоп 16 (фірма виробник Тошиба). На Фіг. 2 - графік споживання активної та реактивної потужностей повного циклу. Фіг. З наведена блок-схема пристрою. На Фіг. 4 - осцилограми зміни напруги на шинах живлення РТК під час роботи пристрою різноманітних режимах підключення батарей конденсаторів.The essence of the invention is explained by the drawings, where Fig. 1 shows the graphs of changes in the current load in the phases of the full cycle of the patient's examination using the RCT Aihiop 16 (manufactured by Toshiba). In Fig. 2 - schedule of active and reactive power consumption of the full cycle. Fig. A block diagram of the device is shown. In Fig. 4 - oscillograms of changes in the voltage on the power supply buses of the RTK during the operation of the device in various modes of connecting capacitor batteries.

В апаратах РКТ для проведення обстеження потрібна висока, близько 125 кВ, аноднаIn RCT devices, a high, about 125 kV, anode is required for the examination

Зо напруга (пер/гидос5.ехааї.сот/досв/Іпаєх-67135.піті). Режим роботи РКТ (див. Фіг.1), є циклічним і повторно-короткочасним, час обстеження становить від 7 до 25 хвилин. Цикл обстеження складається з підготовчого періоду, величина струму становить (5-8)95 від номінального значення, попереднього обстеження - час обстеження становить 3-6 хвилин і величина струму може становити (30-100)956 номінальну величину і період основного обстеження час обстеження становить 7-15 хвилин і величина струму може становити (30- 100)95 номінальної величини. Під час обстежень РКТ споживає велику реактивну потужність (див. Фіг. 2). Елементи РКТ мають значну величину індуктивності - Ї. Якщо під час обстеження відбувається несанкціоноване вимикання напруги, неповнофазний режим мережі живлення, обрив або ослаблення з'єднань струмоведучих частин, раптовий провал напруги, нижчий за величини 0,6 Он, де Он - номінальна напруга, це призводить до раптового знеструмлення індуктивності, що викликає появу ЕРС (електрорушійної сили) самоіндукції, яка визначається виразом: ді е--1ІЇ--. аїFrom voltage (per/hydos5.ekhaai.sot/dosv/Ipayeh-67135.piti). The operating mode of RCT (see Fig. 1) is cyclical and short-term, the examination time is from 7 to 25 minutes. The examination cycle consists of a preparatory period, the value of the current is (5-8)95 of the nominal value, a preliminary examination - the examination time is 3-6 minutes and the amount of current can be (30-100)956 of the nominal value and the period of the main examination, the examination time is 7-15 minutes and the value of the current can be (30-100)95 of the nominal value. During examinations, the RCT consumes a lot of reactive power (see Fig. 2). RKT elements have a significant value of inductance - Y. If during the examination there is an unauthorized shutdown of the voltage, an incomplete phase mode of the power supply network, a break or weakening of the connections of current-carrying parts, a sudden drop in voltage lower than 0.6 Ohm, where Ohm is the nominal voltage, this leads to a sudden de-energization of the inductance, which causes the appearance of EMF (electromotive force) of self-induction, which is defined by the expression: дие--1ИЙ--. oh

Максимальна величина ЕРС виникає в момент проходження одного з фазних струмів пікового значення синусоїди, що викликає перенапруження, величина якого значно перевищує номінальне значення робочої напруги, що є причиною виходу елементів РКТ із ладу.The maximum value of the EMF occurs at the moment when one of the phase currents passes the peak value of the sinusoid, which causes an overvoltage, the value of which significantly exceeds the nominal value of the operating voltage, which is the reason for the failure of the RKT elements.

При частоті живлення 50 гц час протікання аварійної ситуації становить від 0 до 1 мс.At a power supply frequency of 50 Hz, the duration of an emergency situation is from 0 to 1 ms.

Раптове припинення живлення в цей момент, один раз із десяти випадків, призводило до пошкодження РКТ - виходу з ладу інвертора. Пошкодження РКТ під час обстеження пацієнта призводить не тільки до пошкодження РКТ і його витратного ремонту, але й до повторного опромінення пацієнта під час другого обстеження.A sudden interruption of power at this moment, once in ten cases, resulted in damage to the RCT - failure of the inverter. Damage to the RCT during the examination of the patient leads not only to damage to the RCT and its expensive repair, but also to re-irradiation of the patient during the second examination.

Моніторинг струмів і напруг дозволяє діагностувати причини появи провалу напруги або несанкціонованого вимикання живлення, захистити РКТ від підключення до пошкодженої мережі, медичному персоналу приймати рішення про доцільність початку проведення обстеження пацієнта, а під час виникнення неповнофазного режиму або обриву струмоведучих частин, забезпечить вимикання РКТ від мережі при проходженні фазного струму нульового значення.Monitoring of currents and voltages allows diagnosing the causes of voltage failure or unauthorized power outages, protecting the RCT from connecting to a damaged network, allowing medical personnel to make decisions about the feasibility of starting a patient examination, and during the occurrence of an incomplete phase mode or interruption of current-carrying parts, it will ensure that the RCT is turned off from the network when the phase current is zero.

Блок-схема пристрою, див. Фіг. 3, містить комутаційний апарат - 1, блок вимірювання сили струму трьох фаз - 2, блок контролю лінійних напруг і живлення - 3, перший і другий аналого-Block diagram of the device, see Fig. 3, contains a switching device - 1, a three-phase current measurement unit - 2, a line voltage and power control unit - 3, the first and second analog

цифрові перетворювачі (АЦП) - 4, 5, мікропроцесорний блок - 6, дисплей - 7, блок твердотільних реле (ТТР) - 8, рентгенівський комп'ютерний томограф (РКТ) - 9, блок управління статичними конденсаторними батареями - 10, статичні конденсаторні батареї - 11.digital converters (ADC) - 4, 5, microprocessor unit - 6, display - 7, solid state relay unit (SSR) - 8, X-ray computer tomography (RCT) - 9, control unit for static capacitor batteries - 10, static capacitor batteries - 11.

Комутаційний апарат 1, наприклад, автоматичний вимикач ВА-88-33 125 А, виробництва ІСК, приєднаний до мережі живлення для вмикання і вимикання блок - 9 (РКТ), блок вимірювання сили струму трьох фаз - 2, виконаний трьома трансформаторами струму, первинна обмотка кожного є частиною струмопроводу, а у вторинній обмотці встановлений шунт для перетворення сили струму на сигнал напруги, який надходить через перший аналогово- цифровий перетворювач (АЦГ) - 4 на вхід мікропроцесорного блока - 6. В якості АЦТ -4 ї АЦП - 5 використано перетворювачі змінного струму і напруги Є854ЕЛ, призначені для лінійного перетворення вхідного сигналу змінного струму і напруги частотою в 50 Гц в один або два уніфіковані гальванічно розв'язані вихідні сигнали постійного струму. Мікропроцесорний блок - 6 служить для прийому сигналів від АЦП - 4 і АЦП - 5, їх обробка й отримання сигналів управління для блоку твердотільних реле (ТТР) - 8, блоку управління статичними конденсаторними батареями - 10 і дисплея - 7, виконані на базі мікроконтролера АТ теда 168 М фірми Айтеї.Switching device 1, for example, automatic switch VA-88-33 125 A, produced by ISK, connected to the power network for switching on and off block - 9 (RCT), three-phase current measurement block - 2, made of three current transformers, primary winding each is part of the current line, and a shunt is installed in the secondary winding to convert the current into a voltage signal, which is sent through the first analog-to-digital converter (ADC) - 4 to the input of the microprocessor unit - 6. The converters were used as ADC -4 and ADC - 5 alternating current and voltage E854EL, designed for linear conversion of an input signal of alternating current and voltage with a frequency of 50 Hz into one or two unified galvanically decoupled output signals of direct current. The microprocessor unit - 6 serves to receive signals from the ADC - 4 and ADC - 5, their processing and receiving control signals for the solid-state relay unit (SRT) - 8, the control unit for static capacitor batteries - 10 and the display - 7, made on the basis of the AT microcontroller teda 168 M of Aitei company.

Блок контролю лінійниих напруг і живлення - З утворений трьома однофазними трансформаторами напруги, підключеними до лінійних напруг мережі, у вторинні котушки ввімкнені мостові випрямлячі з паралельно-послідовною фільтрацією. Три позитивні напруги однопровідними шинами з'єднані з входами мікропроцесора - 6 через другий АЦП - 5, це дозволяє сформувати датчик лінійних напруг, контролювати наявність напруги в мережі, до трьох позитивних виходів послідовно включених діодів у кожної лінії і пов'язані один з одним, що дозволяє отримати живлення для АЦП - 4, АЦП - 5, мікропроцесорний блок - 6 і дисплей - 7, незалежно від неповно фазної напруги мережі, негативні потенціали блоку вимірювання сили струму трьох фаз - 2, блоку контролю лінійних напруг і живлення - 3, першого АЦП - 4 і другогоControl unit for line voltages and power supply - formed by three single-phase voltage transformers connected to the line voltages of the network, bridge rectifiers with parallel-series filtering are included in the secondary coils. Three positive voltages are connected by single-wire buses to the inputs of the microprocessor - 6 through the second ADC - 5, this allows you to form a line voltage sensor, monitor the presence of voltage in the network, up to three positive outputs of diodes connected in series in each line and connected to each other, which allows to obtain power for ADC - 4, ADC - 5, microprocessor unit - 6 and display - 7, regardless of incomplete phase voltage of the network, negative potentials of the three-phase current measurement unit - 2, line voltage and power control unit - 3, the first ADC - 4 and the second

АЦП - 5, мікропроцесорний блок - 6, дисплей - 7, блок управління статичними конденсаторними батареями - 10, об'єднані в загальну точку. Вихід мікропроцесорного блока - б з'єднаний з дисплеєм - 7, для отримання світлової інформації. Струмоведучі лінії з блока вимірювання сили струму трьох фаз - 2 з'єднані з блоком твердотільного реле (ТТР) - 8. У блоку ТР - 8 використані твердотільні реле типу зарн-800120.20, з управлінням постійною напругою 3-32 В,ADC - 5, microprocessor unit - 6, display - 7, control unit for static capacitor batteries - 10, united in a common point. The output of the microprocessor unit - b is connected to the display - 7, to receive light information. The current-carrying lines from the three-phase current measurement unit - 2 are connected to the solid-state relay (SSR) unit - 8. In the SSR - 8 unit, solid-state relays of the zarn-800120.20 type, with constant voltage control of 3-32 V, are used.

Зо які дозволяють вимкнути РКТ - 9 при проходженні струму навантаження через нульове значення. Блок управління статичними конденсаторними батареями - 10, що представляють комутуючі апарати зі східчасто керованим мікропроцесорним блоком - 6, для ступінчастого регулювання реактивної потужності, статичні конденсаторні батареї - 11, які призначені для компенсації реактивної потужності, наприклад, типу КМ-600 В. Статичні конденсаторні батареї - 11 ввімкнені до блока 10, котрий вмикає їх паралельно до клем РКТ - 9.Of which you can turn off RKT - 9 when the load current passes through the zero value. Control unit for static capacitor batteries - 10, which represent switching devices with stepwise controlled microprocessor unit - 6, for step regulation of reactive power, static capacitor batteries - 11, which are designed for compensation of reactive power, for example, type KM-600 V. Static capacitor batteries - 11 are switched on to block 10, which switches them on in parallel to the terminals of RKT - 9.

Робота пристрою в нормальному режиміDevice operation in normal mode

Напруга мережі подасться через комутаційний апарат 1, блок вимірювання сили струму трьох фаз - 2 на вхід блока ТТР-8 і блоку контролю лінійних напруг і живлення - 3.The mains voltage will be supplied through the switching device 1, the three-phase current measurement unit - 2 to the input of the TTR-8 unit and the line voltage and power control unit - 3.

Низьковольтне живлення на виході блоку контролю лінійних напруг і живлення - З активізує роботу блоків АЦП - 4, АЦП - 5, дисплея - 7, мікропроцесорного блока - 6. Три сигнали лінійної напруги з блоку контролю лінійних напруг і живлення - З через АЦП - 5 подаються на відповідні входи мікропроцесорного блока - 6. За наявності номінальних значень напруг мережі на виході мікропроцесорного блока - 6 з'являється сигнал, що надходить на дисплей - 7, який відображає цю інформацію, і сигнал, що надходить у блок ТТР - 8. За відсутності неповнофазного режиму мережі сигнал із виходу мікропроцесорного блока - 6 надходить на блок ТТР - 8, який підключаєLow-voltage power at the output of the line voltage and power control unit - Z activates the operation of the ADC - 4, ADC - 5, display - 7, microprocessor unit - 6. Three linear voltage signals from the line voltage and power control unit - Z through the ADC - 5 are supplied to the corresponding inputs of the microprocessor unit - 6. In the presence of the nominal values of the network voltages at the output of the microprocessor unit - 6, a signal appears that enters the display - 7, which displays this information, and the signal that enters the TTP unit - 8. In the absence in partial network mode, the signal from the output of the microprocessor unit - 6 is sent to the TTR unit - 8, which connects

РКТ - 9 до мережі, початок підготовчого режиму. За наявності номінальних значень напруг мережі на виході мікропроцесорного блока - б з'являється сигнал, що надходить на блок управління статичними конденсаторними батареями - 10. Блок управління статичними конденсаторними батареями - 10 включає першу сходинку статичних батарей конденсаторів - 11. Споживання струму, відповідно, активної і реактивної потужностей (див. Фіг. 1 та Фіг. г), дозволяє процес обстеження пацієнта розбити на три характерні інтервали: - підготовчий інтервал, коли сила струму дорівнює 2-3 9о від номінального значення; - інтервал початкового обстеження, коли сила струму дорівнює 2-25 95 від номінальної величини; - інтервал повного обстеження, коли сила струму може досягати 25-100 95 значення від номінальної величини струму. Величина робочого струму визначає потужність вмикання статичних конденсаторних батарей - 11. На виході блок вимірювання сили струму трьох фаз - 2 з'являються три сигнали, що надходять на відповідні входи мікропроцесорного блока - 6 через блок АЦП - 4. У справному стані струмоведучих частин величини фазних струмів відрізняються одна від одної на величину, викликану наявністю несиметрії напругою мережі, коефіцієнт несиметрії струмів становить до бо З о. Величина коефіцієнта несиметрії струму, що дорівнює З 9о, відповідає справному стану струмоведучих частин. На виході блока вимірювання сили струму трьох фаз - 2 формується сигнал, що надходить на мікропроцесорний блок - 6, а дисплей - 7 відображає цю інформацію.RKT - 9 to the network, the beginning of the preparatory mode. In the presence of the nominal values of the network voltages at the output of the microprocessor unit - b, a signal appears that is sent to the control unit for static capacitor batteries - 10. The control unit for static capacitor batteries - 10 includes the first stage of static capacitor batteries - 11. Current consumption, respectively, of the active and reactive power (see Fig. 1 and Fig. d), allows the patient examination process to be divided into three characteristic intervals: - preparatory interval, when the current strength is equal to 2-3 9o from the nominal value; - the interval of the initial examination, when the current strength is equal to 2-25 95 of the nominal value; - the interval of a complete examination, when the current strength can reach 25-100 95 values from the nominal value of the current. The value of the operating current determines the switching power of the static capacitor batteries - 11. At the output of the three-phase current measurement unit - 2, three signals appear that enter the corresponding inputs of the microprocessor unit - 6 through the ADC unit - 4. When the current-carrying parts are in good condition, the values of the phase currents differ from each other by the amount caused by the presence of network voltage asymmetry, the coefficient of current asymmetry is up to The value of the coefficient of asymmetry of the current, which is equal to 9o, corresponds to the working condition of the current-carrying parts. At the output of the three-phase current measuring unit - 2, a signal is formed, which is sent to the microprocessor unit - 6, and the display - 7 displays this information.

Справний стан мережі і струмоведучих частин дозволяють провести підготовку РКТ до обстеження і обстежити пацієнта.The good condition of the network and current-carrying parts allow to prepare the RCT for the examination and to examine the patient.

Робота пристрою в аварійних режимахOperation of the device in emergency modes

Обрив одного З проводів струмоведучих частин призводить до нульового значення струму в пошкодженому проводі та збільшення сили струму у двох непошкоджених проводах. Вихідні сигнали з блока контролю лінійних напруг і живлення - З залишаються незмінними. Сигнал з блока вимірювання сили струму трьох фаз - 2 через АЦП - 4 надходить до мікропроцесорного блока - 6. Дисплей - 7 відображає цю аварійну ситуацію. Мікропроцесорного блока - 6 подає сигнал до блока ТТР - 8, який вимикає РКТ - 9 від мережі. Властивість ТТР: він вимикає пофазно навантаження протягом 1 мс - 2 мс під час переходу струму через нульове значення синусоїди.A break in one of the wires of the current-carrying parts leads to a zero value of the current in the damaged wire and an increase in the current in the two undamaged wires. The output signals from the control unit of line voltages and power supply - C remain unchanged. The signal from the three-phase current measurement unit - 2 through the ADC - 4 is sent to the microprocessor unit - 6. The display - 7 displays this emergency situation. The microprocessor block - 6 sends a signal to the TTR - 8 block, which turns off the RKT - 9 from the network. TTR property: it turns off the load per phase for 1 ms - 2 ms during the transition of the current through the zero value of the sinusoid.

Енергія запасена статичною конденсаторної батареї (при її розряді) збільшує час зниження напруги до величини 0,6 Он. На Фіг. 4 осцилограми показані процеси розряду конденсатора на індуктивно-активне навантаження. Потужність батареї конденсаторів обрана так, щоб коефіцієнт потужності дорівнював СО59:-:1, Осцилограма, наведена на Фіг. 4а), показує зниження напруги на клемах навантаження без паралельно включених статичних конденсаторних батарей, Фіг. 4 б) - осцилограма зниження напруги на клемах навантаження при включених паралельно статичних конденсаторних батареях СО500:-:1. фіг, 4 в) - осцилограма зниження напруги на клемах навантаження при включений паралельно статичних конденсаторних батареях СО50: -: 082,The energy stored in the static capacitor battery (when it is discharged) increases the voltage reduction time to the value of 0.6 Ah. In Fig. 4 oscillograms show the process of capacitor discharge on an inductive-active load. The capacity of the capacitor bank is chosen so that the power factor is equal to СО59:-:1. The oscillogram shown in Fig. 4a), shows the decrease in voltage at the load terminals without the static capacitor batteries connected in parallel, Fig. 4 b) - the oscillogram of the voltage drop at the load terminals when static capacitor batteries СО500:-:1 are connected in parallel. fig, 4 c) - oscillogram of the voltage drop at the load terminals when static capacitor batteries СО50 are connected in parallel: -: 082,

Неповнофазний режим мережі призводить до зникнення по одному з сигналів на виходах блока вимірювання сили струму трьох фаз - 2 і блока контролю лінійних напруг і живлення - 3.Incomplete phase mode of the network leads to the disappearance of one of the signals at the outputs of the three-phase current measurement unit - 2 and the line voltage and power control unit - 3.

Мікропроцесорний блок - 6 подає сигнал на дисплей - 7, який відображає цю аварійну ситуацію, і сигнал до блока ТТР - 8. Вимикання РКТ відбувається в тому ж порядку, як і під час обриву проводу.The microprocessor unit - 6 sends a signal to the display - 7, which displays this emergency situation, and a signal to the TTR unit - 8. The RCT is turned off in the same order as when the wire is broken.

Несанкціоноване вимикання мережі призводить до знеструмлення блок вимірювання сили струму трьох фаз - 2, блок контролю лінійних напруг і живлення - 3, перший і другий аналого- цифрові перетворювачі (АЦП) - 4, -5, мікропроцесорний блок - б, дисплей - 7, блокUnauthorized disconnection of the network leads to power outage of the three-phase current measurement unit - 2, line voltage and power control unit - 3, first and second analog-to-digital converters (ADC) - 4, -5, microprocessor unit - b, display - 7, unit

Зо твердотільних реле (ТТР) - 8. Блок ТТР - 8 вимикається РКТ від мережі живлення. Розряд статичної конденсаторної батареї дозволяє провести це вимикання без пошкодження елементівFrom solid-state relays (TTR) - 8. The TTR - 8 unit turns off the RCT from the power supply network. The discharge of the static capacitor bank allows this shutdown to be carried out without damaging the elements

РКТ. Зниження напруги на клемах РКТ, до рівня Ос-0,6 Он відбувається за 25-30 мо.RCT The reduction of the voltage at the terminals of the RCT to the level of Os-0.6 Ohm takes place in 25-30 months.

Короткочасні провали напруги в мережі призводять до одночасного зниження рівнів струмових із блока вимірювання сили струму трьох фаз 2, АЦП - 4 і блока контролю лінійних напруг і живлення З і АЦП - 5. Під час короткочасного провалу напруги до 5 мс напруга мережі залишається на клемах РКТ - 9, розряд статичної конденсаторної батареї дозволяє підтримувати рівень напруги на клемах РКТ у межах нормованого значення хж10 95. Провал напруги, тривалість якої перевищує 5 мс, сприймається мікропроцесорним блоком - б як несанкціоноване вимикання напруги мережі. У цьому випадку РКТ - 9 вимикається від мережі в аварійному режимі аналогічно прикладу описаному вище.Short-term voltage dips in the network lead to a simultaneous decrease in the current levels from the three-phase current measurement unit 2, ADC - 4 and the line voltage and power control unit Z and ADC - 5. During a short-term voltage drop of up to 5 ms, the network voltage remains at the RKT terminals - 9, the discharge of the static capacitor battery allows you to maintain the voltage level at the RKT terminals within the normalized value of хж10 95. A voltage drop, the duration of which exceeds 5 ms, is perceived by the microprocessor unit - b as an unauthorized shutdown of the mains voltage. In this case, RKT - 9 is turned off from the network in emergency mode, similar to the example described above.

Правильність роботи розробленого пристрою перевірили в лабораторних умовах. Як навантаження використовували індуктивно-активне регульоване навантаження. ІндуктивністьThe correct operation of the developed device was checked in laboratory conditions. An inductively active adjustable load was used as a load. Inductance

ІЇ-0,38 гн, активний опір К-36 Ом, паралельно ввімкнені конденсатори. На Фіг. 4 а) наведені осцилограми зміни напруги під час вимкнених батарей конденсаторів, час загасання напруги становив 1 мс; б) під час ввімкнених батарей конденсаторів 050: -1, час загасання напруги дорівнює 22 мс; в) під час ввімкнених батарей конденсаторів СО59:--089 уас загасання напруги дорівнює 31 мс.II-0.38 hn, active resistance K-36 Ohm, capacitors connected in parallel. In Fig. 4 a) the oscillograms of the voltage change when the capacitor batteries are turned off are shown, the voltage decay time was 1 ms; b) when the batteries of capacitors 050: -1 are turned on, the voltage decay time is 22 ms; c) when the batteries of capacitors СО59:--089 uac are turned on, the voltage decay is equal to 31 ms.

Наведені результати дослідження дозволили перевірити правильність роботи пристрою і зробити коректний вибір параметрів елементів схеми.The given research results made it possible to check the correct operation of the device and to make the correct selection of the parameters of the circuit elements.

Моніторинг фазних струмів навантаження і лінійних напруг мережі дозволили розрізнити провал напруги мережі від неповнофазного режиму і обриву струмової частини. Використання енергії, запасеної в конденсаторі, для підтримки рівня напруги при провалах протягом 10 мс, дозволило не вимикати РКТ від мережі при провалі напруги протягом 5 мс і вимкнути ТТР в аварійних режимах. Запасена енергія конденсаторними батареями і діагностика режимів мережі дозволили не допустити проведення обстеження пацієнта в аварійному режимі й безаварійно вимкнути РКТ від мережі, тим самим забезпечити надійність роботи РКТ.Monitoring of phase currents of the load and line voltages of the network made it possible to distinguish the failure of the network voltage from the incomplete phase mode and interruption of the current part. The use of the energy stored in the capacitor to maintain the voltage level during failures for 10 ms made it possible not to turn off the RCT from the network during a voltage failure for 5 ms and to turn off the TTR in emergency modes. The stored energy by capacitor batteries and diagnostics of the network modes made it possible to prevent the examination of the patient in emergency mode and to safely turn off the RCT from the network, thereby ensuring the reliability of the RCT operation.

Claims

FORMULA OF THE INVENTION X-ray computer tomography (RCT) protection device containing a switching device through which the RCT is connected to the network, static capacitor batteries are connected in parallel with the RCT, which is distinguished by the fact that it additionally contains a unit for measuring the current of three phases, the first and the second analog - digital converters, line voltage and power control unit, microprocessor unit, display, solid-state relay unit, static capacitor bank control unit, while the input of the solid-state relay unit is connected to the switchgear through the three-phase current measurement unit, and the output is connected to RCT and the static capacitor bank control unit, to which the static capacitor banks are connected, the second output of the three-phase current measurement unit is connected to the first analog-to-digital converter unit, the output of which is connected to the first input of the microprocessor unit, the second input of the microprocessor unit through the second analog linear converter is connected to the line voltage and power control unit, the input of which is connected to the power network, the first output of the microprocessor unit is connected to the display, the second output to the solid-state relay unit, and the third output to the static capacitor battery control unit, the output of the line voltage and power control unit connected to the corresponding inputs of the blocks of the first and second analog-to-digital converters, the microprocessor block and the display. "i: Ne tek 0 хх и Khoyuzhezhiyayuyuyuyuyudchnn Ki iiihk DU UMO tu: vo ne ХНО ож m i ni i po s por, ny o kovo sha Shiya Ko o o o o Fiv OM ne p: MACHINES MNN M still b NN NN a MONO NNYA MO, : : i o y 2-80 873 y M 2 o M I VI OT DE OO OO V ke Fig y 5 years deeefoekku х х х 3 onnmyuvnnnnnknnk Mchhldnnknkh KuhkkukknnnoH y : Й : kn drekkTeenkya Her background in Kukuchkuk Yenkiku That's the dean of Hallnkuchnnia, With him ShK nn and deeoyuh pt and spirit x in Fosshemui SZH and osh ek. ny ny ny IZ fic X B x skik. I do Ж Ж 3 IZ we denno - NO oo aaaaaya Ffig.Z OshVya : s I KO V Ki OV Zhan Shchi SHOE schu y OH KU i shyi v i I x OKU mo V t I i i THEREFORE, . Uzh y : y v SUYA Z IEE OZHEE VEK vv vo PTFSHIYILILYYIT t PYSHIYILISHI Pou y KI VYNY V POKKNKKN Beh PKEE KUN Men ha NE ON Z PIDOOONOKNN fo shkhy PKEE HU i o OM PEKY KK KK E pe noya that A a NN I caste trig .4