SU1669046A1 - Система дистанционного управлени нагрузкой по силовой линии - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  дистанционного регулировани  мощности газоразр дных ламп высокого давлени  в сет х наружного освещени . Целью изобретени   вл етс  повышение качества напр жени  на нагрузке за счет использовани  в ее цепи элементов с линейными вольтамперными характеристиками. Система дистанционного управлени  нагрузкой состоит из приемного и передающего блоков, с помощью которых производитс  периодическа  передача команд управлени  в определенный полупериод напр жени  сети. 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к области светотехники, в частности к регул торам  ркости (мощности) газоразр дных ламп высокого давлени  в сет х наружного освещени , спецификой работы которых  вл етс  включение ламп на полную мощность в вечернее врем  суток и включение ламп с меньшей мощностью, например половинной, в ночное врем  суток (дл  увеличени  срока службы ламп и уменьшени  расхода электроэнергии).

Цель изобретени  - повышение качества напр жени  на нагрузке за счет использовани  в ее цепи элементов с линейными вольтамперными . ха ра кт ери сти ками.

На фиг.1 изображена схема передающего блока системы, на фиг. 2 схема приемного блока системы; на фиг„ 3 и k - временные диаграммы напр жений и токов, по сн ющие работу системы дистанционного управлени  нагрузкой по силовой цели.

Передающий блок (фиг.1) выполнен . в виде пульпа i управлени  и содержит две входные клеммы 1 и 2, предназначенные дл  подключени  передающего блока к проводам источника 3 питани  переменным напр жением, входна  клемма 1 .через замыкающие контакты .1 контактора Ц и входна  клемма 2 непосредственно подключены к силовой линии с проводами соответственно 5 и 6, соединенными с газоразр дными источниками света. К контактам контактора подключен узел 7, образованный из диодов 8 и 9, соедиоэ оэ со о

4

О

ненных между собой последовательно и встречно анодами, и из тиристоров 10 и 11, соединенных встречно-параллель- но с соответствующими диодами 8 и 9. Один выход блока 12 импульсно-фазо- вого управлени  подключен к точке соединени  анодов диодов 8 и 9 и катодов тиристоров 10 и 11, а другой выход бпока 12 импульсно-фазового управлени  подключен к управл ющему электроду тиристора 10 через последовательно соединенные диод 13 и резистор 1, а также подключен к управл ющему электроду тиристора 11 через последовательно соединенные диод 15 и резистор 16. Анод тиристора 10 соединен со своим управл ющим электродом через последовательно подключенные замыкающие контакты реле 17-1, размыкающие контакты реле 18-1 и диод 19, а анод тиристора 11 соединен со своим управл ющим электродом через последовательно подключенные замыкающие контакты реле 17-2, размыкающие контакты реле 20-1 и диод 21. Катоды диодов 8 и 9 соединены между собой через встречно катодами подключенные диоды 22 и 23, причем диоды 8, 9, 22 и 23 образуют однофазный выпр мительный мост, а точка соединени  катодов диодов 22 и 23 подключена к входу блока 12 импульсно-фазового управлени  через параллельно соединенные замыкающие контакты реле 18-2 и 20-2. Провода 5 и 6 силовой линии соединены между собой через последовательно соединенные резистор 2h и цепь, образованную из параллельно соединенных замыкающих контактов реле 18-3 и 20-3, а входные клеммы 1 и 2 соединены между собой через последовательно подключенные замыкающие контакты реле 17-3, размыкающие контакты реле , 20-1+ и катушку управлени  контактора А, причем точка соединени  замыкающих кон-, тактов реле и размыкающих контактов реле 1Ь-Ц подключена к проводу 6 силовой линии через генератор 25 .импульсов инЛранизкой частотты, к выходам которого подключена через размыкающие контакты реле 26-1 катушка управлени  реле 18 и через замыкаю щие контактеры реле 26-2 катушка управлени  реле 20. Катушки управлени  реле 17 и 26 подключены к соответствующим выходам блока 27 управлени . Блок 12 импульсно-фазового уп0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

равлени  содержит цепочку, образованную из последовательно подключенных резистора 28 и стабилитрона 29, соедин ющую вход блока 12 с первым его выходом, предназначенным дл  подключени  к катодам тиристоров 10 и 11. Параллельно стабилитрону 29 подключены последовательно соединенные резистор 30 и конденсатор 31, точка соединени  резистора 28 и стабилитрона 29 подключена через последовательно соединенные резистор 30 и конденсатор 31 к первому выходу блока 1 2 и подключена через резистор 32, к второй базе однопереходного транзистора 33, перва  база которого подключена к второму выходу блока 12, предназначенному дл  соединени  с резисторами и 16, а управл ющий электрод однопереходного транзистора 33 подключен к точке соединени  резистора 30 и конденсатора 3 1 .

Приемный блок (фиг.2) системы дистанционного управлени  нагрузкой, подключенной к проводам 5 и 6 силовой линии и состо щей из последовательно соединенных газоразр дной лампы высокого давлени  и двух балластных дросселей 35 и 36, содержит исполнительный орган 37, управл ющий работой реле 38, шунтирующего в исходном состо нии своими размыкающими контактами 38-1 дроссель 36, а также содержащий первый 39 и второй 40 приемные узлы. Приемный узел 39 содержит последовательно соединенные и подключаемые к проводам 5 и 6 силовой линии диод 41, конденсатор 2 и резисторы 3 и ЦЦ, причем параллельно резистору й подключен диод 5 и через диод 6 под- конденсатор 7 и резистор 8, параллельно цепи, образованной из последовательно соединенных конденсатора А 2 и резисторов 3 и М, подключен резистор 9, а выход приемного узла 39, предназначенный дл  подключени  к входу управлени  исполнительного органа 37, соединен через стабилитрон 50 с точкой соединени  резисторов 3 и , причем в данной точке катод стабилитрона 50 соединен с катодом ди. 5 и с анодом диода 6. Приемный узел 0 выполнен аналогично узлу 39 на базе идентичных соответствующих элементов 51-59, отличие состоит лишь в противоположнои пол рности схемного включени  диодов 51г5б и стабилитрона 60 по сравнению с соответствующими диодами 41, 45 и 46 и стабилитроном 50 приемного узла 39. Исполнительный орган 37 содержит подключаемый к прводам 5 и 6 силовой линии преобрэ-.„ зователь 61 переменного напр жени  посто нное (служащий дл  питани  реле 28), выход которого через параллельно соединенные резистор 62, диод 63 и катушку реле 38 подключен к аноду запираемого тиристора б , катодом подключенного к проводу 6 силовой линии, а управл ющим электродом подключенного к выходам приемных узлов 39 и 40. Соединенные между собой приемные узлы 39 и 40 и исполнительный орган 37 образуют полупроводниковое реле 65 пол рност импульсов напр жени .

Сеть наружного освещени  содержит множество параллельно соединенных нагрузок и приемных блоков, аналогичных показанному на фиг.2.

На временных диаграммах, иллюстррующих процесс дистанционного управлени  включением газоразр дной лампы 3 с ограничением рассеиваемой мощности например, вдвое от номинальной , изображены (фиг.З) напр жение U в силовой линии с проводами 5 и 6, ток i в силовой линии, протекающей по проводам 5 и 6, импульсное напр жение Uu управлени  тиристором 10 и 11, действующее на выходе блока 12 импульсно-фазоврго управлени , напр жение UC1 на конденсаторе приемного узла 39, на пр жение Up на катушке реле 38.

На временных диаграммах, иллюстрирующих процесс дистанционного управлени  включением газоразр дной лампы 34 на полную номинальную мощность (фиг.А), в отличие от диаграмм , изображенных на фиг.З, показано напр жение UC2 на конденсаторе 57 приемного узла 40.

Работу системы дистанционного управлени  нагрузкой по силовой цепи характеризуют следующие режимы: режимы включени  и выключени ( при которых в первом случае на провода 5 и 6 силовой линии подаетс  напр жение источника 3 питани , а во втором случае - снимаетс ; режим включени  газоразр дной лампы 34 с ограниченной (половинной) мощностью ,

640466

режим включени  газоразр дной лампы 34 на полную мощность.

Дл  включени  газоразр дной лампы 34 под напр жение с выходов блока 27 управлени  подаетс  питающее напр жение на обмотку реле 17, что приводит к срабатыванию реле 17 и замыканию его контактов 17-1, 17-2 и . При замыкании контактов на катушку коллектора 4 через замкнутые контакты реле 17-3 18-4, 20-4 поступает переменное напр жение источника 3 питани . Это приводит к срабатыванию контактора 4, замыканию его контактов 4-1 и к подаче напр жени  питани  на проводе 5 и 6

10

15

5

0

5

силовой линии и, как следствие, приводит к свечению газоразр дной лампы 34.

Дл  выключени  газоразр дной лампы 34 достаточно в блоке 27 управлени  сн ть напр жение с катушки реле 17i благодар  чему контакты 17-1, 17-2, 17-3 разомкнутс , катушка контактора 4 обесточитс , контакты контактора 4 разомкнутс , напр жение на проводах 5 и 6 силовой линии исчезает и электрический раз- р д в лампе 34 исчезает.

В режиме включени  газоразр дной лампы 34 на половинную мощность (предполагаетс , что ранее газоразр дна  лампа 34 была нагружена на полную мощность, поскольку обмотка реле обесточена и дроссель 36 зашунтирован контактами 38-1 реле 38) система дистанционного управлени  работает следующим образом. С выходов блока 27 управлени  подаетс  напр жение на катушку управлени  реле 17 (катушка управлени  реле 26 обесточена). При этом контакты реле

17(контакты 17-1, 17-2, 17-3) будут посто нно замкнуты, на катушку управлени  контактора 4 будет подано через замкнутые контакты реле

18и 20 (контакты 18-4 и 20-4) переменное напр жение источника 3 пио тани , которое через замкнутые контакты поступит и на входы ге- нератора 25 импульсов инфранизкой частоты. Последнее приведет к по влению на выходах генератора 25 импульсов пр моугольного напр жени  (например, с частотой следовани  один импульс в каждые полчаса и длительностью одна секунда). Эти импульсы поступают на катушку управ0

5

5

лени  реле 18 мереэ замкнутые контакты реле 26-1. Под воздействием импульсов генератора 25 реле 18 периодически срабатывает, его контакты 18-1 и 18-1 размыкаютс , а контакты 18-2 и 18-3 замыкаютс . При размыкании контактов реле 18-1 анод тиристора 10 отключаетс  от его управл ющего электрода и тиристор 10 те- перь может включатьс  только под действием выходного сигнала блока 12 импульсно-фазового управлени . После размыкани  контактов реле 18-4 обесточиваетс  катушка управлени  контакта Ь и на врем  действи  импульсов генератора 25 периодически размыкаютс  контакты контактора . При замыкании контактов реле 18-2 (что имеет место либо в паузе импульсами генератора 25 в случае обесточенной катушки управлени  реле 26, либо при наличии напр жени  на катушке управлени  реле 26) вход блока 12 блока импульсно-фазового управлени  подключаетс  через диоды 22 и 23 однофазного выпр мительного моста, к узлу 7. В результате этого на выходе блока 12 импульсно-фазового напр жени  формируютс  импульсы с задержкой во времени t3a относительно моментов равенства нулю тока в силовой линии (i) отрицательной пол рности (фиг.З), которые поступают на управл ющие электроды тиристоров 10 и 11. Включатьс  выходными импульсами блока 12 импульсно- фазового управлени  будет только тиристор 10, а включение тиристора 11 будет производитьс  по анодной цепи через замкнутые контакты реле 20-1 и 17-2 и диод 21. При замыкании контактов реле 18-3 к проводам 5 и 6 силовой линии подключаетс  резистор , с помощью которого обеспечиваетс  включение тиристора 10 выходными им- пульсами блока 12 (Uu) короткой длительности . Как видно из временных диаграмм, изображенных на фиг.З,в течение времени действи  импульса генератора 25 (t) в полуволнах напр жени  положительной пол рности на проводах 5 и 6 силовой линии по вл ютс  кратковременные провалы с длительностью, определ емой временем зар да конденсатора 31 в блоке 12 импульсно-фазового управлени  до напр жени  срабатывани  однопереходно- го транзистора 33. Наличие провалов в полуволнах напр жени  положительной

r 5 0 Q

5

5

пол рности на проводах 5 и 6 силовой линии  вл етс  командой дл  реле 65 пол рности импульсов напр жени  на включение реле 38, подключающего при размыкании контактов 38-1, дополнительный дроссель 36 в цепи питани  газоразр дной лампы 3, снимающего ток, мощность рассе ни  и  ркость свечени  лампы 3.

Реагирует реле 65 пол рности импульсов напр жени ,  вл ющеес  приемным блоком системы, на провалы в полуволнах напр жени  положительной пол рности на проводах 5 и 6 силовой линии следующим образом. Полуволны напр жени  питани  положительной пол рности (U) поступают в приемном узле 39 через диод М на вход дифференцирующей RC-цепи, образованной из конденсатора k2 и резисторного делител  напр жени , состо щего из резисторов 3 и №. В результате этого на резисторе kb формируютс  синхронно с выходными импульсами блока 12 (Uy) экспоненциально нарастающие по амплитуде импульсы напр жени , под действием которых происходит циклический зар д через диод , конденсатора 7 (временна  диаграмма напр жени  на конденсаторе 7 ЬТС(), подразр жаемого в паузах между импульсами блока 12 () через резистор 48. Резистор (9 в приемном узле 39 выполн ет функцию разр да конденсатора 42 в паузах между импульсами блока 12 (Uvj), а диод 45 исключает формирование на резисторе 44 импульсов напр жени  отрицательной пол рности. После нарастани  напр жени  на конденсаторе 47 (Ucf) до напр жени  пробо  стабилитрона 50 (момент времени tz, фиг.З) через стабилитрон 50 приемного узла 39 и управл ющий электрод тиристора б исполнительного органа 37 протекают импульсы тока, которые включают тиристор б1 и, как следствие, привод т к по влению посто нного напр жени  (Up) на обмотке реле 38. Резистор 62 в исполнительном органе 37 обеспечивает включение тиристора 64 кратковременными импульсами управлени , а диод 63 защищает тиристор 64 от перенапр жений, вызванных коммутацией катушки управлени  реле 38, обладающей значительной индуктивностью .

В случае включени  газоразр дной лампы 3 на полную мощность (предполага , например, что ранее газоразр дна  лампа 3 была включена с ограниченной мощностью, поскольку катушка управлени  реле 38 находилась под напр жением, контакты 38-1 реле 38 были разомкнуты и лампа 3 питалась через два балластных дроссел  35 и 36) в блоке 27 управлени  напр жени  подаютс  на обе катушки управлени  реле 17 и 26.При этом выходные импульсы генератора будут поступать через замкнутые контакты реле 26-2 на катушку управлени  реле 20. Это будет приводит к периодическим размыкани м контактов реле 20-1, 20-k и замыкани м контактов 20-2 и 20-3. Работает передающий блок (фиг.1) при включении газоразр дной лампы З на полную мощность как и при ее включении с ограниченной мощностью. Отличие состоит лишь в том, что выходными импульсами блока 12 теперь будет включатьс  тиристор 11, а включение тиристора 10 будет происходить по анодной цепи через замкнутые контакты реле 18-1, 17-1 и диод 19. В результате такого отличи  в работе схемы передающего блока (фиг.1) во врем  действи  импульсов генератора 25 кратковременные провалы теперь по в тс  в полупериоды напр жени  отрицательной пол рности на проводах 5 и 6 силовой линии (временна  диаграмма напр жени  U, фиг. J) , что  вл етс  командой дл  реле 6. пол рности импульсов напр жени  (фиг.2) на включение газоразр дной лампы 3 на полную мощность . Выполн етс  данна  команда сн тием напр жени  с катушки управлени  реле 38 и, как следствие, шунтированием его контактами дополнительного дроссел  36. Последнее приводит к увеличению тока, мощности и  ркости свечени  газоразр дной лампы 3.

Реагирует реле 65 пол рности импульсов напр жени  на провалы в полуволнах напр жени  отрицательной пол рности на проводах 5 и 6 силовой линии в основном так же, как и при воздействии провалов в полуволнах напр жени  положительной пол рности. Отличие заключаетс  лишь в том, что в данном случае сигнал включени  тиристора исполнительного органа

37 формируетс  в приемном узле 0. Так при воздействии провалов в полуволнах напр жени  отрицательной пол рности на проводах 5 и 6 силовой линии на приемный узел kO происходит циклический зар д конденсатора 57 (диаграмма напр жени  на конденсаторе 57 и на фиг.), аналогично

Q зар ду конденсатора V/, а после нарастани  отрицательного напр жени  на конденсаторе 57 до напр жени  пробо  стабилитрона 60 через управл ющий электрод тиристора 6Ц будут

5 протекать импульсы отрицательной пол рности, запирающие тиристор 6Ц и, как следствие, обесточивающие катушку управлени  реле 3$

Данна  система дистанционного

о управлени  обладает повышенной помехоустойчивостью . Достигаетс  это периодической передачей (с частотой следовани  импульсов генератора 25) команд управлени  и применением

5 накопительных конденсаторов А 7 и 57 в приемных узлах 39 и kO, предотвращающих срабатывание приемного блока (фиг.2) от одиночных импульсных помех .

Q Элементы системы в установившемс  режиме не внос т искажени  в напр жение питани  газоразр дных ламп, поскольку ток ламп протекает через линейные дроссели.

35

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Система дистанционного управлени  нагрузкой по силовой линии, содержаща  передающий блок с выводом дл  подключени  к первому проводу силовой линии и выводом дл  подключени  к второму проводу источника питани  и силовой линии, приемный блок с выводом дл  подключени  к первому проводу силовой линии и выводом дл  св зи с вторым силовой линии, отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества напр жени  на нагрузке,

   передающий блок снабжен выводом дл  подключени  к первому проводу источника питани  и выполнен в виде пульта управлени , четырех реле, контактора, генератора импульсов инфранизко й частоты, блока импульсно-фазового управлени , двух тиристоров, однофазного выпр мительного мост а, четырех диодов и трех резисторов, при этом к пульту управлени  подключены обмотки

   первого и второго реле, обмотка контактора через последовательно ссели-, ненные первые размыкающие контакты третьего и четвертого реле и первый замыкающий контакт первого реле включена между выводом дл  подключени  к первому проводу источника питани  и выводом дл  подключени  к второму проводу источника питани  и силовой линии, генератор импульсов инфраниз- кой частоты подключен своими входами между объединенными выводами первого замыкающего контакта первого реле и первого размыкающего контакта треть- его реле и выводом дл  подключени  к второму проводу источника питани  и силовой линии, к выходу генератора импульсов инфранизкой частоты подключены соответственно через размыкающий и замыкающий контакты второго реле обмотки третьего и четвертого реле, замыкающий контакт контактора подключен между выводом дл  подключени  к первому проводу источника питани  и выводом дл  подключени  к первому проводу силовой линии, к которым подключен вход однофазного выпр мительного моста, параллельно встречно вентил м однофазного выпр мительного моста, соединенным анодами, подключены тиристоры, управл ющий электрод каждого из которых соединен со своим анодом через последовательно соединенные первый или второй диод, второй или третий замыкающие контакты первог реле и второй размыкающий контакт третьего или четвертого реле соответственно , а также с выходом блока импульсно-фазового управлени  через последовательно соединенные третий или четвертый диод и первый или вто- рой резистор соответственно, при этом все диоды подключены к управл ющим электродам тиристоров катодами, вход блока импульсно-фазового управлени  подключен через параллельно соединенные первые замыкающие контакты третьего и четвертого реле к выходу однофазного выпр мительного моста, третий резистор подключен через параллельно соединенные вторые замыкающие контакты третьего и четвертого реле между выводом дл  подключени  к первому проводу силовой линии и выводом дл  подключени  к,второму проводу источника питани  и силовой линии, а приемный блок выполнен в виде первог и второго приемных узлов и исполнительного органа, при этом каждый из приемных узлов выполнен в виде трех диодов, стабилитрона, двух конденсаторов и четырех резисторов, при этом анод первого диода первого приемного узла соединен с выводом дл  подключени  к первому проводу силовой линии, а его катод - с первым выводом первых резистора и конденсатора указанного узла, второй вывод указанного конденсатора соединен через второй резистор с катодами стабилитрона и второго диода, первым выводом третьего резистора и анодом третьего диода того же узла, причем вторые выводы первого и третьего резистору , анод второго диода подключены к выводу дл  св зи с вторым проводом силовой линии, катод третьего диода подключен через параллельно соединенные второй конденсатор и четвертый резистор упом нутого узла и выходу дл  св зи с вторым проводом силовой линии, второй приемный узел выполнен и подключен аналогично первому , при этом диоды и стабилитрон второго приемного узла подключены в противоположном направлении относительно соответствующих диодов и стабилитрона первого приемного узла, анод стабилитрона первого приемного узла и катод стабилитрона второго приемного узла подключены к входу исполнительного органа, подключенного между выводом дл  подключени  к первому проводу силовой линии и выводом дл  св зи с вторым проводом силовой линии.

   о

   СП

   с

   vC

   «N

   3

   Л

   5«м