CC BY
61
УДК 621.38
СИГНАЛИЗАТОР ПРОВАЛА НАПРЯЖЕНИЯ
Л.Г. ЧУБРИКОВ, М.Н. ПОГУЛЯЕВ
Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого, Республика Беларусь
Современное производство характеризуется усложнением технологических процессов, связанным с использованием новых технологий, автоматизированных непрерывных технологических линий, непрерывных технологических процессов и с широкой компьютеризацией управления. При этом все более жесткие требования предъявляются к качеству электроснабжения, в частности, к провалам питающего напряжения. Эти провалы питающего напряжения могут серьезно нарушать технологический процесс в условиях непрерывных производственных циклов. С целью снижения пагубного влияния кратковременных провалов напряжения на непрерывный технологический процесс в цехах устанавливают резервные источники питания, которые могут обеспечивать непрерывный процесс на время существования провалов. После устранения причины провалов напряжения технологический процесс вновь подключают к основному источнику питания.
Для выявления провалов напряжения и своевременного формирования сигнала переключения контролируемого процесса на резервное питание необходимо специальное устройство - сигнализатор быстрого изменения напряжения. Сигнализатор должен формировать сигнал переключения при провалах напряжения глубиной более 10 % от номинального значения, а при восстановлении в питающей сети нормального напряжения должен автоматически возвращаться в исходное состояние и формировать сигнал возврата от резервного источника к питающей сети.
Рис. 1. Блок-схема сигнализатора быстрого изменения напряжения
На рис.1 приведена блок-схема сигнализатора быстрого изменения напряжения, построенного на базе фильтра верхних скоростей с предварительной компенсацией. Сигнализатор содержит: блок предварительной компенсации БПК, блок-схема которого приведена на рис. 2; фильтр верхних скоростей ФВС с регулируемой крутизной
характеристики; блок разделения полярностей БРП входного напряжения ивх; компаратор КМ; формирователи сигналов ФС1 и ФС2, а также блок возврата БВ.
Рис. 2. БПК
БПК содержит блок вычитания БВ, регулируемый частотный фильтр РЧФ, усилитель У и фазочувствительный выпрямитель ФЧВ, регулирующий коэффициент передачи РЧФ.
Сигнализатор работает следующим образом. Блок предварительной компенсации БПК компенсирует синусоидальное входное напряжение ивх, пропорциональное сетевому
напряжению, до напряжения ип, составляющего около 10 % от ивх. При этом сравнительно медленные изменения ивх не изменяют ип, так как в БПК имеется автоматическое регулирование коэффициента передачи. Оставшуюся нескомпенсированную часть ивх, то есть, напряжение ип, компенсирует ФВС, начальная
скорость настройки Уф0 которого выбрана из условия, что Уф0 = 0,1 Утах, где Утах -максимальная скорость изменения входного напряжения ивх. Таким образом, при нормальном входном напряжении ивх на выходе ФВС напряжение ивс = 0, и, следовательно, формирователи сигналов ФС не формируют сигналы переключения.
При появлении скачкообразного изменения (провала) напряжения ивх БПК и ФВС не
успевают скомпенсировать Дих - напряжение “скачка”. В результате этого на выходе ФВС появляется напряжение ивс, которое уменьшает скорость настройки ФВС до минимального значения Уф тіп, в результате чего задерживается компенсация Дих. Независимо от полярности ивх в момент провала напряжения БРП формирует запускающий положительный импульс ис, как показано на электрической схеме БРП (рис. 3), который включает формирователь сигнала ФС1, на выходе которого появляется сигнал переключения технологического процесса на резервное питание.
Для того, чтобы кратковременное скачкообразное увеличение ивх не привело к ложному срабатыванию сигнализатора, в БРП установлены два ключа на транзисторе VT1 типа п-р-п и VT2 типа р-п-р. При положительной полярности ивх в момент провала
импульс ивс будет отрицательным и он пройдет на вход ФС через VT1 и ДА2 (см. рис. 3).
При этом VT2 будет заперт. Если же при положительной полярности ивх произойдет скачкообразное увеличение ивх, то при этом импульс ивс будет положительным и через диод VД1 не пройдет. Но и через цепочку VД2-R6- R7 он также не проходит на вход ФС1, так как во время положительной полусинусоиды ивх транзистор VT1 открыт и шунтирует
точку соединения Я6 и Я7 на общую шинку (“землю”).
R4
Рис. 3. Электрическая схема БРП При отрицательной полусинусоиде ивх в момент провала импульса ивс будет положительным и он через цепь VД2- Я6 - Я7 пройдет на вход ФС1 и включит его. При этом VT1 заперт, а VT2 открыт. Поэтому отрицательный импульс ивс при увеличении ивх не сможет пройти на вход ФС1.
Блок возврата БВ предназначен для слежения за величиной среднего выпрямленного значения ивх, пропорционального действующему значению сетевого напряжения, с целью
формирования сигнала возврата питания технологического процесса от резервного источника к питающей сети после исчезновения провала напряжения.
В тех случаях, когда необходимо контролировать и быстрые повышения напряжения сети, которые могут представлять опасность для электроприборов и электрооборудования, следует использовать напряжение ивых2, формируемое блоком ФС2, отрицательное напряжение ис2, на вход которого поступает из блока БРП через цепочки VД5- Я9 или
VД6- я10.
Испытания сигнализатора в лабораторных условиях показали, что сигнализатор обладает высокой чувствительностью, высоким быстродействием и надежностью формирования сигналов переключения и возврата.
Литература
1. Прокопчик В.В., Широков О.Г. О необходимости изменения требований к электроснабжению предприятий с непрерывным технологическим процессом //Изв. высш уч.заведений и энерг.объед. СНГ.- Энергетика. - 1999. - N1. - С.51-57.
