257584 — SU 257584 (original) (raw)
Союз Советских Социалистических Республиквидетельства М - 6 ( 109266824-7) ависимое от авт.аявлено 18.И 1.19присоединением хл. 21 с, 68/50 явкиКомитет по делам аооретений и открыти при Совете Министров СССРата опубликования описания 5.1 Ч.1971 вторызобретения И. Дамрин, В. П. М р, Я . Потак и А, К. Томенк Заявит пециальное проектно-конструкторское бюро треста Овмонтажавтоматика СТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЪ АВТОМАТИЧЕСКИХ УСТАНО На фиг. 1 изображенсхема логиче,"кого устройзащиты; на ф,иг, 2 - врнапряжений, токов и ампецепях узла контроля.Устройство работает1 аварийных параметрсх1) одинаковых каналасия,и узел автоматическлизации.Каждый канал составит2; выходных усилителей 3узла включения.Узел включения содер а функциональная тва автоматической еменные диаграммы рвитков в различных по сигналв. Оно;имелопичеокоого контро м датчиков ет два (1 иго управлеля и сигназ лог блока еских цепеи 4 питания и лехтент памяти Известные у"троиства для защиты автоматических установок с дублированием каналов, содержащие в каждом канале источник питания, логические цепи, выходной усилитель и датчики аварийных сипналов, неэкономичны, сложены в эксплуатации и малонадежны,Предлагаемое устройство отличается от язве"тных тем, что каждый канал снабжен триггером с элементом задержки в его запрещающей обратной связи, Вход триггера через диффсренцирующие цепочкисоединен со входами логических цепей, а выход через упра 1 вляющий электрод силового тиристора с цепью питания выходного усилителя.Это повышает надежно)сть действия за 5; элемент задержка 6; дифференцирующие ЯС-цепочки, где; С - конденсатор постояиной емкости; 1 х - рези:тор (разрядное сопротивление); Д - полупроводниковый довод; 7 - 5 управляемый тирцстор; электропривод 8 исполнительных механизмов.Узел контроля н сигнализации состоит изэлехтентов 9 сравнения; задающего генератора 10; распределителей 11 и 12; тирпсторов 10 18 и 14; ламп 15 сигнализации о непсправегости; блока 16 питания и тиристора 17.На фиг. 2 введены следующие обозначения:а - кривая напряжения блока 4 питания; О - выходные импульсы тока ра,"предслителя 11 (аналогичные выходы имеет н распределитель 12); с - кривьге ампервитков счоттывания (отрицательные значения) и подготовки (положительные значения) сердечников элементов сравнения 9 при отсутствии отказов в кана лах; д - кривая напряжения блока 16 питания; е - ампервитки тактового считывания сердечников элементов 9 сравнения; 1 - а 1 мпервиткн подготовки сердецников после считывасгия их тактовыми птмпульсахви при отсут ствии отказов в каналах; д - то же, но приналичии отказов.На оси абсцисс - значения времени, наосях ординат - значения напряжений (а, д), токов (Ь), ампервитков входных обмоток феЗ 0 родиодных элементов (с) н выходных ф д).Логическое устройство представляет собой электрическое устрой "тво, рассчитанное на прием и выдачу,сигналов постоявного тока с релейной характерйстикой.В зависимости от состояния объекта защи ты устройспво находится либо в режиме ожидания аварийных сигналов (длительный режим), либо в режиме фунпционирования (кр атков ременный режим) .Катушки электроприводов исполнительных мехаиизмов в режиме ожидания обесточены.В режиме фу)нкционирования на катушки электроприводов исполнительных механизмов поступают сигналы нз логического усгройства в течение времени, достаточного для их срабатьивания, после чего исполнительные меха(иизмы становятся на самоблокировку, а катушки об есточив а ют,"я,Схема логического устройства представлена на фиг. 1, Устройство с целью повышения надежности на орабатывание резервировано дублированием каналов. Каждый канал содержит логические цепки 2, выходные усилители 3 и блок 4 питания, а также вспомогательный узел включения, предназначенный для повышения,надежности устройства на отказ типа ложное срабатывание.Узел включения состоит из дифференцирующих КС-цепочек по числу входов элемента 5 памяти, элемента задержка б и унранляемого тиристора 7 в цепи питания электроприводов 8 исполнительных механизмов. Последние представляют собой нагрузки постоянного то,ка,Каналы объединены,по одноименным входам и одноименным выходам: в первом случае - датчиками 1, во втором - электроприВодами 8 исполнительпых механизмов.Для обнаружения отказов в аппаратуре логическое устрой,:тво содержит узел контроля и сигнализации, состоящий из 9 элементов сравнения,по числу выходов лопического устройства, задающего генератора 10, распределителей 11 и 12, управляемых тиристоров 13, 14 и 17, ламп 15 сигнализации и блока 1 б,питания.Логические цепи строятся в соответствии с заданным алгоритмом на основе однотактных или многотактных фувкциональных элементов (ячеек) любого типа, легко согласующихся с датчиками сипналов постоянного тока,Так, например, могут оыть применены феррит-диодные, феррит-транзисторные и транзисторные комплексы логических элементов, электромагнитные реле и др. Выбор того или иного комплекса определяется в каидом конкретном случае,предъявляемыми требованиями к логическому устройству.Тип,выходиого усилителя выбирается также в каждом конкретном случае в зааисимости от предъявляемых трвбований и характера нагрузки.Это может быть магнитный усилитель, управляемый тиристор, электромагнитное реле и др. Особого раоамотрения требуют узлы включения,и контроля, повышающие надежностьлогического устройства.Узел включения срабатывает только в пе 5 риоды обращений к логическому устройству,а в осталыное время находится в дежурномрежиме.Узел контроля о( уществляет непрерывныйавтоматический конпроль отказов, которые1 О могут возникнуть в аппаратуре логическогоустройства в периоды между отработками.Работа узла включения основана на принципе одновибратора, выдающего непродолжительный сигнал при изменении =игнала на его15 выходе, Роль одновибратора выполняют дифференцирующие КС-цепочкиподключенные квходам логического устройства. Выходы КСцепочек объединяются по ИЛИ на входе элемента 5 памяти.20 Последние в,паре с элементом задержкаб,предназначены для получения выдержки времени, достаточной для срабатывания исполнительных механизмов, Элемент 5 памяти воздействует на управляемый тиристор 7 в цепи25 питания электроприводов исполнительных механизмов,Дифференцирующие КС-цепочки работаютна принципе заряда конденсатора. Роль зарядного сопротивления выполняет входное:сопроЗ 0 тивление триггера,Диод Д,предотвращает разряд конденсатора на источник входного сигнала.Высокоооный резистор К, шунтирующийконденсатор С, выполняет роль разрядногоЗ 5 сопротивления. В тех случаях, когда от датчика поступает сигнал постоянного тока с ничтожно малым коэффициентом пульсаций, необходимость в лиоде Д и резисторе К отпадает.40 Параметры контура КС выбираются в каждом конкретном случае из расчета надежногозапуока элемента 5.Элементы 5 и б,могут быть применены изряда тех же элементов на,которых, строятся45 цепи логики данного устройства,Работа узла включения заключается в следующем,При нормальном функционировании объекта защиты аварийные сигналы на входах логическопо устройства отсутствуют, конденсаторы дифференциальных цепочек разряжены,элемент 5,находипся в состоянии 0, ток наего,выходе отсутствует и управляемый тиристор в цепи питания,нагрузок закрыт.При возникновении аварийного сигнала(обладающего релейной характеристикой) соответствующий конденсатор заряжается, ток,протекающий по цепи входа элемента 5 в период заряда конденсатора, переводит элемент5 в состояние 1. Возвикающий иа выходеэлемента 5 сигнал открывает управляемый тиристор 7, подключающий электромагниты исполнительных механизмов к блоку 4 питания.Одновременно аварийный сигнал вызывает со 65 ответствующие переключения в цепях логики, 257584отовит сердичники (ампервитки ю 9 на фиг. , ), так как длительность его значительно олыпе длительности считываемого тактового .мпульса.Третий выходной сигнал распределителя 11 ткрывает тиристор 7 во втором канале и тиистор в цепях входных обмоток установки в 0 сердечников элементов 9. Сердечники счи. ываются (устанавливаются в О) током, ротекающи через тиристоры теми же элекроприводами, что и выходные у",;.илители перого канала.Последующее считывание сердечеников таковыи импульсами не вызывает изеетия аправления намагниченности сердечнков, игнал в выходных обмотках отсутствует, тинсторы в цепях сигнализации закрыты. Ламы погашены.Для тех же одноименных выходов каналов, а выходные усилители которых не подаются игналы из логики, ток подготовки (импульс оложительной полярности на фиг. 2, с) отсуттвует и при последующем считывании элеента 9 ток на выходе его (фиг, 2, Д не появ:я ется.В обоих случаях как для целей с закры ыми, так и открытыми усилителями по одно.менпым выходам ток в цепи ламп сигнализаии или отсутствует вовсе или имеется такой ;лительнсети, что не засвечивает их,Лналогично схема работает при проверк тсутствия ложных сигналов на выходах втоого канала и отказов типа несрабатывания ервого канала.При поочередном открывании тиристоров 7 ерез выходные усилители первого, а затем торого каналов и катушки электроприводов ротекает ток, но электролриводы не срабатыают ввиду их инерционно "ти и кратковременгости включающего импульса.При возникновении ложных сигналов, наример на выходе первого канала или отказов гипа неарабатывание во втором, после возействия третьего выходного импульса распределителя 11 на тиристор 7 второго канала н иристор 13 сердечники элементов 9 подготавтиваются через ложно оработавшие выходные ,"илители первого канала либо не считываютс 5 через усилители Вто 1 зого каа;а. Се 1 дечнпки, оставшиеся подготовлен;ымп прп последующем считывании пх тактовыми импульсамп, снова готовятся током, протекающим от 5 блока 1 б, через соответствующие лампы 15сипнализацпи, тиристоры в цепях, ипалпзаци и выходные обмотки элеменгов 9 (ампер- витки ю, на фиг. 2, д).Лампы 15 сигнализацни, соответствующие 1 О ложному выходному сигналу пз первого канала, горят до запуска распределителя 12, первый выходной сигнал которого устанавливает все сердечники в О, лампы гаснут и загорают,:я снова после запуска распределителя 11 5 и т, д.Мигающая сигнализация свидетельствуето,налчи непсправностп в одном из каналов.Наличие ложных сигналов пз второго канала определяется после запуска распределителя 12 20 и т. д. Его сигналы после установки в,"ех сердечников в О открывают тпрпсторы 7, 13 и 14 в другой последовательности: вначале открывается тпрпстор 7 во втором канале и тпристор 14, а затем тпристор 7 в первом кана ле и тиристор 13. Неисправности в каналахсигнасзируотся миганием, соответствующи: неисправным выхода ламп 15.Таким образом, па одном для каждой пары выходов ферродподном элементе осуществЗ 0 ляется сравнение состояния однопмечных выходов разных каналов и управление сигнализацией по каждому выходу.Предмет изобретения35Устро 1 ство для защиты автоматпескихустановок с дублированием каналов, содержащее В каждо канале истопик питания, логические цепи, выходной усилитель и датчики 40 аварийны.; сигналов, отличающееся тем. что,с целью повышения надежности действия защиты, каждый канал снабжен триггером с элс.енто задери в его запрещающей обратной связи, вход которого через дифференцирующие цепочки -оединен со вхоламн логических цепей, а выход через уиравляющнй электрод силового тирпстора - с цепью питания выходуоплптеля,50 55 60 б 5 которые выдают сигналы управления на исполнительные механизмы.Ситиалом элемента 5 запустится элемент б,который отсчитьввает положенную выдержкувремени, до,:таточную для срабатывания нсполнителыных механизмов, после чего возвращает элемент 5 в исходное состояние. Ситнална выходе элемента 5 исчезает, элемент б возвращается в исходное состояние, тиристор 7закрывается, отсоединяя нагрузки от блока 4питания, Тем самым логическое устройствоснова переводиться в ждущий режим,Таким образом, узел 1 включення работаеткаидый раз при обращении к логичесиому устро йст ву.В том, случае, когда в период отработки навходах логического устройства возиикает несколько следующих друг за дру 1 гом с небольшими интервалами аварийных сигналов, период отработки,соответственно увеличивается.Для этого выходы КС-цепочек связаны с цепьюсброса в 0 элемента б. Поэтому каждыйаварийный сигнал, воздействуя на элемент 5,одновременно возвращает в нулевое состояниеэлемент бкоторый начинает:отсчет выдержкивремени сначала. Время,нахождения элемента 5 в состояниии 1 при этом увеличиваетсяна столько, сколько требует"я для срабатьпвания всех,исполнительных механизмов в даннойаварийной си турции,Наряду с выше описанным узел включения решает еще одну задачу. Часто в устройствах, работающих на исполнительные механизмы с самоолокировкой, сигналы управления снимаются с электроприводов по времени,определяемому зыдержкой специально устаиовленных для этой цели индивидуально покаждому выходу реле времени. В системах сбольшим числом выходов таких реле временинабирается значительное количество, А поскольку времязадающий узел выполняет посути дела ту же функцию съема сипталов управления с исполнительных механизмов, то индивидуальные реле времени могут быть исключены, Выдержка времени элемента задеркка времязадаюгцего узла выбирается равноймаксимальной выдержке индивидуальных релевремени,автоматический ко 1 нтроль исправности логического устройства осуществляется путемпериодического опроса состояния одновременно в.:ех выходов сначала одного, а затем другого каналов, и сравнения одноименных выходов с выдачей сигнала о неисправности при ихнеравнозначности,Задающий генератор 10 в узле контроляпредназначен для период 1 ического поочередного запуска разомкнутых распределителей 11 и12. Выходные сигналы распределителей в определенной последовательнссти воздействуютна тиристоры 7 в цепях питания электроприводов исполнительных механизмов и тиристоры13, 14 и 17 в цепях контроля, Переключениятиристоров 7, 13, 14 и 17 вызывают появлениетаков во входных обмотках ферродиодных эле 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ментов 9, предназначенных для сравнения состояния одноименных выходов разных каналов.Задающий генер"ор 10 предстала(вляет собой делитель ча тоты питающей сети на ферродиодных двухтактных регистрах сдвига,Импульсы от задающего генератора поочередно поступают на входы ферродиодных разомкнутых распределителей 11 и 12. В период работы распределителя 11 осуществляется контроль отсутствия ложных сигналов на выходах первого канала и отказов типа несрабатывание второго канала, и наоборот, при работе распределителя 12 осуществляется контроль отсутствия ложных сигналов на выходах второго канала и несрабатывания первого канала.Рассмотрим работу узла контроля, когда прсверяется отсутствие ложных сигналов на выходах первого канала и отказов типа не- срабатывание второго канала,В период между отработками на какие-то выходные усилители 3 одноименных выходов каналов сигналы из логики поступают, а на остальные - не поступают, При этом тиристоры 7 обоих каналов, а также тиристоры 13, 14 и 17 перед каждым началом цикла работы распределителей 11 и 12 закрыты, катшки электроприводов 8 обесточены и сигнальные лампы 15 не говорят.Принцип дей твия узла;контроля поясняется фиг. 2, где приведены временные диаграммы а - д импульсов напряжений и токов в различных цепях узла контроля.Первый выходной испульс п распределителя 11 открывает тиристор 17 и по обмоткам установки и 0 сердечников элементов 9 проходит импульс тока (ампервитки Йг, на фиг.2, с) и сердечники устанавливаются в исходное состояние (в 0).Импульс тактового считывания (ампервитки св, на фиг. 2, е) не вызывает изменения магнитного состояния сердечников элементов 9.Второй выходной импульс распределителя 11 открывает тиристср 7 в перовом канале и тиристор 14 в цепях обмоток подготовки (установки в 1) сердечников элементов 9. От блска 4 питания через тири:тары 7 и 14 по обмоткам подготовки, соответствующим включенным выходным усилителям перьвого канала, протечет ток установки сердечников в 1 (ампервитки подготовки сю 9 на фиг. 2, с).При последующем считывании сердечников тактовым импульсом (ампервитки гю 1 на фиг.2, е) в,выходных обмотках ферродиодных элементов 9, подготовленных ранее, появляется э. д. с., под действием которой переключаются соответствующие тиристоры,в цепях сигнализ ации.От блока 1 б питания (кривая его напряжения представлена на фиг, 2, с 1) через лампы сигнализации тиристоры и выходные обмотки элементов 9 протечет ток, который снова под.ИПИ Комитета по делам изобретений я открытий при Совете М 1 шнстров СССР Москва, ЖРаушская наб., д, 4,о