Устройство автоматического переключения источников электропитания
Владельцы патента RU 2398336:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения (RU)
Изобретение относится к электроснабжению потребителей первой категории, в частности средств железнодорожной автоматики и телемеханики. Технический результат заключается в повышении надежности электроснабжения потребителей первой категории за счет использования двух контроллеров электропитания, использующих различные методы определения источников питания, с показателей качества электрической энергии, наиболее удовлетворяющих требованиям потребителей. Предлагаемое устройство дополнено нечетким логическим контроллером электропитания и схемой сравнения, причем входы нейросетевого контроллера электропитания и нечеткого логического контроллера электропитания соединены с выходом центрального процессора, их выходы соединены со входами схемы сравнения, а выход схемы сравнения подключен ко входу центрального процессора. 1 ил.
Изобретение относится к электроснабжению потребителей первой категории, в частности средств железнодорожной автоматики и телемеханики.
Известно быстродействующее устройство автоматического переключения источников питания, содержащее первое и второе твердотельные реле, включенные в фазах первого и второго источников питания, логический блок, первый и второй блоки детекторов нуля, первый и второй блоки фазовой автоподстройки частоты и аналого-цифровой преобразователь (патент РФ на полезную модель №16886).
Недостатком данного устройства является малое количество показателей качества электрической энергии (ПКЭ), по которым происходит сравнение и соответственно выбор оптимального источника электропитания. Помимо этого алгоритм работы данного устройства организован таким образом, что существует возможность постоянного перехода с одного источника электропитания на другой в случае, если оба источника не удовлетворяют требуемым нормам.
Также известно устройство для автоматического переключения источников питания, содержащее первый контактор включения электропитания от первого фидера трехфазной питающей электросети, второй контактор включения электропитания от второго фидера трехфазной питающей электросети, а также содержащее первый выключатель, вход которого соединен с силовым выходом первого контактора, второй выключатель, вход которого соединен с силовым выходом второго контактора, при этом силовые выходы первого и второго выключателей соединены с шиной гарантированного электропитания (Коган Д.А., Молдавский М.М. «Аппаратура электропитания железнодорожной автоматики» - М.: ИКЦ «Академкнига», 2003, с.285-289).
Данное устройство при заниженном напряжении основного источника делает возможным переход на резервное питание, не учитывая ПКЭ резервного источника. Таким образом, возможен переход на источник электропитания со значениями ПКЭ хуже, чем у первоначального источника. Помимо этого указанное устройство не имеет возможности сравнить качество электроэнергии разных источников электропитания в комплексе по совокупности ПКЭ.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство автоматического переключения источников электропитания, содержащее первый контактор, второй контактор, первый выходной выключатель, второй выходной выключатель, шину гарантированного электропитания потребителей, центральный процессор, нейросетевой контроллер электропитания, модуль управления контакторами, модуль измерения параметров первого фидера и модуль измерения параметров второго фидера (Патент РФ на полезную модель №78579).
Недостатком данного устройства является отсутствие контроля достоверности решений, принимаемых нейросетевым контроллером. При нейросетевой аппроксимации функция вычисляется с определенной погрешностью, поэтому существует возможность неверного принятия решения о выборе питающего фидера.
Целью изобретения является повышение надежности электроснабжения потребителей первой категории за счет использования двух контроллеров электропитания, использующих различные методы определения источника электропитания, с ПКЭ, наиболее удовлетворяющих требованиям потребителей.
Указанная цель достигается тем, что устройство автоматического переключения источников электропитания, содержащее первый контактор, второй контактор, первый выходной выключатель, второй выходной выключатель, шину гарантированного электропитания потребителей, нейросетевой контроллер электропитания, модуль управления контакторами, модуль измерения параметров первого фидера и модуль измерения параметров второго фидера, причем первый фидер соединен с силовым входом первого контактора, второй фидер соединен с силовым входом второго контактора, выход первого контактора соединен со входом первого выходного выключателя, выход которого соединен с шиной гарантированного электропитания, которая соединена с выходом второго выходного выключателя, вход которого соединен с выходом второго контактора, вход модуля измерения параметров первого фидера подключен к первому фидеру, вход модуля измерения параметров второго фидера подключен ко второму фидеру, выходы модулей измерения параметров первого и второго фидера и контрольные выходы первого и второго выходных выключателей соединены со входами центрального процессора, который соединен с нейросетевым контроллером электропитания, а его выход соединен со входом модуля управления контакторами, выходы которого соединены с управляющими входами первого и второго контактора, дополнительно снабжено нечетким логическим контроллером электропитания и схемой сравнения, причем входы нейросетевого контроллера электропитания и нечеткого логического контроллера электропитания соединены с выходом центрального процессора, их выходы соединены со входами схемы сравнения, а выход схемы сравнения подключен ко входу центрального процессора.
На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.
Устройство работает следующим образом.
При подготовке к работе первый 10 и второй 11 выходные переключатели должны быть замкнуты, информация об этом передается в центральный процессор 1.
На вход модуля измерения параметров первого фидера 2 поступает напряжение с первого фидера 12, на вход модуля измерения параметров второго фидера 3 поступает напряжение со второго фидера 13. В модулях измерения параметров первого и второго фидера происходит преобразование напряжений и последующая цифровая обработка, целью которой является получение значений ПКЭ источников электропитания, по которым будет производиться оценка качества питающих напряжений фидеров. Центральный процессор 1, получая от модуля измерения параметров первого фидера 2 и модуля измерения параметров второго фидера 3 значения ПКЭ напряжений фидеров, передает их в нейросетевой контроллер электропитания 4 и в нечеткий логический контроллер электропитания 5. Нейросетевой контроллер электропитания 4, используя нейросетевую аппроксимацию многомерной нелинейной функции комплексной оценки напряжения, вычисляет наиболее подходящий по заданным ПКЭ источник электропитания. Одновременно с этим нечеткий логический контроллер электропитания 5 вычисляет наиболее подходящий источник электропитания, на основе системы нечеткого вывода, использующей формализованные в виде нечетких множеств требования к ПКЭ. Результаты вычислений, выполненных в нейросетевом контроллере электропитания 4 и в нечетком логическом контроллере электропитания 5, поступают в схему сравнения 6, контролирующую их идентичность. Если такие результаты непротиворечивы, то информация о наиболее подходящем источнике электропитания передается в центральный процессор, который осуществляет сравнение номера текущего используемого источника с номером источника, рекомендуемого схемой сравнения. В случае их несовпадения через модуль управления контакторами 7 центральный процессор 1 подает управляющее воздействие на первый 8 или второй 9 контактор. Контактор включается и напряжение питания от фидера через замкнутые силовые контакты первого выходного выключателя 10 или второго выходного выключателя 11 подается на шину гарантированного питания 14 и далее к потребителям. Если результаты работы нейросетевого контроллера электропитания 4 и нечеткого логического контроллера электропитания 5 противоречивы, то схема сравнения 6 информирует об этом центральный процессор 1, который переходит к выбору источников электропитания только на основе величины напряжения.
Использование предлагаемого устройства позволяет повысить надежность электроснабжения потребителей первой категории, с учетом его особенностей, за счет параллельной комплексной оценки качества электроэнергии при выборе источника электропитания, проводить контроль соответствия питающего напряжения не только требованиям общих государственных стандартов, но и отраслевых стандартов, а также недокументированным требованиям, сформулированным инженерно-техническим персоналом, осуществляющим опытную эксплуатацию образцов устройств, являющихся потребителями первой категории.
Устройство автоматического переключения источников электропитания, содержащее первый контактор, второй контактор, первый выходной выключатель, второй выходной выключатель, шину гарантированного электропитания потребителей, нейросетевой контроллер электропитания, модуль управления контакторами, модуль измерения параметров первого фидера и модуль измерения параметров второго фидера, причем первый фидер соединен с силовым входом первого контактора, второй фидер соединен с силовым входом второго контактора, выход первого контактора соединен со входом первого выходного выключателя, выход которого соединен с шиной гарантированного электропитания, которая соединена с выходом второго выходного выключателя, вход которого соединен с выходом второго контактора, вход модуля измерения параметров первого фидера подключен к первому фидеру, вход модуля измерения параметров второго фидера подключен ко второму фидеру, выходы модулей измерения параметров первого и второго фидера и контрольные выходы первого и второго выходных выключателей соединены со входами центрального процессора, который соединен с нейросетевым контроллером электропитания, а его выход соединен со входом модуля управления контакторами, выходы которого соединены с управляющими входами первого и второго контактора, отличающееся тем, что в него дополнительно введен нечеткий логический контроллер электропитания и схема сравнения, причем входы нейросетевого контроллера электропитания и нечеткого логического контроллера электропитания соединены с выходом центрального процессора, их выходы соединены со входами схемы сравнения, а выход схемы сравнения подключен ко входу центрального процессора.
