Устройство для имитации токовой нагрузки при испытании аппаратуры, коммутирующей нагрузку

Авторы патента:

Чернецов Евгений Владимирович (RU)

Жучкин Андрей Иванович (RU)

Лахтин Владимир Иванович (RU)

Оськин Константин Сергеевич (RU)

Некрасов Владимир Владимирович (RU)

G01R31/327 - испытание прерывателей цепи, переключателей или выключателей цепи (конструктивная связь с переключателями H01H)

Владельцы патента RU 2489725:

Открытое акционерное общество специального машиностроения и металлургии "Мотовилихинские заводы" (RU)

Изобретение предназначено для испытания электронной аппаратуры пуска снарядов. Устройство содержит источник (1) напряжения питания постоянного тока, подключенный к аппаратуре (2) с образованием первого контура, и подключенный к аппаратуре (2) источник напряжения, величина которого меньше напряжения источника питания (1), выполненный в виде двух источников (3) и (4) вторичного питания постоянного тока. Источник (3) присоединен к выводу (5) минус аппаратуры (2), предназначенному для подключения коммутируемой нагрузки (6), и к выводу (7) минус цепи питания аппаратуры (2), образуя второй контур. Второй источник (4) подключен к выводу (8) плюс аппаратуры (2), предназначенному для подключения коммутируемой нагрузки (6), и к выводу (9) плюс цепи питания аппаратуры (2), образуя третий контур. Технический результат заключается в снижении мощности источника питания (1) и обеспечении возможности имитации токовых нагрузок на цепи питания контролируемой аппаратуры (2). 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области испытаний электронной аппаратуры, содержащей элементы коммутации внешней нагрузки постоянного тока, и предназначена, например, для использования при испытании электронной аппаратуры пуска снарядов.

Известно устройство для испытаний на исправность электротехнических элементов (патент RU 2279101, МПК G01R 31/02 (2006.01), опубл. 2006 г.), включающее коммутатор, первый и второй резисторы, а также источник питания, первый и второй светодиоды, коммутатор выполнен в виде мультивибратора, при этом первый выход мультивибратора подключен к первому выводу первого электротехнического элемента и через последовательно включенные первый резистор и первый светодиод - к минусу источника питания, а второй выход мультивибратора подключен к первому выводу второго электротехнического элемента и через последовательно включенные второй резистор и второй светодиод - к минусу источника питания, при этом к плюсу источника питания подключены вторые выводы первого и второго электротехнических элементов.

Недостатком такого устройства является необходимость использования основного источника питания большой мощности, что не позволяет имитировать продолжительные токовые нагрузки большой величины на цепи питания и коммутируемые цепи контролируемой аппаратуры.

Наиболее близким к заявляемому устройству и принятым в качестве прототипа является имитатор нагрузки для испытаний управляемого ключа (патент RU 2138850, МПК⁶ G06G 7/625, опубл. 1999 г.), включающий источник напряжения питания постоянного тока и подключенный к аппаратуре источник напряжения, величина которого меньше напряжения источника питания - понижающий преобразователь постоянного напряжения в постоянное, выход которого подключен параллельно управляемому ключу, причем к шине питания подключен одноименный по полярности вывод выхода преобразователя постоянного напряжения в постоянное.

В таком устройстве можно использовать основной источник питания меньшей мощности.

Однако это устройство не позволяет имитировать токовые нагрузки на цепи питания контролируемой аппаратуры и для его реализации требуется источник питания большой мощности, что объясняется необходимостью питания от этого источника преобразователя постоянного напряжения в постоянное.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение мощности источника питания контролируемой аппаратуры и обеспечение возможности имитировать токовые нагрузки на цепи питания контролируемой аппаратуры.

Поставленная задача решается усовершенствованием устройства для имитации токовой нагрузки при испытании аппаратуры, коммутирующей нагрузку постоянного тока, включающего источник напряжения питания постоянного тока, подключенный к аппаратуре с образованием первого контура и подключенный к аппаратуре источник напряжения, величина которого меньше напряжения источника питания.

Это усовершенствование заключается в том, что источник напряжения, величина которого меньше напряжения источника питания, выполнен в виде двух источников вторичного питания постоянного тока, один из которых присоединен к выводу минус аппаратуры, предназначенному для подключения коммутируемой нагрузки, и к выводу минус цепи питания аппаратуры, образуя второй контур, а второй источник - к выводу плюс аппаратуры, предназначенному для подключения коммутируемой нагрузки, и к выводу плюс цепи питания аппаратуры, образуя третий контур и обеспечивая возможность протекания по цепям питания аппаратуры токов, соответствующих номинальным.

Выполнение источника напряжения, величина которого меньше напряжения питания, в виде двух источников вторичного питания позволяет снизить мощность источника питания контролируемой аппаратуры.

Вышеописанная схема соединения двух источников вторичного питания обеспечивает протекание тока не только через коммутируемую цепь, но и через цепи питания контролируемой аппаратуры, имитируя токовые нагрузки на цепи питания контролируемой аппаратуры.

Кроме того, устройство может быть снабжено устройством синхронизации подачи напряжения от источников вторичного питания, что обеспечивает одновременное включение работы обоих источников вторичного питания и исключает работу одного источника при выключенном другом для повышения достоверности имитации токовой нагрузки и снижения энергозатрат.

Кроме того, устройство может быть снабжено схемами измерений токов в коммутационных цепях контролируемой аппаратуры, а устройство синхронизации выполнено на двух микропроцессорах, связанных со схемами измерений токов и имеющих возможность подключения к внешней системе управления, что позволяет автоматизировать работу устройства.

Кроме того, микропроцессоры могут иметь возможность подключения к внешней системе управления через трансформаторные развязки между первым и вторым и первым и третьим контурами - рациональный вариант схемы, обеспечивающей взаимодействие элементов устройства, включенных в разные контуры.

Устройство поясняется чертежом, на котором на фиг.1 изображена функциональная схема устройства, на фиг.2 - функциональная схема с устройством синхронизации.

Устройство содержит источник 1 напряжения питания постоянного тока, подключенный к аппаратуре 2 с образованием первого контура, и подключенный к аппаратуре 2 источник напряжения, величина которого меньше напряжения источника питания 1, выполненный в виде двух источников 3 и 4 вторичного питания постоянного тока. Источник 3 вторичного питания присоединен к выводу 5 минус аппаратуры 2, предназначенному для подключения коммутируемой нагрузки 6, и к выводу 7 минус цепи питания аппаратуры 2, образуя второй контур. Второй источник 4 подключен к выводу 8 плюс аппаратуры 2, предназначенному для подключения коммутируемой нагрузки 6, и к выводу 9 плюс цепи питания аппаратуры 2, образуя третий контур. При этом коммутируемая нагрузка 6 к схеме не подключается. Параметры источников 3 и 4 выбраны из условия обеспечения протекания по цепям питания аппаратуры 2 токов, соответствующих номинальным. В варианте на фиг.2 в схему включено устройство синхронизации подачи напряжения от источников вторичного питания 3 и 4, выполненное на двух микропроцессорах 10 и 11, связанных со схемами измерений токов 12 и 13 соответственно. Микропроцессоры 10 и 11 имеют возможность подключения к внешней системе управления 14 через трансформаторные развязки 15 и 16 между первым и вторым и первым и третьим контурами. Позицией 17 обозначен коммутационный элемент аппаратуры 2, позициями 18 и 19 управляемые ключи в цепи питания микропроцессоров 10 и 11.

Устройство работает следующим образом.

От источника 1 к испытываемой аппаратуре 2 по первому контуру подается напряжение, например 27 В, питания постоянного тока. От источника 3 по второму контуру подается напряжение, например 3,3 В, на вывод 5 минус аппаратуры 2, предназначенный для подключения коммутируемой нагрузки 6, и на вывод 7 минус цепи питания аппаратуры 2. От источника 4 по третьему контуру подается напряжение, например 3,3 В, на вывод 8 плюс аппаратуры 2, предназначенный для подключения коммутируемой нагрузки 6, и на вывод 9 плюс цепи питания аппаратуры 2. После включения аппаратура 2 начинает функционировать. При включении коммутационного элемента 17 аппаратуры 2 по третьему контуру через источник 4 протекает ток по цепи плюс источника 4 - вывод 8 плюс аппаратуры 2 - коммутационный элемент 17 аппаратуры 2 - вывод 9 плюс цепи питания, и по второму контуру через источник 3 протекает ток по цепи вывод плюс источника 3 - вывод 5 минус аппаратуры - внутренние цепи аппаратуры 2 - вывод 7 минус цепи питания - вывод минус источника 3. При этом за счет выбора параметров источников 3 и 4 обеспечивается протекание по цепям питания аппаратуры 2 токов, соответствующих номинальным. Контроль величины тока, протекающего по исследуемой цепи, осуществляется схемами измерений 12 и 13 при помощи любого известного способа измерения, например путем измерения падения напряжения на резистивном элементе с известным сопротивлением, включенным в цепь. В варианте на фиг.2 при приеме команды от внешней системы управления (не показана) микропроцессоры 10 и 11 одновременно замыкают управляемые ключи 18 и 19, подключая источники питания 3 и 4 к цепям контролируемой аппаратуры 2. По цепям контролируемой аппаратуры начинают протекать токи, которые измеряются схемами измерений 12 и 13. Микропроцессоры 10 и 11 получают данные от схем измерений 12 и 13 и по запросу от внешней системы управления передают их, автоматизируя процесс измерений.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет снизить мощность источника питания и обеспечить возможность имитировать токовые нагрузки на цепи питания контролируемой аппаратуры, а также автоматизировать процесс имитации.

1. Устройство для имитации токовой нагрузки при испытании аппаратуры, коммутирующей нагрузку постоянного тока, включающее источник напряжения питания постоянного тока, подключенный к аппаратуре с образованием первого контура, и подключенный к аппаратуре источник напряжения, величина которого меньше напряжения источника питания, отличающийся тем, что источник напряжения, величина которого меньше напряжения источника питания, выполнен в виде двух источников вторичного питания постоянного тока, один из которых присоединен к выводу минус аппаратуры, предназначенному для подключения коммутируемой нагрузки, и к выводу минус цепи питания аппаратуры, образуя второй контур, а второй источник - к выводу плюс аппаратуры, предназначенному для подключения коммутируемой нагрузки, и к выводу плюс цепи питания аппаратуры, образуя третий контур и обеспечивая возможность протекания по цепям питания аппаратуры токов, соответствующих номинальным.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено устройством синхронизации подачи напряжения от источников вторичного питания.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно снабжено схемами измерений токов в коммутационных цепях контролируемой аппаратуры, а устройство синхронизации выполнено на двух микропроцессорах, связанных со схемами измерений токов и имеющих возможность подключения к внешней системе управления.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что микропроцессоры имеют возможность подключения к внешней системе управления через трансформаторные развязки между первым и вторым и первым и третьим контурами.

Изобретение относится к системам автоматизации электроподстанций. .

Испытания систем автоматики подстанций на системном уровне // 2402784

Изобретение относится к области систем автоматики подстанций (SA, АП) для подстанций сетей электроснабжения высокого и среднего напряжения. .

Блок-схема электрическая испытательного стенда // 2344432

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для испытаний на коммутационную износостойкость коммутационных аппаратов, в основном, контакторов и пускателей.

Способ контроля характеристик высоковольтных выключателей и устройство для его осуществления // 2330302

Изобретение относится к области измерения и контроля характеристик масляных высоковольтных выключателей с шунтирующими сопротивлениями, таких как МКП-35, С-35, У-110, У-220, МКП-110, МКП-220 и т.д.

Система диагностики масляного выключателя высокого напряжения // 2327179

Изобретение относится к высоковольтному оборудованию и касается диагностики и условий эксплуатации масляных выключателей высокого напряжения. .

Устройство для фиксации коммутационного износа выключателей // 2303271

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным выключателям электрических сетей. .

Способ испытаний вакуумных выключателей на стойкость при сквозных токах короткого замыкания // 2269140

Изобретение относится к технике приборостроения, а именно к технике испытаний вакуумных выключателей. .

Блок-схема электрическая стенда для испытаний коммутационных аппаратов на коммутационную износостойкость // 2262118

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в процессе разработки и производства коммутационных аппаратов, в основном контакторов и пускателей.

Устройство для измерения временных интервалов // 2255365

Способ определения коммутационных ресурсов выключателей // 2249828

Способ определения остаточного коммутационного ресурса высоковольтного выключателя // 2489726

Способ имитации токовой нагрузки при испытании аппаратуры, коммутирующей нагрузку // 2490658

Изобретение относится к области испытаний электронной аппаратуры и предназначено для проведения испытаний аппаратуры пуска реактивной системы залпового огня

Способ проверки функционирования вакуумного выключателя тягового выпрямителя тока // 2496176

Изобретение касается способа проверки функционирования вакуумного выключателя (12) тягового выпрямителя тока с по меньшей мере одним четырехквадратным исполнительным элементом (2) сетевой стороны и импульсным выпрямителем (4) тока нагрузочной стороны, которые через конденсатор (CZK) промежуточного контура на стороне постоянного напряжения включены электрически параллельно, и с тяговым трансформатором (10) с по меньшей мере одной вторичной обмоткой (8), выводы которой соединены с выводами (16, 18) стороны переменного напряжения исполнительного элемента (2), и первичная обмотка которого одним выводом через вакуумный выключатель (12) имеет возможность соединения с сетевым переменным напряжением ( u _ N ). Исполнительный элемент (2) при открытом выключателе (12) управляется точно тогда, когда сетевое переменное напряжение ( u _ N ) таким образом во времени лежит относительно входного напряжения ( u _ S t ) исполнительного элемента, что разностное напряжение ( Δ u _ ), определенное между сетевым переменным напряжением ( u _ N ) и входным напряжением ( u _ S t ) исполнительного элемента, по амплитуде соответствует предопределенному испытательному напряжению. Затем проверяется, протекает ли ток от питающей сети к исполнительному элементу (2). Технический результат - возможность проверять работоспособность выключателя тягового выпрямителя тока в любое время без испытательного прибора. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Распределенная система мониторинга безопасности с контуром безопасности и способ тестирования такой системы // 2503966

Изобретение относится к системам безопасности на железнодорожном транспорте. Устройство мониторинга безопасности для железнодорожного транспортного средства, содержащее: датчик для подачи сигнала, относящегося к безопасности, по меньшей мере, первое реле безопасности, имеющее два основных вывода и вывод управления для замыкания и размыкания электрического соединения между основными выводами, по меньшей мере, первую тестовую цепь, содержащую: тестовый источник питания, тестовое устройство детектирования тока, первое тестовое средство переключения, предназначенное для переключения устройства мониторинга безопасности между рабочим режимом и первым тестовым режимом таким образом, что в первом тестовом режиме основные выводы первого реле безопасности соединены между тестовым источником питания и устройством детектирования тока, в то время как в рабочем режиме основные выводы первого реле безопасности отсоединены от тестового источника питания, и устройство управления, соединенное с датчиком, с выводом управления первого реле безопасности, с первым тестовым средством переключения и с тестовым устройством детектирования тока, при этом устройство управления содержит: средство для управления переключением устройства мониторинга безопасности между первым тестовым режимом и рабочим режимом, и средство для мониторинга сигнала, относящегося к безопасности, и для размыкания или замыкания первого реле безопасности, в зависимости от сигнала, относящегося к безопасности, в рабочем режиме устройства мониторинга безопасности. Технический результат заключается в исключении не детектируемой неисправности во время работы системы мониторинга и сокращении времени процедуры запуска. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ определения интервалов однородности электрической величины // 2540267

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в релейной защите и автоматике. Технический результат - повышение чувствительности при обработке электрической величины с высокой частотой измерений и возможность выявления и корректировки измерения электрической величины с выбросами. В способе измеряют электрическую величину в равномерно фиксированные моменты времени, настраивают адаптивный фильтр на подавление электрической величины, формируют выходной сигнал настроенного фильтра путем обработки последующих после настройки измерений электрической величины и подают его на вход исполнительного реле и по возврату исполнительного реле фиксируют начало нового и окончание предыдущего интервалов однородности электрической величины. Из измерений электрической величины составляют равномерно сдвинутые во времени децимированные сигналы с фиксированным шагом децимации так, чтобы наложение всех децимированных сигналов на одну временную ось давала измерения электрической величины. Настраивают адаптивный фильтр на подавление одного из децимированных сигналов, формируют копии настроенного адаптивного фильтра по числу децимированных сигналов, определяют выходные сигналы копий фильтров при обработке своих децимированных сигналов и подают их на исполнительное реле. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ идентификации типа искажения гармонических сигналов и определения параметров искажения при мультипликативном воздействии (варианты) // 2543934

Изобретение относится к средствам определения искажений синусоидального сигнала на электрических станциях и подстанциях в системах производства. Технический результат заключается в сокращении времени на идентификацию параметров мультипликативной апериодической и/или постоянной составляющих электрических сигналов при эксплуатации электрооборудования. В способе определяют начальное значение мультипликативной апериодической составляющей, постоянную времени затухания апериодической составляющей и величину постоянной составляющей путем отслеживания наличия убывающей мультипликативной апериодической составляющей в заданное время при выполнении заданных условий. 4 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Способ определения остаточного ресурса автоматических выключателей // 2550337

Способ определения остаточного ресурса автоматических выключателей в электроустановках предусматривает измерение и запоминание значения тока ij, вызывавшего срабатывание выключателя при каждом j-м отключении, где j=1, …, n, и вычисление коэффициента k1(ij), характеризующего допустимое количество срабатываний в зависимости от коммутируемого тока ij, и дополнительно предусматривает непрерывное измерение тока i, протекающего через автоматический выключатель. А остаточный ресурс автоматического выключателя определяют по формуле T ( t ) = T 0 − ∑ j = 1 n k 1 ( i j ) − k 2 ∫ 0 t i 2 d t ; где T0 - полный ресурс автоматического выключателя; k2 - весовой коэффициент, равный расчетному коэффициенту ресурсного изнашивания автоматического выключателя, n - общее число срабатываний автоматического выключателя от начала эксплуатации, t - полное время работы автоматического выключателя. Технический результат - обеспечение высокоточной непрерывной оценки остаточного ресурса выключателя с учетом его уменьшения вследствие протекания рабочих токов. 1 ил.

Способ определения остаточного коммутационного ресурса высоковольтного выключателя // 2554635

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрооборудованию, установленному в распределительных устройствах, и может быть использовано на электрических станциях, подстанциях и в других электроустановках. Сущность: фиксируют текущее значение тока коммутации Iком и текущее значение напряжения Uком для каждой фазы при каждой коммутации. Осуществляют приведение текущего тока коммутации к номинальному напряжению по следующему выражению: It=Iком·Uком/Uном, где It - текущее приведенное значение тока коммутации. Вычисляют величину Pt текущего сработанного ресурса по выражению Pt=(It/Io ном)2. Вычисленную величину текущего сработанного ресурса Pt суммируют к ранее накопленному сработанному ресурсу высоковольтного выключателя Pс для каждой из фаз. Полученное значение сработанного ресурса сравнивают с ресурсом по коммутационной стойкости Pк для каждой из фаз. Технический результат: повышение точности определения срока службы выключателя. 2 з.п. ф-лы.

Способ определения параметров искажения гармонических сигналов (варианты) // 2608854

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технологиям, использующим электрооборудование, установленное на электрических станциях и подстанциях в системах производства, передачи и потребления электроэнергии, и может быть использовано во всех электроустановках, использующих цифровую обработку данных. Способ определения параметров искажения гармонических сигналов, в котором устанавливают убывающий тип искажения гармонических сигналов аддитивной апериодической составляющей и вычисляют величину постоянной составляющей в сигналах. Для определения начального значения аддитивной апериодической составляющей сигнала Аа и постоянной времени затухания апериодической составляющей сигнала τа постоянно N раз в течение периода Т и в каждый текущий момент времени ti, i=1, 2, …, N, измеряют и фиксируют мгновенные значения сигнала x(ti), и вычисляют значения аддитивной апериодической составляющей сигнала Аа, постоянной времени затухания апериодической составляющей сигнала τа по двум подряд идущим измерениям мгновенных значений сигнала x(ti) и x(ti-1) по следующим математическим выражениям: где Аa - начальное значение аддитивной апериодической составляющей, единицы сигнала: для напряжения - вольты, В, для тока - амперы, А; τа - постоянная времени затухания аддитивной апериодической составляющей сигнала, с, x(ti) - текущее значение измеряемого сигнала в момент времени ti, единицы измерения сигнала; x(ti-1) - предыдущее значение этого же сигнала в момент времени ti-1, единицы измерения сигнала; ХП - постоянная составляющая сигнала, единицы измерения сигнала; ki=Xm⋅sin(ωti) - значение гармонического сигнала в момент времени ti, единицы измерения сигнала; ki-1=Хmsin(ωti-1) - значение гармонического сигнала в момент времени ti-1, единицы измерения сигнала; Хm - амплитудное значение гармонического сигнала, единицы измерения сигнала, В или А. Технический результат заключается в упрощении способа измерения токов и/или напряжений. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Способ и система для испытаний нескольких пространственно-распределенных защитных устройств сети электроснабжения // 2635306

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение проверки правильного взаимодействия пространственно распределенных защитных устройств. Согласно способу испытания нескольких пространственно-распределенных защитных устройств (SE1, SE2) сети (3) электроснабжения, которые выполнены таким образом, что в случае обнаружения в сети (3) электроснабжения неисправности (5) они изолируют неисправность (5) в сети (3) электроснабжения, выполняют:a) создание предварительной последовательности операций испытания;b) выдачу последовательности операций испытания защитным устройствам (SE1, SE2);c) определение выходных параметров защитных устройств (SE1, SE2), которые были выданы защитными устройствами (SE1, SE2) на основании последовательности операций испытания;d) анализ выходных параметров и создание входных параметров защитных устройств (SE1, SE2) в зависимости от выходных параметров. Если входные параметры не являются частью последовательности операций испытания, такие входные параметры включаются в последовательность операций испытания и способ переходит на стадию (b), в противном случае - на стадию (е):e) оценивание всех выходных параметров защитных устройств (SE1, SE2).Каждая последовательность операций испытания предусматривает входные параметры в виде технологических переменных сети (3) электроснабжения по меньшей мере одного из защитных устройств (SE1, SE2). 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.