устройство автоматического переключения источников электропитания

Формула изобретения

Устройство автоматического переключения источников электропитания, содержащее первый и второй контакторы, каждый из которых подключен к выходу соответствующего модуля управления, контакты первого контактора включены между первым фидером и шиной гарантированного электропитания потребителей, а контакты второго контактора - между вторым фидером и шиной гарантированного электропитания потребителей, первый и второй модули измерения параметров напряжения соответственно первого и второго фидеров, отличающееся тем, что введены первый, второй и резервный процессоры, дополнительные модули измерения параметров напряжения первого и второго фидеров и три модуля измерения параметров напряжения на шине гарантированного электропитания потребителей, при этом выходы первого и второго модулей измерения параметров напряжения подключены соответственно к первому и второму процессорам, выходы дополнительных модулей измерения параметров напряжения соответственно первого и второго фидеров подключены к резервному процессору, выходы модулей измерения параметров напряжения на шине гарантированного электропитания потребителей подключены соответственно к первому, второму и резервному процессорам, контрольные контакты первого и второго контакторов соединены соответственно с первым и вторым процессорами, все процессоры подключены к шине данных, предназначенной для обмена информацией об измеренных параметрах напряжений фидеров и шины гарантированного электропитания потребителей, а также о результатах диагностики работы процессоров, первые выходы первого и резервного процессоров соединены соответственно с первым и вторым входами модуля управления первым контактором, третий вход которого соединен со вторым выходом второго процессора, а первый выход второго и второй выход резервного процессоров соединены соответственно с первым и вторым входами модуля управления вторым контактором, третий вход которого соединен со вторым выходом первого процессора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электроснабжению потребителей, в частности средств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи, и может быть использовано в устройствах электропитания электрической централизации в качестве устройства автоматического включения резерва, обеспечивающего повышенную надежность электропитания устройств ЖАТС за счет резервирования отдельных узлов и расширения функциональных возможностей.

Известно устройство осуществления автоматического включения резервного электропитания потребителей, содержащее вводные выключатели основного и резервного источников питания, комплекты измерительных модулей напряжения на шинах основного и резервного источников питания и пусковое устройство автоматического включения резерва, входы которого соединены с выходами измерительных модулей напряжения, а выход - с вводными выключателями основного и резервного источников питания через устройство выбора условий осуществления переключения на резервный источник питания (RU 2398338 C1, H02J 9/06, 27.08.2010).

Недостатками этого устройства являются отсутствие контроля параметров основного фидера после включения резервного фидера и функции автоматического повторного включения основного фидера при ухудшении параметров резервного фидера.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство автоматического переключения источников электропитания, содержащее первый и второй контакторы, каждый из которых подключен к выходу соответствующего модуля управления, контакты первого контактора включены между первым фидером и шиной гарантированного электропитания потребителей, а контакты второго контактора - между вторым фидером и шиной гарантированного электропитания потребителей, первый и второй модули измерения параметров напряжения соответственно первого и второго фидеров (RU 2398336 C1, H02J 9/04, 27.08.2010).

Недостатками указанного технического решения являются недостаточная надежность резервирования источников электропитания из-за использования единого центрального процессора и низкая эффективность устройства из-за отсутствия проверки качества напряжения в шине гарантированного электропитания потребителей.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности электроснабжения потребителей за счет резервирования отдельных аппаратно-программных узлов и расширения функциональных возможностей устройства за счет проверки показателей качества электроэнергии в шине гарантированного электропитания потребителей.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что в устройство автоматического переключения источников электропитания, содержащее первый и второй контакторы, каждый из которых подключен к выходу соответствующего модуля управления, контакты первого контактора включены между первым фидером и шиной гарантированного электропитания потребителей, а контакты второго контактора - между вторым фидером и шиной гарантированного электропитания потребителей, первый и второй модули измерения параметров напряжения соответственно первого и второго фидеров, введены первый, второй и резервный процессоры, дополнительные модули измерения параметров напряжения первого и второго фидеров и три модуля измерения параметров напряжения на шине гарантированного электропитания потребителей, при этом выходы первого и второго модулей измерения параметров напряжения подключены соответственно к первому и второму процессорам, выходы дополнительных модулей измерения параметров напряжения соответственно первого и второго фидеров подключены к резервному процессору, выходы модулей измерения параметров напряжения на шине гарантированного электропитания потребителей подключены соответственно к первому, второму и резервному процессорам, контрольные контакты первого и второго контакторов соединены соответственно с первым и вторым процессорами, все процессоры подключены к шине данных, предназначенной для обмена информацией об измеренных параметрах напряжений фидеров и шины гарантированного электропитания потребителей, а также о результатах диагностики работы процессоров, первые выходы первого и резервного процессоров соединены соответственно с первым и вторым входами модуля управления первым контактором, третий вход которого соединен со вторым выходом второго процессора, а первый выход второго и второй выход резервного процессоров соединены соответственно с первым и вторым входами модуля управления вторым контактором, третий вход которого соединен со вторым выходом первого процессора.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство автоматического переключения источников электропитания содержит первый и второй контакторы 1, 2, каждый из которых подключен к выходу соответствующего модуля 3, 4 управления, контакты первого контактора 1 включены между первым фидером 5 и шиной гарантированного электропитания потребителей 7, а контакты второго контактора 2 - между вторым фидером 6 и шиной гарантированного электропитания потребителей 7, первый и второй модули 8, 9 измерения параметров напряжения соответственно первого и второго фидеров 5, 6, первый, второй и резервный процессоры 10, 11, 12, дополнительные модули 13, 14 измерения параметров напряжения первого и второго фидеров 5, 6 и три модуля 15, 16, 17 измерения параметров напряжения на шине гарантированного электропитания потребителей 7, при этом выходы первого и второго модулей 8, 9 измерения параметров напряжения подключены соответственно к первому и второму процессорам 10, 11, выходы дополнительных модулей 13, 14 измерения параметров напряжения соответственно первого и второго фидеров 5, 6 подключены к резервному процессору 12, выходы модулей 15, 16, 17 измерения параметров напряжения на шине гарантированного электропитания потребителей 7 подключены соответственно к первому, второму и резервному процессорам 10, 11, 12, контрольные контакты первого и второго контакторов 1, 2 соединены соответственно с первым и вторым процессорами 10, 11, все процессоры 10, 11, 12 подключены к шине данных 18, предназначенной для обмена информацией об измеренных параметрах напряжений фидеров 5, 6 и шины гарантированного электропитания потребителей 7, а также о результатах диагностики работы процессоров 10, 11, 12, первые выходы первого и резервного процессоров 10, 12 соединены соответственно с первым и вторым входами модуля 3 управления первым контактором 1, третий вход которого соединен со вторым выходом второго процессора 11, а первый выход второго и второй выход резервного процессоров 11, 12 соединены соответственно с первым и вторым входами модуля 4 управления вторым контактором 2, третий вход которого соединен со вторым выходом первого процессора 10.

Устройство работает следующим образом.

Первый модуль 8 измерения параметров напряжения и первый процессор 10 определяют нормированное качество электроэнергии первого фидера 5 и отсутствие сигнала запрета на включение первого контактора 1, получаемого от второго процессора 11 по шине данных 18, вырабатывают логический сигнал «да» на выходе первого процессора 10, от которого через модуль управления 3 срабатывает первый контактор 1 и контактами соединяет первый фидер 5 с шиной 7 гарантированного электропитания потребителей. Контрольный выход первого контактора 1 подает подтверждающий сигнал о его включении на вход первого процессора 10, благодаря чему на втором выходе второго процессора 11 и на третьем входе модуля 4 имеется логический сигнал «нет». Из шины 7 гарантированного электропитания потребителей через модули 15, 16, 17 измерения параметров напряжения на входы всех процессоров 10, 11, 12 подаются сигналы проверки параметров напряжения. Первый и резервный процессоры 10, 12 через шину данных 18 обмениваются результатами измерения параметров напряжения в первом фидере 5 и в шине 7 гарантированного питания потребителей и определяют следующие показатели работы устройства:

- совпадение результатов измерения всех параметров напряжения - исправность первого процессора 10 и контактов контактора 1 («результат А»);

- несовпадение результатов измерения параметров напряжения шины 7 гарантированного питания потребителей с результатами измерения параметров напряжения первого фидера 5 процессором 10 или 12 - неисправность того процессора 10 или 12, в котором результаты измерения отличаются («результат Б»);

- совпадение результатов измерения параметров напряжения шины 7 гарантированного питания потребителей процессорами 10 и 12, но это значение ниже параметров напряжения в первом фидере 5 - неисправность первого контактора 1 («результат В»).

При фиксировании «результата А» в шине 7 гарантированного питания потребителей сохраняется подача напряжения контактами первого контактора 1 от первого фидера 5 за счет управления им модулем 3 по первому входу.

При фиксировании «результата Б» и при отличии параметров напряжения в первом процессоре 10 или при обнаружении отказа процессора 10 внутренней схемой диагностики второй процессор 11 фиксирует неисправность процессора 10 и посылает со своего второго выхода логический сигнал на третий вход модуля управления 3. В результате этого включается в управление модулем 3 и первым контактором 1 резервный процессор 12, посылающий на его второй вход логический сигнал «да». Таким образом, устройство автоматического переключения источников электропитания сохраняет выполнение основной функции: контроль и переключение обоих фидеров, а по шине данных 18 в устройства внешней диагностики передается сообщение о неисправности процессора 10.

При фиксировании «результата В» первый процессор 10 вырабатывает на первом выходе поочередно несколько посылок «нет» - «да», в результате чего первый контактор 1 столько же раз выключается и включается. Если повторные измерения параметров напряжения в первом фидере 5 и в шине 7 гарантированного питания потребителей дает «результат А», то сохраняется включение первого фидера 5 на шину 7. При окончательном фиксировании «результата В» процессор 10 вырабатывает на первом выходе логический сигнал «нет», в результате которого отключается первый контактор 1, с контрольного контакта которого на вход процессора 10 приходит сигнал обесточивания шины 7 и через шину данных 18 снимается сигнал запрета формирования вторым процессором 11 на первом выходе логического сигнала «да» для передачи через модуль управления 4 сигнала срабатывания второго контактора 2, который через контакты подает напряжение со второго фидера 6 на шину 7.

Аналогичная работа устройства, переключение на второй фидер, происходит при выключении первого фидера или при показателях напряжения первого фидера вне зоны нормированных значений, введенных в память процессоров.