УСТАНОВКА БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ

Полезная модель относится к средствам аварийного и резервного электроснабжения и может быть использована в системах с повышенными требованиями к устойчивости электропитания, преимущественно, при электроснабжении железнодорожных систем автоматики.
Известна установка гарантированного питания, содержащая выпрямительный блок, состоящий из “H” кассет статических преобразователей, стабилизированных по напряжению с ограничением по току при перегрузке и имеющих вход сигнала для стабилизации тока, в котором одна кассета (прыгающая кассета) служит зарядным выпрямителем, а остальные составляют основной выпрямитель, а также аккумуляторную батарею, тиристорный ключ с устройством управления, отличающаяся тем, что с целью снижения массы и объема она снабжена двумя дифференциальными усилителями, датчиком тока, контактором с устройством его управления, причем вход первого дифференциального усилителя подключен к выходу основного выпрямителя, а его выход к устройству управления контактором, вход второго дифференциального усилителя соединен с датчиком тока, а выход через вторые нормально замкнутые контакты к входу сигнала для стабилизации тока “прыгающей кассеты”, при этом датчик тока и первые нормально замкнутые контакты контактора включены в цепь соединения минуса зарядного выпрямителя и минуса аккумуляторной батареи, а нормально разомкнутые контакты в цепь соединения минусовых клемм зарядного и основного выпрямителей.
Недостатком этой установки является отсутствие дублирования основных узлов и элементов; это обусловливает невысокую надежность установки, что недопустимо при обеспечении электропитания железнодорожной автоматики, обеспечивающей безопасность движения поездов.
Известна установка бесперебойного электроснабжения железнодорожной автоматики, содержащая входные фидеры и первый блок контроля состояния и коммутации фидеров, силовой выход которого является выходом установки, отличающаяся наличием второго и третьего блоков контроля состояния и коммутации фидеров, блоков защиты от перенапряжений, источников бесперебойного питания, первых, вторых и третьих блоков: индикации текущего состояния фидеров, индикации статистики состояния фидеров, задания приоритетов фидеров, задания задержки переключения фидеров и блока ручного управления, входные фидеры через блоки защиты от перенапряжений соединены с силовыми входами третьего блока контроля состояния и коммутации фидеров, силовой выход которого соединен с силовыми входами источников бесперебойного питания и первым силовым входом первого блока контроля состояния и коммутации фидеров, входы/выходы синхронизации источников бесперебойного питания соединены между собой, выходы источников бесперебойного питания соединены с силовыми входами второго блока контроля состояния и коммутации фидеров, второй силовой вход первого блока контроля состояния и коммутации фидеров соединен с силовым выходом второго блока контроля состояния и коммутации фидеров, первые сигнальные выходы первого, второго и третьего блоков контроля состояния и коммутации фидеров соединены с соответствующими блоками индикации текущего состояния фидеров, а вторые сигнальные выходы - с соответствующими блоками индикации статистики состояния фидеров, первые управляющие входы первого, второго и третьего блоков контроля состояния и коммутации фидеров соединены с соответствующими блоками задания приоритетов фидеров, вторые управляющие входы - с соответствующими блоками задания задержки переключения фидеров, а третьи управляющие входы - с блоком ручного управления; блок контроля состояния и коммутации фидеров содержит коммутатор, блоки контроля фидеров, блок анализа и выбора приоритетного фидера и блок задержки переключения фидеров, силовые входы коммутатора являются силовыми входами, а выход - силовым выходом блока контроля состояния и коммутации фидеров, вход каждого блока контроля фидеров соединен с соответствующим силовым входом блока контроля состояния и коммутации фидеров, выходы состояния фидеров - с соответствующими первыми входами блока анализа и выбора приоритетного фидера, первый управляющий вход коммутатора соединен с выходом блока задержки переключения фидеров, сигнальный вход которого соединен с первым выходом блока анализа и выбора приоритетного фидера, задающий вход блока задержки переключения фидеров является вторым управляющим входом блока контроля состояния и коммутации фидеров, второй вход блока анализа и выбора приоритетного фидера является первым управляющим входом блока контроля состояния и коммутации фидеров, а второй выход является вторым сигнальным выходом блока контроля состояния и коммутации фидеров, выходы блоков контроля фидеров являются первыми сигнальными выходами блока контроля состояния и коммутации фидеров, второй управляющий вход коммутатора является третьим управляющим входом блока контроля состояния и коммутации фидеров, RU 2215355 C1.
Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.
Недостатком прототипа является невысокая надежность. При выходе из строя блока контроля фидера включение данного фидера в работу невозможно до замены неисправного блока. Кроме того, в установке-прототипе не осуществляется контроль срабатывания коммутатора, в результате чего силовой выход семнадцать установки может оказаться обесточенным даже при наличии исправных фидеров, что, в свою очередь, снижает надежность установки.
Задачей настоящей полезной модели является повышение надежности установки.
Согласно полезной модели установка бесперебойного электроснабжения железнодорожной автоматики, содержащая входные фидеры, первый, второй и третий блоки контроля состояния и коммутации фидеров, блоки защиты от перенапряжений, источники бесперебойного питания, первый, второй и третий блоки индикации текущего состояния фидеров, первый, второй и третий блоки задания приоритетов фидеров, первый, второй и третий блоки задания задержки переключения фидеров, входные фидеры через блоки защиты от перенапряжений соединены с силовыми входами третьего блока контроля состояния и коммутации фидеров, первый, силовой, выход которого соединен с силовыми входами источников бесперебойного питания и первым, силовым, входом первого блока контроля состояния и коммутации фидеров, выходы источников бесперебойного питания соединены с первым и вторым, силовыми, входами второго блока контроля состояния и коммутации фидеров, второй, силовой, вход первого блока контроля состояния и коммутации фидеров соединен с первым, силовым, выходом второго блока контроля состояния и коммутации фидеров, вторые, сигнальные, выходы первого, второго и третьего блоков контроля состояния и коммутации фидеров соединены, соответственно, с блоками индикации текущего состояния фидеров, третьи, управляющие, входы первого, второго и третьего блоков контроля состояния и коммутации фидеров соединены, соответственно, с блоками задания приоритетов фидеров, а четвертые, управляющие, входы блоков соединены, соответственно, с блоками задания задержки переключения фидеров, первый, силовой, выход первого блока контроля состояния и коммутации фидеров является выходом установки и подключен к силовой линии, при этом каждый блок контроля состояния и коммутации фидеров содержит коммутатор, первый, второй, третий блоки контроля фидеров, блок анализа и выбора приоритетного фидера и блок задержки переключения фидеров, первые входы-выходы коммутатора являются силовыми, а выход коммутатора является первым выходом первого блока контроля состояния и коммутации фидеров, входы блоков контроля фидеров соединены с соответствующими первыми входами-выходами коммутатора, первые выходы блоков контроля фидеров соединены с соответствующими первыми входами блока анализа и выбора приоритетного фидера, второй управляющий вход коммутатора соединен с выходом блока задержки переключения фидеров, первый сигнальный вход которого соединен с выходом блока анализа и выбора приоритетного фидера, второй сигнальный вход блока задержки переключения фидеров соединен с соответствующим блоком задания задержки переключения фидеров, а второй вход блока анализа и выбора приоритетного фидера соединен с соответствующим блоком задания приоритетов фидеров, дополнительно снабжена четвертым, пятым и шестым блоками контроля фидеров, подключенными параллельно, соответственно, первому, второму и третьему блокам контроля фидеров, а также снабжена первым, вторым и третьим блоками контроля срабатывания коммутатора, подключенными параллельно первому, второму, третьему блокам контроля фидеров; дополнительно снабжена блоком дистанционной передачи данных, входы которого соединены с выходами блоков индикации текущего состояния фидеров, при этом вторые выходы первого, второго и третьего блоков контроля состояния и коммутации фидеров соединены, соответственно, со входами первого, второго и третьего блоков индикации текущего состояния фидеров.
Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию «Новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
- на фиг. 1 - блок схема установки;
- на фиг. 2 - структурная схема блоков 2, 3, 4.
Установка содержит в конкретном примере три одинаковых входных фидера 101, 102, 103. Два из них, 101 и 102, соединены с внешней сетью, а один входной фидер 103 соединен с дизель-генератором или резервной электростанцией (на чертежах не показаны). Первый, второй, третий блоки 2, 3, 4 контроля состояния и коммутации фидеров имеют одинаковую структуру. Функция блока 2 - коммутация силовых цепей, подключенных к его входам от блоков 3 и 4 с приоритетом сигнала от блока 3. При отсутствии сигнала от блока 3 коммутируется сигнал от блока 4. Функция блока 3 - коммутация сигналов от одинаковых источников 6 бесперебойного питания. Функция блока 4 - коммутация фидеров 1. Между фидерами 101, 102, 103 и входами 11, 12, 13 блока 4 включены одинаковые блоки 5 защиты от перенапряжений, представляющие собой устройства, отключающие фидеры от блока 4 при повышении напряжения выше допустимого значения. Блоки 7, 8, 9 индикации текущего состояния фидеров представляют собой светодиодные индикаторы. Блоки 10, 11, 12 задания приоритетов фидеров представляют собой релейные схемы, которые осуществляют выбор фидера с учетом заданного приоритета. Блоки 13, 14, 15 задания задержки переключения фидеров представляют собой реле с функцией срабатывания через установленный промежуток времени.
Первый силовой выход блока 4 контроля состояния и коммутации фидеров соединен со входами источников бесперебойного питания и первым силовым входом блока 2 контроля состояния и коммутации фидеров; выходы источников 6 бесперебойного питания соединены, соответственно, с первым и вторым, силовыми, входами блока 3 контроля состояния и коммутации фидеров; второй, силовой, вход блока 2 контроля состояния и коммутации фидеров соединен с первым, силовым, выходом блока 3 контроля состояния и коммутации фидеров; вторые, сигнальные, выходы первого 2, второго 3 и третьего 4 блоков контроля состояния и коммутации фидеров соединены с соответствующими блоками 7, 8, 9 индикации текущего состояния фидеров; третьи, управляющие, входы блоков 2, 3, 4 контроля состояния и коммутации фидеров соединены с соответствующими блоками 10, 11, 12 задания приоритетов фидеров, четвертые, управляющие, входы блоков 2, 3, 4 соединены с соответствующими блоками 13, 14, 15 задания задержки переключения фидеров; первый, силовой, выход блока 2 контроля состояния и коммутации фидеров является выходом всей установки и подключен к силовой линии 17. Каждый из блоков 2, 3, 4 контроля состояния и коммутации фидеров содержит коммутатор 16, первый 18, второй 19, третий 20 блоки контроля фидеров, выполненные на базе реле напряжений. Блок 21 анализа и выбора приоритетного фидера может быть выполнен на основе микроконтроллера или релейной схемы. Блок 22 задержки переключения фидеров реализован на основе последовательно соединенных интегратора и компаратора. Первые входы-выходы коммутатора 16 являются силовыми, а его выход - первым выходом блока 2 и всей установки в целом, к которому подключена силовая линия 17. Вход каждого блока 18, 19, 20 контроля фидеров соединен с соответствующим силовым входом блока 2 (3, 4) контроля состояния и коммутации фидеров. Первые выходы блоков 18, 19, 20 контроля фидеров соединены с соответствующими первыми входами блока 21 анализа и выбора приоритетного фидера. Вторые выходы блоков 18, 23, вторые выходы блоков 19, 24 и вторые выходы блоков 20, 25 подключены ко вторым выходам, соответственно, блоков 2, 3, 4 (внутри этих блоков). Второй, управляющий, вход коммутатора 16 соединен с выходом блока 22 задержки переключения фидеров, первый сигнальный вход которого соединен с выходом блока 21 анализа и выбора приоритетного фидера, а второй, сигнальный, вход блока 22 задержки переключения фидеров соединен с блоком 13 (14, 15) задания задержки переключения фидеров.
Установка дополнительно снабжена четвертым 23, пятым 24 и шестым 25 блоками контроля фидеров, подключенными параллельно, соответственно, первому 18, второму 19 и третьему 20 блокам контроля фидеров, а также первым 26, вторым 27 и третьим 28 блоками контроля срабатывания коммутатора, подключенными параллельно первому 18, второму 19, третьему 20 блокам контроля фидеров. Блоки 26, 27, 28 представляют собой микроэлектронные реле.
Установка также снабжена блоком 29 дистанционной передачи данных, представляющим собой релейную схему. Входы блока 29 подключены к выходам блоков 7, 8, 9, а выход блока 29 подключен к линии связи. Возможна также реализация блока 29 в виде устройства беспроводной связи.
Исправность фидера 101 контролируют блоки 18, 23 контроля фидера, включенные параллельно и работающие независимо друг от друга. В случае соответствия параметров фидера 101 норме блоки 18 и 23 подают в блок 21 команду на включение фидера 101 в работу.
При несрабатывании блока 18 из-за какой-либо неисправности блок 21 получает команду на подключение фидера 101 в работу от блока 23. Аналогичным образом, при несрабатывании блока 23 блок 21 получает команду на подключение фидера 101 в работу от блока 18.
Исправность фидера 102 контролируют блоки 19, 24 контроля фидера. В случае соответствия параметров фидера 102 норме блоки 19 и 24 подают команду на подключение второго фидера в работу в блок 21.
При несрабатывании блока 19 блок 21 получает команду на включение второго фидера в работу от блока 24. Аналогичным образом, при несрабатывании блока 24 из-за его неисправности блок 21 получает команду на включение фидера 102 в работу от блока 19.
Исправность фидера 103 контролируют блоки контроля фидера 20 и 25. В случае соответствия параметров фидера 103 норме блоки 20 и 25 подают команду на включение фидера 103 в работу в блок 21.
При несрабатывании блока 20 блок 21 получает команду на подключение второго фидера в работу от блока 25; при несрабатывании блока 25 блок 21 получает команду на включение фидера в работу от блока 20.
Блок 26 контролирует фактическое включение коммутатора 16 после подключения фидера 101. В случае, если включение коммутатора 16 не произошло, блок 26 подает в блок 21 команду на отключение фидера 101.
Блок 27 контролирует включение коммутатора 16 после подключения фидера 102. В случае, если включение коммутатора 16 не произошло, блок 27 подает в блок 21 команду на отключение фидера 102.
Блок 28 контролирует включение коммутатора 16 после подключения фидера 103. В случае, если включение коммутатора 16 не произошло, блок 28 подает в блок 21 команду на отключение фидера 103.
Блоки 18 и 23 передают информацию о состоянии фидера 101 в блок 7 индикации.
Блоки 19 и 24 передают информацию о состоянии фидера 102 в блок 8 индикации.
Блоки 20 и 25 передают информацию о состоянии фидера 103 в блок 9 индикации.
Блоки 7, 8, 9 передают информацию о состоянии фидеров 101, 102, 103 в блок 29, который подключен к линии связи.
Блоки 10, 11, 12 задания приоритетов фидеров передают информацию о приоритете фидера в блок 21, на основании которой блок 21 формирует команду на подключение приоритетного фидера через коммутатор 16. Команда на подключение фидера передается в блок задержки 22, а от него в коммутатор 16. Коммутатор 16 подключает требуемый фидер к силовому выходу 16.
Блоки 13, 14, 15 задания задержки переключения фидеров передают в блок 22 информацию об установленном времени задержки на включение фидера.
Для изготовления установки использованы распространенные конструкционные материалы и заводское оборудование. Это обстоятельство, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о том, что данная полезная модель соответствует критерию «Промышленная применимость».