Блок автоматического включения резерва электропитания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики

Авторы патента:

H02B1 - Щиты, подстанции и распределительные устройства для подвода и распределения электрической энергии (основные электрические элементы, их сборка, включая монтаж в кожухи или на основания, монтаж кожухов на них, см. в соответствующих подклассах, например трансформаторы H01F; переключатели и плавкие предохранители H01H; линейные соединители H01R; прокладка электрических кабелей или линий, или комбинированных оптических и электрических кабелей или линий, или других проводников для подвода или распределения электрической энергии H02G)

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для организации электропитания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) и других низковольтных потребителей электроэнергии от двух независимых однофазных источников переменного тока с изолированной или глухозаземленной нейтралью.

Блок автоматического включения резерва электропитания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики включает вводы - 1, 2 фидеров электроснабжения, к каждому из которых подключены внутренние устройства защиты схемы от импульсных и коммутационных помех и перенапряжений (УЗИП) - 3, 4, которые связаны с устройствами контроля качества электроэнергии - 5, 6 для каждого ввода электроснабжения и устройством коммутации вводов. Упомянутые устройства контроля качества электроэнергии - 5, 6 подключены к схеме логики управления коммутацией вводов электроснабжения - 7, которая в свою очередь управляет работой устройства коммутации вводов электроснабжения - 8, выход которого связан с внутренним устройством защиты схемы - 9 от импульсных и коммутационных помех и перенапряжений и со схемой индикации - 10 состояния блока, которая подключена к устройству передачи диагностической информации в системы диспетчерского и частотного диспетчерского контроля - 11.

Блок автоматического включения резерва электропитания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики конструктивно может быть выполнен в отдельном корпусе.

Технический результат от использования полезной модели заключается в улучшении качества электропитания нагрузок за счет непрерывного контроля качества электроэнергии на вводах энергоснабжения и подключения к нагрузке ввода, отвечающего установленным требованиям качества электропитания.

Известно устройство для автоматического включения резерва при использовании в производстве низковольтного электрооборудования. (Патент на ПМ 78989 от 10.12.2008)

В корпусе устройства размещены автоматические выключатели основной и резервной сетей и сети нагрузки с выведенными на лицевую панель элементами управления и блок автоматики для переключения нагрузки с основной сети на резервную сеть и обратно.

Наиболее близким к заявленной полезной модели является устройство автоматического включения резервного электропитания устройств ЖАТ в случае выключения основного источника электропитания, выполненное на двух независимых аварийных реле типа АСШ2-220М (В.И.Сороко, В.А.Милюков «Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики», 3-е издание, том 1, стр.377). Устройство по прототипу включает два электромагнитных реле АСШ2-220М, выполняющих функции контроля понижения напряжений вводов до 133 В, коммутации вводов и отключения вводов при понижении напряжения до 133 В.

Данное устройство не обеспечивает достаточного качества электропитания нагрузок по причине отсутствия непрерывного контроля качества электроэнергии на вводах энергоснабжения, что приводит к отказам в работе и выходу из строя устройств ЖАТ. Отсутствие индикации состояния и устройств диагностики не позволяет производить качественное обслуживание и дистанционный мониторинг, что так же снижает общий уровень качества электропитания нагрузок.

Задачей разработанной полезной модели является создание блока автоматического включения резерва электропитания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики от двух независимых однофазных источников переменного тока с изолированной или глухозаземленной нейтралью (далее блок АВР).

Поставленная задача и достижение технического результата обеспечивается за счет построения блока АВР, который включает вводы фидеров электроснабжения, к каждому из которых подключены внутренние устройства защиты схемы от импульсных и коммутационных помех и перенапряжений (УЗИП), которые связаны с устройствами контроля качества электроэнергии для каждого ввода электроснабжения и устройством коммутации вводов. Упомянутые устройства контроля качества электроэнергии подключены к схеме логики управления коммутацией вводов электроснабжения, которая в свою очередь управляет работой устройства коммутации вводов электроснабжения, выход которого связан с внутренним устройством защиты схемы от импульсных и коммутационных помех и перенапряжений и со схемой индикации состояния блока, которая подключена к устройству передачи диагностической информации в системы диспетчерского и частотного диспетчерского контроля.

На фиг 1 приведена структурная схема блока АВР, состоящая из следующих элементов:

- 1 и 2 - вводы фидеров электроснабжения;

- 3 и 4 - внутренние устройства защиты схемы от импульсных и коммутационных помех и перенапряжений (УЗИП) для каждого ввода электроснабжения 1 и 2;

- 5 и 6 - устройства контроля качества электроэнергии для каждого ввода электроснабжения;

- 7 - схема логики управления коммутацией вводов электроснабжения;

- 8 - устройство коммутации вводов электроснабжения;

- 9 - внутреннее УЗИП для выхода блока;

- 10 - схема диагностики и индикации состояния блока;

- 11 - устройство передачи диагностической информации в системы диспетчерского контроля;

- 12 - устройство передачи диагностической информации в системы диспетчерского и частотного диспетчерского контроля.

В соответствии со структурной схемой, приведенной на Фиг.1, блок АВР функционирует следующим образом.

Источники однофазного переменного напряжения подключаются к вводам электроснабжения 1 и 2 блока АВР. УЗИП 3 и 4 каждого из вводов защищают элементы блока от импульсных и коммутационных помех и перенапряжений. Далее отфильтрованные напряжения вводов поступают на устройство коммутации вводов 8. Одновременно отфильтрованные напряжения вводов поступают на устройства контроля качества электроэнергии каждого из каналов 5 и 6. Устройства контроля качества электроэнергии непрерывно анализируют состояние вводов электроснабжения 1 и 2 и управляют схемой логики управления коммутации вводов 7. Устройства контроля качества электроэнергии 5 и 6 могут иметь регулировки уровней контролируемых параметров качества электроэнергии, выдержки времени на срабатывание по отклонению параметров ввода от установленных параметров качества электроэнергии, выдержку времени на повторное подключение ввода после восстановления его параметров. Схема логики управления коммутации вводов 7 по сигналам устройств контроля качества электроэнергии 5 и 6 формирует сигналы управления устройством коммутации вводов 8, которое в свою очередь коммутирует выбранный ввод на выход блока (на нагрузку). Схема логики управления коммутацией 7 вводов может работать в двух режимах: - режим работы с преобладанием первого ввода; - режим работы с равнозначными вводами. УЗИП выхода блока 9 защищает элементы блока от импульсных и коммутационных помех и перенапряжений со стороны нагрузки. Напряжение с выхода устройства коммутации вводов 8 так же поступает на схему диагностики и индикации состояния блока 10, которая обеспечивает визуальное отображение диагностической информации и управление устройствами передачи диагностической информации в системы диспетчерского или частотного диспетчерского контроля 11.

Блок АВР должен иметь контакты для подсоединения вводов энергоснабжения 1, 2, контакты для подсоединения нагрузки, может иметь контакты для установки режимов работы блока, контакты для подсоединения к устройствам диспетчерского или частотного диспетчерского контроля. Блок АВР может иметь возможность регулировки уровней допустимых значений параметров качества электроэнергии. Блок АВР может иметь два режима работы: - режим работы с преобладанием первого ввода; - режим работы с равнозначными вводами. Режим работы с преобладанием первого ввода обеспечивает питание нагрузки блока от первого ввода, если последний соответствует заданным показателям качества электроэнергии (отключение первого ввода и подключение второго ввода к нагрузке производится только в случае аварии первого ввода; при восстановлении первого ввода происходит автоматическое отключение второго ввода и подключение к нагрузке первого). Режим работы с равнозначными вводами обеспечивает переключение нагрузки с неисправного ввода на исправный без возврата на предыдущий ввод после его восстановления.

Блок АВР может быть выполнен в отдельном корпусе, приспособленном для использования в корпусных изделиях для размещения блоков.

Разработанный блок используется в корпусных изделиях для размещения блоков, обеспечивает безопасность контроля электропитания подводящих вводов электроснабжения, непрерывный визуальный (на месте эксплуатации) и дистанционный (на постах диспетчерского контроля) контроль состояния блока и вводов электропитания, непрерывный безопасный контроль качества электрического питания подводящих вводов электроснабжения и подключение к нагрузке ввода, отвечающего установленным требованиям качества электропитания.

Таким образом, данный блок АВР полностью решает поставленные задачи, обеспечивая качественное электропитание нагрузки от двух независимых однофазных источников переменного тока с изолированной или глухозаземленной нейтралью.

Блок АВР может контролировать качество электроэнергии по понижению напряжения ниже установленного уровня, по превышению напряжения выше установленного уровня и по другим показателям качества электроэнергии, может иметь несколько порогов контроля показателей качества электроэнергии, позволяет изменять пороговые уровни контролируемых показателей качества электроэнергии, может иметь задержки времени на отключение/подключение вводов к нагрузке при одних порогах срабатывания устройства контроля качества электроэнергии и обеспечивать мгновенное отключение/подключение вводов к нагрузке при других порогах срабатывания устройства контроля качества электроэнергии.

1. Блок автоматического включения резерва электропитания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, характеризующийся наличием вводов фидеров электроснабжения, к каждому из которых подключены внутренние устройства защиты от импульсных и коммутационных помех и перенапряжений (УЗИП), которые связаны с устройствами контроля качества электроэнергии для каждого ввода электроснабжения и устройством коммутации вводов, упомянутые устройства контроля качества электроэнергии подключены к схеме логики управления коммутацией вводов электроснабжения, которая, в свою очередь, управляет работой устройства коммутации вводов электроснабжения, выход которого связан с внутренним устройством защиты схемы от импульсных и коммутационных помех и перенапряжений (УЗИП) и со схемой диагностики и индикации состояния блока, которая подключена к устройству передачи диагностической информации в системы диспетчерского и частотного диспетчерского контроля.

2. Блок автоматического включения резерва электропитания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики по п.1, отличающийся тем, что он конструктивно выполнен в отдельном корпусе.