Устройство контроля состояния электрооборудования
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам диагностики состояния электрооборудования. Данное устройство может быть использовано в асинхронных электроприводах сельскохозяйственных машин, агрегатов и поточных линий. Задачей предлагаемой полезной модели являемся повышение надежности, помехоустойчивости, точности измерения, а также повышение устойчивости устройства к перенапряжениям. Для достижения поставленной задачи, в устройство контроля состояния электрооборудования введены коммутационный аппарат, микроконтроллер со встроенным АЦП, шина сигнала, шина питания, два трансформатора тока, жидкокристаллический индикатор, причем силовая электрическая линия соединяется с первым входом блока измерений, причем первый выход блока измерений соединен со входом коммутационного аппарата. Выход коммутационного аппарата подключен ко входу трансформатора тока. Выход трансформатора тока соединен с первым входом трансформатора тока. Первый выход трансформатора тока соединен с первым входом электроустановки. Кроме того, второй выход блока измерений соединен со вторым входом трансформатора тока, а второй выход трансформатора тока соединен со вторым входом электроустановки. Далее, первый вход микроконтроллера со встроенным АЦП подключен ко второму выходу трансформатора тока, а второй вход микроконтроллера со встроенным АЦП соединен с третьим выходом трансформатора тока. Микроконтроллер со встроенным АЦП через шину сигнала соединен с первым входом микроконтроллерного блока, причем, с третий выход блока измерений тоже соединен посредством шины сигнала с первым входом микроконтроллерного блока. Микроконтроллерный блок соединен вторым своим входом с блоком управления. Первый выход микроконтроллерного блока соединен с жидкокристаллическим индикатором, а второй выход микроконтроллерного блока соединен с блоком накопления. Далее блок питания через шину питания соединен с третьим входом микроконтроллерного блока, а также, с третьим входом блока измерения и с третьим входом микроконтроллера со встроенным АЦП.
Полезная модель относится к электротехнике, а именно устройствам диагностики состояния электрооборудования. Данное устройство может быть использовано в асинхронных электроприводах различных машин, агрегатов и поточных линий.
Известно устройство контроля сопротивления изоляции и тока утечки в электроустановках (Патент RU 2229764, опубл. 27.05.2004 г.) содержащее генератор сети с измерительной цепью, исполнительным элементом, исполнительным органом, включенным последовательно с нагрузкой, и индикацией нормального и аварийного состояний. Измерительная цепь выполнена в виде датчика тока нулевой последовательности, выход которого подключен ко входу первого выпрямителя, положительный выход которого соединен с одним выводом емкостного фильтра в виде конденсатора и управляющим электродом тиристора, отрицательный выход первого выпрямителя - с другим выводом емкостного фильтра, с катодом упомянутого тиристора и отрицательным выходом второго выпрямителя, положительный выход которого подключен к аноду тиристора, вход второго выпрямителя подключен параллельно первому индикатору узла индикации нормального и аварийного состояний, соединенному со вторым индикатором, другой вывод которого подключен к нулевому проходу, параллельно первому индикатору включены два замыкающих контакта первого и второго реле, входящих в исполнительный элемент, обмотка первого реле через диод подключена одним выводом к параллельно включенному конденсатору, другим через первый ограничительный резистор - к одной из фаз сети после контакта магнитного пускателя, включенного последовательно с автоматом, образующих исполнительный орган, к точке соединения анода диода и параллельно соединенных замыкающих контактов первого и второго реле подключена одним выводом кнопка сброса, другой вывод которой подключен к пазе сети между контактами автомата и магнитного пускателя, обмотка второго реле подключена одним выводом к точке соединения замыкающих контактов первого и второго реле и первого и второго индикаторов, другим - к нулевому проводу, между нулевым проводом и упомянутым фазным включены последовательно второй ограничительный резистор и кнопка включения тестового контроля, обмотка магнитного пускателя подключена к линейному напряжению между контактами автомата и пускателя через второй размыкающий контакт второго реле.
Существенным недостатком данного устройства является низкая точность и невысокая надежность.
Наиболее близким но технической сущности к предлагаемой полезной модели является система диагностирования электроконтактных сбоев и прогнозирования пожаров (патент RU 76150, опубл. 10.09.2008 г.) содержащая электрическую силовую линию, подключенные к ней электроустановки и устройство контроля, включающее блок измерения, блок формирования частотного спектра, выход которого связан с блоком накопления через последовательно соединенные блоки усиления и выпрямления, причем выход блока накопления соединен со входом блока сравнения, первый выход которого связан с исполнительным органом отключения эл. сети через блок формирования команды, а вход блока накопления через блок задержки соединен со вторым выходом блока сравнения, дополнительно введены блоки приема и передачи данных но электрической сети, цифро-аналоговый преобразователь, аналого-цифровые преобразователи, входы которых связаны с трансформаторами тока, подключенными к силовым цепям каждой электроустановки, а выходы - с блоками передачи данных по электрической сети, выход цифро-аналогового преобразователя соединен со входом мультиплексора, а вход - с выходом блока приема данных по электрической сети, вход которого связан с электрической силовой линией.
Недостатками данного устройства являются низкие надежность и помехоустойчивость, невысокая точность, кроме того, устройство неустойчиво к перенапряжениям.
Задачей предлагаемой полезной модели являемся повышение надежности, помехоустойчивости, точности измерения, а также повышение устойчивости устройства к перенапряжениям.
Для достижения поставленной задачи, в устройство контроля состояния электрооборудования введены коммутационный аппарат, микроконтроллер со встроенным АЦП, шина сигнала, шина питания, два трансформатора тока жидкокристаллический индикатор, причем силовая электрическая линия соединяется с первым входом блока измерений, причем первый выход блока измерений соединен со входом коммутационного аппарата. Выход коммутационного аппарата подключен к входу трансформатора тока. Выход трансформатора тока соединен с первым входом трансформатора тока. Первый выход трансформатора тока соединен с первым входом электроустановки. Кроме того, второй выход блока измерений соединен со вторым входом трансформатора тока, а второй выход трансформатора тока соединен со вторым входом электроустановки. Далее, первый вход микроконтроллера со встроенным АЦП подключен ко второму выходу трансформатора тока, а второй вход микроконтроллера со встроенным АЦП соединен с третьим выходом трансформатора тока. Микроконтроллер со встроенным АЦП через шину сигнала соединен с первым входом микроконтроллерного блока, причем, с третий выход блока измерений тоже соединен посредством шины сигнала с первым входом микроконтроллерного блока. Микроконтроллерный блок соединен вторым своим входом с блоком управления. Первый выход микроконтроллерного блока соединен с жидкокристаллическим индикатором, а второй выход микроконтроллерного блока соединен с блоком накопления. Далее блок питания через шину питания соединен с третьим входом микроконтроллерного блока, а также, с третьим входом блока измерения и с третьим входом микроконтроллера со встроенным АЦП.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом. На фиг.1 представлена блок-схема устройства контроля состояния электрооборудования, а на фиг.2, представлена конструкция и расположения трансформаторов тока, применяемых в данном устройстве.
Силовая электрическая линия 1 соединяется с первым входом блока измерений 2, причем первый выход блока измерений 2 соединен со входом коммутационного аппарата 3. выход коммутационного аппарата 3 подключен ко входу первого трансформатора тока 4, представляющего собой фильтр тока нулевой последовательности, имеющий сердечник из ферритового кольца. Выход первого трансформатора тока 4 соединен с первым входом второго трансформатора тока 5, представляющего собой фильтр токов симметричных составляющих, имеющий сердечник из ферритового кольца. Первый выход трансформатора тока 5 соединен с первым входом электроустановки 6. Кроме того, второй выход блока измерений 2 соединен со вторым входом трансформатора тока 5, а второй выход трансформатора тока 5 соединен со вторым входом электроустановки 6. Далее, первый вход микроконтроллера со встроенным АЦП 7 подключен ко второму выходу трансформатора тока 4, а второй вход микроконтроллера со встроенным АЦП 7 соединен с третьим выходом трансформатора тока 5. Микроконтроллер со встроенным АЦП 7 через шину сигнала 8 соединен с первым входом микроконтроллерного блока 9, причем, третий выход блока измерений 2 тоже связан посредством шины сигнала 8 с первым входом микроконтроллерного блока 9. Микроконтроллерный блок 9 соединен вторым своим входом с блоком управления 10. Первый выход микроконтроллерного блока 9 связан с жидкокристаллическим индикатором 11, а второй выход микроконтроллерного блока 9 соединен с блоком накопления 12. Далее блок питания 13 через шину питания 14 соединен с третьим входом микроконтроллерного блока 9, а также, с третьим входом блока измерения 2 и с третьим входом микроконтроллера со встроенным АЦП 7.
Устройство работает следующим образом
Электрический ток протекает по электрической силовой линии 1 через блок измерений 2. Блок измерений 2, с помощью трех делителей напряжения, включенных на фазные напряжения, измеряет фазные напряжения и в случае возникновения несимметрии напряжений, формирует сигнал в цифровом виде, в котором содержатся параметры такого ненормального режима электропитания установки. Далее электрический ток проходит через коммутационный аппарат 3 представляющий собой магнитный пускатель, и поступает на вход первого трансформатора тока 4, в котором происходит алгебраическое сложение токов и выделение третьей гармонической составляющей тока нулевой последовательности, фиг.2. С выхода первого трансформатора тока 4, электрический ток поступает на вход второго трансформатора тока 5, представляющего собой фильтр токов симметричных составляющих, фиг.2. В случае возникновения искрения соединений электрической силовой линии 1, частичных пробоев ее изоляции и изоляции электроустановки 6, а также в случае больших интервалов времени между коммутациями силовых контактов коммутационного аппарата 3 и величины их дребезга, по электрической силовой линии 1 протекает высокочастотный электрический ток, который наводиться во вторичной обмотке второго трансформаторе тока 5. Далее сигнал с первого трансформатора тока 4, второго трансформатора тока 5 поступает на аналоговый вход микроконтроллера со встроенным АЦП 7 где сигнал обрабатывается и формируется в цифровом виде. Цифровые сигналы с выходов блока измерений 2 и микроконтроллера со встроенным АЦП 7, через шину сигнала 8 поступают на вход микроконтроллерного блока 9. Микроконтроллерный блок 9 получает сигналы от шины сигнала 8 и блока управления 10, обрабатывает их, и выдает формализованное решение на жидкокристаллический дисплей 11, а также на и блок накопления 12. Блок питания 13 снабжает блоки устройства постоянным электрическим током посредством шины питания 14.
Устройство контроля состояния электрооборудования, включающее трансформатор тока, блок управления, блок измерения, электрическую силовую линию, отличающееся тем, что содержит коммутационный аппарат, микроконтроллер со встроенным АЦП, шину сигнала, шину питания, два трансформатора тока, жидкокристаллический индикатор; силовая электрическая линия соединяется с первым входом блока измерений, который соединен со входом коммутационного аппарата, выход коммутационного аппарата подключен ко входу трансформатора тока, а выход трансформатора тока соединен с первым входом трансформатора тока, причем первый выход трансформатора тока соединен с первым входом электроустановки; второй выход блока измерений соединен со вторым входом трансформатора тока, а второй выход трансформатора тока соединен со вторым входом электроустановки, при этом первый вход микроконтроллера со встроенным АЦП подключен ко второму выходу трансформатора тока, а второй вход микроконтроллера со встроенным АЦП соединен с третьим выходом трансформатора тока, а микроконтроллер со встроенным АЦП через шину сигнала соединен с первым входом микроконтроллерного блока; третий выход блока измерений тоже соединен посредством шины сигнала с первым входом микроконтроллерного блока, который соединен вторым своим входом с блоком управления, кроме того, первый выход микроконтроллерного блока соединен с жидкокристаллическим индикатором, а второй выход микроконтроллерного блока соединен с блоком накопления; блок питания через шину питания соединен с третьим входом микроконтроллерного блока, а также с третьим входом блока измерения и с третьим входом микроконтроллера со встроенным АЦП.
