Устройство контроля загрузки центров питания на высоковольтных трансформаторных подстанциях

 

Настоящая полезная модель относится к области электроизмерительной техники, контроля загрузки центров питания на высоковольтных подстанциях, а именно, к модернизированным многофункциональным многотарифным приборам учета электрической энергии, устанавливаемым без снятия напряжения, предназначенным для оповещения дежурного персонала и диспетчера энергообъекта с целью недопущения выхода из строя дорогостоящего высоковольтного оборудования, оперативного контроля загрузки центров питания, технического учета электрической энергии, на энергетических объектах, с возможностью передачи информации по радиоканалу. Устройство контроля загрузки центров питания на высоковольтных подстанциях, содержащее клеммную колодку, соединяющую блок питания и блок датчиков напряжения с питающей сетью, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блоку датчиков напряжения и соединенный с интерфейсом, поддерживающим RS-485 или RS-232 предназначенным для подключения внешних устройств, оптическим портом, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов, жидкокристаллическим экраном, блоком питания с разъемом для подключения питания внешних устройств через предохранитель, блоком кнопок управления и повтора голосового сообщения, блоком обработки звукового сигнала, запитанным от блока питания, с подключенным к нему динамиком, энергонезависимой памятью, имеющей регистр памяти, содержащий географические координаты и оперативное наименования места установки устройства и регистр памяти, хранящий речевые команды и звуковые сигналы, резервным источником питания (аккумуляторная батарея с возможностью замены), подключенным к блоку питания и питающим микроконтроллер, блоком обработки звукового сигнала, к питающей сети подключение происходит с помощью клеммных рядов (колодок) низкого напряжения трансформаторов напряжения. Отличие состоит в том, что к аналого-цифровому преобразователю подключены трансформаторы тока, каждый из которых имеет свой разъем, надевающиеся непосредственно на вторичные линии высоковольтных трансформаторов тока цепей учета электроэнергии и снимающие с них параметры тока, а к микроконтроллеру дополнительно подключен блок для подключения нужного количества независимых друг от друга радомодулей поддерживающих, но не ограничивающихся стандартами передачи данных GSM, CDMA и IEE 802.11, соединенный с блоком питания, при этом бесперебойную работу радиомодулей через разъем обеспечивает резервный источник питания (аккумуляторная батарея с возможностью замены).

Настоящая полезная модель относится к области электроизмерительной техники, контроля загрузки центров питания на высоковольтных подстанциях, а именно, к модернизированным многофункциональным многотарифным приборам учета электрической энергии, устанавливаемым без снятия напряжения, предназначенным для оповещения дежурного персонала и диспетчера энергообъекта с целью недопущения выхода из строя дорогостоящего высоковольтного оборудования, оперативного контроля загрузки центров питания, технического учета электрической энергии, на энергетических объектах, с возможностью передачи информации по радиоканалу.

Известен ближайший аналог - счетчик электрической энергии МЕРКУРИЙ 230 ART2 - 00 PQCGSN (http://www.incotexcom.ru/m230artg.htm), предназначенный для высоковольтного учета электроэнергии и содержащий стандартный цифровой счетчик электрической энергии, управляющий микроконтроллер, устройство отображения информации (жидкокристаллический индикатор), источник питания, энергонезависимую память, телеметрический выход, последовательный интерфейс, а так же модуль считывания и передачи данных, включающий в себя: модем сотовой связи, считыватель SIM-карт и управляющий контроллер, в устройстве присутствует внутреннее питание интерфейсов.

Для подключения к вторичным цепям трансформаторов тока используется клеммная колодка. Недостатком этого типа подключения является необходимость производить долгий трудоемкий монтаж для их установки. Для производства монтажа необходимо рассекать токовые проводники, а затем для работы электросчетчика, зажимать их в клеммную колодку, что влияет на

появление большого количества переходных сопротивлений и может привести к дополнительной погрешности измерительного комплекса. Устройство полностью недееспособно при отключении от электросети, отсутствует возможность сигнализации и оповещения дежурного персонала о перегрузке или нештатном режиме работы высоковольтных присоединений центров питания с указанием точного места нештатной ситуации, дорогая конструкция.

Наиболее близким по технологической сущности прототипом является универсальное устройство предупреждения и оповещения о чрезвычайных ситуациях на объектах энергетики (128337, G01R 11/24, 22/00), содержащее клеммную колодку, соединяющую блок питания и блок датчиков напряжения с питающей сетью, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блоку датчиков напряжения и соединенный с интерфейсом RS-485, предназначенный для подключения внешних устройств через предохранитель, оптическим портом, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов, светодиодным индикатором работы устройства, блоком питания с разъемом для подключения питания внешних устройств, радиоблоком, запитанным от блока питания, разъемом для присоединения блока кнопок вызова диспетчера или службы спасения, блоком обработки звукового сигнала, запитанным от блока питания, с подключенными к нему разъемами для присоединения микрофона и динамика, энергонезависимой памятью, имеющей регистр памяти, содержащий географические координаты и оперативное наименования места установки устройства и регистр памяти, хранящий номера телефонов диспетчера и службы спасения, резервным источником питания(аккумуляторная батарея с возможностью замены), подключенным к блоку питания и питающим микроконтроллер, радиоблок и блок обработки звукового сигнала, устройство дополнительно содержит разъем, для подключения токовых клещей, снимающих параметры с питающей сети и соединяющихся с ней посредством зажимных устройств с возможностью прокола изоляции, а энергонезависимая память содержится третий регистр памяти, с речевыми командами и звуковыми сигналами.

Недостатками устройства являются, использование дорогих в производстве токовых клещей при выходе из строя одного элемента придется менять все три, так как в устройстве используется один разъем для подключения токовых клещей.

Задачей данной полезной модели является создание устройства с возможностью установки во вторичные линии высоковольтных трансформаторов тока без создания дополнительных коммутационных разрывов. При этом должна быть предусмотрена возможность быстрого переподключения датчиков тока при не правильно собранной схеме подключения устройства, не затрагивая при этом вторичные цепи высоковольтных трансформаторов тока.

Технический результат - создание устройства, датчики тока которого надеваются без монтажа на вторичные цепи высоковольтных трансформаторов тока, каждый датчик тока должен иметь свой разъем.

Технический результат достигается тем, что устройство, содержащее клеммную колодку, соединяющую блок питания и блок датчиков напряжения с питающей сетью, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блоку датчиков напряжения и соединенный с интерфейсом, поддерживающим RS-485 или RS-232 предназначенным для подключения внешних устройств, оптическим портом, блоком для подключения нужного количества независимых друг от друга радомодулей поддерживающих, но не ограничивающихся стандартами передачи данных GSM, CDMA и IEE 802.11, соединенный с блоком питания, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов, жидкокристаллическим экраном, блоком питания с разъемом для подключения питания внешних устройств через предохранитель, блоком кнопок управления и повтора голосового сообщения, блоком обработки звукового сигнала, запитанным от блока питания, с подключенным к нему динамиком, энергонезависимой памятью, имеющей регистр памяти,

содержащий географические координаты и оперативное наименования места установки устройства и регистр памяти, хранящий речевые команды и звуковые сигналы, резервным источником питания (аккумуляторная батарея с возможностью замены), подключенным к блоку питания, блоком обработки звукового сигнала, к питающей сети подключение происходит с помощью клеммных рядов (колодок) низкого напряжения трансформаторов напряжения, при этом бесперебойную работу устройства обеспечивает резервный источник питания (аккумуляторная батарея с возможностью замены) дополнительно к аналого-цифровому преобразователю подключены трансформаторы тока, каждый из которых имеет свой разъем, надевающиеся непосредственно на вторичные линии высоковольтных трансформаторов тока цепей учета электроэнергии и снимающие с них параметры тока.

Такая конструкция позволяет устанавливать устройство на вторичные цепи высоковольтных трансформаторов тока без дополнительного монтажа. При этом если во время монтажа произойдет неправильное подключение датчиков тока, можно быстро переподключить по одному элементу используя разъемы, не затрагивая при этом вторичные цепи высоковольтных трансформаторов тока.

По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупности элементов и их взаимном расположении.

Схема устройства контроля загрузки центров питания на высоковольтных подстанциях показана на фиг.1. Устройство содержит блок датчиков напряжения 1, первичные обмотки которых подключены к питающей сети 2 с помощью клеммных рядов (колодок) низкого напряжения трансформаторов напряжения 3 через клеммную колодку 4, первичные обмотка проходных трансформаторов

тока 5 надевается на вторичные линии высоковольтных трансформаторов тока цепей учета 6, при этом вторичные обмотки датчиков напряжения и радиальных датчиков тока 5 соединены через разъемы 7 с аналого-цифровым преобразователем 8, который передает преобразованный сигнал микроконтроллеру 9, соединенному с энергонезависимой памятью 10 с дополнительными регистрами памяти 11 и 12, резервным источником питания текущего времени 13, блоком обработки звукового сигнала 14 с подключенным динамиком 15, блока кнопок управления и повтора голосового сообщения 16, оптическим портом 17, служащим для считывания информации и программирования параметров пользователя, интерфейсом RS-485 или RS-232 18, который служит как для внешней связи с микроконтроллером 9, так и для подключения дополнительных датчиков контроля состояния высоковольтного оборудования, жидкокристаллический экран 19, блок для подключения нужного количества независимых друг от друга радио модулей 20, передающих информацию по каналам радиосвязи в стандартах GSM, CDMA, IEE 802.11 но не ограничивающийся ими, и резервным источником питания 21 для обеспечения автономного режима работы. Питание микроконтроллера 9 и блока подключения радиомодулей 20 обеспечивает блок питания 22 основанный на понижающем трехфазном выпрямителе и стабилизаторе выходного напряжения, подключенный через колодку 4 к сети питания.

Питание микроконтроллера 9, блока подключения радиомодулей 20 и блока обработки звукового сигнала 14 в штатном режиме осуществляется от блока питания 22, а в аварийном режиме от резервного источника питания 21. Резервный источник питания получает зарядку от блока питания 22, при этом контроль заряда осуществляет микроконтроллер 9 через сохраненные параметры в энергонезависимой памяти 10.

Для питания внешних устройств предусмотрен разъем 23, который получает питание через предохранитель 24 от блока питания 22.

Устройство контроля загрузки центров питания на высоковольтных подстанциях работает следующим образом:

Подключенный через клеммную колодку 4 с помощью клеммных рядов (колодок) низкого напряжения трансформаторов 3 к питающей сети 2 блок датчиков напряжения 1 преобразовывает напряжение питающей сети 2 по каждой фазе в аналоговые сигналы пригодные для измерения. Проходные трансформаторы тока 5 основанные на магнитопроводах с намотанной на них вторичной обмоткой, снимающие параметры с вторичных линий высоковольтных трансформаторов тока 6, посылают сигналы напряжения, пропорциональные силе тока, через разъемы 7 на вход аналого-цифрового преобразователя 8. Аналого-цифровой преобразователь 8 передает сигналы тока и напряжения в питающей сети в цифровом виде на соответствующие входы микроконтроллера 9, который, в свою очередь, производит расчет среднеквадратичных значений токов и напряжений, полной, активной, реактивной мощностей и энергий, ведет накопление данных, поступающих на его вход, их тарификацию в соответствии с действующим тарифной программой и текущем временем, учет которого ведется во встроенных в микроконтроллер часах. Энергетические параметры электрической сети сохраняются в энергонезависимой памяти 10 в реальном времени, при этом дополнительный регистр памяти 11, после внесения изменений через оптический 18 порт или интерфейс RS-485 или RS-232 19, содержит информацию о координатах места расположения (широта, долгота), и оперативного наименования места установки устройства ( трансформаторной подстанции, секции шин, оперативное название присоединения, дополнительные регистр памяти 12 после внесения изменений через оптический 18 порт или интерфейс RS-485 или RS-232 19, содержит голосовые команды и звуковые сигналы (сирена) которые записываются при производстве устройства. Жидкокристаллический экран 19 используется для отображения измеренных и накопленных величин, вспомогательных параметров сообщений работы устройства с помощью микроконтроллера 9.

В случае возникновения ненормального режима работы энергооборудования, отклонение электрических величин от заданных (параметры которых сохранены в энергонезависимой памяти 9) или срабатывание одного из датчиков, подключенного к интерфейсу RS 485 или RS 232 микроконтроллер 9 опрашивает через энергонезависимую память 10 второй регистр 12 содержащиеся в нем цифровом виде голосовую и звуковую информацию, микроконтроллер 9 преобразуя ее через блок обработки звукового сигнала 14 преобразует цифровой сигнал в аналоговый, который подается на динамик 15 и дежурный персонал слышит голосовое оповещение о случившейся нештатной ситуации с сопровождением сирены. Дежурный персонал при необходимости может повторить голосовое сообщение, если нажмет на соответствующую кнопку на блоке кнопок управления и вызова 16. В случае возможной аварии микроконтроллер 9 в атоматическом режиме отправляет информацию через один из радиомодулей подключённый к блоку подключения радиомодулей 20 и имеющий более устойчивую радиосвязь географические координаты, оперативное наименование место установки устройства (содержащиеся в дополнительном регистре 11) и причины неисправности на пульт диспетчера.

Питание микроконтроллера 9, блока подключения радиомодулей 15 и блока обработки звукового сигнала в штатном режиме осуществляется от блока питания 22, а в аварийном режиме от резервного источника питания 21.

Преимуществом предлагаемого технического решения являются дешевизна конструкции, многофункциональность, возможность применения данного устройства в автоматизированных системах оперативного реагирования на чрезвычайные происшествия, сокращения сроков технологического присоединения к электрическим сетям, автоматизированного контроля за состоянием электрических сетей высокого напряжения и для автоматизированных системах контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ).

Предлагаемое устройство может быть реализовано на базе многофункционального прибора учета, имеющего радиомодуль и фиксирующего число часов использования мощности.

Устройство может найти применение в сфере повышения уровня безопасности энергообъектов при возникновении чрезвычайных ситуаций техногенного характера для снижения рисков нештатных ситуаций.

Устройство контроля загрузки центров питания на высоковольтных подстанциях, содержащее клеммную колодку, соединяющую блок питания и блок датчиков напряжения с питающей сетью, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блоку датчиков напряжения и соединенный с интерфейсом, поддерживающим RS-485 или RS-232 предназначенным для подключения внешних устройств, оптическим портом, блоком для подключения нужного количества независимых друг от друга радомодулей поддерживающих, но не ограничивающихся стандартами передачи данных GSM, CDMA и IEE 802.11, соединенный с блоком питания, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов, жидкокристаллическим экраном, блоком питания с разъемом для подключения питания внешних устройств через предохранитель, блоком кнопок управления и повтора голосового сообщения, блоком обработки звукового сигнала, запитанным от блока питания, с подключенным к нему динамиком, энергонезависимой памятью, имеющей регистр памяти, содержащий географические координаты и оперативное наименования места установки устройства и регистр памяти, хранящий речевые команды и звуковые сигналы, резервным источником питания (аккумуляторная батарея с возможностью замены), подключенным к блоку питания, блоком обработки звукового сигнала, к питающей сети подключение происходит с помощью клеммных рядов (колодок) низкого напряжения трансформаторов напряжения, при этом бесперебойную работу устройства обеспечивает резервный источник питания (аккумуляторная батарея с возможностью замены) отличается тем, что к аналого-цифровому преобразователю подключены трансформаторы тока, каждый из которых имеет свой разъем, надевающиеся непосредственно на вторичные линии высоковольтных трансформаторов тока цепей учета электроэнергии и снимающие с них параметры тока.



 

Похожие патенты:

Техническим результатом полезной модели является создание кабелеукладчика и его основных узлов, которые позволят прокладывать волоконно-оптический кабель на любой высоте по существующим подвешенным проводам, проложенным на любой местности, включая водные преграды, а так же значительно повысить производительность прокладки

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение безопасности лазера
Наверх