Модернезированное устройство предупреждения и оповещения о черезвычайных ситуациях на объектах энергетики

Авторы патента:

G08B21 - Сигнализация, реагирующая на один определенный нежелательный или ненормальный режим работы, не отнесенная к другим группам

Настоящие изобретение относится к области электроизмерительной техники, предупреждения и оповещения о чрезвычайных ситуациях на объектах энергетики, а именно, к модернизированным многофункциональным многотарифным приборам учета электрической энергии, предназначенным для оперативного оповещения диспетчера энергообъекта или службы спасения о нештатной ситуации на энергетических объектах, так же для контроля параметров электрической энергии, технического учета электрической энергии, мощности и состояния электрической сети в системах электроснабжения, с возможностью передачи информации по радиоканалу. Модернизированное устройство предупреждения и оповещения о чрезвычайных ситуациях на объектах энергетики, содержащее клеммную колодку, соединяющую блок питания и блоки датчиков напряжения и тока с питающей сетью, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блокам датчиков напряжения и тока и соединенный с оптическим портом, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов, светодиодным индикатором работы устройства, блоком питания с разъемом для подключения питания внешних устройств через предохранитель, интерфейсом RS-485 или RS-232 предназначенного для подключения внешних устройств, разъемом для присоединения блока кнопок вызова диспетчера или службы спасения и блоком обработки звукового сигнала, запитанного от блока питания, с подключенными к нему разъемами для присоединения микрофона и динамика, энергонезависимой памятью, имеющей первый дополнительный регистр памяти, содержащий географические координаты и оперативное наименования места установки устройства и второй дополнительный регистр памяти, хранящий номера телефонов диспетчера и службы спасения. Отличие состоит в том, что к микроконтроллеру подключен блок для подключения нужного количества независимых друг от друга радомодулей поддерживающих, но не ограничивающихся стандартами передачи данных GSM, CDMA и IEE 802.11, запитанным от блока питания, при этом бесперебойную работу устройства обеспечивает резервный источник питания(аккумуляторная батарея с возможностью замены), подключенный к блоку питания и питающий микроконтроллер, блок для подключения нужного количества независимых друг от друга радомодулей и блок обработки звукового сигнала.

Известен ближайший аналог - счетчик электрической энергии МЕРКУРИЙ 230 ART2 - 03 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.

Устройство полностью недееспособно при отключении от электросети. В устройстве используется один радиоблок и при обрыве связи с ним пропадает связь со счетчиком.

Наиболее близким по технической сущности прототипом является: Устройство предупреждения и оповещения о чрезвычайных ситуациях на объектах энергетики (RU 127939 G01R 11/24), содержащее клеммную колодку, соединяющую блок питания и блоки датчиков напряжения и тока с питающей сетью, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блокам датчиков напряжения и тока и соединенный с оптическим портом, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов, светодиодным индикатором работы устройства, блоком питания с разъемом для подключения питания внешних устройств через предохранитель, радиоблоком, запитанным от блока питания, энергонезависимой памятью, имеющей дополнительный регистр памяти, содержащий географические координаты и оперативное наименования места установки устройства, к микроконтроллеру подключен интерфейс RS 485 или RS 232, предназначенный для подключения внешних устройств, разъем для присоединения блока кнопок вызова диспетчера или службы спасения и блок обработки звукового сигнала, запитанный от блока питания, с подключенными к нему разъемами для присоединения микрофона и динамика, а энергонезависимая память содержит второй дополнительный регистр памяти, хранящий номера телефонов диспетчера и службы спасения, при этом бесперебойную работу устройства обеспечивает резервный источник питания(аккумуляторная батарея с возможностью замены), подключенный к блоку питания и питающий микроконтроллер, радиоблок и блок обработки звукового сигнала.

Недостатками устройства являются: в устройстве используется один радиоблок, в случае если в момент аварии или перегрузки пропадет связь, диспетчер или служба спасения может узнать о развитии неблагоприятных условий с опозданием, что может привести к выходу из строя дорогостоящего оборудования или утрате здоровья персонала нуждающегося в экстренной помощи.

Задачей данной полезной модели является создание устройства, способного обеспечить прямую связь с диспетчерским пунктом и службой спасения при плохой работе или выходе из строя одного радиоканала.

Технический результат - создание устройства, способного обеспечить прямую связь с диспетчерским пунктом, включая случаи отсутствия напряжения и плохой радиосвязи отслеживать режимы работы электросети, как в реальном времени, так и при возникновении чрезвычайной ситуации на контролируемом энергообъекте, передавать информацию диспетчеру с указанием географических координат устройства, в устройстве должно быть предусмотрено два и более независимых друг от друга радиоканала.

Технический результат достигается тем, что устройство, содержащее клеммную колодку, соединяющую блок питания и блоки датчиков напряжения и тока с питающей сетью, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блокам датчиков напряжения и тока и соединенный с оптическим портом, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов, светодиодным индикатором работы устройства, блоком питания с разъемом для подключения питания внешних устройств через предохранитель, интерфейсом RS-485 или RS-232 предназначенного для подключения внешних устройств, разъемом для присоединения блока кнопок вызова диспетчера или службы спасения и блоком обработки звукового сигнала, запитанного от блока питания, с подключенными к нему разъемами для присоединения микрофона и динамика, энергонезависимой памятью, имеющей первый дополнительный регистр памяти, содержащий географические координаты и оперативное наименования места установки устройства и второй дополнительный регистр памяти, хранящий номера телефонов диспетчера и службы спасения дополнительно содержит подключенный к микроконтроллеру подключен блок для подключения нужного количества независимых друг от друга радомодулей поддерживающих, но не ограничивающихся стандартами передачи данных GSM, CDMA и IEE 802.11, запитанным от блока питания, при этом бесперебойную работу устройства обеспечивает резервный источник питания(аккумуляторная батарея с возможностью замены), подключенный к блоку питания и питающий микроконтроллер, блок для подключения нужного количества независимых друг от друга радомодулей и блок обработки звукового сигнала.

Такая конструкция позволяет в отсутствии хорошего приема у одного из радиомодулей, связывается с диспетчером через другой при возникновении ненормальных режимов работы на энергообъекте.

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

Схема модернизированного устройства предупреждения и оповещения о чрезвычайных ситуациях на объектах энергетики показана на фиг.1. Устройство содержит блок датчиков тока 1 и напряжения 2, первичные обмотки которых подключены к питающей сети 3 через клеммную колодку 4, при этом первичная обмотка блока датчиков тока 2 подключена к питающей сети через измерительные трансформаторы тока 5, а вторичные обмотки соединены с аналого-цифровым преобразователем 6, который передает преобразованный сигнал микроконтроллеру 7, соединенному с энергонезависимой памятью 8 с дополнительными регистрами памяти 9 и 10, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов 11, блоком обработки звукового сигнала 12 с подключенными разъемами для микрофона 13 и динамика 14, разъемом для подключения блока кнопок вызова 15, светодиодным индикатором работы 16, подключен блок для подключения нужного количества независимых друг от друга радомодулей 17 поддерживающих, но не ограничивающихся стандартами передачи данных GSM, CDMA и IEE 802.11, оптическим портом 18, служащим для считывания информации и программирования параметров пользователя, интерфейсом RS-485 или RS-232 19, которые служат для внешней связи с микроконтроллером 7, а так же для подключения дополнительных устройств, не оснащенных радиомодулем, внешнего дисплея или подключения исполнительных устройств. Питание микроконтроллера 7, блока подключения радиомодулей 17 и блока обработки звукового сигнала 12 обеспечивает блок питания 20 основанный на понижающем трехфазном выпрямителе и стабилизаторе выходного напряжения, а в случае отключения питания - резервный источник питания 21. К блоку питания 20 через предохранитель 22 подключен разъем для питания внешних устройств 23.

Работа устройства предупреждения и оповещения о чрезвычайных ситуациях на объектах энергетики осуществляется следующим образом:

Блок датчиков напряжения 2 преобразовывает напряжение питающей сети 3 по каждой фазе в аналоговые сигналы пригодные для измерения, поступающие в аналого-цифровой преобразователь 6. Измерительные трансформаторы тока 5 преобразовывают ток питающей сети 3 до значения, удобного для измерения. Токовые сигналы по каждой фазе в Блоке датчиков тока 1, преобразуются с помощью токовых трансформаторов 5 в сигналы напряжения, поступающие на вход аналого-цифрового преобразователя 6. Аналого-цифровой преобразователь 6 передает сигналы тока и напряжения в питающей сети в цифровом виде на соответствующие входы микроконтроллера 7, 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, параметры работы микроконтроллера сохраняются в энергонезависимой памяти 8 в реальном времени, при этом дополнительный регистр памяти 9, после внесения изменений через оптический 18 порт или интерфейс RS-485, RS-232 19, содержит информацию о координатах места расположения (широта, долгота), и оперативного наименования места установки устройства ( трансформаторной подстанции, секции шин, оперативное название присоединения), второй дополнительный регистр памяти 10 после внесения изменений через оптический порт 18 или интерфейс RS-485, RS-232 19 содержит номера телефонов службы спасения и диспетчера. Светодиодный индикатор работы 16 устройства преобразует, сигналы микроконтроллера 7 в световые импульсы с частотой пропорциональной измеренной электроэнергии за единицу времени, показывает наличие всех трех фаз (A, B, C). Через заданные промежутки времени, по запросу диспетчера или автоматически в аварийном режиме (при питании от резервного источника питания 21) микроконтроллер оправляет информацию через радиомодуль подключенный к блоку подключения радиомодулей 17 о расходе электроэнергии, параметры качества, состояния электрической сети отправляет географические координаты, оперативное наименование место установки устройства в случае возникновения нештатной ситуации по беспроводному каналу через радиомодуль подключенный к блоку подключения радиомодулей 17. Нажатие кнопки связи(вызова диспетчера или службы спасения) на блоке кнопок вызова, подключенного через разъем 15, инициирует обращение микроконтроллера к дополнительному регистру памяти 10, содержащему соответствующие номера телефонов, и вызов через радиомодуль подключенный к блоку подключения радиомодулей 17 требуемого абонента. В процессе разговора блок обработки звукового сигнала 12 преобразует аналоговый сигнал, поступающий от микрофона, подключенного через разъем подключения микрофона 13 в цифровой и передает его в микроконтроллер, который отправляет его через радиомодуль абоненту. Полученный радиомодулем подключенного к блоку подключения радиомодулей 17 цифровой сигнал ответа абонента обрабатывается микроконтроллером, преобразуется блоком обработки звукового сигнала в аналоговый и выводится на динамик, подключенный через разъем подключения динамика 14.

Питание микроконтроллера 7, блока подключения радиомодулей 17 и блока обработки звукового сигнала 12 в штатном режиме осуществляется от блока питания 20, а в аварийном режиме от резервного источника питания 21. Резервный источник питания получает зарядку от блока питания 20, при этом контроль заряда осуществляет микроконтроллер 7 через сохраненные параметры в энергонезависимой памяти 8. Для внешнего питания внешних устройств предусмотрен разъем 23, который получает питание через предохранитель 22 от блока питания 20.

В случае возможной аварии микроконтроллер 7 в атоматическом режиме отправляет информацию через один из радиомодулей подключенный к блоку подключения радиомодулей 17 и имеющий более устойчивый и качественный радиосигнал географические координаты, оперативное наименование место установки устройства (содержащиеся в дополнительном регистре 9) и причины неисправности на пульт диспетчера.

Преимуществом предлагаемого технического решения являются дешевизна конструкции, многофункциональность, возможность применения данного устройства в автоматизированных системах оперативного реагирования на чрезвычайные происшествия, автоматизированного контроля за состоянием электрических сетей и для автоматизированных системах контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ). Конструкция, позволяющая вынести (динамик, микрофон) и блок кнопок вызова непривязанных к устройству местам, позволяет быстро и дешево усовершенствовать (модифицировать) устройство для голосового общения с оператором.

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

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

Модернизированное устройство предупреждения и оповещения о чрезвычайных ситуациях на объектах энергетики, содержащее клеммную колодку, соединяющую блок питания и блоки датчиков напряжения и тока с питающей сетью, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блокам датчиков напряжения и тока и соединенный с оптическим портом, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов, светодиодным индикатором работы устройства, блоком питания с разъемом для подключения питания внешних устройств через предохранитель, интерфейсом RS-485 или RS-232, предназначенным для подключения внешних устройств, разъемом для присоединения блока кнопок вызова диспетчера или службы спасения и блоком обработки звукового сигнала, запитанным от блока питания, с подключенными к нему разъемами для присоединения микрофона и динамика, энергонезависимой памятью, имеющей первый дополнительный регистр памяти, содержащий географические координаты и оперативное наименования места установки устройства, и второй дополнительный регистр памяти, хранящий номера телефонов диспетчера и службы спасения, отличающееся тем, что к микроконтроллеру подключен блок для подключения нужного количества независимых друг от друга радомодулей, поддерживающих, но не ограничивающихся стандартами передачи данных GSM, CDMA и IEE 802.11, запитанный от блока питания, при этом бесперебойную работу устройства обеспечивает резервный источник питания (аккумуляторная батарея с возможностью замены), подключенный к блоку питания и питающий микроконтроллер, блок для подключения нужного количества независимых друг от друга радомодулей и блок обработки звукового сигнала.

Устройство для поверки однофазных трансформаторов напряжения // 67285