Способ определения остаточного ресурса автоматических выключателей

Способ определения остаточного ресурса автоматических выключателей в электроустановках предусматривает измерение и запоминание значения тока ij, вызывавшего срабатывание выключателя при каждом j-м отключении, где j=1, …, n, и вычисление коэффициента k1(ij), характеризующего допустимое количество срабатываний в зависимости от коммутируемого тока ij, и дополнительно предусматривает непрерывное измерение тока i, протекающего через автоматический выключатель. А остаточный ресурс автоматического выключателя определяют по формуле

T ( t ) = T 0 j = 1 n k 1 ( i j ) k 2 0 t i 2 d t ;

где T0 - полный ресурс автоматического выключателя; k2 - весовой коэффициент, равный расчетному коэффициенту ресурсного изнашивания автоматического выключателя, n - общее число срабатываний автоматического выключателя от начала эксплуатации, t - полное время работы автоматического выключателя. Технический результат - обеспечение высокоточной непрерывной оценки остаточного ресурса выключателя с учетом его уменьшения вследствие протекания рабочих токов. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля остаточного ресурса автоматических выключателей в электроустановках.

Известны способы определения остаточного ресурса автоматических выключателей, при которых измеряют ток, протекающий через выключатель, считают количество срабатываний выключателя при перегрузках, после чего вычисляют его остаточный ресурс (ГОСТ Р 52565-2006. Выключатели переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Общие технические условия. - М., Стандартинформ, 2007. - С.17, табл.13; Методические указания по определению расхода коммутационного ресурса выключателей при эксплуатации. - М., ОРГРЭС, 1992. - 19 с.).

В соответствии с известными способами остаточный ресурс автоматических выключателей определяется на основе контроля количества срабатываний с учетом коммутируемого тока. При этом не учитывается уменьшение ресурса вследствие протекания рабочих токов, вызывающих нагрев, вибрации и др.

Из известных технических решений наиболее близким к предлагаемому по достигаемому результату является способ определения остаточного ресурса автоматических выключателей, при котором измеряют ток ij, вызывающий срабатывание при каждом j-м отключении, j=1, …, n, определяют коэффициент kx(ij), характеризующий допустимое количество срабатываний в зависимости от коммутируемого тока ij, и вычисляют остаточный ресурс как разность полного ресурса T0 и суммы значений коэффициентов k1(ij) при всех срабатываниях (Неклепаев Б.Н., Востросаблин А.А. Методика оценки остаточного ресурса выключателей при эксплуатации // Промышленная энергетика, 1992, №10, с. 31-32).

При реализации известного способа остаточный ресурс определяется на основе учета коммутационной составляющей исчерпания ресурса при различных токах. При этом не учитывается влияние тока, протекающего через автоматический выключатель, в нормальных режимах и при перегрузках, влияющих на изнашивание электрического аппарата.

Следовательно, недостатком известного способа определения остаточного ресурса автоматического выключателя является невысокая точность.

Цель предлагаемого изобретения - повышение точности определения остаточного ресурса автоматических выключателей.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения остаточного ресурса автоматических выключателей, при котором измеряют ток, вызывающий срабатывание при каждом j-м отключении, j=1, …, n, определяют коэффициент k1(ij), характеризующий допустимое количество срабатываний в зависимости от коммутируемого тока, дополнительно непрерывно измеряют ток i, протекающий через автоматический выключатель, и определяют остаточный ресурс по формуле

где Т0 - полный ресурс автоматического выключателя; k2 - весовой коэффициент, равный расчетному коэффициенту ресурсного изнашивания автоматического выключателя, n - общее число срабатываний автоматического выключателя от начала эксплуатации, t - время.

По сравнению с наиболее близким аналогичным решением предлагаемое техническое решение имеет следующие новые признаки:

- измеряют ток i, протекающий через автоматический выключатель;

- измеряют время непрерывной работы t;

- определяют остаточный ресурс по формуле

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует требованию «новизна».

По каждому отличительному признаку проведен поиск известных технических решений в области машиностроения, электротехники, компьютерного моделирования и программирования.

Операции измерения тока i, протекающего через автоматический выключатель, измерения времени непрерывной работы t и определения остаточного ресурса по формуле

где k2 - весовой коэффициент, равный расчетному коэффициенту ресурсного изнашивания автоматического выключателя, в известных способах аналогичного назначения не обнаружены.

Таким образом, указанные признаки обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие требованию «существенные отличия».

В предлагаемом изобретении при определении остаточного ресурса автоматического выключателя производится учет не только механических факторов (количество срабатываний при различных токах), вызывающих изнашивание, но и электрических факторов, а именно протекающих в нормальных режимах изменяющихся токов, вызывающих нагрев и старение изоляции и коммутационных элементов.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует требованию «положительный эффект».

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Физический ресурс автоматического выключателя при его работе расходуется в результате изнашивания механических и электрических компонентов при воздействии протекающих токов, механических ударных нагрузок и электромеханических коммутационных процессов при отключениях. Интенсивность изнашивания определяется энергией воздействия на выключатель и может быть представлена суммой двух составляющих: электромеханической при отключениях и электрической при протекании тока в рабочем режиме. Электромеханическая составляющая изнашивания возникает при отключениях и зависит от величины разрываемого при коммутации тока. Исчерпание ресурса при отключении регламентируется заводами-изготовителями автоматических выключателей (Андреев Д.А., Назарычев И.А. Анализ методов оценки коммутационного ресурса высоковольтных выключателей // Вестник ИГЭУ, 2008, вып.2, с. 1-16). Электрическая составляющая изнашивания пропорциональна тепловым потерям и, следовательно, интегралу от квадрата тока (Кабышев А.В., Тарасов Е.В. Низковольтные автоматические выключатели. - Томск, Издательство Томского политехнического университета, 2011, С.15-16).

На чертеже показана функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ определения остаточного ресурса автоматических выключателей. На схеме обозначены: 1 - автоматический выключатель; 2 - датчик срабатывания выключателя, например блок-контакт; 3 - датчик тока; 4 - нагрузка; 5 - контроллер; 6 - шина данных; 7 - панель оператора; 10 - компьютер.

Работа системы происходит следующим образом. Сигналы с датчика срабатывания защиты 2 и датчика тока 3 автоматического выключателя 1, соединенного с нагрузкой 4, поступают на входы контроллера 5. Контроллер 5 выполняет следующие функции:

- аналого-цифровое преобразование выходного сигнала датчика тока;

- запоминание значения тока ij автоматического выключателя, вызвавшего его срабатывание при каждом j-м отключении, j=1, …, n, и вычисление коэффициента k1(ij) в зависимости от тока;

- отсчет времени t от начала эксплуатации автоматического выключателя;

- вычисление остаточного ресурса автоматического выключателя по формуле

- передачу данных о количестве срабатываний, токах, вызвавших срабатывания, а также остаточном ресурсе в компьютер 10 для запоминания, хранения и дальнейшего использования.

В формуле (1) для вычисления остаточного ресурса автоматического выключателя слагаемые в правой части имеют следующий смысл:

- T0 - полный номинальный ресурс работы автоматического выключателя (количество коммутаций), соответствующий техническим условиям;

- - составляющая, характеризующая электромеханическое изнашивание автоматического выключателя;

- - составляющая, характеризующая электрическое изнашивание автоматического выключателя;

- k1(ij) - коэффициент, характеризующий механический износ автоматического выключателя вследствие разрыва токовой цепи при срабатывании. Он определяется в соответствии с ГОСТом Р 52565-2006 (Выключатели переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Общие технические условия. - М., Стандартинформ, 2007. - С. 17, табл.) и равен отношению регламентированного количества коммутаций без нагрузки к количеству коммутаций при токе ij

Количественные данные относительно ресурса указываются в технических данных автоматических выключателей и справочной литературе (например: Автоматические выключатели. Номенклатурный каталог. - ОАО Дивногорский завод низковольтных автоматов. - Дивногорск, 2008. - 94 с.);

- k2 - коэффициент, характеризующий электрический износ автоматического выключателя вследствие протекания тока в процессе работы. Износ автоматического выключателя зависит от мощности, выделяющейся на замкнутых контактах. Приближенно этот коэффициент определяется по формуле

где Iн - номинальный ток автоматического выключателя.

В соответствии с формулой (2) при минимальном токе электрический износ практически отсутствует. При увеличении коммутируемого тока электрический износ возрастает по сравнению с обычным механическим износом.

Результаты измерений и вычислений отображаются на мониторе. Таким образом, в процессе эксплуатации автоматического выключателя непрерывно производится оценивание его остаточного ресурса с учетом электромеханической и электрической составляющих. Текущая оценка хранится в памяти контроллера, отображается на мониторе и может использоваться для своевременной замены или ремонта автоматического выключателя.

Следовательно, использование в известном способе определения остаточного ресурса автоматических выключателей, при котором измеряют ток вызывающий срабатывание при каждом j-м отключении, j=1, …, n, определяют коэффициент kx(ij), характеризующий допустимое количество срабатываний в зависимости от коммутируемого тока дополнительно непрерывного измерения тока i, протекающего через автоматический выключатель, и определения остаточного ресурса по формуле

где Т0 - полный ресурс автоматического выключателя; k2 - весовой коэффициент, равный расчетному коэффициенту ресурсного изнашивания автоматического выключателя, n - общее число срабатываний автоматического выключателя от начала эксплуатации, t - время, позволяет повысить точность определения остаточного ресурса автоматического выключателя.

Использование предлагаемого способа определения остаточного ресурса автоматических выключателей в системах электроснабжения будет способствовать повышению надежности и живучести электрооборудования.

Способ определения остаточного ресурса автоматических выключателей, при котором измеряют ток, вызывающий срабатывание при каждом j-м отключении, j=1, …, n, определяют коэффициент k1(ij), характеризующий допустимое количество срабатываний в зависимости от коммутируемого тока ij, отличающийся тем, что дополнительно непрерывно измеряют ток i, протекающий через автоматический выключатель, и определяют остаточный ресурс по формуле

где T0 - полный ресурс автоматического выключателя; k2 - весовой коэффициент, равный расчетному коэффициенту ресурсного изнашивания автоматического выключателя, n - общее число срабатываний автоматического выключателя от начала эксплуатации, t - полное время работы автоматического выключателя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам определения искажений синусоидального сигнала на электрических станциях и подстанциях в системах производства. Технический результат заключается в сокращении времени на идентификацию параметров мультипликативной апериодической и/или постоянной составляющих электрических сигналов при эксплуатации электрооборудования.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в релейной защите и автоматике. Технический результат - повышение чувствительности при обработке электрической величины с высокой частотой измерений и возможность выявления и корректировки измерения электрической величины с выбросами.

Изобретение относится к системам безопасности на железнодорожном транспорте. Устройство мониторинга безопасности для железнодорожного транспортного средства, содержащее: датчик для подачи сигнала, относящегося к безопасности, по меньшей мере, первое реле безопасности, имеющее два основных вывода и вывод управления для замыкания и размыкания электрического соединения между основными выводами, по меньшей мере, первую тестовую цепь, содержащую: тестовый источник питания, тестовое устройство детектирования тока, первое тестовое средство переключения, предназначенное для переключения устройства мониторинга безопасности между рабочим режимом и первым тестовым режимом таким образом, что в первом тестовом режиме основные выводы первого реле безопасности соединены между тестовым источником питания и устройством детектирования тока, в то время как в рабочем режиме основные выводы первого реле безопасности отсоединены от тестового источника питания, и устройство управления, соединенное с датчиком, с выводом управления первого реле безопасности, с первым тестовым средством переключения и с тестовым устройством детектирования тока, при этом устройство управления содержит: средство для управления переключением устройства мониторинга безопасности между первым тестовым режимом и рабочим режимом, и средство для мониторинга сигнала, относящегося к безопасности, и для размыкания или замыкания первого реле безопасности, в зависимости от сигнала, относящегося к безопасности, в рабочем режиме устройства мониторинга безопасности.

Изобретение касается способа проверки функционирования вакуумного выключателя (12) тягового выпрямителя тока с по меньшей мере одним четырехквадратным исполнительным элементом (2) сетевой стороны и импульсным выпрямителем (4) тока нагрузочной стороны, которые через конденсатор (CZK) промежуточного контура на стороне постоянного напряжения включены электрически параллельно, и с тяговым трансформатором (10) с по меньшей мере одной вторичной обмоткой (8), выводы которой соединены с выводами (16, 18) стороны переменного напряжения исполнительного элемента (2), и первичная обмотка которого одним выводом через вакуумный выключатель (12) имеет возможность соединения с сетевым переменным напряжением ( u _ N ).

Изобретение относится к области испытаний электронной аппаратуры и предназначено для проведения испытаний аппаратуры пуска реактивной системы залпового огня. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрооборудованию, установленному в распределительных устройствах, и может быть использовано на электрических станциях, подстанциях и в других электроустановках.

Изобретение относится к области испытаний электронной аппаратуры, содержащей элементы коммутации внешней нагрузки постоянного тока, и предназначена, например, для использования при испытании электронной аппаратуры пуска снарядов.

Изобретение относится к системам автоматизации электроподстанций. .

Изобретение относится к области систем автоматики подстанций (SA, АП) для подстанций сетей электроснабжения высокого и среднего напряжения. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для испытаний на коммутационную износостойкость коммутационных аппаратов, в основном, контакторов и пускателей.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрооборудованию, установленному в распределительных устройствах, и может быть использовано на электрических станциях, подстанциях и в других электроустановках. Сущность: фиксируют текущее значение тока коммутации Iком и текущее значение напряжения Uком для каждой фазы при каждой коммутации. Осуществляют приведение текущего тока коммутации к номинальному напряжению по следующему выражению: It=Iком·Uком/Uном, где It - текущее приведенное значение тока коммутации. Вычисляют величину Pt текущего сработанного ресурса по выражению Pt=(It/Io ном)2. Вычисленную величину текущего сработанного ресурса Pt суммируют к ранее накопленному сработанному ресурсу высоковольтного выключателя Pс для каждой из фаз. Полученное значение сработанного ресурса сравнивают с ресурсом по коммутационной стойкости Pк для каждой из фаз. Технический результат: повышение точности определения срока службы выключателя. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технологиям, использующим электрооборудование, установленное на электрических станциях и подстанциях в системах производства, передачи и потребления электроэнергии, и может быть использовано во всех электроустановках, использующих цифровую обработку данных. Способ определения параметров искажения гармонических сигналов, в котором устанавливают убывающий тип искажения гармонических сигналов аддитивной апериодической составляющей и вычисляют величину постоянной составляющей в сигналах. Для определения начального значения аддитивной апериодической составляющей сигнала Аа и постоянной времени затухания апериодической составляющей сигнала τа постоянно N раз в течение периода Т и в каждый текущий момент времени ti, i=1, 2, …, N, измеряют и фиксируют мгновенные значения сигнала x(ti), и вычисляют значения аддитивной апериодической составляющей сигнала Аа, постоянной времени затухания апериодической составляющей сигнала τа по двум подряд идущим измерениям мгновенных значений сигнала x(ti) и x(ti-1) по следующим математическим выражениям: где Аa - начальное значение аддитивной апериодической составляющей, единицы сигнала: для напряжения - вольты, В, для тока - амперы, А; τа - постоянная времени затухания аддитивной апериодической составляющей сигнала, с, x(ti) - текущее значение измеряемого сигнала в момент времени ti, единицы измерения сигнала; x(ti-1) - предыдущее значение этого же сигнала в момент времени ti-1, единицы измерения сигнала; ХП - постоянная составляющая сигнала, единицы измерения сигнала; ki=Xm⋅sin(ωti) - значение гармонического сигнала в момент времени ti, единицы измерения сигнала; ki-1=Хmsin(ωti-1) - значение гармонического сигнала в момент времени ti-1, единицы измерения сигнала; Хm - амплитудное значение гармонического сигнала, единицы измерения сигнала, В или А. Технический результат заключается в упрощении способа измерения токов и/или напряжений. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение проверки правильного взаимодействия пространственно распределенных защитных устройств. Согласно способу испытания нескольких пространственно-распределенных защитных устройств (SE1, SE2) сети (3) электроснабжения, которые выполнены таким образом, что в случае обнаружения в сети (3) электроснабжения неисправности (5) они изолируют неисправность (5) в сети (3) электроснабжения, выполняют:a) создание предварительной последовательности операций испытания;b) выдачу последовательности операций испытания защитным устройствам (SE1, SE2);c) определение выходных параметров защитных устройств (SE1, SE2), которые были выданы защитными устройствами (SE1, SE2) на основании последовательности операций испытания;d) анализ выходных параметров и создание входных параметров защитных устройств (SE1, SE2) в зависимости от выходных параметров. Если входные параметры не являются частью последовательности операций испытания, такие входные параметры включаются в последовательность операций испытания и способ переходит на стадию (b), в противном случае - на стадию (е):e) оценивание всех выходных параметров защитных устройств (SE1, SE2).Каждая последовательность операций испытания предусматривает входные параметры в виде технологических переменных сети (3) электроснабжения по меньшей мере одного из защитных устройств (SE1, SE2). 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ определения остаточного ресурса автоматических выключателей в электроустановках предусматривает измерение и запоминание значения тока ij, вызывавшего срабатывание выключателя при каждом j-м отключении, где j1, …, n, и вычисление коэффициента k1, характеризующего допустимое количество срабатываний в зависимости от коммутируемого тока ij, и дополнительно предусматривает непрерывное измерение тока i, протекающего через автоматический выключатель. А остаточный ресурс автоматического выключателя определяют по формулеTT0−∑j1nk1−k2∫0ti2dt;гдеT0 - полный ресурс автоматического выключателя; k2 - весовой коэффициент, равный расчетному коэффициенту ресурсного изнашивания автоматического выключателя, n - общее число срабатываний автоматического выключателя от начала эксплуатации, t - полное время работы автоматического выключателя. Технический результат - обеспечение высокоточной непрерывной оценки остаточного ресурса выключателя с учетом его уменьшения вследствие протекания рабочих токов. 1 ил.

Наверх