Система непрерывного контроля температуры контактов масляных выключателей



Система непрерывного контроля температуры контактов масляных выключателей
Система непрерывного контроля температуры контактов масляных выключателей
Система непрерывного контроля температуры контактов масляных выключателей
Система непрерывного контроля температуры контактов масляных выключателей
Система непрерывного контроля температуры контактов масляных выключателей
G01R31/00 - Устройства для определения электрических свойств; устройства для определения местоположения электрических повреждений; устройства для электрических испытаний, характеризующихся объектом, подлежащим испытанию, не предусмотренным в других подклассах (измерительные провода, измерительные зонды G01R 1/06; индикация электрических режимов в распределительных устройствах или в защитной аппаратуре H01H 71/04,H01H 73/12, H02B 11/10,H02H 3/04; испытание или измерение полупроводниковых или твердотельных приборов в процессе их изготовления H01L 21/66; испытание линий передачи энергии H04B 3/46)

Владельцы патента RU 2704606:

Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" (RU)

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системам контроля параметров масляных выключателей среднего напряжения. Технический результат заключается в повышении контроля температуры рабочих контактов масляных выключателей среднего напряжения. Достигается тем, что система непрерывного контроля температуры рабочих контактов масляных трехполюсных выключателей, содержащая информационно-техническую сеть, пирометрические датчики, размещенные на токоведущих шинах рабочих контактов выключателей и соединенные посредством модуля ввода-вывода сигналов с контроллером для обработки сигнала, сервером базы данных и панелью визуализации, размещенных в шкафу сбора данных, выполненном с возможностью сбора, обработки и передачи данных температуры с пирометрических датчиков в информационно-техническую сеть, согласно заявляемому изобретению дополнительно снабжена устройством защиты от импульсных перенапряжений, выполненным в виде модуля защиты интерфейсов передачи данных и размещенным на линиях между пирометрическими датчиками и модулем ввода-вывода сигналов, при этом линии связи выполнены в виде экранированного кабеля для защиты от электромагнитных полей, а токоведущие шины рабочих контактов масляных выключателей покрыты высокотемпературным теплоотражающим средством. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к системе контроля параметров масляного выключателя среднего напряжения с открытым расположением рабочих контактов, в частности контроля температуры рабочих контактов выключателей МГУ-20 или аналогичных.

Уровень техники

Рабочие контакты масляных выключателей марки МГУ-20 или аналогичных представляют собой медные ножи, соединенные ламелями с медными токоведущими шинами, и расположены на открытом воздухе. Из-за этого они подвергаются воздействию пыли из воздуха, которая приводит к ухудшению электропроводящих свойств контактов, вследствие чего происходит сверхнормативный нагрев контактной группы, токопроводящих элементов и баков выключателя, приводящий, как правило, к аварийным последствиям в случае несвоевременного обнаружения оперативным персоналом и непринятия мер по разгрузке выключателя.

В системе электроснабжения алюминиевых заводов и других промышленных предприятий выключатели среднего напряжения являются важным элементом для обеспечения надежного и стабильного питания потребителей электроэнергии. В условиях высоких значений тока и напряжения надежность электроснабжения связана с нагревом контактов коммутационного оборудования. При работе электрооборудования высокая запыленность, частые коммутации и длительный срок эксплуатации могут увеличить контактное сопротивление, вызвать повышение температуры контакта выключателя и окисление контактной поверхности. Это вызывает лавинообразное увеличение переходного сопротивления контакта выключателя и, в конечном итоге, приводит к повреждению оборудования пожарам и перерывам в электроснабжении.

В настоящее время нет эффективного способа непрерывного мониторинга температуры контактов выключателя. Одна из причин заключается в том, что контакты выключателя находятся под высоким напряжением, и контактный метод измерения температуры (например, с помощью термопары) не может быть использован. Во-вторых, существующий способ измерения температуры с помощью периодического тепловизионного контроля персоналом имеет свои недостатки: для контроля доступны только рабочие контакты с лицевой стороны выключателя, а также данный контроль не позволяет оценить состояние контактов выключателя. В-третьих, в ячейке выключателя при коммутации возникают электромагнитные помехи, которые отрицательно влияют на работу оборудования. В-четвертых, объект измерения (рабочие контакты выключателя) выполнены из меди и имеют очень низкий коэффициент поглощения, что затрудняет измерение температуры пирометром или тепловизором. В-пятых, при капитальном ремонте выключателя происходит практически полная его разборка и, соответственно, система контроля температуры должна обладать простотой монтажа и демонтажа измерительных датчиков.

Известна система мониторинга бесконтактного контроля температуры инфракрасного диапазона для контакта переключателя высокого напряжения (патент CN 20142683056, опубл. 2015-07-22), состоящая из инфракрасного датчика температуры, микропроцессорного блока, клавиатуры, дисплея, звукового и светового блока сигнализации, блока преобразования уровня, контроллера шины CAN, блока изоляции оптопары.

Инфракрасный датчик температурной матрицы выполняет бесконтактное измерение температуры высоковольтного контакта выключателя в шкафу высокого напряжения, а измеренный сигнал отправляется в микропроцессорный блок, результат анализируется, и температура отображается на экране дисплея в режиме реального времени; с другой стороны, блок преобразования уровня выполняет преобразование уровня, а преобразованный уровень вводится в контроллер шины CAN и контроллер приемопередатчика CAN через блок изоляции оптопары, и его вывод отправляется на CAN-шину, что позволяет подключать и обрабатывать эти данные в режиме реального времени на удаленной рабочей станции или компьютерном оборудовании центра управления на CAN-шине. Когда температура контакта выключателя высокого напряжения превышает установленную температуру, звуковой и световой сигнализатор подает звук и свет. Клавиатурный блок и микропроцессор выполняют диалог человек-машина, а параметры, подлежащие обнаружению, устанавливаются в соответствии с конкретными условиями.

По назначению, по технической сущности и наличию сходных признаков данное решение выбрано в качестве прототипа.

Недостатком известной системы является то, что при использовании неэкранированных линий связи инфракрасных датчиков с микропроцессорным блоком, а также отсутствии устройств защиты от импульсных перенапряжений могут возникать помехи от электромагнитных воздействий энергетического оборудования, влияющие на результат измерения, кроме того, при использовании медных контактов высоковольтных выключателей невозможно добиться требуемой точности измерения за счет воздействия отраженного тепла. Также использование инфракрасных датчиков несъемной конструкции снижает удобство обслуживания выключателей при капитальном ремонте.

Раскрытие изобретения

Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности электроснабжения корпусов электролиза, а также других потребителей электроэнергии, исключение аварийной ситуации.

Техническим результатом является решение поставленной задачи, а именно повышение контроля температуры рабочих контактов масляных выключателей среднего напряжения.

Технический результат достигается тем, что система непрерывного контроля температуры рабочих контактов масляных трехполюсных выключателей, содержащая информационно-техническую сеть, пирометрические датчики, размещенные на токоведущих шинах рабочих контактов выключателей и соединенные посредством модуля ввода-вывода сигналов с контроллером для обработки сигнала, сервером базы данных и панелью визуализации, размещенных в шкафу сбора данных, выполненного с возможностью сбора, обработки и передачи данных температуры с пирометрических датчиков в информационно-техническую сеть, согласно заявляемому изобретению, дополнительно снабжена устройством защиты от импульсных перенапряжений, выполненным в виде модуля защиты интерфейсов передачи данных, и размещенным на линиях между пирометрическими датчиками и модулем ввода-вывода сигналов, при этом линии связи выполнены в виде экранированного кабеля для защиты от электромагнитных полей, а токоведущие шины рабочих контактов масляных выключателей покрыты высокотемпературным теплоотражающим средством.

Предложенная автоматизированная система мониторинга температуры рабочих контактов масляных выключателей содержит пирометрические датчики, соединенные с контроллером для обработки сигнала, сервер и панель визуализации, расположенные в шкафу сбора данных. Шкаф сбора данных, обеспечивает сбор, обработку и передачу на верхний уровень информации с пирометрических датчиков, установленных на каждом полюсе трехполюсного выключателя и фиксирующих температуру нагрева рабочих контактов. Количество пирометрических датчиков определяется количеством разрывов электрической цепи выключателя, т.е. на каждый разрыв (отдельное место контроля температуры) требуется свой датчик. Например, для трехполюсного выключателя с двумя параллельными контурами и двумя разрывами на полюс необходимо 12 датчиков.

Предпочтительно, чтобы система содержала устройства для защиты от импульсных помех на линиях связи пирометров и шкафа сбора данных, а также эти линии были выполнены экранированным кабелем для защиты от электромагнитных полей электрооборудования.

Система может содержать планку для крепления пирометров на выключателе для удобства монтажа и демонтажа при капитальном ремонте выключателя.

Также контролируемые поверхности рабочих контактов масляных выключателей могут быть окрашены высокотемпературным матовым пленкообразующим веществом, например матовой краской, для повышения точности измерения температуры за счет защиты от отраженного тепла.

Изобретение поясняется чертежами:

На фиг. 1 представлена структурная схема заявляемой системы; на фиг. 2 размещена схема расположения пирометрических датчиков на выключателе; на фиг. 3 показано крепление датчиков на планке, а также планки к верхнему швеллеру выключателя; на фиг. 4 представлен общий вид выключателя с указанием места установки датчиков; на фиг. 5 показан главный токоведущий контур выключателя с токоведущими шинами и ламелями.

Система содержит следующие конструктивные элементы:

1 - Пирометрические датчики;

2 - Выключатель;

3 - Устройство защиты от импульсных перенапряжений;

4 - Контроллер;

5 - Модуль ввода-вывода сигналов;

6 - Сервер базы данных;

7 - Сетевой коммутатор;

8 - Контроллер панели визуализации;

9 - Панель визуализации;

10 - Источник бесперебойного питания;

11 - Шкаф сбора данных;

12 - Витая пара;

13 - Информационно-Техническая Сеть (ИТС) завода Ethernet;

14 - Автоматизированное Рабочее Место (АРМ) оперативно-диспетчерского персонала;

15 - Рабочие контакты выключателя;

16 - Металлическая планка;

17 - Верхний швеллер выключателя;

18 - Кронштейн;

19 - Токоведущая шина выключателя;

20 - Ламели.

В качестве решения предложена автоматизированная система непрерывного контроля температуры рабочих контактов масляных выключателей типа МГУ-20.

Контроль температуры рабочих контактов масляных выключателей производится бесконтактным способом при помощи инфракрасных пирометрических датчиков 1. Датчики устанавливаются над каждым из 12-ти рабочих контактов 15 выключателя 2 с помощью кронштейнов 18 на металлическую, предпочтительно алюминиевую, планку 16, смонтированную на верхние швеллеры 17 выключателя 2.

Сигналы с датчиков 1 передаются по витой паре 12, экранированной и заземленной для защиты от электромагнитных помех, на контроллер 4 посредством модулей ввода-вывода сигналов 5 через устройства для защиты от импульсных перенапряжений 3, выполненные в виде модулей защиты интерфейсов передачи данных, которые состоят из каскадов на трехэлектродных двухкамерных разрядниках и каскадов на защитных диодах (супрессорах). Контроллер 4 производит прием, буферное хранение и передачу данных на сервер базы данных 6. Коммутация сигналов осуществляется через сетевой коммутатор 7. Все вышеупомянутое оборудование располагается в шкафу сбора данных 11, устанавливаемом в помещении электроустановки с контролируемыми выключателями. Оборудование шкафа сбора данных электрически запитано от источника бесперебойного питания 10 для обеспечения непрерывности контроля температуры контактов.

На сервере базы данных 6 производится обработка, выборка и хранение данных. Температура рабочих контактов 15 введенных в работу масляных выключателей 2 записывается в базу данных с периодичностью 1 мин. Данные на сервере базы данных 6 архивируются с глубиной 6 месяцев.

На двери шкафа сбора данных 11 располагается панель визуализации 9 для отображения текущей температуры рабочих контактов, состояния системы на базе контроллера 4 панели визуализации 9.

Данные с сервера базы данных 6 поступают на существующие Автоматизированные Рабочие Места (АРМы) оперативно-диспетчерского персонала 14.

Программное обеспечение автоматизированной системы непрерывного контроля температуры, устанавливаемое на АРМ, является автономным, без взаимодействия с существующим программным обеспечением (ПО). С ПО автоматизированной системы мониторинга температуры производится дистанционный мониторинг всей системы: визуализация температур на экране, аварийная и предупредительная сигнализация, настройка системы, просмотр истории событий, накопленных данных, формирование отчетов.

Связь контроллера 4, сервера базы данных 6 и АРМ 14 производится по заводской информационной сети Ethernet 13.

1. Система непрерывного контроля температуры рабочих контактов масляных трехполюсных выключателей, содержащая информационно-техническую сеть, пирометрические датчики, размещенные на токоведущих шинах рабочих контактов выключателей и соединенные посредством модуля ввода-вывода сигналов с контроллером для обработки сигнала, сервером базы данных и панелью визуализации, размещенных в шкафу сбора данных, выполненном с возможностью сбора, обработки и передачи данных температуры с пирометрических датчиков в информационно-техническую сеть, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена устройством защиты от импульсных перенапряжений, выполненным в виде модуля защиты интерфейсов передачи данных и размещенным на линиях связи между пирометрическими датчиками и модулем ввода-вывода сигналов, при этом линии связи выполнены в виде экранированного кабеля для защиты от электромагнитных полей, а токоведущие шины рабочих контактов масляных выключателей покрыты высокотемпературным теплоотражающим средством.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что датчики, размещенные на токоведущих шинах рабочих контактов, закреплены на них посредством кронштейнов, соединенных с металлической планкой, расположенной на верхнем швеллере выключателя, посредством винтового соединения.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве теплоотражающего покрытия используют матовый пленкообразующий материал.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью обработки и хранения данных за период не менее 6 месяцев.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к поляризованному коммутационному устройству и может быть использовано при проектировании реле или контакторов с увеличенными ходами на повышенные напряжения или, например, для создания различных расцепителей для автоматических выключателей, подвергаемых ударным и вибрационным внешним воздействиям.

Группа изобретений относится к контролю систем управления. Система коммутации исполнительных органов содержит блок электропитания, исполнительные органы, положительную и единую отрицательную цепи электропитания, силовые ключи с управляющими входами, соединенные последовательно с исполнительными органами, блок управления и контроля, электрический выключатель положительной цепи электропитания, контрольное устройство, два одинаковых по сопротивлению токозадающих резистора и имитатор нагрузки.

Устройство контроля реле предназначено для контроля реле при испытании на вибрационном и ударном стендах одновременно десяти электромагнитных реле. Технический результат заключается в увеличении числа одновременно испытываемых реле до десяти, повышении достоверности контроля реле и безопасности испытаний, уменьшении затрат электроэнергии и расхода ресурсов вибрационного и ударного стендов.

Изобретение предназначено для использования в системах автоматики взрывоопасных объектов. Электромагнитный поляризованный переключатель содержит корпус, во внутренней полости которого установлены взаимодействующие магнитная и контактная системы.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к однополюсным автоматическим выключателям. Сущность изобретения заключается в том, что при протекании тока до номинального значения однополюсного автоматического выключателя по катушке реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря втяжной якорь притянут к постоянному магниту.

Изобретение относится к выключателю среднего напряжения. Выключатель содержит контактную сборку, имеющую для каждой фазы камеру прерывания, вмещающую первый неподвижный контакт и второй подвижный контакт, взаимно соединяемые/разъединяемые между разомкнутым и замкнутым положением; причем выключатель среднего напряжения дополнительно содержит привод для приведения в действие операции размыкания и замыкания выключателя и изолирующую несущую раму, поддерживающую контактную сборку и привод.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для систем автоматики взрывоопасных объектов, подвергаемых ударным и вибрационным внешним воздействиям.

Изобретение относится к оборудованию ТС и предназначено для использования в противоугонных системах автомобиля в качестве защиты от несанкционированного доступа к капоту.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитным реле для устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитным реле для устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. .

Изобретение относится к электроизоляционной среде, содержащей или состоящей из по меньшей мере одно(го) из следующих соединений: (a) фторированный кетон из группы фторированных кетонов С4, С7 и С8 с общей формулой R-C(O)-R′, в которой R и R′ представляют собой частично фторированные или перфторированные заместители, или (b) фторированный кетон из группы фторированных кетонов С5, С9, С10, С11, С13, С14, С15.

Изобретение относится к высоковольтному оборудованию и касается диагностики и условий эксплуатации масляных выключателей высокого напряжения. .

Изобретение относится к сильноточной электротехнике и предназначено для коммутации тока в сильноточных и высоковольтных цепях, например в импульсных источниках питания с индуктивными накопителями энергии.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты от обрыва фазного провода воздушной линии электрической сети с изолированной, компенсированной или резистивно заземленной нейтралями напряжением 6-10-20 кВ.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системам контроля параметров масляных выключателей среднего напряжения. Технический результат заключается в повышении контроля температуры рабочих контактов масляных выключателей среднего напряжения. Достигается тем, что система непрерывного контроля температуры рабочих контактов масляных трехполюсных выключателей, содержащая информационно-техническую сеть, пирометрические датчики, размещенные на токоведущих шинах рабочих контактов выключателей и соединенные посредством модуля ввода-вывода сигналов с контроллером для обработки сигнала, сервером базы данных и панелью визуализации, размещенных в шкафу сбора данных, выполненном с возможностью сбора, обработки и передачи данных температуры с пирометрических датчиков в информационно-техническую сеть, согласно заявляемому изобретению дополнительно снабжена устройством защиты от импульсных перенапряжений, выполненным в виде модуля защиты интерфейсов передачи данных и размещенным на линиях между пирометрическими датчиками и модулем ввода-вывода сигналов, при этом линии связи выполнены в виде экранированного кабеля для защиты от электромагнитных полей, а токоведущие шины рабочих контактов масляных выключателей покрыты высокотемпературным теплоотражающим средством. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх