Шкаф отбора напряжения (шон) с интегрированным датчиком контроля конденсатора связи

Авторы патента:

Волков Борис Александрович (RU)

Неплюев Сергей Александрович (RU)

Кальсин Николай Викторович (RU)

H01G13/00 - Устройства, специально предназначенные для изготовления конденсаторов; способы, специально предназначенные для изготовления конденсаторов, кроме предусмотренных в группах H01G 4/00-H01G 9/00

G01R27/26 - для измерения индуктивности и(или) емкости; для измерения добротности, например резонансным способом; для измерения коэффициента потерь; для измерения диэлектрических постоянных

G01R17/02 - в которых подлежащая измерению величина автоматически сравнивается с эталонной величиной

Владельцы патента RU 2715346:

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "УРАЛЬСКИЙ ЗАВОД НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ" (RU)

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля состояния конденсаторов связи на энергообъектах, может быть использовано для определения начала процесса разрушения конденсатора связи и своевременной его замены. Сущность заявленного решения заключается в том, что шкаф отбора напряжения (ШОН), вход которого подключается к выходу конденсатора связи, а выход – к фильтру присоединения, включает два трансформатора, предназначенных один для питания приборов синхронизма, другой для питания реле контроля синхронизма и напряжения, причем один из трансформаторов снабжен дополнительной отдельной обмоткой, к которой подключен датчик контроля конденсатора связи, состоящий из диодного моста, к которому подключены выводы дополнительной отдельной обмотки трансформатора ШОН, первого резистора и двух конденсаторов, соединенных параллельно и подключенных к выводам диодного моста, второго резистора, формирующего выходной ток, выходного разъема, к контактам которого подключен выход датчика. Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение процесса контроля состояния конденсаторов связи за счет создания шкафа отбора напряжения (ШОН) с интегрированным датчиком контроля конденсатора связи. 1 ил.

Из существующего уровня техники известно устройство для измерения емкости конденсатора (патент на изобретение № RU2173859 от 10.11.2000), содержащее источник напряжения переменного тока, один вывод которого соединен с общей шиной, а второй вывод подключен через разделительный конденсатор к первым выводам первой и второй пар последовательно соединенных диодов, причем первая и вторая пары диодов включены встречно, точка соединения диодов первой пары подключена квыводу образцового конденсатора, точка соединения диодов второй пары подключена к выводу измеряемого конденсатора, а вторые выводы образцового и измеряемого конденсаторов подключены к общей шине; последовательно соединенные первый накопительный конденсатор и первый резистор, подключенные к выводу разделительного конденсатора и общей шине, и фильтр низкой частоты из последовательно соединенных резистора и конденсатора, который включен между выводом разделительного конденсатора и общей шиной. Особенностью является то, что в него введены дополнительный второй накопительный конденсатор, соединенный параллельно со второй парой диодов; дополнительный второй резистор, соединенный между вторым выводом второй пары диодов и общей шиной; и дополнительный выходной резистор, включенный между точкой соединения резистора и конденсатора фильтра низкой частоты и общей шиной; при этом точка соединения первого накопительного конденсатора и первого резистора соединена со вторым выводом первой пары диодов.

Однако данное устройство не применимо для определения начала процесса разрушения конденсатора связи на действующем на энергообъекте, а предназначено только для расширения диапазона измерения емкости и повышения чувствительности измерения.

Известен датчик контроля конденсатора связи (патент на изобретение № RU2675248 от 22.03.2018), включающий входной и выходной разъемы, трансформатор, первичная обмотка которого посредством вводного разъема включается в разрыв между нижней обкладкой конденсатора связи и фильтром присоединения, диодный мост, к которому подключены выводы вторичной обмотки трансформатора, первый резистор и два конденсатора, соединенные параллельно и подключенные к выводам диодного моста, второй и третий резисторы, формирующие выходной ток, один из которых является подстроечным резистором, вторые выводы которых подключены к контактам выходного разъёма. Также известна система контроля состояния конденсаторов связи (патент на изобретение № RU2675250 от 22.03.2018), включающая, по меньшей мере, один конденсатор связи, подключенный к линии электропередачи и фильтр присоединения, отличающаяся тем, что содержит контроллер и, по меньшей мере, один датчик контроля конденсатора связи, причем количество датчиков соответствует количеству конденсаторов, конденсатор связи последовательно соединен с датчиком контроля конденсатора связи, с которым последовательно соединена вводная шпилька фильтра присоединения, а выводные клеммы датчика контроля конденсатора связи посредством соединительного кабеля соединены с аналоговым входом контроллера.

Недостатком описанных аналогов является необходимость адаптации действующих фильтров присоединения, для подключения датчиков контроля конденсатора связи.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является шкаф отбора напряжения (ШОН) предназначенный для отбора напряжения от конденсаторов связи на существующих и проектируемых ЛЭП с номинальным напряжением от 35 до 750 кВ переменного тока частоты 50 и 60 Гц. ШОН содержит два трансформатора ТОН, предназначенных один для питания приборов синхронизма, другой для питания реле контроля синхронизма и напряжения. В ШОН также устанавливается конденсатор, два проходных зажима, дроссель и рубильник. (http://electra-hvac.ru/rashifrovka-shon.html, http://www.zvo.ru/nku/711-shon-301s.html?showall=1, http://www.uznteh.ru/shkafyotboranapryazheniya ).Известен также способ диагностики и мониторинга технического состояния конденсаторов связи под рабочим напряжением (патент на изобретение № RU2680160 от 29.03.2017), включающий определение значения емкости конденсатора связи перед вводом в работу, измерение значения емкостного тока, протекающего через конденсатор связи под рабочим напряжением, и рабочего напряжения сети в режиме реального времени, расчет величины емкости конденсатора связи по измеренным значениям тока и напряжения, сравнение полученной величины емкости со значением емкости конденсатора связи, определенным перед вводом в работу, осуществление диагностики и мониторинга технического состояния объекта, при этом значение емкости рассчитывают и сравнивают постоянно в режиме реального времени так, что в процессе измерения высокочастотный канал связи находится в работе. Реализация способа осуществляется также с использованием описанных ШОН. Измерение величины тока производится на не используемых клеммах вторичной обмотки, одного из двух штатно установленных трансформаторов тока типа ТОН. Первичный ток, протекающий через конденсатор определяется приложенным напряжением, числом и емкостью элементов. Величина тока в первичной обмотке ТОН равна произведению значений величины измеренного тока во вторичной обмотке и рабочего коэффициента трансформации, который определяется перед вводом в работу ШОН (в соответствии с требованием технической документации на ШОН). Через контрольный кабель, присоединенный к клеммам вторичной обмотки ТОН, подключается многофункциональный измерительный преобразователь параметров электрической сети, смонтированный в электротехническом шкафу.

Недостатком прототипа является необходимость адаптации ШОН, для подключения датчиков контроля конденсатора связи по типу датчика, описанного в патенте на изобретение № RU2675248 от 22.03.2018.

Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение процесса контроля состояния конденсаторов связи за счет создания шкафа отбора напряжения (ШОН) с интегрированным датчиком контроля конденсатора связи.

Для достижения указанного технического результата предлагается шкаф отбора напряжения (ШОН), вход которого, подключается к выходу конденсатора связи, а выход – к фильтру присоединения, включающий два трансформатора, предназначенных один для питания приборов синхронизма, другой для питания реле контроля синхронизма и напряжения, причем один из трансформаторов снабжен дополнительной отдельной обмоткой, к которой подключен датчик контроля конденсатора связи, состоящий из диодного моста, к которому подключены выводы дополнительной отдельной обмотки трансформатора ШОН, первого резистора и двух конденсаторов, соединенных параллельно и подключенных к выводам диодного моста, второго резистора, формирующего выходной ток, выходного разъема, к контактам которого подключен выход датчика.

ВШОН также устанавливается конденсатор, дроссель и рубильник.

Датчик контроля конденсатора связи осуществляет постоянное измерение силы тока, протекающего через конденсатор связи, увеличение которого свидетельствует об увеличении емкости конденсатора связи. Сигнал от датчика по соединительным кабелям поступает в контроллер, в контроллере сигнал оцифровывается и выполняются расчеты с отображением полученных результатов.

Принципиальная схема ШОН с интегрированным датчиком контроля конденсатора связи приведена на фигуре 1, где:

КТ1 - вход ШОН, подключается к выходу конденсатора связи;

КТ2- выход ШОН, подключается к фильтру присоединения;

Т1, Т2 - трансформаторы;

X1-X4 - выходы трансформаторов Т1 и Т2;

X5 - выход датчика контроля конденсатора связи

FV1 – разрядник;

С1- конденсатор;

SA1 - рубильник;

L1 - дроссель;

ДККС - датчик контроля конденсатора связи.

Шкаф отбора напряжения (ШОН) имеет вход КТ1, подключенный к выходу конденсатора связи (на фигуре не показан), выход КТ2, подключенный к фильтру присоединения (на фигуре не показан), включает конденсатор С1, дроссель L1, рубильник SA1, два трансформатора Т1, Т2, предназначенных один для питания приборов синхронизма, другой для питания реле контроля синхронизма и напряжения, а трансформатор Т2 снабжен дополнительной отдельной обмоткой, к которой подключен датчик контроля конденсатора связи ДККС, состоящий из диодного моста (на фигуре не показан), к которому подключены выводы дополнительной отдельной обмотки трансформатора ШОН, первого резистора (на фигуре не показан) и двух конденсаторов(на фигуре не показаны), соединенных параллельно и подключенных к выводам диодного моста, второго резистора(на фигуре не показан), формирующего выходной ток, выходного разъема(на фигуре не показан), к контактам которого подключен выход датчика X5.

Шкаф отбора напряжения работает следующим образом.

При протекании через первичную обмотку трансформатора Т2 типа ТОН тока промышленной частоты, обусловленного реактивным сопротивлением конденсатора связи, на её выводах образуется напряжение, обусловленное её сопротивлением току промышленной частоты. На дополнительно введённой вторичной обмотке трансформатора Т2, за счёт трансформаторной связи между обмотками, образуется переменное напряжение, которое поступает на датчик контроля конденсатора связи, и после преобразования в виде сигнала интерфейса «активная токовая петля» подаётся на выходной разъём Х5 ШОН.

Датчик контроля конденсатора связи, подключенный к дополнительной обмотке трансформатора ШОН, осуществляет измерение силы тока, протекающего через конденсатор связи, увеличение рабочего тока промышленной частоты, протекающего через конденсатор связи, свидетельствует о начале процесса его разрушения. Подавая токовый сигнал 4 – 20 мА на контроллер, датчик предупреждает о начале процесса разрушения конденсатора и о необходимости его замены. Подключение датчика к дополнительной обмотке трансформатора ШОН существенно упрощает систему контроля состояния конденсаторов связи, поскольку не требует адаптации к датчику действующих ШОН на энергообъектах.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности как «новизна».

Заявляемые существенные признаки, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности как «изобретательский уровень».

Шкаф отбора напряжения (ШОН), имеющий вход и выход, вход которого подключается к выходу конденсатора связи, а выход – к фильтру присоединения, включающий два трансформатора, предназначенных один для питания приборов синхронизма, другой для питания реле контроля синхронизма и напряжения, отличающийся тем, что один из трансформаторов снабжен дополнительной отдельной обмоткой, к которой подключен датчик контроля конденсатора связи, состоящий из диодного моста, к которому подключены выводы дополнительной отдельной обмотки трансформатора ШОН, первого резистора и двух конденсаторов, соединенных параллельно и подключенных к выводам диодного моста, второго резистора, формирующего выходной ток, выходного разъема, к контактам которого подключен выход датчика.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу оценки накопления мощности аккумулятором или конденсатором, а также к тестовой системе, и может быть использовано для выборочного контроля состояния устройства накопления мощности или для анализа технических требований к нему во время разработки.

Устройство изготовления упакованного электрода и способ изготовления упакованного электрода // 2540407

Предложено устройство (100) для изготовления упакованного электрода (20), преимущественно для автомобильных аккумуляторов, которое содержит: модуль (200) транспортировки, который вызывает наложение электрода (40) и пары разделителей (30) со стороны переднего края (51) в направлении транспортировки при их транспортировке; первый соединяющий модуль (300), который соединяет друг с другом боковые края (31) пары разделителей; и второй соединяющий модуль (400), который соединяет друг с другом передние края (32) и/или задние края (33) пары разделителей.

Способ изготовления вакуумных конденсаторов // 2457566

Изобретение относится к области производства электрических вакуумных конденсаторов (ВК). .

Способ изготовления накопителей электрической энергии и устройство для его осуществления // 2453011

Изобретение относится к способу изготовления накопителя (1) электрической энергии, имеющего цилиндрический рулонный элемент (10), содержащий на каждом своем конце коллекторный участок сбора тока, а также к устройству для осуществления способа и накопителю, изготовленному этим способом.

Способ заливки электролитом конденсатора и устройство для его реализации // 2338285

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для изготовления конденсаторов. .

Способ укладки куска ткани в сборочном производстве // 2120909

Изобретение относится к области механизации и автоматизации сборочных процессов в электротехнической промышленности и обеспечивает укладку кусков мягкой ткани без смятия, загибов краев, возникновения гофр, что повышает электрические параметры изделия.

Устройство для групповой загрузки радиодеталей в кассеты // 2052913

Устройство для намотки секций рулонных конденсаторов // 2044355

Изобретение относится к радиоэлектронной технике, в частности к конструктивному выполнению специального технологического оборудования для намотки секций рулонных конденсаторов, преимущественно малогабаритных фольгово-пленочных конденсаторов, наматываемых из коротких и узких тонких лент диэлектрической пленки и алюминиевой фольги.

Устройство для изготовления электрета // 2037225

Изобретение относится к твердотельной электронике и может быть использовано для получения высококачественных электретных материалов. .

Способ гуммирования технологической оснастки // 2031466

Изобретение относится к производству радиодеталей, в частности к способам гуммирования металлических кассет для групповой металлизации торцов заготовок деталей, и может быть использовано в керамическом конденсаторостроении при формировании внешних электродов монолитных конденсаторов.

Способ определения диэлектрической проницаемости материала // 2713162

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению диэлектрической проницаемости материала в свободном пространстве. Предложен способ определения диэлектрической проницаемости материала, основанный на явлении отражения электромагнитной энергии от пластины из диэлектрического материала, согласно изобретению измеряют толщину пластины из диэлектрического материала и зависимость сдвига фазы отраженной волны относительно падающей и прошедшей волн в диапазоне частот, по которой определяют частоту, соответствующую полуволновой толщине пластины из диэлектрического материала, а диэлектрическую проницаемость материала рассчитывают по формуле: ,где с - скорость света; f - частота измерения, соответствующая полуволновой толщине пластины из диэлектрического материала; - геометрическая толщина пластины из диэлектрического материала; - угол падения волны на пластину из диэлектрического материала; - диэлектрическая проницаемость пластины из диэлектрического материала.

Способ определения диэлектрической проницаемости материала // 2713162

Фильтр присоединения с интегрированным датчиком контроля конденсатора связи // 2713161

Способ измерения параметров катушек индуктивности // 2713100

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиотехническим измерениям параметров катушек индуктивности, применяемых в радиотехнических устройствах различного назначения.

Способ измерения добротности резонатора // 2712784

Использование: для высокоточного измерения добротности резонаторов, применяемых в различных областях техники и научных исследованиях. Сущность изобретения: способ измерения добротности резонатора заключается в том, что при измерении добротности контура методом расстройки частоты на частоте измерения контур настраивают в резонанс путем изменения емкости настройки, при этом точная настройка контура в резонанс не требуется, затем производят регистрацию цуга синусоидального колебания на контуре за некоторый промежуток времени, после чего регистрируют цуги синусоидальных колебаний на двух частотах в пределах верхней части резонансной кривой ниже и выше резонансной частоты за аналогичные промежутки времени, каждый из трех зарегистрированных цугов синусоидальных колебаний сглаживают с помощью регрессии в виде синусоиды и определяют амплитуды колебаний каждого из цугов, после чего по трем значениям частоты и рассчитанным соответствующим им амплитудам напряжений на контуре расчетным путем определяют величину добротности.

Способ и устройство для определения по меньшей мере одной характеристики катушки индуктивности, способ и устройство для определения положения исполнительного элемента и автомобиль // 2702684

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения по меньшей мере одной характеристики измерительной катушки, например катушки, в которую погружается исполнительный элемент, например, на педали автомобиля или над которой скользит такой исполнительный элемент.

Способ и устройство контроля для выборочного определения емкости утечки подсистемы в незаземленной системе электропитания // 2699948

Изобретение относится к области электроизмерительной техники, в частности к контролю систем электропитания. Предложены способ и устройство (10) контроля для выборочного определения емкости (Се) утечки подсистемы в незаземленной системе (2) электропитания, которая состоит из основной системы (4) и по меньшей мере одной подсистемы (6).

Микроконтроллерное измерительное устройство емкости для встраиваемых вычислительных систем контроля и управления // 2698492

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения физических величин емкостными датчиками, и может быть использовано во встраиваемых вычислительных системах контроля и управления.

Микроконтроллерное измерительное устройство емкости для встраиваемых вычислительных систем // 2697715

Устройство измерения защитного потенциала подводного объекта // 2714850

Изобретение относится к области электрохимической защиты и используется для определения потенциала электрохимической защиты на участках протяженного подводного трубопровода.