БЛОК КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ И НАЛИЧИЯ НАПРЯЖЕНИЯ БКИН-А БАЗОВОГО ШКАФА УНИФИЦИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

Область техники.
Полезная модель относится к области энергетики, электротехники и автоматики и может быть использована для построения автоматизированных систем контроля и управления технологическими процессами электростанций.
Уровень техники
В настоящее время известные шкафы унифицированного комплекса технико-программных средств (УКТС) в целом служат для размещения блоков дистанционного управления, формирования команд технологических защит; сигнализации, аналого-дискретного преобразования сигналов, логического преобразования сигналов, временных задержек, преобразования напряжения, обеспечивая внутришкафные соединения между блоками и кроссовыми клеммниками.
При этом блоки контроля сопротивления изоляции и наличия напряжения устанавливаются в эти шкафы.
Шкаф УКТС-М в целом служит для размещения блоков дистанционного управления, формирования команд технологических защит; сигнализации, аналого-дискретного преобразования сигналов, логического преобразования сигналов, временных задержек, преобразования напряжения, обеспечивая внутришкафные соединения между блоками и кроссовыми клеммниками.
УКТС выполняет функции контроля технологических параметров и управления оборудованием технологических систем в соответствии с заданными в УКТС алгоритмами.
В аварийных условиях при формировании инициирующего события УКТС обеспечивает выдачу необходимых сигналов воздействия на механизмы и электроприводную арматуру технологических систем безопасности. Механизмы запускаются в определенной последовательности, закрытие/открытие арматуры происходит в соответствии с логикой работы технологических систем.
В комплексах УКТС происходит ввод (измерение значений) аналоговых сигналов, ввод дискретных сигналов, определяющих состояние оборудования и технологических процессов энергоблока АЭС, логическая обработка, вывод команд управления и сигнализации шкафами УКТС-М, в которых размещены блоки контроля сопротивления изоляции и наличия напряжения БКИН-2.
Блоки контроля сопротивления изоляции и наличия напряжения (БКИН-2) предназначены для контроля понижения сопротивления изоляции между шинами и корпусом шкафа; контроля понижения напряжения более чем на 5% на выходах одной группы блоков и более чем на 10% на выходах другой группы блоков; контроля повышения напряжения более чем на 5% на шинах ±15 В и более чем на 10% на шинах 24 В шкафа УКТС.
К недостаткам блока БКИН-2 следует отнести:
- низкую надежность комплектующих частей;
- высокое тепловыделение и, как следствие, необходимость установки вентиляторов в шкафу, где установлен блок;
- назначенный срок службы 10 лет;
- наработку на отказ 50000 ч.;
Например, известен блок контроля изоляции и наличия напряжения в составе шкафа управления, содержащий вертикально ориентированный прямоугольный каркас, образованный скрепленными между собой вертикальными стойками и фронтальными балками, при этом шкаф выполнен с разделенными вертикальной перегородкой отсеками: присоединения кабелей и функциональной аппаратуры, последний из которых снабжен выдвижными модульными блоками, устанавливаемыми ярусами по всему объему отсека, при этом на каждом ярусе для каждого модульного блока закреплены направляющие, а каждый модульный блок снабжен направляющими для взаимодействия с направляющими соответствующего яруса и фиксатором требуемого положения в шкафу, обеспечивающим независимое выдвижение любого блока. При этом фиксатор положения блока содержит закрепленный на основании блока подпружиненный стержень, связанный с ручкой, установленной с возможностью перемещения в Г-образном отверстии, выполненном на лицевой панели блока, при этом на каждом ярусе установлены горизонтальные пластины с выполненными в них рядами отверстий для захода в них соответствующего подпружиненного фиксатора (см. патент на полезную модель RU 61471, 27.02.2007).
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является блок контроля напряжения, в составе шкафа КСО КТПС-ПН для сбора данных о состоянии технологического оборудования АЭС, состоящего из трех крейтов, один из которых служит для установки служебных блоков: источники питания, блок контроля напряжения, сетевые устройства, второй и третий служат для установки функциональных блоков, обеспечивающих сбор аналоговых сигналов - унифицированных сигналов постоянного тока и напряжения, сигналов от термопар и термопреобразователей сопротивления, а также сбор и выдачу дискретных сигналов, причем функциональные блоки имеют резервированную внутреннюю структуру преобразования входного сигнала и объединены локальной магистралью по стандарту RS-485, обеспечивающей возможность осуществления последовательного опроса функциональных блоков с циклом менее 20 мс, при этом в функциональные блоки встроены фильтры, обеспечивающие подавление синусоидальной помехи на частотах 50 и 60 Гц, при этом в аналоговых блоках применены гальваническая развязка в цифровых цепях и высокоточные измерительные АЦП, а линии связи шкафа от входов функциональных блоков до концентраторов дублированы полностью (см. патент на полезную модель RU 136608,10.01.2014).
Раскрытие полезной модели
Технический результат заключается в повышении надежности работы разработанного блока контроля сопротивления изоляции и наличия напряжения (БКИН-А) унифицированного комплекса технических средств УКТС.
Заявленный технический результат достигается тем, что блок контроля сопротивления изоляции и наличия напряжения БКИН-А, базового шкафа унифицированного комплекса технико-программных средств (УКТС) для автоматизации управления технологическим оборудованием электростанции, характеризуется тем, что содержит микроконтроллер с жестким программированием и контакты для подключения блока к цепям питания и клеммникам.
Блок контроля сопротивления изоляции и наличия напряжения содержит индикаторы на лицевой панели блока.
Осуществление полезной модели
Блок контроля сопротивления изоляции и наличия напряжения (БКИН-А), размещаемый в базовом шкафу УКТС унифицированного комплекса технических средств УКТС предназначен для цепей вызывной сигнализации с целью контроля понижения сопротивления изоляции, отклонения напряжения на источниках питания в шкафу, обеспечения световой сигнализации на лицевой панели.
Блок БКИН-А обеспечивает выдачу сигнала в схему технологической сигнализации при:
1) отклонении напряжений на его входах плюс 15 В и минус 15 В на более чем 5%, а для входа плюс 24 В - более 10%;
2) понижении сопротивления изоляции между входами плюс 15 В, минус 15 В, плюс 24 В, электрическим нулем и корпусом шкафа до уровня 30 кОм и ниже;
3) появлении переменного напряжения между входами плюс 15 В, минус 15 В, плюс 24 В, электрическим нулем и корпусом шкафа выше 30 В.
Мощность, потребляемая блоком от источников питания:
- плюс 15 В - не более 3,0 Вт;
- минус 15 В - не более 2,0 Вт;
- плюс 48 В - не более 3,0 Вт.
Блок выполнен в унифицированном конструктивном исполнении, в своей конструкции содержит контакты для подключения к цепям питания самого блока, к цепям внешнего питания и клеммникам. Блок является служебным и имеет определенное место установки в шкафу.
Блок БКИН-А входит в группу служебных блоков шкафа базового УКТС и является составной частью унифицированного комплекса технических средств, предназначенного для создания проектным путем систем автоматизированного управления и контроля технологическими процессами и передачи информации о состоянии технических средств шкафа на блочный щит управления.
Назначенный срок службы блока не менее 30 лет.
Наработка на отказ не ниже 200000 ч.
Высокий показатель наработки на отказ блока БКИН-А достигается за счет использования высоконадежных электронных компонентов.
Применяемые в блоке радиоэлектронные компоненты с низким энергопотреблением не требуют организации принудительной вентиляции шкафа, в котором блок установлен.
Блок БКИН-А построен с использованием высоконадежных электронных компонентов и схемотехнических решений, обеспечивающих надежность его работы в условиях повышенной температуры, влажности и при воздействии электромагнитных излучений средней жесткости.
Дополнительно блок контроля сопротивления изоляции и наличия напряжения БКИН-А имеет следующие возможности, отсутствующие у аналога.
Блок устойчив к помехам на его входах в условиях воздействия электромагнитных полей средней степени жесткости.
Блок состоит из следующих узлов:
- контроля напряжения;
- контроля понижения сопротивления изоляции;
- формирования выходных сигналов;
- сторожевого таймера;
- вспомогательного питания;
- индикации;
- локальной сети.
Блок допускает выемку и установку его обратно в шкаф без отключения питания шкафа.
Блок в процессе работы не создает помех, влияющих на работоспособность шкафов УКТС.
Таким образом, технический результат достигается совокупностью существенных признаков полезной модели.