Устройство управления резервным питанием линейных кранов

Полезная модель относится к области электроснабжения и энергообеспечения техники и технологии, а именно к устройству электропитания линейных кранов давления газа и может быть использовано в системах привода запорной арматуры трубопроводного транспорта газообразного сырья (природного газа, этана, воздуха, кислорода и пр.).
Из уровня техники известно устройство, описанное в патенте на изобретение № RU 2260235 авторов А.А. Алиева и др. (МПК Н02В 5/00, H02J 9/04). Система состоит из запитанного от линии электропередач блок-бокса электроснабжения линейных потребителей, состоящего из четырех отсеков, в которых расположены линии электропередачи, и распределительная шина с коммутационными аппаратами и системой телемеханики. Система комплектного электроснабжения линейных потребителей включает основной и резервный каналы электроснабжения, устройства их автоматического включения, а также состоящий из необслуживаемой аккумуляторной батареи и инвертора источник гарантированного питания, питающий низковольтную панель гарантированного питания. К панели гарантированного питания подключены требующие бесперебойного электроснабжения линейные потребители. Блок-бокс подключается к вдоль трассовой линии электропередачи посредством двух отпаек и с помощью двух воздушных вводов, оснащенных проходными изоляторами. Под блок-боксом расположен кабельный модуль для вывода силовых и контрольных кабелей в кабельные сети линейного потребителя.
Среди основных недостатков вышеописанной системы можно выделить низкую надежность в случае резервного использования такой системы, дороговизну и сложность изготовления.
Известно техническое решение, описанное в патенте на изобретение № RU 2472271 авторов А.Н. Лукьянчикова и др. (МПК H02J 9/04). Устройство содержит основной и резервный источники питания, отрицательными выводами подключенные к одному выводу нагрузки, а к ее другому выводу через первый диод подключен положительный полюс основного источника питания, а также транзистор p-n-p типа, база которого соединена через резистор с отрицательными полюсами источников и через второй диод - с анодом первого диода, отличающееся тем, что положительный полюс резервного источника питания через эмиттерно-коллекторный переход транзистора соединен с катодом первого диода.
В качестве недостатка вышеописанного устройства можно отметить невозможность использования его в агрессивной среде, вследствие наличия чувствительных диодно-транзисторных элементов.
Известно устройство обеспечения безопасности резервного источника питания поста электрической централизации, описанное в патенте на изобретение № RU 2498477 авторов Д.А. Когана и др. (МПК H02J 9/00 (2006.01) H02J 9/06 (2006.01)). Устройство содержит установленную на посту аккумуляторную батарею, разделенную на секции с безопасным напряжением для жизни человека, на посту электрической централизации установлены многоконтактный элемент, рабочие контакты которого включены между секциями аккумуляторной батареи, ручной разъединитель и датчик пожарной сигнализации, соединенный каналом связи с сигнальным прибором оповещения, установленным на пульте управления дежурного по станции, на котором размещен прибор управления дистанционным отключением многоконтактного элемента, нормально замкнутый выходной контакт которого последовательно с нормально замкнутым выходным контактом ручного разъединителя включен в цепь питания электромагнита многоконтактного элемента.
Недостатком описанного устройства является невозможность его применения для электроснабжения линейных кранов газотранспортной системы, сложность и дороговизна применяемых технологий для его изготовления.
Известна система бесперебойного энергоснабжения, описанная в патенте на изобретение № RU 2524355 автора С.Ф. Козлова (МПК H02J 9/06 (2006.01)). Система бесперебойного энергоснабжения содержит, по меньшей мере, одну аккумуляторную батарею, систему питания потребителей, блок управления, блок стартерного режима, блок параллельной работы с сетью и прочими устройствами, систему заряда батареи, включающую блок зарядных устройств, коммутационный блок по постоянному току, связанный через конверторный блок и блок зарядных устройств с аккумуляторной батареей, и коммутационный блок по переменному току, связанный через блок зарядных устройств с аккумуляторной батареей; система питания потребителей включает коммутационный блок нагрузки постоянного тока, связанный через конверторный блок с аккумуляторной батареей, и коммутационный блок нагрузки переменного тока, связанный через инверторный блок с аккумуляторной батареей; блок управления взаимосвязан с блоком зарядных устройств, инверторным блоком, каждой аккумуляторной батареей и каждым конверторным блоком.
Недостатком описанной системы является низкая надежность при эксплуатации системы в сложных погодных условиях при низких температурах окружающей сред, приводящих к быстрой разрядке аккумуляторных батарей.
Известна система бесперебойного энергоснабжения по патенту на полезную модель № RU 78012 авторов А.А. Асабина и др., дата публикации 10.11.2008, МПК H02J 3/28, содержащая источники электроэнергии, в том числе, по меньшей мере, один возобновляемый - солнечную батарею, генератор электроэнергии, двигатель внутреннего сгорания с устройством подачи топлива, аккумуляторные батареи, инвертор напряжения накопленной энергии, силовой коммутатор, нагрузку, блок управления, подключение каждого возобновляемого источника электроэнергии к аккумуляторной батарее осуществлено через конвертор напряжений, связанный с блоком управления, а аккумуляторные батареи подключены через инвертор к силовому коммутатору, а последний через стабилизатор - к электросети; устройство подачи топлива - двигатель внутреннего сгорания - генератор переменного тока образуют цепь резервного питания, вход которой подключен к блоку управления, а выход - через силовой коммутатор - к нагрузке; в качестве второго возобновляемого источника электроэнергии использован ветроэлектрогенератор.
В качестве недостатка известной системы можно отметить следующее: - в процессе выполнения ряда задач, например монтажа объектов в условиях относительной удаленности от населенных пунктов, аварийно-восстановительных работ и т.д., часто возникает потребность в использовании различного оборудования, потребляющего как постоянный, так и переменный ток. Невозможно предугадать конкретное место, время и режим проведения некоторых видов работ, типы и количество оборудования, которое потребуется для выполнения возникающих задач, а также тип и стабильность доступных источников тока. Использование существующих систем бесперебойного питания предполагает наличие дополнительных устройств для преобразования тока под конкретных потребителей, что увеличивает количество требуемого для осуществления задач оборудования, а также требует специальных знаний и навыков для компоновки, настройки и использования данного дополнительного оборудования. Применение дополнительного трансформаторного оборудования накладывает ряд специфических логистических требований к средствам доставки систем бесперебойного энергоснабжения до места их применения.
Известно техническое решение, описанное в патенте на полезную модель № CN 202729610 (U) - 2013-02-13 авторов GUAN CHENGJIE и др. (МПК В66С 13/12; H01R 41/00). Устройство обеспечивает автоматическое электроснабжение, принимая устройство низкого вольтажа по скользящему контакту линии электропередач, которая содержит коллектор, скользящий контакт линию, верхнюю направляющую и нижнюю направляющую, в котором высота верхней направляющей является больше, чем для обеспечения скользящего контакта линии и высоты нижней направляющей меньше, чем для обеспечения скользящего контакта линии; верхней направляющей и нижняя направляющая расположены в одной вертикальной плоскости; для обеспечения скользящего контакта линия короче верхней направляющей и/или нижней направляющей; один конец скользящего контакта линии соединен с направляющей пластиной; шкивы расположены на верхнем и нижнем концах коллектора соответственно; шкивы на верхнем конце и нижнем конце расположены на верхней направляющей и нижней направляющей, соответственно; коллектор движется по верхней направляющей и нижней направляющей под приводом.
Недостатком описанного технического решения является сложность изготовления и низкая надежность эксплуатации, вследствие наличия подвижных частей (механизмов) в виде скользящих шин и шкивов.
Наиболее близким к заявленному техническому решению по резервному питанию управления линейными кранами давления газа является техническое решение, разработанное ООО «Укргазнипипроект» г. Киев, которое и выбрано в качестве прототипа. Конструкция системы резервного питания представляет собой ресивер импульсного газа, выполненный из труб Ду150 мм. Технологическими трубопроводами ресивер подключен к газопроводу, к приводу линейного крана и свечной линии (подключен после свечного крана для сброса давления и продувки ресивера). Газ в ресивер поступает из газопровода через обратный клапан и фильтр-осушитель. Ресивер размещен подземно, между трубопроводной арматурой и трубопроводами байпасно-свечной обвязки кранового узла.
2
Предложенная ООО «Укргазнипипроект» система резервного питания имеет следующие недостатки: сложность изготовления (100% контроль качества стыков, испытание, изоляция и т.д.); сложность монтажа на крановом узле; работы проводятся на действующем газопроводе, поэтому все земляные работы выполняются вручную; при изменении режима работы газопроводов, когда проходное рабочее давление менее 20 кгс/см, отсутствует возможность заполнения системы газом до давления необходимого для управления кранами; сильно затрудняет проведение работ по диагностике, ремонту или замене запорной арматуры, соединительных деталей, трубопроводов входящих в состав обвязки кранового узла, так как система расположена подземно, в обвязке кранового узла; необходимо проводить контроль качества стыков неразрушающими методами контроля.
Технической задачей устройства управления резервным питанием линейных кранов является повышение надежности работы системы резервного питания.
Технический результат в устройстве управления резервным питанием линейных кранов, содержащем ресивер для хранения газа, привод линейного крана, достигается за счет того, что привод линейного крана соединен с ресивером посредством подающей линии через обратный клапан, привод линейного крана снабжен сбросной линией.
На фиг. 1 представлена общая схема устройства управления резервным питанием линейных кранов.
Устройство управления резервным питанием линейных кранов содержит ресивер для хранения газа 1, привод 2 линейного крана, который соединен с подающей линией 3 через обратный клапан 4, привод 2 крана имеет сбросную линию 5. Подающая линия 3 соединена с ресивером посредством коммуникаций.
2
Устройство управления резервным питанием линейных кранов содержит ресивер для хранения газа 1, который состоит из баллона для сжатого газа (например, стального баллона объемом 50 литров), который предварительно заполняется сжатым природным газом (например, на автомобильных газовых наполнительных компрессорных станциях (АГНКС) до давления 80 кгс/см). Подающая линия 3 выполнена из металлической трубы (например, диаметром 14 мм), соединяет ресивер 1 с приводом 2 линейного крана через обратный клапан 4. Привод 2 линейного крана имеет сбросную линию 5 для стравливания газа (например, в атмосферу).
Рассмотрим устройство управления резервным питанием линейных кранов в действии:
2
Устройство управления резервным питанием устанавливается на огороженной территории кранового узла. Техническое обслуживание и контроль работоспособности данного устройства осуществляет персонал линейно-эксплуатационной службы газотранспортного предприятия во время объездов линейной части газопроводов. Перед монтажом устройства управления резервным питанием линейных кранов производят заправку ресивера 1 сжатым газом (например, на АГНКС до давления 80 кгс/см). Далее производят монтаж привода 2 линейного крана, который соединяют с ресивером посредством подающей линии 3 (например, металлической трубы диаметром 14 мм) через обратный клапан 4. Обратный клапан 4 служит для предотвращения обратных перетоков газа от привода 2 к ресиверу 1 вследствие кратковременного увеличения гидравлического сопротивления подающей линии при срабатывании устройства, тем самым повышается надежность работы системы при аварийных режимах (когда необходимо произвести закрытие или открытие крана, при этом обратные перетоки газа могут приводить к обратным процессам на приводе крана, способствуя возникновению аварийного режима).
В случае отказа работы основной системы привода линейных кранов автоматически происходит срабатывание резервной системы привода управления работы линейного крана, при этом сжатый газ из ресивера 1 через подающую линию 3 через обратный клапан 4 поступает на привод 2 линейного крана. При этом привод 2 осуществляет регулирование линейного крана (например, закрытие), а отработанный газ стравливается через сбросную линию 5 (например, в атмосферу).
Соединение привода линейного крана посредством подающей линии через обратный клапан в заявляемом устройстве управления резервным питанием линейных кранов позволяет повысить надежность работы системы, исключить влияние обратных перетоков газа.