БЛОК МОНИТОРИНГА И УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Устройство относится к электрифицированному железнодорожному транспорту и предназначено для контроля режимов работы тяговых подстанций постоянного тока.
Известен способ связи для дистанционного считывания показаний счетчиков (патент РФ на изобретение №2455763), в котором реализована постоянная сеть, которая позволяет, используя маломощные модули, осуществлять дистанционное считывание показаний с большим радиусом действия. В способе дистанционного считывания показаний счетчиков используется сеть связи через радиоволны, при этом сеть включает в себя модули, соединенные со счетчиками, с которых производится дистанционное считывание показаний, компьютер и концентраторы. Согласно изобретению радиосвязь между модулями и концентраторами осуществляется в частотном диапазоне UHF, то время как радиосвязь между концентраторами осуществляется в частотном диапазоне VHF. В предпочтительном варианте исполнения радиосвязь между самими промежуточными концентраторами и между промежуточными концентраторами и главным концентратором осуществляется на частоте, близкой или равной 169 МГц, а радиосвязь междумодулями и промежуточными концентраторами осуществляется на частоте, близкой или равной 433 или 868 МГц.
Недостатком технического решения является отсутствие синхронизации времени на счетчиках, система является стационарной, нет возможности переустановки ее на другой участок электроснабжения, обеспечивается функции только учета электроэнергии, отсутствует возможность мониторинга и анализа режимов работы системы электроснабжения.
Известна информационная система (патент РФ на полезную модель №88318) для определения уравнительного тока на участке тяговой сети переменного тока, содержащая трансформаторы тока, подключенные к питающим фидерам трансформаторов тяговых подстанций, питающих тяговую сеть, которые передают сигналы, пропорциональные измеряемым токам, соответственно на аналогово-цифровые преобразователи, подключенные к локальной сети через узлы системы передачи данных соответственно тяговых подстанций; рельсовые датчики наличия поезда, через соответствующие узлы системы передачи данных, также подключенные к локальной вычислительной сети, к которой подключена электронно-вычислительная машина, определяющая величину и знак уравнительного тока.
Недостатком системы является необходимость наличия рельсовых датчиков поезда, система определяет режимы работы системы электроснабжения только при отсутствии поездов в межподстанционных зонах, отсутствует синхронизация времени на подстанциях.
Наиболее близким к предложенному решению является информационная система для определения уравнительного тока на участке тяговой сети переменного тока (патент РФ на полезную модель №102565), содержащая трансформаторы напряжения, связанные с аналогово-цифровыми преобразователями, которые передают измерительную информацию в локальную вычислительную сеть через блоки синхронизации,определяющие точное время с помощью антенн, принимающих сигналы точного времени, и через узлы системы передачи данных тяговых подстанций; к этой же локальной вычислительной сети через адаптер сети подключена электронно-вычислительная машина, при этом блоки синхронизации определяют точное время каждого измерения аналого-цифровых преобразователей, вводят информацию о времени измерения в данные, передаваемые от аналого-цифровых преобразователей к электронно-вычислительной машине, которая определяет разность фаз и амплитудных значений напряжений смежных тяговых подстанций, питающих межподстанционную зону и высчитывает величину продольной и поперечной составляющей уравнительного тока тяговой сети.
Система является стационарной, переустановка ее на другой участок тяговой сети затруднительна, обеспечиваются функции только определения уравнительных токов, отсутствует возможность учета электроэнергии, мониторинга и анализа режимов работы системы электроснабжения. Передача сигнала от подстанций на сервер возможна только с использованием технических средств стационарной системы передачи данных.
Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей, например не только функции учета электроэнергии, но и функции мониторинга режимов работы сети тягового электроснабжения, в частности, определения отклонения выходных напряжений смежных тяговых подстанций, степени загруженности параллельно включенных выпрямительно-инверторных преобразователей за счет обеспечения мобильности системы, заключающейся в том, что блоки мониторинга и учета электроэнергии выполнены легкосъемными, передача информации возможна с использованием любой беспроводной сети, использующей любую беспроводную интернет-технологию.
Указанная цель достигается тем, что блок мониторинга и учета электроэнергии, содержащий блок питания и блок измерения, передающийизмеряемую информацию через блок приема-передачи и антенну, выполнен таким образом, что блок питания подключен к высоковольтному и низковольтному фидеру, блок измерения подключен в высоковольтному фидеру, к шунту и к фидеру отсоса, блок питания подает напряжение питания на блок измерения и блок приема-передачи, при этом блок мониторинга и учета электроэнергии выполнен легкосъемным, а передача информации осуществляется с помощью беспроводного интерфейса..
На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства.
Блок мониторинга и учета электроэнергии подключается к высоковольтному фидеру 1 и фидеру отсоса 2, а также к шунту 3, при этом блок питания (БП) 4 подключен к высоковольтному и низковольтному фидеру, блок измерения (БИ) 5 подключен к высоковольтному фидеру, шунту, и к фидеру отсоса, блок питания 4 подает напряжение питания на блок измерения 5 и блок приема-передачи (БПП) 6, при этом блок измерения 5 передает информацию через блок приема-передачи 6 на антенну 7 и далее с помощью беспроводного интерфейса на концентратор (не показан).
Блок мониторинга и учета электроэнергии работает следующим образом. Блок измерения 5 определяют параметры электроэнергии на каждом фидере тяговой подстанции, информация за определенный период времени с помощью беспроводного интерфейса поступает на сервер, который осуществляет анализ режимов работы участка тяговой сети и определяет учет электроэнергии и различные отклонения от оптимальных режимов, например отклонения выходных напряжений подстанций на участке тяговой сети.
Блок мониторинга и учета электроэнергии предназначен для исследования режимов работы тяговой сети, поэтому он выполнен в мобильном варианте. Для этого дополнительно введена возможность передачи информации с использованием любой беспроводной интернет-технологии (GSM, GSM-R, GPRS, UMTS, LTE). Блоки мониторинга и учета электроэнергии выполнены в быстросъемном варианте, подключаются визмерительным цепям с помощью трех выводов, а информация передается с помощью беспроводного интерфейса.
Предлагаемый блок мониторинга и учета электроэнергии позволит расширить функциональные возможности, например, использовать не только функции учета электроэнергии, но и функции мониторинга и обследования параметров сети тягового электроснабжения, в частности, определения величины отклонения выходных напряжений смежных тяговых подстанций, степень загруженности параллельно включенных тяговых трансформаторов. Мобильность системы позволит использовать комплекс для быстрого определения режимов работы произвольных участков тяговых сетей и перехода с одного участка на другой.