ВЫСОКОВОЛЬТНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МОНИТОРИНГА КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ПОДЗЕМНЫХ СЕТЯХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, например, к устройствам, предназначенным для контроля качества электрической энергии в угольных шахтах, опасных по внезапным выбросам газа и пыли.
Известно устройство контроля качества электрической энергии, содержащее запоминающее устройство, жидкокристаллический индикатор, центральный процессор, сетевой интерфейс RS-485 и от одного до пятнадцати модулей измерительных, состоящих из блока масштабных преобразований, блока аналого-цифровых преобразователей и блока обработки информации (1).
Недостатком данного устройства является то, что в нем не содержится средств для передачи информации от устройств измерения показателей качества электрической энергии на расстояния до нескольких километров для контроля качества питающего напряжения удаленных объектов, например, перегонных устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство контроля качества электрической энергии, содержащее запоминающее устройство, жидкокристаллический индикатор, центральный процессор, сетевой интерфейс RS-485 и от одного до пятнадцати модулей измерительных, состоящих из блока масштабных преобразований, блока аналого-цифровых преобразователей, блока обработки информации, встраиваемый модем и встраиваемый мост Ethernet(2).
Недостатком этого устройства является то, что его невозможно использовать в высоковольтных подземных электрических сетях угольных шахт, в том числе, опасных по внезапным выбросам газа и пыли.
Технический результат - возможность создания системы автоматизированного мониторинга параметров качества электрической энергии в подземных сетях угольных шахт, повышение качества электроэнергии и уменьшение затрат на создание участковых подземных систем электроснабжения.
Технический результат достигается тем, что высоковольтное устройство автоматизированного мониторинга качества электрической энергии в подземных сетях угольных шахт, содержащее запоминающее устройство и сетевой интерфейс RS-485,. снабжено тремя измерительными трансформаторами тока, измерительным трехфазным трансформатором напряжения, анализатором качества электрической энергии со встроенным контроллером реактивной мощности, медиаконвертером, активным фильтром высших гармоник, блоком компенсации реактивной мощности, резервным источником питания, понижающим трансформатором для питания анализатора качества электрической энергии, понижающим трансформатором с неуправляемым выпрямителем.
На фиг. 1 представлена структурная схема высоковольтного переносного устройства автоматизированного мониторинга качества электрической энергии в подземных сетях угольных шахт, в том числе опасных по внезапным выбросам газа и пыли.
Предлагаемое переносное устройство во взрывозащищенной оболочке 1 состоит из трех измерительных трансформаторов тока 4, 5, 6, измерительного трехфазного трансформатора напряжения 7, анализатора качества электрической энергии 8 со встроенным контроллером реактивной мощности, медиаконвертера 9, запоминающего устройства 10, активного фильтра высших гармоник 11, блока компенсации реактивной мощности 12, резервного источника питания 13, понижающего трансформатора 14 для питания анализатора качества электрической энергии 8 со встроенным контролером реактивной мощности, понижающего трансформатора 15 с неуправляемым выпрямителем 16 для питания медиаконвертера 9 и запоминающего устройства 10, а также для подзаряда аккумуляторов резервного источника питания 13.
Устройство предусматривает технологию Ethernet (10/100 mb/s), организованную по медным или оптическим линиям связи, а также может иметь дополнительные средства коммутации связи при использовании сетевого интерфейса RS-485 17 для создания с помощью технологии Ethernet локальной сети.
Устройство работает следующим образом.
Высоковольтное переносное устройство, во взрывозащищенной оболочке 1, подключается между источником питания 2 и потребителем 3. При этом через устройство протекает ток, величина которого, преобразуемая в значения, удобные для измерения с помощью измерительных трансформаторов тока 4, 5, 6, поступает на анализатор качества электрической энергии со встроенным контролером реактивной мощности 8. Для контроля качества напряжения на анализатор качества электрической энергии со встроенным контролером реактивной мощности 8 поступает напряжение сети через измерительный трехфазный трансформатор напряжения 7. Питание анализатора качества электрической энергии со встроенным контролером реактивной мощности 8 осуществляется от понижающего трансформатора 14. С анализатора качества электрической энергии 8 со встроенным контролером реактивной мощности цифровые сигналы управления поступают на медиаконвертер 9, служащий преобразователем сигналов для дальнейшей их передачи по линиям связи и на запоминающее устройство 10. Кроме того, сигнал с анализатора качества электрической энергии со встроенным контролером реактивной мощности 8, поступает на активный фильтр высших гармоник 11, который демпфирует негативное влияние гармонического состава сети в автоматическом режиме. Сигнал также поступает на блок компенсации реактивной мощности 12,который в автоматическом режиме производит мониторинг значения коэффициента мощности и при необходимости повышает его до нормативных значений. Для питания медиаконвертера 9 и запоминающего устройства 10, предусмотрен понижающий трансформатор 15 с неуправляемым выпрямителем 16, производящий также подзарядку аккумуляторных батарей источника питания 13, служащего для резервного питания устройства.
С помощью данного устройства можно осуществлять автоматизированный мониторинг показателей качества энергии, производить учет фактического коэффициента мощности, и соответственно повышать его до нормативного значения, что позволит обеспечить эффективную работу подземных потребителей угольных шахт.
Применение предлагаемого изобретения поможет оперативно реагировать на изменение уровня напряжения в подземных электрических сетях, планировать рациональное размещение энергопоездов, тем самым снижая затраты на создание участковых подземных систем электроснабжения.
Установка данного устройства на ряде понизительных подстанций различных потребителей угольных шахт будет способствовать созданию современной автоматизированной информационно-измерительной системы непрерывного контроля качества электрической энергии.
Источники, принятые во внимание:
1. Патент РФ №65654 по классу G01R 17/02, 2007 г.
2. Патент РФ №88157 по классу G01R 17/02, 2009 г.