МОДУЛЬ НАГРУЗОЧНЫЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ РЕЗИСТИВНЫЙ (БАЛЛАСТНЫЙ)

Предлагаемое техническое решение относится к области электроэнергетики и предназначено для проведения испытаний генераторов электрической энергии.
В качестве наиболее близкого аналога предлагаемого технического решения выбран нагрузочный резистивный модуль, описанный в патенте на изобретение US 4849701, опубликованный 18.07.1989. В US 4849701 описан нагрузочный испытательный резистивный модуль, который включает, по меньшей мере, два подключенных по параллельной схеме и различающихся по электрическому сопротивлению блока нагрузки. Каждый из блоков нагрузки состоит из собранных по схеме треугольник резистивных элементов и подключен к шинопроводу через автоматический аппарат для включения и отключения, которым является трехполюсный автоматический выключатель с электроприводом. К шинопроводу через измерительный трансформатор подключен блок регистрации параметров электрических величин, блок средств управления, средства индикации и средства защиты. При работе известного US 4849701 нагрузочного испытательного резистивного модуля из-за перегрева резистивных элементов будет снижена надежность его работы и снижена точность проводимых при испытаниях измерений.
В отличие от известного, предлагаемый нагрузочный испытательный резистивный модуль за счет охлаждения резистивных элементов до температуры, позволяющей работать в секторе ниже температуры инфракрасного излучения спектра излучений, повысит надежность работы модуля и точность проводимых при испытаниях измерений.
Указанный технический результат будет достигнут при использовании модуля нагрузочного резистивного, используемого в качестве испытательного модуля или же модуля балластной нагрузки. Предложенный модуль включает, по меньшей мере, два подключенных по параллельной схеме и различающихся по электрическому сопротивлению блока нагрузки, каждый из которых состоит из собранных по схеме треугольник резистивных элементов и подключен к шинопроводу через автоматический аппарат для включения и отключения. К шинопроводу через измерительный трансформатор подключен блок регистрации параметров электрических величин, блок средств управления, средства индикации и средства защиты.
Согласно предложенной полезной модели модуль включает вентилятор принудительного охлаждения резистивных элементов наружным воздухом с приводом от электродвигателя, подключенного к шинопроводу и к блоку регистрации параметров электрических величин. Каждый резистивный элемент представляет собой трубку, выполненную из нержавеющей стали и заполненную проволокой из никель-хромового сплава и сжатым оксидом магния, и электрически изолированных от трубки штырьковых выходов, подключаемых к шинопроводу.
В наиболее предпочтительных случаях исполнения конструкции модуля
- шинопровод и шины, соединяющие штырьковые выходы резистивных элементов выполнены из меди;
- блок средств регистрации параметров электрических величин включает средства регистрации активной нагрузки, реактивной нагрузки, мощности, частоты электрического тока, силы тока, напряжения в каждой из фаз, коэффициента мощности;
- блок средств управления включает щит управления с кнопками управления, подключенный к шинопроводу через автоматический аппарат для включения и отключения;
- средства индикации включают, по меньшей мере, три световых индикатора состояния модуля: «включен», «отключен», «аварийное отключение»;
- средства защиты включают рею температуры, датчик потока воздуха, кнопку аварийного дистанционного отключения, сирену, проблесковую лампу.
В качестве автоматического аппарата для включения и отключения использован автоматический выключатель с электроприводом, например трехполюсный выключатель, для подключения к шинопроводу блоков нагрузки. Для плавной регулировки набора мощности может быть использован тиристорный электропривод.
Модуль может быть расположен в стационарном прямоугольном металлическом корпусе, либо металлическом корпусе, установленном на автомобильном прицепе.
Предложенное техническое решение поясняется чертежами.
Фиг.1 - Структурная схема управления нагрузочного резистивного модуля.
Фиг.2 - Принципиальная схема управления нагрузочного резистивного модуля.
Фиг.3 - Схема подключения нагрузочного резистивного модуля, в качестве испытательного модуля.
Фиг.4 - Схема подключения нагрузочного резистивного модуля, в качестве модуля балластной нагрузки.
Нагрузочный испытательный резистивный модуль II (Фиг.1) подключается к объекту испытаний I (дизель-генератору или иному генератору электрической энергии), проведение испытаний обеспечивается за счет средств отображения информации III и средств защиты IV. На принципиальной схеме (Фиг.2) приведен пример схемного решения модуля. Модуль располагается в прямоугольном металлическом корпусе, который может быть стационарным, либо быть установленным на автомобильный прицеп. На Фиг.3 и Фиг.4 приведены схемы подключения модуля в качестве испытательного модуля (Фиг.3) и модуля балластной нагрузки (Фиг.4).
Основой модуля являются блоки нагрузки 8, которые подключаются к шинопроводу 8 по параллельной схеме. Количество блоков нагрузки 8 определяется особенностями объекта испытаний и иными требованиями. Предусматривается, по меньшей мере, два блока нагрузки 8, каждый подключаемый блок нагрузки 8 отличается от другого блока электрическим сопротивлением. Блок нагрузки 8 состоит из собранных по схеме треугольник резистивных элементов 8 и подключен к шинопроводу 2 через автоматический аппарат для включения и отключения 3. В большинстве случаев используется трехполюсный автоматический выключатель с электроприводом 6. К шинопроводу 2 через измерительный трансформатор 1 подключен блок регистрации параметров электрических величин 12, блок средств управления 13, средства индикации 14 и средства защиты IV. Для поддержания температурного режима, который обеспечит надежную и качественную работу модуля предусмотрен вентилятор принудительного охлаждения резистивных элементов наружным воздухом. Приводом вентилятора является электродвигатель 9, подключенный к шинопроводу 2 и к блоку регистрации параметров электрических величин 12, через автоматический аппарат для включения и отключения. В большинстве случаев также используется трехполюсный автоматический выключатель с электроприводом 7. При необходимости плавной регулировки набора мощности автоматические выключатели с электроприводом заменяются на тиристорный электропривод.
Блок средств регистрации параметров электрических величин 12 включает средства регистрации активной нагрузки, реактивной нагрузки, мощности, частоты электрического тока, силы тока, напряжения в каждой из фаз, коэффициента мощности. Блок средств управления 13 включает щит управления с кнопками управления, подключенный к шинопроводу 2 через трехполюсный автоматический выключатель с электроприводом 5 и перекидной выключатель. Средства индикации 14 включают, по меньшей мере, три световых индикатора состояния модуля: «включен», «отключен», «аварийное отключение». Средства защиты IV включают рею температуры 11, датчик потока наружного воздуха 10, кнопку аварийного дистанционного отключения 15, сирену 16, проблесковую лампу 17 и автоматический аппарат для включения и отключения. Защита резистивных элементов блоков нагрузки 8 осуществляется через автоматический аппарат для включения и отключения по силе тока, короткому замыканию, при пропадании потока воздуха и при неисправности электродвигателя вентилятора для чего блокируется система управления модуля.
Помимо внешнего принудительного охлаждения наружным воздухом температурный режим будет обеспечен и за счет конструкции резистивного элемента и свойств, использованных в конструкции резистивных элементов материалов, которые обеспечивают ускоренный теплообмен с окружающей средой. Каждый резистивный элемент состоит из трубки из нержавеющей стали заполненной проволокой из никель-хромового сплава и сжатым оксидом магния, и электрически изолированных керамическими патронами от трубки штырьковых выходов, при помощи которых резистивные элементы объединяются в треугольник и подключаются к шинопроводу. В большинстве случаев шинопровод и шины, соединяющие штырьковые выходы резистивных элементов будут выполнены из меди.
При проведении испытательных работ на модуль подается нагрузка от источника электрической энергии, например дизель-генератора, посредством резистивных нагрузочных элементов, моделируется реальная нагрузка любого типа.
Таким образом, будет повышена надежность работы модуля и точность проводимых при испытаниях измерений. Нагрузочный испытательный резистивный модуль, описанный выше конструкции, может быть использован при испытаниях автономных и резервных источников питания, генераторов электростанций, сетевых кабелей под нагрузкой; также предложенный модуль может быть использован при догрузке электростанции эквивалентом нагрузки.