УСТРОЙСТВО БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ШКАФА ТЕЛЕМЕХАНИКИ ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ МАГИСТРАЛЬНОГО НЕФТЕПРОВОДА

Полезная модель относится к электроснабжению различных объектов, главным образом ответственных потребителей, преимущественно для управления бесперебойным режимом работы оборудования линейной части магистрального нефтепровода.
Известна «Система телемеханики управления магистральным и межпромысловым газопроводом» (Патент RU 65175, F17D 5/02, 27.11.2015), содержащая пульт управления, канал связи и блок контрольно-измерительных приборов для измерения текущих параметров технологических объектов. При этом система дополнительно содержит исполнительные механизмы запорной арматуры и не менее одного контролируемого пункта, каждый из которых включает: блок передачи информации, соединенный с блоком центрального процессора, включающий последовательно соединенные процессор, блок ввода аналоговых сигналов и блок ввода/вывода дискретных сигналов, блок модулей сопряжения аналоговых сигналов, блок модулей сопряжения дискретных сигналов и блок модулей реле. Каждый из контролируемых пунктов соединен информационной связью через канал связи с пультом управления. Аналоговые датчики блока контрольно-измерительных приборов соединены с блоком модулей сопряжения аналоговых сигналов, выход которого соединен с блоком ввода аналоговых сигналов. Дискретные датчики блока контрольно-измерительных приборов соединены с блоком модулей сопряжения дискретных сигналов, выход которого соединен с блоком модулей ввода/вывода дискретных сигналов, выход которого соединен со входом блока модулей реле, который управляет исполнительными механизмами запорной арматуры. Блок контрольно-измерительных приборов системы телемеханики включает контрольно-измерительные приборы для измерения параметров катодной защиты, давления, температуры, потенциалов тока и напряжения, сигналов аварийной, пожарной и охранной сигнализации в виде аналоговых и дискретных датчиков. Число контролируемых пунктов системы телемеханики равно числу удаленных технологических объектов, подключенных к системе телемеханики. В качестве канала связи в системе использован радиоканал, а также проводные линии связи.
Недостатками данного технического решения является невысокая надежность контроля и управления работой линейных узлов запорной арматуры из-за низкого уровня, а в отдельных случаях из-за отсутствия, защиты и согласования работы элементов, составных частей, модулей шкафа телемеханики.
Известно «Устройство бесперебойного электропитания потребителя» (Патент RU 69342, H02J 9/06, 10.12.2007), включающее источник бесперебойного питания и шкаф внешнего байпаса, содержащий первый и второй разъединители, первый, второй и третий выключатели, при этом соединены входы первого и второго выключателей, также соединены выходы первого и третьего выключателей, вход первого разъединителя соединен с внешней электрической сетью, выход второго разъединителя соединен с потребителем, выход второго выключателя соединен со входом источника бесперебойного питания, выход которого соединен со входом третьего выключателя. Устройство дополнительно содержит первый и второй блоки гальванической развязки, первый и второй блоки защиты от мощных импульсных помех, при этом выход первого разъединителя соединен со входом первого блока гальванической развязки, выход которого соединен со входами первого и второго выключателей, выход второго выключателя дополнительно соединен со входом первого блока защиты от мощных импульсных помех, выход которого заземлен, выход источника бесперебойного питания дополнительно соединен со входом второго блока защиты от мощных импульсных помех, выход которого заземлен, выходы первого и третьего выключателей соединены со входом второго блока гальванической развязки, выход которого соединен со входом второго разъединителя. Устройство может дополнительно содержать блок индикации напряжения, первый вход которого соединен со входом первого разъединителя, второй его вход соединен со входом источника бесперебойного питания, третий его вход соединен с выходом источника бесперебойного питания, а четвертый его вход соединен с выходом второго разъединителя. Повышается надежность устройства в условиях воздействия мощных импульсных помех, а также обеспечивается текущая индикация напряжения на входе и выходе устройства в целом, а также на входе и выходе источника бесперебойного питания.
Недостатком этого устройства является сложность схемы, в частности, большое количество элементов с множеством связей, что снижает надежность работы устройства.
Известен «Шкаф линейной телемеханики» (Патент RU 157343, F17D 5/02, 27.11.2015), содержащий программируемый логический контроллер, с которым соединены модуль сопряжения с контрольно-измерительными приборами, модуль сопряжения с исполнительными механизмами, а также, по меньшей мере, один канал связи, обеспечивающий непрерывный обмен данными с удаленным диспетчерским пунктом управления, в который введен дополнительный модуль сопряжения с искробезопасными цепями, при этом каждый модуль сопряжения связан с программируемым логическим контроллером через блок гальванической развязки и содержит устройство защиты от импульсных перенапряжений комбинированного типа, включающее варистор, супрессор и разрядник, при этом шкаф снабжен, по меньшей мере, одним источником бесперебойного питания, для которого предусмотрен мониторинг его состояния. Кроме того, для каждого источника бесперебойного питания установлена защита от импульсных перенапряжений и от повышенного и пониженного напряжения на входе, а также устройство контроля сопротивления изоляции внешних цепей питания, с диагностикой состояния.
Недостатком устройства является также сложность схемы, что снижает надежность работы устройства.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности работы шкафа линейной телемеханики (ЛТМ) и, как следствие, линейных узлов запорной арматуры нефте- и нефтепродуктопроводов.
Технический результат - повышение надежности работы за счет улучшения контроля и оперативности реагирования в случае отключения электропитания.
Указанная техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что устройство бесперебойного электропитания шкафа телемеханики линейной части магистрального нефтепровода, состоящее из соединенных источника питания, зарядно-разрядного устройства, блока аккумуляторных батарей, стойки связи с аккумуляторными батареями, группы коммутационных контактов, клеммного соединителя, содержит подключенный к стойке связи конвертер, соединенный через первое реле с источником питания, а через второе реле - с зарядно-разрядным устройством и блоком аккумуляторных батарей.
При этом блок аккумуляторных батарей состоит из не менее двух батарей
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена схема устройства.
Устройство состоит из источника питания 1 (ИП), зарядно-разрядного устройства 2 (ЗРУ), блока аккумуляторных батарей 3 (АБ), стойки связи 4 с аккумуляторными батареями (АКБ), группы коммутационных контактов, соответственно, 5, 6, 7, 8, 9, клеммного соединителя 10.
Устройство дополнительно содержит конвертер 11, коммуникационные первое 12 и второе 13 реле.
Работает устройство бесперебойного электропитания шкафа телемеханики линейной части магистрального нефтепровода следующим образом.
При отключении электроснабжения щит (не показан) линейной телемеханики ЛТМ переходит на резервное питание от блока аккумуляторных батарей (установленные в щите ЛТМ) 3 (АБ) в штатном режиме, при этом отключается первое реле 12, и замыкаются группы контактов 5, 6, 7, которые дают разрешение на использование напряжения питания от конвертера 11.
При разрядке блока аккумуляторных батарей 3 с зарядно-разрядного устройства 2 (ЗРУ) поступает сигнал «аккумуляторы разряжены», при этом срабатывает второе реле 13 и замыкает контакты 8, через которые напряжение конверта 11 поступает на питание щита ЛТМ. Одновременно размыкается контакт 9 и отключается блок 3, чтобы исключить негативное влияние на работу схемы. Группа контактов 6 служит для самоподхвата второго реле 13. При подаче питания 220 В срабатывает первое реле 12, при этом размыкается группа контактов 5, 6, 7 размыкая цепь самоподхвата. Второе реле 13 отключается и щит ЛТМ переходит на штатный режим питания от источника питания 1. Группа контактов 7 служит для исключения влияния на второе реле 13 сигнала «аккумуляторы разряжены» на начальном этапе зарядки блока аккумуляторных батарей 3. Использование в блоке 3 не менее двух батарей также повышает надежность работы и увеличивает ресурс бесперебойной работы при различных режимах.
Следует отметить, что:
- источник питания 1 представляет собой модуль, предназначенный для преобразования напряжения сети 220 В, частотой 50 Гц в постоянное напряжение 24 В;
- зарядно-разрядное устройство 2 представляет модуль, предназначенный для обеспечения гарантированного электропитания напряжением 24 В постоянного тока, а также для обеспечения нормальной работы блока аккумуляторных батарей 3;
- конвертор 11 представляет модуль питания, предназначенный для преобразования постоянного напряжения 48 В в постоянное напряжение 24 В;
- в блоке аккумуляторных батарей 3 использованы батареи в количестве 2 шт. с напряжением 12 В.
Использование устройства на многих объектах унифицирует оборудование электропитания, что, в конечном счете, может привести к уменьшению стоимости оборудования.
Заявленная полезная модель благодаря реализации ее признаков обеспечивает достижение важных результатов:
- повышение надежности устройства и упрощение его технического обслуживания, благодаря уменьшению числа сопряженных блоков,
- наличие гарантированного электропитания устройства за счет реализации предложенной схемы подключения элементов схемы,
- повышение контроля и оперативного реагирования в случае отключения электроэнергии, как по причине внезапных обстоятельств, так и из-за вмешательства в процесс транспортировки со стороны третьих лиц.