УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ ПИТАНИЯ Российский патент 2024 года по МПК H02J9/06 H02J13/00 

Изобретение относится к подъемным агрегатам, контрольно- измерительным приборам, системам видеонаблюдения и автоматики. Устройство автоматизированного контроля питания предназначено для стабилизированного питания контрольно-измерительной аппаратуры, систем радиомостов, видеонаблюдения и автоматики на передвижных подъёмных агрегатах в нефтяной промышленности, занимающиеся подземным и капитальным ремонтом скважин.

В большинстве известных устройств контроля питания для обеспечения стабилизированного питания контрольно-измерительных комплексов используются стабилизаторы напряжения.

Из уровня техники известен ИСТОЧНИК БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ - СТАТИЧЕСКИЙ ОБРАТИМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО И ПОСТОЯННОГО ТОКА И ЗАРЯДА (ПОДЗАРЯДА) АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ [патент на изобретение RU 2732280 C1, опубл. 15.09.2020], работающий в инверторном, выпрямительном и зарядном режимах и выполненный с промежуточным звеном высокой частоты и портами для подключения источников постоянного и переменного тока и потребителей постоянного и переменного тока, при этом звено высокой частоты ОП содержит группу из нескольких трансформаторно-модульных ячеек, каждая из которых содержит один двухобмоточный трансформатор с первичной обмоткой, подключенной к модулю однофазного инвертора с четырьмя транзисторами и драйвером и четырьмя обратными диодами в виде звена первой группы, и с вторичной обмоткой, подключенной к модулю однофазного инвертора с четырьмя транзисторами и драйвером и четырьмя обратными диодами в виде звена второй группы, причем звенья первой группы соединены по выводам постоянного тока модулей параллельно и подключены к порту постоянного тока, соединенному с аккумуляторной батареей (АБ) и потребителями постоянного тока, а звенья второй группы тех же ячеек соединены по выводам постоянного тока между собой последовательно, причем выход последовательно соединенных звеньев второй группы подключен через конденсатор к входу трехфазного инвертора основной сети переменного тока.

Недостатком данного устройства является возможность потери данных при переключении между источниками, что снижает эффективность работоспособности системы электропитания контрольно - измерительных приборов.

Наиболее близким по технической сущности является СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ МЕЖДУ РЕЗЕРВНЫМ ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ И ЭЛЕКТРОСЕТЬЮ [патент на изобретение CN 211474466 (U), опубл. 29.09.2023], характеризующаяся тем, что модуль накопления энергии содержит: накопительный блок и инверторный блок. Накопитель используется для хранения энергии. Инверторный блок используется для того, чтобы сначала преобразовать электрическую энергию из постоянного тока в переменный, а затем подать ее на клемму нагрузки. Блок сбора данных, блок анализа, блок раннего предупреждения и блок обработки последовательно подключены, блок сбора данных соответственно подключен к клемме нагрузки, модулю сетевого питания и модулю накопления энергии, блок обработки соответственно подключен к модулю сетевого питания и модулю накопления энергии. Блок сбора данных используется для сбора данных об электрической энергии модуля накопления энергии и терминала нагрузки. Блок анализа используется для анализа собранных данных об электрической энергии и получения результатов анализа. Недостатком данного устройства является невозможность его применения на подъемных сооружениях по причине сложности конструкции.

Задачей изобретения является устранение существующих недостатков прототипа.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении эффективности электропитания контрольно-измерительных комплексов, видеонаблюдения и автоматики, установленных на подъемных сооружениях.

Технический результат достигается за счет того, что устройство автоматизированного контроля питания состоит из автоматического переключателя питания, который обеспечивает автоматизированное переключение питания с сетевого источника питания через понижающий трансформатор 220/24 В на бортовую систему питания, состоящую из автомобильного генератора и аккумуляторных батарей, используемую в случае отключения сетевого источника питания, отличающееся тем, что в состав устройства входят два фильтра питания, каждый из которых установлен после одного из источников питания, предназначенные для защиты устройства от скачков напряжения, помех и перенапряжений, два регулируемых преобразователя -стабилизатора напряжения, каждый из которых установлен на выходах соответствующих фильтров питания, обеспечивающие стабильное выходное напряжение, также в состав устройства входит модуль POE инжектора, подключенный к выходу автоматического переключателя, обеспечивающий контроль системы охлаждения.

В частности, модуль POE инжектора обеспечивает передачу энергии по Ethernet порту для питания сетевых устройств: камер видеонаблюдения, радиомоста

В частности, модуль POE инжектора обеспечивает удаленную передачу информации к точке доступа от контрольно-измерительной аппаратуры, видеокамеры по сетевому кабелю Ethernet.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства автоматизированного контроля питания.

На фиг. 1 обозначено: 1 - фильтр питания, 2 - регулируемый преобразователь - стабилизатор напряжения, 3 - автоматический переключатель питания, 4 - модуль POE-инжектора.

Устройство автоматизированного контроля питания состоит из фильтров питания 1, установленных сразу после источников напряжения, регулируемых преобразователей - стабилизаторов напряжения 2, на которые ток поступает после фильтров питания 1, автоматического переключателя питания 3, установленного на плате после регулируемых преобразователей - стабилизаторов напряжения 2, а также модуля POE-инжектора 4.

Входное питание переменного тока, исходящее от сети и входное питание постоянного тока, исходящее от автомобильного генератора в составе аккумуляторов, поступают в фильтры питания 1, которые в свою очередь контролируют амплитуду напряжений от перепада. На выход каждого из источников питания подключен отдельный фильтр питания 1. После фильтров питания 1 питание поступает на регулируемые преобразователи - стабилизаторы напряжения 2, которые осуществляют выпрямление напряжения со стабилизацией, а также позволяет регулировать выходное пониженное напряжение. С выхода регулируемых преобразователей - стабилизаторов питание поступает на автоматический переключатель питания 3, в котором происходит переключение питания от сетевого источника к бортовому и наоборот. Если питание поступает от обоих источников, то система автоматически выбирает приоритет сетевого источника питания переменного тока. В случае отключения или пропажи напряжения сетевого источника, система переключается на бортовой источник постоянного тока. Устройство обеспечивает автоматизированное переключение питания с сетевого источника - трансформатора 220/24 В на бортовую систему питания, состоящую из автомобильного генератора и аккумуляторных батарей подъёмного агрегата, в случае её отключения. Данная конфигурация позволяет исключить использование высоковольтного напряжения в работе устройства, повышая его безопасность эксплуатации. С выхода автоматического переключателя 3, питание поступает на модуль POE инжектора 4 с контролем системы охлаждения. В данном модуле реализована система «POE», которая питает сетевое оборудование через Ethernet порт. В качестве сетевого оборудования используется система видеонаблюдения, состоящая из IP-видеокамеры и Ethernet радиомоста. Или же Ethernet радиомост с локально приходящей информацией от измерительного комплекса, осуществляющий передачу информации на расстояние к точке доступа. Дополнительно в модуле реализованы преобразователи питания со стабилизацией на 5 и 12 Вольт для питания различных гаджетов на USB-интерфейсе и видеокамеры. Реализован дополнительный выход + 24В с самовосстанавливающейся защитой для подключения дополнительных измерительных устройств, работающих на большом расстоянии от источника. Устройство защищено от коротких замыканий посредством предохранителей на входе источников и автоматическим отключением нагрузки преобразователями-стабилизаторами при выходном замыкании. Отключение какого-либо источника в системе осуществляется с помощью тумблеров на передней панели.

Таким образом технический результат заявляемого изобретения достигается за счет применения двух источников питания, один из которых является основным, а второй резервным. В случае невозможности подключения или отсутствия основного источника питания (электросети), устройство автоматически переключится на питание от резервного источника питания, состоящего из автомобильного генератора и аккумуляторов, при этом измерительные приборы и автоматика продолжат функционировать без потери данных. Передача питания по кабелю Ethernet значительно упрощает конструкцию устройства.

Устройство автоматизированного контроля питания устанавливается в кабине подъёмного агрегата или на палубе, в зависимости от типа подъёмной установки при соблюдении технических условий взрывозащиты. Применяется во время ремонтных работ на нефтяных скважинах для эффективного питания контрольно - измерительной аппаратуры, автоматики и средств видеонаблюдения во время спуска и подъема платформы по устью скважины.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к подъемным агрегатам, контрольно-измерительным приборам, системам видеонаблюдения и автоматики. Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении эффективности электропитания контрольно-измерительных комплексов, видеонаблюдения и автоматики, установленных на подъемных сооружениях. Технический результат достигается за счет того, что устройство автоматизированного контроля питания состоит из автоматического переключателя питания, который обеспечивает автоматизированное переключение питания с сетевого источника питания через понижающий трансформатор 220/24 В на бортовую систему питания, состоящую из автомобильного генератора и аккумуляторных батарей, используемую в случае отключения сетевого источника питания. Также в состав устройства входят два фильтра питания, каждый из которых установлен после одного из источников питания, предназначенные для защиты устройства от скачков напряжения, помех и перенапряжений, два регулируемых преобразователя-стабилизатора напряжения, каждый из которых установлен на выходах соответствующих фильтров питания, обеспечивающие стабильное выходное напряжение, и модуль POE инжектора, подключенный к выходу автоматического переключателя, обеспечивающий контроль системы охлаждения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство автоматизированного контроля питания состоит из автоматического переключателя питания, который обеспечивает автоматизированное переключение питания с сетевого источника питания на бортовую систему питания, состоящую из автомобильного генератора и аккумуляторных батарей, используемую в случае отключения сетевого источника питания, отличающееся тем, что в состав устройства входят два фильтра питания, каждый из которых установлен после одного из источников питания, предназначенные для защиты устройства от скачков напряжения, помех и перенапряжений, два регулируемых преобразователя-стабилизатора напряжения, каждый из которых установлен на выходах соответствующих фильтров питания, обеспечивающие стабильное выходное напряжение, также в состав устройства входит модуль POE инжектора, обеспечивающий контроль системы охлаждения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что модуль POE инжектора обеспечивает передачу энергии для питания сетевых камер видеонаблюдения, радиомоста по сетевому кабелю Ethernet.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что модуль POE инжектора обеспечивает удаленную передачу информации к точке доступа от контрольно-измерительной аппаратуры, видеокамеры по сетевому кабелю Ethernet.