Устройство для контроля износа конденсаторов Советский патент 1985 года по МПК H02H7/16 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам защиты и автоматики установок проводольной емкостной компенсации 9лектрифи1у1рованных железных дорог, Известны различного типа устройс ва, контролирующие температуру конденсаторов, которая является одним показателей износа конденсаторов, и при повышении ею допустимого значения выводящие конденсаторы из работы il. Недостаток известных устройств состоит в том, что они не контроли руют другой показатель износа конденсаторов - его напряжение. Относи тельньй износ конденсаторов равен А{и-е1 где с - действительный срок службы - номинальный срок службы; и - напряжение на конденсаторе 0 - температура диэлектрика ко денсатора. Если весь диапазон нагрузки разбить на п малых интервалов с замено его прямоугольным графиком, то сред ний износ определяется где Х- - степень износа за i-й интервал. Температура диэлектрика конденса тора в конце i-ro интервала определ ется ., где бд - температура ркружаницей сред k - коэффициент, учитьшакнций tp емкостное и тепловое сопротивление конденсатора; Т - тепловая постоянная конденс тора; t - длительность i-ro .интервала;6 - температура конденсатора в начале i-ro интервала. Наиболее близким к предпагаемому является устройство защиты установо продольной емкостной компенсации от перегрузок с использованием реле напряжения с зависимой выдержкой времени, которое питается от датчика напряжения, вьтолненного на базе трансформатора на пряжения, подключенного к батарее конденсаторов. При недопустимых перегрузках, вызывающих уменьщение срока службы конденсаторов, исполнительный орган выво дит конденсаторы из работы 2}. Недостаток устройства затшючается в том, что не учитьшаются все режимы работы в условиях неравномерной тяговой нагрузки. Очевидно, если конденсатор в отдельные моменты времени перегружен, а в остальное время остается в режиме нагрузок меньше номинальных, то целесообразно, чтобы средний износ оставался нормальньвм. Кроме того, данное устройство че учитывает влияния температуры конденсаторов, зависящей от температуры внешней среды, также влияющей на срок службы конденсаторов. Кроме того, все указанные устройства не вьшвляют действительную степень износа конденсаторов к поэтому не могут решить вопрос о необходимости увеличить или уменьшить мощность установки продольной компенсации. . : , . Цег(ь изобретения - повьппение на- дежности и достоверности контроля износа конденсаторов. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик на пряжения, реле напряжения с зависимой вьщержкой времени, дополнительно введены датчик температуры окружающей среды, коммутатор датчиков , анал го-цифровой преобразователь, формирователь импульсов управления, таймер периодического запуска, решающий и регистрируннций-блоки, причем первые два входа коммутатора подключены к датчикам напряжения и температуры окружающей среды, а третий вход - через блок управления к таймеру периодического запуска, при этом выход коммутатора подключен к аналого-цифровому преобразователю, соединенному с инфо1 1ационным входом решающего блока, состоящего из последовательно соединенных блока памяти, вычислительного блока, температуры конденсатора, блока произведения этой температуры на напряжение, блока возведения в степень этого произведения и блока интегрирования, при этом запускающий вход решающего , блока подключен к формирователю импульсов управления, а выход - к регистрирующему блоку. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство состоит, из подключенного к конденсаторной батарее 1 установки продольной емкостной компен сации (УПК) трансформатора-датчика 2 напряжения, соединенного с реле 3 напряжения, к которому подкшсгчен исполнительный орган 4. Датчик 5 температуры окружающей среды связан с коммутатором 6, соединенным также с датчиком 2 напряжения. К коммутатору также подключены фор Шрователь 7 импульсов упра ления и таймер 8 периодического запуска. Выход коммутатора подключен к аналого-цифровому преобразователю 9, соединенному с одним из входов решающего блока 10, состоящего из блока 11 памяти, вычислительного блока 12, блока 13 умножения, блока 14 возведения в степень, блока 15 интегрирования, выход решающего блока связан с блоком 16 регистрации износа конденсаторов соед ненным также с исполнительным органом. Устройство работает следующим образом. К конденсаторной батарее 1 установки продольной емкостной компенса ции (УПК) подключен трансформатор 2 напряжения, связанный с реле 3 напр жения, которое с вьщержкой времени вьщает сигнал исполнительному органу 4 на отключение конденсаторной б тареи. Согласно модели износа конденсаторов (1) и (2) устройство дополнительно снабжено датчиком 5 тем пературы окружающей среды. Таймер 8 осуществляет периодический с заданной вьщержкой времени t запуск устройства. С помощью формирователя 7 импульсов управления коммутатор 6 производит поочередный опрос датчиков 2 напряжения и 5 температуры окружащей среды. Преобразованные в цифровой код с помощью аналого-цифрового преобразователя 9 сигналы да чиков поступают в блок 11 памяти решающего устройства 10. В вычислительном блоке 12 определяется темпе ратура диэлектрика конденсатора, блок 13 произведения осуществляет у ножение температуры конденсатора 054 на напряжение, а в блоке 14 возведения в степень определяется эначе ние износа конденсатора в текущий момент как степень указанного произведения. В блоке 15 интегрирования происходит накопление значений износа конденсатора. Эти данные поступают Иа регистрирующее устройство 16, которое в случае отклонения существующего износа конденсатора от нормального дает Исполнительному органу 4 команду на отключение (или переключение) конденсаторной батареи. При номинальных значениях напряжения иц и температуры диэлектрика конденсатора QH срок службы послед-, него равен -С . «Чиивк где С - const. Для другого режима работы конденсатораЧчГерТогда относительный износ составляет-1Ш- - -. ™ W Для конденсаторов КСП-0,66-40, применяемых в УПК, Uj if2660 В, h ° Если в интервале i конденсатор работает при напряжении U|; и температуре в{, то относительный износ его за этот интервал равен Х-,-А(и;-0;Г. Блок 15 интегрирования с 1ИЯ сумми г. Л , вычисленные значения (Ц 8 ,), ведет ; О ,) , счет числа интервалов п и вычисляет за отработанное число интервалов средний относительный износ конденсатора А5:(и;в; V У. . п г- Для условий тяговой нaгpyз cи интервал времени, определяемый таймером, целесообразно принять 1-3 мин. Таким образом, суммирование и определение X происходит на каждом

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗНОСА КОНДЕНСАТОРОВ установки продольной емкостной компенсации, содержащее датчик напряжения, реле напряжения с зависимой выдержкой времени, отличающееся тем, что, с цепью повышения надеж.ности и достоверности контроля, в него дополнительно введены датчик температуры окружающей среды, коммутатор датчиков, аналого-цифровой преобразователь, формирователь импульсов управления, таймер периоди-. ческого запуска, решающий и регистрирующий блоки, причем первые два входа коммутатора подключены к датчикам напряжения и температуры окружающей среды, а третий вход через блок управления - к таймеру периодического запуска, при этом выход коммутатора подключен к аналого-цифровому преобразователю,. соединенному с информационным входом решающего блока, состоящего из последовательно соединенных блока памяти, вычисли- ;3 тельного блока температуры конденсатора5.блока произведения этой темпе- ff ратуры на напряжение, блока возведения в степень этого произведения и блока интегрирования, при этом запус- кающий вход решающего блока подключен к формирователю импульсов управления, а выход - к регистрирующему блоку. 4::. сл 4 о сд