Пристрій дистанційного моніторингу параметрів електроенергії, що споживається/виробляється рухомим тяговим складом

Пристрій дистанційного моніторингу параметрів електроенергії, що споживається/виробляється рухомим тяговим складом, який на рівні локомотива містить цифровий лічильник електроенергії з комунікаційним портом, промисловий сервер збору даних з лічильника, модуль визначення географічних координат рухомого складу і модуль передачі даних безпровідним каналом зв'язку про спожиту ним електроенергію в моніторинговий центр, на рівні моніторингового центру містить модем каналу безпровідного зв'язку і сервер, який відрізняється тим, що в нього на рівні локомотива додат U 2 (11) 1 ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ, UA ДЕРЖАВНИЙ Д ЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛ ЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС (19) МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 3 34949 для їх оперативної обробки і використання на пункті керування рухом. Найбільш близьким технічним рішенням є система моніторингу стану апаратури, встановленої на транспортних засобах, що здійснює передачу даних про контрольовані параметри з локомотиву в моніторинговий центр для їх оброблення (41. Однак в цій системі не виконується роздільний облік електроенергії на тягу і на електрозабезпечення вагонів, реверсивний облік електроенергії, яка споживається на тягу, не відслідковуються і не вносяться в базу даних поточний час і відповідна йому тарифна вартість електроенергії для конкретних те хнологічних ділянок тягових підстанцій залізниці, які в даний час долає локомотив. Це не дозволяє утворити в системі співвідношення між споживаною електроенергією, топографією маршруту і динамікою зміни в часі вартості 1кВт*год електроенергії на технологічних ділянках тягових підстанцій, по яких рухається локомотив, і відповідно виробляти сигнали управління на поточне зменшення/збільшення потужності тяги з метою забезпечення мінімальної платні за спожиту на маршруті електроенергію. Задачею є створення пристрою дистанційного визначення параметрів електроенергії, що споживається/виробляється рухомим тяговим складом за яким, завдяки встановленню на локомотиві другого цифрового багатофункціонального лічильника електроенергії, встановленню в моніторинговому центрі передавальної апаратури телекомутаційної мережі зв'язку, встановленню в локомотивному депо автоматизованого робочого місця і приймальної апаратури телекомунікаційної мережі зв'язку досягається новий технічний результат значно розширюються функціональні можливості пристрою, підвищується точність і достовірність даних про параметри окремих складових балансу електроенергії рухомого тягового складу, зменшується кількість необхідних для визначення всіх параметрів електроенергії засобів вимірювання на рухомому складі, досягається оптимізація енергоспоживання і мінімізація платні за спожиту рухомим тяговим складом електроенергію. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що в пристрій дистанційного моніторингу параметрів електроенергії, що споживається/виробляється рухомим тяговим складом, який па рівні локомотиву містить цифровий лічильник електроенергії з комунікаційним портом, промисловий сервер збору даних з лічильника, модуль визначення географічних координат рухомого складу і модуль передачі даних безпровідним каналом зв'язку про спожиту ним електроенергію в моніторинговий центр, на рівні моніторингового центру містить модем каналу безпровідного зв'язку і сервер, на рівні локомотиву додатково введено другий лічильник електроенергії - цифровий багатофункціональний, що здійснює облік електроенергії, що споживається на тягу, і окремо -електроенергії, що генерується локомотивом в контактну електромережу, а також контролює величини активної і 4 реактивної потужностей, струму навантаження, напруги і частоти живлячої контактної електромережі, при цьому обидва лічильники через комунікаційні порти підключені до першого та другого комунікаційних портів промислового сервера збору даних, третій порт якого підключено до модуля визначення географічних координат рухомого складу, четвертий порт промислового сервера збору даних підключено до модемного обладнання для передачі даних в моніторинговий центр, при цьому ви хід модему моніторингового центру підключено до першого комунікаційного порту сервера, на рівні локомотивного депо встановлено автоматизоване робоче місце, вхід якого через телекомунікаційну мережу зв'язку з'єднано з другим комунікаційним портом сервера мопіторингового центру. Порівняльний аналіз відомих технічних рішень показує, що запропонований пристрій є більш досконалим і має значно ширші функціональні можливості, оскільки забезпечує роздільне, точне і достовірне визначення витрат електроенергії на тягу і на енергозабезпечення вагонів у фізичних і грошових обсягах з ура хуванням часу руху і відповідної йому тарифної вартості електроенергії для тієї та іншої дільниці контактної живлячої мережі, де в момент зняття показань лічильника знаходиться локомотив, одночасне з обліком кількості електроенергії вимірювання ряду інших її параметрів - частоти, напруги, струму навантаження, активних і реактивних потужностей, автоматичну оперативну в процесі руху локомотива по маршруту передачу даних в моніторинговий центр і автоматизоване робоче місце локомотивного депо. На основі наведеного вище можна зробити висновок, що сукупність суттєвих ознак, що викладені у формулі корисної моделі є необхідною і достатньою для досягнення нового технічного результату - підвищення точності, достовірності та рівня автоматизації вимірювання параметрів спожитої/виробленої рухомим тяговим складом електроенергії, розширення функціональних можливостей засобу, мінімізації платні за спожиту рухомим складом електроенергію, підвищення рівня інформаційного забезпечення управління рухомим тяговим складом залізниць і створення цим самим основи для широкого впровадження системи фінансове вигідних залізничних перевезень. Сутність корисної моделі пояснюється кресленням, де на фіг. зображено компоновку окремих складових частий пристрою, а також показано канали передачі інформації між ними. На кресленні: 1, 2 - цифровий лічильник електроенергії (ЛЕ); 3 промисловий сервер збору даних (ПС); 4 - модуль визначення координат локомотиву (МВК); 5 - модуль передачі даних каналу зв'язку (МПД); 6 - модем каналу передачі даних; 7 - сервер; 8 телекомунікаційна мережа зв'язку (ТКМ); 9 - автоматизоване робоче місце локомотивного депо (АРМ); u(t) - миттєві значення вторинної напруги вимірювального трансформатора напруги контактної електромережі; iн(t) - миттєві значення вторинного струму вимірювального трансформатора струму навантаження локомотиву (на тягу); 5 34949 івп(t) - миттєві значення вторинного струму трансформатора струму, який вимірює загальний струм, що споживається вагонами потягу. Запропонований пристрій складається з трьох частин, відповідно розміщених на локомотиві, в моніторинговому центрі та в локомотивному депо, які поєднуються в одне ціле каналами передачі інформації. На локомотиві розміщено два цифрових лічильники електроенергії 1 і 2, які через комунікаційні порти підключені до першого та другого комунікаційних портів промислового сервера збору даних 3. Своїм третім портом промисловий сервер 3 підключений до модуля визначення координат локомотиву 4. Третій порт промислового сервера 3 відповідно підключено до модемного обладнання 5 каналу передачі даних в моніторинговий центр. В моніторинговому центрі встановлено модем 6 апаратури передачі даних по каналу безпровідного зв'язку, вихід якого підключено до першого комунікаційного порту сервера 7, другий комунікаційний порт якого підключено до телекомунікаційної мережі зв'язку 8. В локомотивному депо встановлено автоматизоване робоче місце 9, яке одним із своїх входів з'єднане з телекомунікаційною мережею зв'язку 8. Пристрій працює таким чином. При підключенні пантографу рухомого тягового складу до контактної електромережі на вимірювальні кола лічильників електроенергії 1 і 2 поступають трансформовані вимірювальними трансформаторами миттєві значення напруги контактної електромережі u(t) і струму навантаження і н(t) локомотиву. Лічильники починають працювати і визначати параметри спожитої/виробленої електроенергії на тягу - кількість електроенергії, активну та реактивну потужності, струм навантаження, напругу та частоту контактної живлячої електромережі (лічильник 1) і електроенергії, спожитої на енергозабезпечення вагонів (лічильник 2). Вимірювальна інформація з лічильника 1 поступає на перший комунікаційний порт промислового сервера 3, а з лічильника 2 - на другий комунікаційний порт промислового сервера 3. Модуль визначення координат 4 з заданим інтервалом часу визначає географічні координати локомотиву і передає їх на третій комунікаційний порт промислового сервера 3, де виконується прив'язка отримуваних з лічильника даних, на 6 приклад, поточного споживання електроенергії, до місцезнаходження локомотиву на маршруті. Зібрані промисловим сервером 3 дані поступають на модемне обладнання 5 каналу безпровідного зв'язку, до складу якого входить і модем 6, з виходу якого інформація про параметри електроенергії з локомотиву поступає в сервер 7 моніторингового центру і ретранслюється ним через телекомунікаційну мережу зв'язку 8 в автоматизоване робоче місце 9 локомотивного депо. Таким чином, в порівнянні з прототипом, використання пристрою дистанційного моніторингу параметрів електроенергії, що споживається/виробляється рухомим тяговим складом, в якому на рівні локомотиву додатково встановлено другий лічильник електроенергії цифровий багатофункціональний, що здійснює постійний оперативний моніторинг цілого ряду параметрів електроенергії, що споживається/виробляється рухомим тяговим складом, па рівні локомотивного депо встановлено автоматизоване робоче місце, яке через телекомунікаційну мережу зв'язку з'єднано з сервером моніторингового центру, дозволяє досягнути нового технічного результату - підвищи ти точність та достовірність даних моніторингу, розширити функціональні можливості засобу, оптимізувати енергоспоживання та мінімізувати платню за спожиту рухомим тяговим складом залізниці електроенергію. Джерела інформації: 1. Подольский Л.Р., Чоловский Н.И., Фомин Ю.А. Счетчики электрической энергии электроподвижного состава. -М.: Трансжелдориздат, 1962.-116 с. 2. Калинин В.К., Михайлов Н.М., Хлебников В.Н. Электроподвижный состав железных дорог.М.: Транспорт, 1972. - 536 с. 3. Счетчик Альфа на электропоездах // Новые решения в учете электроэнергии. Ежеквартальная газета для производителей и потребителей электроэнергии. - М.: АББ ВЭИ Метроника. - 2000. №7. - С.7. 4. Vehicle State Monitoring System. JP2005028945, B60L3/00; B61L25/00; B61L25/04/Nakazawa Shinichiro; Kamo Yushi; Hatano Michihiro; Kamijo Atsushi; Matsuda Masaharu; Chiba Shigem. - Pabl. Data 2005-02-03. 7 Комп’ютерна в ерстка Д. Шев ерун 34949 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601