Пристрій для діагностування згладжуючого фільтру тягової підстанції постійного струму

Пристрій для діагностування згладжуючого фільтру тягової підстанції постійного струму, вміщуючий два розв'язуючих блоки з датчиками заважаючої напруги, вхід одного з яких підключений до входу згладжуючого фільтру, а вхід другого - до виходу згладжуючого фільтру, який відрізняється 38161 ки ЗФ, наприклад, 100, 200, 300 Гц і т.д., блоків ділення, порівняння, реєстрації несправності, задавача коефіцієнту згладжування, дешифратора і блоку індикації. Розрахунок Кзгл проводиться окремо по кожній із частот, на які налагоджені ланки ЗФ. Розрахований Кзгл порівнюється з нормованою величиною. У разі невідповідності розрахованого Кзгл його нормованому значенню на якійсь із частот, фіксується несправність ланки ЗФ та формується сигнал про несправність в блоці індикації. Недоліками цього пристрою є неможливість правильного оцінювання якості функціонування ЗФ при зміні частоти первинної напруги через те, що селективні фільтри налагоджені на частоти, кратні 50 Гц та відсутність фіксації відключення ЗФ при згоранні запобіжника. На сучасному етапі необхідне застосування пристроїв діагностики ЗФ, що органічно входять складовою частиною в автоматизовану систему управління тягової підстанції. В основу пристрою за винаходом поставлено технічну задачу підвищення інформативності, надійності та економічності тягової підстанції постійного струму. Суть винаходу полягає в тому, що пристрій для діагностування згладжуючого фільтру тягової підстанції постійного струму складається з двох розв'язуючих блоків з датчиками заважаючої напруги, вхід одного з яких підключений до входу згладжуючого фільтру, а вхід другого до виходу згладжуючого фільтру. Він включає в себе додатково датчик напруги, датчики стану конденсаторів, блок контролю стану конденсаторів, блок контролю стану запобіжника, блок гармонічного аналізу, розрахунково-логічний блок, блок сигналізації і зв'язку. При цьому інформаційний вхід датчика напруги підключений до згладжуючого фільтру, а інформаційні входи блоку гармонічного аналізу, блоку контролю стану конденсаторів, блоку контролю стану запобіжника підключені відповідно до виходів датчиків заважаючої напруги, датчиків стану конденсаторів та датчику напруги, а виходи вказаних блоків приєднані до входів розрахунковологічного блоку, вихід якого підключений до входу блоку сигналізації і зв'язку. Пристрій в плині часу дозволяє оцінити коефіцієнт згладжування, стан конденсаторів та запобіжника. Таким чином, підвищується інформативність і надійність діагностування та за рахунок своєчасного виявлення несправності підвищується економічність і надійність роботи тягової підстанції постійного струму в цілому. Графічна частина (фіг.) пояснює винахід, де представлена структурна схема пропонованого пристрою. Пристрій діагностування згладжуючого фільтру 1 складається з розв'язуючих блоків з датчиками заважаючої напруги 2, що включені до і після ЗФ. Виходи розв'язуючих блоків з датчиками заважаючої напруги 2 підключені до входів блоку гармонічного аналізу спектрів заважаючої напруги до і після ЗФ 3, вихід якого приєднаний до одного із трьох входів розрахунково-логічного блоку 4. Інші входи розрахунково-логічного блоку 4 з'єднані відповідно з виходом блоку контролю стану конденсаторів 5 і виходом блоку контролю стану запобіжника 6. Вхід блоку контролю стану конденсаторів 5 з'єднаний з виходами датчиків контролю стану конденсаторів 7 згладжуючого фільтру 1. Вхід блоку контролю стану запобіжника 6 з'єднаний з виходом датчика напруги 8 згладжуючого фільтру 1. У свою чергу, вихід розрахунково-логічного блоку 4 приєднаний до входу блоку сигналізації і зв'язку 9. Пристрій працює таким чином: на кожному такті роботи здійснюється введення інформації про стан запобіжника від датчика напруги 8 в блок контролю стану запобіжника 6, про стан конденсаторних банок від датчиків стану конденсаторів 7 в блок контролю стану конденсаторів 5 і криві еквівалентної заважаючої напруги UEзав1 (до згладжування) і UEзав2 (після згладжування) від датчиків заважаючої напруги 2 в блок гармонічного аналізу 3. Як датчики заважаючої напруги 2 можуть бути застосовані датчики, що використовують ефект Холла або ж високовольтні поділювачі напруги (розв'язуючі захисні блоки ИМН-3). Як датчики стану конденсаторів 7 можливо застосовувати, наприклад, датчики тиску на основі тензорезисторів (див.: Зайцев Ю.В., Марченко А.Н., Ващенко И.И. Полупроводниковые резисторы в электротехнике. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 136 с., ил.). Контроль стану запобіжника в поточному часі здійснюється шляхом контролю наявності напруги на клемах вольтметра, який приєднується через запобіжник ЗФ. Як датчик напруги 8 може бути застосований датчик, що використовує ефект Холла або ж поділювач напруги вказаного вище вольтметра. Введення інформації про стан запобіжника здійснюється за схемою нуль-індикатора (компаратора), що дозволяє вводити інформацію в цифровій формі. При цьому при наявності напруги на клемах вольтметра на виході компаратора буде рівень логічної "1", при її відсутності (при згорянні запобіжника) - рівень логічного "0". Практична реалізація блоку контролю стану запобіжника 6 здійснюється використанням інтегрального компаратора напруги, призначеного для переходу від аналогових сигналів до цифрових, який входить в склад сигнального процесора ADSP- 2100 (див.: ADSP-2100. Family EZ - KIT Lite. Reference Manual. 1995. - Analog Devices, Inc. All Rights Reserved). На сигнальному процесорові побудовані також блок гармонічного аналізу спектрів заважаючої напруги до і після ЗФ 3, блок контролю стану конденсаторів 5 та розрахунковологічний блок 4. Реалізація вказаних блоків на одному процесорі здійснюється програмноапаратним чином. Блок контролю стану конденсаторів 5 здійснює контроль стану конденсаторів у плині часу, фіксує виникнення пошкодження конденсатора та визначає його порядковий номер. Протокол обміну інформацією з розрахунковологічним блоком 4 побудований таким чином, що інформація оновлюється в разі наявності пошкодження якогось з конденсаторів ЗФ. Блок гармонічного аналізу спектрів заважаючої напруги до і після ЗФ 3 здійснює розкладання кривих заважаючої напруги UEзав1 і UEзав2, реалізуючи алгоритм швидкого перетворення Фур'є (ШПФ) у поточному часі. Здійснення операції ШПФ у темпі процесу дозволяє радикально змінити і прискорити процедуру оцінки стану ланцюгів ЗФ. На відміну від відомих методик, одночасно перевіряються всі частоти, на які налагоджені ланцюги ЗФ. Після розкладання UEзав1 і UEзав2 на гармонічні складові здій 2 38161 на несправність цієї резонансної ланки ЗФ, пошкодженні запобіжника або конденсатора або при їх відсутності формує протокол стану ЗФ, який передається в блок сигналізації і зв'язку 9. Практична реалізація розрахунково-логічного блоку 4 здійснюється програмно-апаратним чином на сигнальному процесорі. Блок сигналізації і зв'язку 9 здійснює передавання протоколу стану ЗФ, наприклад на енергодиспетчерський пункт та передає аварійний сигнал в схему загальнопідстанційної сигналізації в разі виникнення пошкодження ЗФ. Практична реалізація блоку сигналізації і зв'язку 9 здійснюється програмно-апаратним чином на сигнальному процесорі підтримкою протоколу обміну RS 465. Таким чином, пропонований пристрій дозволяє здійснювати контроль стану ЗФ у плині поточного часу, скоротити час пошуку несправності, здійснювати зв'язок як на локальному, так і регіональному рівнях ієрархії автоматизованої системи керування пристроями тягового електропостачання, що дозволяє підвищити інформативність, надійність та економічність роботи тягових підстанцій постійного струму. снюється розрахунок Кзгл по кожній із гармонік за відомою методикою. Розраховані значення Кзгл передаються в розрахунково-логічний блок 4, який перевіряє відповідність Кзгл нормованому значенню на частотах, на які налаштовані ланки ЗФ. У блоці контролю стану запобіжника 6 залежно від отриманої від датчика напруги 8 інформації формується вихідний сигнал, який передається в розрахунково-логічний блок 4. У блоці контролю стану конденсаторів 5 здійснюється контроль стану конденсаторів у плині часу і, залежно від інформації, яка поступає від датчиків стану конденсаторів 7, формується вихідний сигнал, який передається в розрахунково-логічний блок 4. Цей сигнал має рівень логічної "1" при відсутності пошкодження конденсатора та рівень логічного "0" при виникненні пошкодження конденсатора. Одночасно визначається порядковий номер пошкодженого конденсатора. Розрахунково-логічний блок 4 здійснює аналіз інформації, яка надходить від блоку гармонічного аналізу 3, блоку контролю стану запобіжника 6, блоку контролю стану конденсаторів 5 і в разі невідповідності Кзгл нормованому значенню на частотах, на які налаштовані ланки ЗФ, що вказує Фіг. 3 38161 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4