Мікропроцесорна система моніторингу і прогнозування залишкового ресурсу повітряних високовольтних вимикачів

Мікропроцесорна система моніторингу і прогнозування залишкового ресурсу повітряних високовольтних вимикачів, що містить електронний ключ, яка відрізняється тим, що в неї введено мікропроцесор, таймер, три дешифратори, запам'ятовуючий пристрій, два шифратори, чотирипортовий модуль, два регістри, аналого-цифровий перетворювач, причому вихід шини адреси першого порту мікропроцесора підключений до входу шини адреси таймера, двох регістрів і чотирипортового модуля, вхід шини даних якого з'єднаний з входом шини даних запам'ятовуючого пристрою, таймера, двох шифраторів, аналого-цифрового перетворювача і виходом шини даних другого порту мікропроцесора, вихід шини адреси третього 3 44712 4 рового комутатора з'єднана з вихідною цифровою двох регістрів і аналого-цифрового перетворювашиною функціонального перетворювача, а друга ча, при чому вихід шини адреси першого порту вхідна цифрова шина та вхідна цифрова шина мікропроцесора підключений до входу шини адредругого функціонального перетворювача підклюси таймера, двох регістрів і чотирипортового мочені до вихідної цифрової шини першого лічильнидуля, вхід шини даних якого з'єднаний з входом ка імпульсів. шини даних запам'ятовуючого пристроя, таймера, Недоліком відомого пристроя є обмежені фундвох шифраторів, аналого-цифрового перетворюкціональні можливості, в зв'язку з тим, що в відовача, і виходом шини даних другого порту мікромому пристрої не виконуються в реальному часі процесора, вихід шини адреси третього порту мікфункції моніторингу технічного стану повітряних ропроцесора підключений n/2-старшими високовольтних вимикачів, а також відпрацьованорозрядами до входу адреси першого дешифратого, критичного і залишкового ресурсу з метою його ра і n/2-молодшими розрядами до входу адреси захисту. другого дешифратора стробуючі входи яких об'єдНайбільш близьким за своєю технічною суттєнані і підключені до стробуючого виходу мікропровістю є пристрій для контролю ресурсу повітряних цесора, вихід першого регістра з'єднаний з входом високовольтних вимикачів [3], що включає електшини адреси запам'ятовуючого пристроя, вихід ронні ключі, компаратори, датчики струму, елемедругого регістра підключений до входу третього нти АБО, елемент НІ, причому виходи першого, дешифратора виходи якого з'єднані з відповідними другого і третього датчиків струму підключені відвходами вибору схеми аналого-цифрового переповідно, до входів першого, другого і третього творювача, запам'ятовуючого пристроя, першого компараторів, а вихід першого електронного ключа регістра, таймера і чотирипортового модуля, входи з'єднаний з входами восьмого, дев'ятого і десятого запису і читання якого з'єднані відповідно з входом компараторів. запису і читання запам'ятовуючого пристроя, перНедоліком даного пристроя є обмежені функшого регістра, аналого-цифрового перетворювача, ціональні можливості, низька надійність і рівень таймера і виходами запису і читання мікропроцедіагностування в зв'язку з тим, що в відомому присора, перший, другий і третій виходи першого дестрої не виконується з єдиних інформаційних пошифратора підключені до перших управляючих зицій моніторинг технічного стану повітряних висовходів відповідно першого шифратора, другого ковольтних вимикачів шляхом визначення шифратора і електронного ключа підключеного відпрацьованого вимикачем ресурсу, залишкового своїм виходом до входу аналого-цифрового перересурсу вимикача, а також критичного ресурсу і творювача, вихід запису мікропроцесора з'єднаних його граничних значень для визначення передз входом запису другого регістра, а перший, друаварійних і аварійних режимів повітряних високогий і третій виходи другого дешифратора підклювольтних вимикачів з метою формування аварійчені відповідно до других управляючих входів ної експрес і повної інформації для передачі на всі першого шифратора, другого шифратора і електрівні управління або відключення вимикачів в проронного ключа інформаційні входи яких являються цесі керування силовими електричними мережавідповідно першим, другим і третім інформаційним ми. входом мікропроцесорної системи. За основу корисної моделі поставлена задача На Фіг.1 наведено структурну схему мікропростворення мікропроцесорної системи моніторингу і цесорної системи моніторингу і прогнозу залишкопрогнозування залишкового ресурсу повітряних вого ресурсу повітряних високовольтних вимикависоковольтних вимикачів з розширеними функцічів. На Фіг.2 наведено блок - схемою алгоритму ональними можливостями, в якій за рахунок ввероботи мікропроцесорної системи моніторингу і дення нових блоків і зв'язків між ними досягається прогнозу залишкового ресурсу повітряних високообчислення з єдиних інформаційних позицій знавольтних вимикачів. Мікропроцесорна система чення відпрацьованого вимикачем ресурсу Qiвідв, моніторингу і прогнозу залишкового ресурсу повітзалишкового ресурсу Qiзал вимикача, а також криряних високовольтних вимикачів (Фіг.1) включає тичного ресурсу Qiкpт і його екстремальних знамікропроцесор 1, таймер 2, чотирипортовий мочень, що дозволяє реалізувати моніторинг технічдуль 3, три дешифратори 4, два регістри 5, два ного стану повітряних високовольтних вимикачів, шифратори 6, електронний ключ 7, запам'ятовуюпокращити глибину і рівень діагностування, а тачий пристрій 8, аналого-цифровий перетворювач кож значно збільшити рівень надійність роботи 9. Вихід шини адреси першого порту мікропроцезавдяки можливості визначення граничних значень сора 1 підключений до входу шини адреси таймекритичного ресурсу повітряних високовольтних ра 2, двох регістрів 5 і чотирипортового модуля 3 вимикачів на базі чого ідентифікувати передвхід шини даних якого з'єднаний з входом шини аварійні і аварійні режими роботи їх, формувати даних запам'ятовуючого пристроя 8, таймера 2, файли експрес і повної інформації для передачі на двох шифраторів 6, аналого-цифрового перетвовсі рівні управління з метою керування силовими рювача 9, і виходом шини даних другого порту електричними мережами або відключення вимикамікропроцесора 1. Вихід шини адреси третього чів. порту мікропроцесора 1 підключений n/2Поставлена мета досягається шляхом вклюстаршими розрядами до входу адреси першого чення до мікропроцесорної системи моніторингу і дешифратора 4 і n/2-молодшими розрядами до прогнозування залишкового ресурсу повітряних входу адреси другого дешифратора 4 стробуючі високовольтних вимикачів таймера, трьох дешифвходи яких об'єднані і підключені до стробуючого раторів, мікропроцесора, запам'ятовуючого привиходу мікропроцесора 1. Вихід першого регістра 5 строя, двох шифраторів, чотирипортового модуля, з'єднаний з входом шини адреси запам'ятовуючого 5 44712 6 пристроя 8. Вихід другого регістра 5 підключений ми моніторингу і прогнозу залишкового ресурсу до входу третього дешифратора 4 виходи якого повітряних високовольтних вимикачів. Після запуз'єднані з відповідними входами вибору схеми ску в роботу на першому етапі проводиться поаналого-цифрового перетворювача 9, запам'ятостійне читання інформації на першому інформавуючого пристроя 8, першого регістра 5, таймера 2 ційному вході мікропроцесорної системи і і чотирипортового модуля 3 входи запису і читання відповідно на вході першого шифратора 6, що поякого з'єднані відповідно з входом запису і читання ступає з виходу датчика реєстрації початку відзапам'ятовуючого пристроя 8, першого регістра 5, ключення повітряного високовольтного вимикача. аналого-цифрового перетворювача 9, таймера 2 і При реєстрації моменту початку відключення повівиходами запису і читання мікропроцесора 1. Петряного високовольтного вимикача мікропроцесор рший, другий і третій виходи першого дешифрато1 згідно алгоритму (Фіг.2) запускає таймер 2 в рора 4 підключені до перших управляючих входів боту, проводить з частотою F реєстрацію миттєвих відповідно першого шифратора 6, другого шифразначень струму Ik що протікає в процесі к-го відім тора 6 і електронного ключа 7 підключеного своїм ключення повітряного високовольтного вимикача і виходом до входу аналого-цифрового перетворюреалізує постійне читання інформації на другому вача 9. Вихід запису мікропроцесора 1 з'єднаних з інформаційному вході мікропроцесорної системи і входом запису другого регістра 5, а перший, друвідповідно на вході другого шифратора 6, що погий і третій виходи другого дешифратора 4 підступає з виходу датчика реєстрації кінця відклюключені відповідно до других управляючих входів чення повітряного високовольтного вимикача. Копершого шифратора 6, другого шифратора 6 і ли наступає момент кінця відключення повітряного електронного ключа 7 інформаційні входи яких високовольтного вимикача таймер 2 обчислює являються відповідно першим, другим і третім інтермін τк за який проводився процес відключення. формаційним входом мікропроцесорної системи. Мікропроцесором 1 обчислюється значення сереМікропроцесор 1 мікропроцесорної системи моніторингу і прогнозу залишкового ресурсу повітряних високовольтних вимикачів виконаний, наприклад, у вигляді одно кристального мікропроцесора KM 1816 BE 51. Чотирипортовий модуль 4 виконані, наприклад, у вигляді інтегральної схеми ST16C554DCJ. Робота мікропроцесорної системи моніторингу і прогнозу залишкового ресурсу повітряних високовольтних вимикачів (Фіг.1) проводиться у відповідності з наведеною блок-схемою алгоритму роботи на Фіг.2. Після запуск мікропроцесорної системи моніторингу і прогнозу залишкового ресурсу повітряних високовольтних вимикачів вона працює постійно і згідно алгоритму (Фіг.2) здійснює з єдиних інформаційних позицій безперервний моніторинг значення відпрацьованого вимикачем ресурсу, залишкового ресурсу вимикача, а також критичного ресурсу і його екстремальних значень, що дозволяє покращити глибину і рівень діагностування, а також значно збільшити рівень надійність роботи завдяки можливості визначення граничних значень критичного ресурсу повітряних високовольтних вимикачів. Спочатку на перший інформаційний вхід мікропроцесорної системи і відповідно на вхід першого шифратора 6 подається сигнал з виходу датчика реєстрації початку відключення повітряного високовольтного вимикача, на другий інформаційний від мікропроцесорної системи і відповідно на вхід другого шифратора 6 подається сигнал з виходу датчика реєстрації кінця відключення повітряного високовольтного вимикача, а на третій інформаційний від мікропроцесорної системи і відповідно на вхід електронного ключа 7 подається сигнал з виходу датчика струму, що протікає в процесі відключення повітряного високовольтного вимикача. Потім проводиться інсталяція мікропроцесорної системи моніторингу і прогнозу залишкового ресурсу повітряних високовольтних вимикачів, а також обробляється процедура обміну інформацією. Якщо процедура обміну інформацією не проводиться, то виконується процедура запуску в роботу, мікропроцесорної систе днього струму Ik , максимального струму Ik max і ср мінімального струму Ik , що протікає по контакmin там повітряного високовольтного вимикача в процесі к-го відключення по наступним виразам як { { } } 1 Nk k k k k k ∑ Iim , Ik max I1m,INm , Ik min I1m,INm . max ∈ min ∈ Nk i=1 Потім обчислюється величина поточного від Ik = cp cn працьованого ресурсу середнього поточного Qn відпрацьованого ресурсу, максимального поточно го відпрацьованого ресурсу Qmax і мінімального n Qmin поточного відпрацьованого ресурсу по вираn зам k k i=1 i=1 min max k cn Qn = ∑ Ik τk , Qn = ∑ Imax τk , Qn = cp k ∑ Ik τk . min i=1 Далі мікропроцесором 1 обчислюється залишковий Qз ресурс (середній, максимальний і мінімальний) по формулам k Qcn = Q − ∑ Ik τk , з cp i =1 k Qmax = Q − ∑ Ik τk , з max i=1 k Qmin = Q − ∑ Ik τk . з min i=1 Де Q - ресурс повітряного високовольтного вимикача який надається при його виготовленні. Після цього формується файл інформації про стан високовольтного вимикача і передається на всі ріні управління електричною мережею. Далі обчислюється величина критичного залишкового ресурсу по формулам k Q − ∑ Ik τk ≤ ε1 , cp i =1 k Q − ∑ Ik τk ≤ ε 2 , max i=1 k Q − ∑ Ik τk ε3 min i =1 і мікропроцесором 1 аналізується величина ресурсу. Якщо ресурс не критичний, то процес 7 44712 8 повторюється починаючи з самого початку. В тому для визначення перед-аварійних і аварійних ревипадку коли ресурс критичний, то формується жимів повітряних високовольтних вимикачів. У експрес-інформація і передається на вищі рівні запропонованій мікропроцесорній системі монітоуправління. В випадку коли при обробці процедури рингу і прогнозу залишкового ресурсу повітряних обміну інформацією необхідно виконувати обмін, високовольтних вимикачів значно розширені фунто оброблюються процедури запис-читання, закціональні можливості завдяки спроможності пропис-тестування. Якщо необхідно виконувати запис, ведення з єдиних інформаційних позицій величини то передається в мікропроцесорну систему монівідпрацьованого вимикачем ресурсу Qiвідвід, залиторингу і прогнозу залишкового ресурсу повітряних шкового ресурсу Qiзал вимикача, а також критичновисоковольтних вимикачів пакет програм функціого ресурсу Qiкрт і його екстремальних значень, що нування системи і пакет програм нормативної індозволяє реалізувати моніторинг технічного стану формації і після передачі всіх даних виконується повітряних високовольтних вимикачів, покращити процедура кінця роботи і мікропроцесорна систеглибину і рівень діагностування, а також значно ма моніторингу і прогнозу залишкового ресурсу збільшити рівень надійність роботи завдяки можповітряних високовольтних вимикачів готова до ливості визначення граничних значень критичного функціонування. Якщо необхідно проводити тестуресурсу повітряних високовольтних вимикачів на вання, то передається пакет тестів, виконується базі чого ідентифікувати перед-аварійні і аварійні процедура тестування системи і після виконання режими роботи повітряних вимикачів, формувати тестів мікропроцесорна система моніторингу і профайли експрес і повної інформації для передачі на гнозу залишкового ресурсу повітряних високововсі рівні управління з метою керування силовими льтних вимикачів готова до запуску. У випадку електричними мережами або для відключення коли тести не виконуються, то формується і переповітряних вимикачів. Крім того в запропонованій дається файл інформації про несправність. Якщо мікропроцесорній системі стало можливим вести в необхідно виконувати читання, то із запам'ятовуюпроцесі роботи інсталяцію, настройку і тестовий чого пристроя 8 читається блок даних, формуєтьконтроль, завдяки чому покращились такі характеся експрес-інформація про прочитані дані і використики як живучість, надійність, пошук та ремонт нується процедура кінця читання. пошкодження. Завдяки введенню нових елементів та зв'язків Література між ними запропонована мікропроцесорна система 1. Відмовостійка система з аналізом ресурсу, моніторингу і прогнозу залишкового ресурсу повітG 06 F 11/18, патент України № 80664. Промислоряних високовольтних вимикачів вигідно відрізнява власність, Офіційний бюлетень № 16, 2007 р. ється від прототипу. На відміну від прототипу, в 2. Пристрій для контролю ресурсу повітряних якому обмежені функціональні можливості, низька високовольтних вимикачів, G 07 С 3/10, патент надійність і рівень діагностування в зв'язку з тим, України № 28946. Промислова власність, Офіційщо в відомому пристрої не виконується моніторинг ний бюлетень № 21, 2007 р. технічного стану повітряних високовольтних вими3. Пристрій для контролю ресурсу повітряних качів шляхом визначення відпрацьованого вимивисоковольтних вимикачів, G 07 С 3/10, патент качем ресурсу, залишкового ресурсу вимикача, а України № 28535. Промислова власність, Офіційтакож критичного ресурсу і його граничних значень ний бюлетень № 20, 2007 р. (прототип). 9 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 44712 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601