Способ и устройство для определения активной мощности электрического привода

 

Изобретение относится к способам определения активной мощности электрического привода, в частности, электрического привода арматуры, причем из измеренной активной мощности вычитают омические потери мощности в статоре привода. Изобретение относится также к устройствам для определения активной мощности электрического привода. При этом предусмотрено, что вычитают омические потери мощности в соединительной линии привода. Устройство для определения активной мощности предусматривает, что каждый раз две соединительных линии должны быть соединены в удаленных от привода точках парами проводов с источником постоянного напряжения. В один из проводов введено известное омическое сопротивление. Каждый из этих проводов на обращенной к приводу стороне омического сопротивления соединен через измеритель напряжения с другим проводом. Измерители напряжения соединены с блоком оценки. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам определения активной мощности электрического привода, в частности электрического привода арматуры, причем из измеренной активной мощности вычитают омические потери мощности, которые имеют место в статоре привода, а также к устройствам для определения активной мощности электрического привода, в частности электрического привода арматуры, который содержит соединительные линии для статорных обмоток привода.

Диагностика арматуры является производимым на арматуре способом измерения и оценки. Этим способом можно заблаговременно распознавать, изменилось ли состояние арматуры так, что следует опасаться отказа или по меньшей мере ограниченного принципа действия арматуры. К диагностике арматуры относится измерение активной мощности электрического привода арматуры. Изменение активной мощности, в частности, в связи с изменением других величин позволяет сделать заключение о неисправности арматуры.

Уже известно, что измеренная активная мощность должна подвергаться коррекции, прежде чем она может дать указание на состояние арматуры.

Уже предлагалось для коррекции активной мощности вычитать из измеренной активной мощности омические потери в статоре привода арматуры, а также индуктивные потери в статоре и омические и индуктивные потери в роторе привода.

Полученные таким образом откорректированные значения активной мощности подвержены колебаниям, которые не могут быть объяснены дефектами арматуры. Надежная диагностика арматуры с такими откорректированными значениями для активной мощности электрического привода следовательно не является возможной.

Задача - указание способа для определения активной мощности электрического привода, который позволяет получить значение активной мощности, которое однозначно указывает на неисправность привода или арматуры, к которой относится привод подходящего устройства для определения активной мощности электрического привода.

Исходя из того, что из измеренной активной мощности вычитают омические потери мощности, которые имеют место в статоре привода, первая задача решается согласно изобретения тем, что вычитают также омические потери мощности, которые имеют место в соединительной линии привода.

В основе изобретения лежит, таким образом, знание того, что изменение потерь мощности в соединительной линии привода является относительно большим, в то время как изменения индуктивных потерь в статоре и изменения потерь в роторе являются пренебрежимо малыми. Эти потери до сих пор принимались во внимание. Остающиеся в значительной степени постоянными потери однако не мешают, так как они не ухудшают, например, распознавания неисправности.

Способом согласно изобретению достигается то преимущество, что может быть определена откорректированная активная мощность, которая очень близко приближается к даваемой приводом механической мощности. Только за счет того, что учитывают не принимавшиеся ранее во внимание омические потери в соединительной линии привода, откорректированная активная мощность в значительной степени является идентичной с выдаваемой механической мощностью. Так как выдаваемая механическая мощность дает указание на надежность привода и приводимой арматуры, способом согласно изобретения может производиться хорошая, надежная диагностика, например диагностика арматуры.

Потери мощности в роторе привода, например, не учитываются. При этом оказалось, что эти потери по сравнению с потерями мощности в соединительной линии являются очень малыми. Таким образом, можно также без определения потерь в роторе получать надежное высказывание об откорректированной активной мощности и тем самым о состоянии привода и арматуры.

Например, не принимают во внимание никакие индуктивные потери мощности при определении активной мощности, а именно оказалось, что индуктивные потери по сравнению с потерями мощности в соединительной линии являются пренебрежительно малыми.

Таким образом, достигается преимущество, что получают достоверное высказывание о состоянии привода и арматуры также и без сложного определения индуктивных потерь мощности.

Способом согласно изобретению по откорректированной активной мощности настолько надежно определяют выдаваемую приводом механическую мощность, что с откорректированной активной мощностью, при необходимости, вместе с другими электрическими измерительными величинами, при диагностике может хорошо определяться состояние привода и арматуры. Не требуется дополнительно измерять никакие механические величины при диагностике арматуры, что вследствие сложного способа измерений содержало бы источники ошибок. Определенное способом согласно изобретения откорректированное значение для активной мощности соответвтвует выдаваемой приводом механической мощности настолько, что может производится надежная диагностика арматуры также без измерения механических величин.

Вторая задача указания устройства для определения активной мощности электрического привода, который содержит соединительные линии для статорных обмоток привода, решается согласно изобретения тем, что каждый раз две из соединительных линий соединены в удаленных от привода точках подключения через пары приводов с источником постоянного напряжения, что в один из проводов пары проводов введено известное омическое сопротивление, что этот провод между омическим сопротивлением и местом подключения соединен через измеритель напряжения с другим проводом соответствующей пары проводов что и измерители напряжения соединены с блоком оценки.

Там вычисляют омические потери мощности в соединительной линии и в статоре и вычитают из измеренной активной мощности.

Измерители напряжения являются, например, составной частью блока оценки. Этот блок тогда соединен для измерения напряжения с отводами напряжения на парах проводов.

Источники постоянного напряжения требуются только при измерении потерь мощности. В рабочем состоянии привода к этим соединительным линиям приложено переменное напряжение. Для определения потерь мощности в точках подключения с соединительными линиями соединено устройство коррекции. При выключенном переменном напряжении тогда через источники постоянного напряжения, которые находятся в устройстве коррекции, к приводу подводят постоянный ток. Точки подключения находятся не непосредственно на приводе, а в области удаленных от привода концов соединительных линий. За счет этого обеспечивается то, что наряду с омическими потерями мощности в статоре привода, который соединен с соединительными линиями, можно измерять также омические потери мощности во всех соединительных линиях.

В устройстве согласно изобретению через точки подключения с источником постоянного напряжения через пары проводов соединены каждый раз две из соединительных линий. Соответственно в один из обеих проводов пары проводов введено известное омическое сопротивление. Этот провод со стороны привода от омического сопротивления между омическим сопротивлением и точкой подключения соединен через измеритель напряжения с другим проводом пары проводов. Измерители напряжения соединены с блоком оценки, но могут быть также составной частью этого блока оценки. Там вычисляют омические потери в соединительной линии и в статоре. Для этого требуется еще только значение силы тока в соединительной линии. Для коррекции измеренной ранее общей активной мощности из нее вычитают вычисленные омические потери мощности. Остающееся откорректированное значение в значительной степени соответствует выдаваемой приводом механической мощности. Оно может поэтому также без дополнительных механических величин при диагностике связанной с приводом арматуры указывать ее надежность.

Способом и устройством согласно изобретению, в частности исключительно с электрическими измеряемыми величинами, обеспечивается надежная диагностика арматуры.

Способ и устройство согласно изобретению поясняются более подробно с помощью чертежа, На чертеже показана эквивалентная схема замещения для привода с соединительной линией, связанной с устройством для определения активной мощности привода.

Электрический привод 1, который является, например, приводом арматуры, имеет статор и ротор. Для энергоснабжения соединительные линии 2, 3 и 4 соединены со статором привода 1. Для определения активной мощности электрического привода 1 определяют произведение из приложенного напряжения и силы тока текущего тока. Активная мощность должна давать указание на механическое состояние привода 1, в частности связанной с приводом 1 арматуры. Для этого необходимо, чтобы определяли потери мощности и коррегировали измеренную активную мощность.

Существенным для способа и устройства согласно изобретению является установление того, что потери мощности в роторе и индуктивные потери в статоре настолько малы, что они не должны приниматься во внимание. С другой стороны, омические мощности потери в соединительных линиях привода не должны оставаться неучтенными.

На чертеже показан привод 1, которому приданы три соединительные линии 2, 3 и 4. В качестве эквивалентной схемы замещения омическое сопротивление статорной обмотки привода 1 представлено сопротивлениями 1a, 1b и 1c, Омические сопротивления длинных соединительных линий 2, 3 и 4, которые могут простираться от пульта управления электростанции до арматуры на электростанции на расстояние более 100 м, представлены на чертеже в качестве эквивалентной схемы замещения омическими сопротивлениями 2a, 3a и 4a.

Для определения омических потерь мощности в статоре привода 1 и в соединительных линиях 2, 3 и 4 предусмотрено устройство коррекции 5, которое после выключения снабжения напряжением привода 1 в точках подключения 2b, 3b и 4b может подключаться к соединительным линиям 2, 3 и 4. Точки подключения 2b, 3b и 4b, которые могут быть гнездами подключения, находятся вблизи удаленных от привода концов соединительных линий 2, 3 и 4.

Устройство коррекции 5 содержит штепсельные разъемы 6, 7 и 8, которые должны соединяться с гнездами для подключения точек подключения 2b, 3b и 4b. Вместо штепсельных разъемов 6, 7 и 8 могут иметься также другие элементы подключения. Соответственно каждый раз два штепсельных разъема 6, 7 и 8 соединены с источником постоянного напряжения 9, 10 и 11. Чтобы можно было быстро и надежно определять потери мощности, для трех соединительных линий 2, 3 и 4 предусмотрены три источника постоянного напряжения 9, 10 и 11. Можно обходиться также и только с одним источником постоянного напряжения 9, коль скоро также исходящие на чертеже от источников постоянного напряжения 10 и 11 линии соединены с источником постоянного напряжения 9. В устройстве коррекции 5 каждый раз два штепсельных разъема 6, 7 и 8 через пару проводов 12a и 12b; 13a и 13b; 14a и 14b соединены с источником постоянного напряжения 9, 10, 11. В настоящем примере пара проводов 12a и 12b соединяет штепсельные разъемы 8 и 6 с источником постоянного напряжения 9. Пара проводов 13a и 13b соединяет штепсельные разъемы 6 и 7 с источником постоянного напряжения 10. Пара проводов 14a и 14b соединяет штепсельные разъемы 7 и 8 с источником постоянного напряжения 11. Соответственно в один из проводов 12b, 13b и 14b пары проводов введено известное омическое сопротивление 15, 16 и 17. Исходя от провода 12b, 13b и 14b между этим омическим сопротивлением 15, 16 и 17 и штепсельным разъемом 6, 7 и 8 или соответственно точкой подключения 2b, 3b и 4b, между проводами каждой пары проводов 12a и 12b; 13a и 13b; 14a и 14b расположены измерители напряжения 18, 19 и 20. При известном приложенном за счет источника постоянного напряжения 9, 10 и 11 постоянном напряжении и при известном омическом сопротивлении сопротивлений 15, 16 и 17 каждый измеритель напряжения 18, 19 и 20 показывает падение напряжения на омических сопротивлениях 2a, 3a и 4a двух соединительных линий 2, 3 и 4 и на омических сопротивлениях 1a, 1b и 1c соединенных с этими соединительными линиями 2, 3 и 4 статорных обмоток.

Измерители напряжения 18, 19 и 20 соединены с блоком оценки 21. Они могут быть также введены в блок оценки 21, так что блок оценки 21 может быть непосредственно соединен с отводами на парах проводов 12a и 12b; 13a и 13b; 14a и 14b. Там определяют потери мощности, которые должны учитываться для коррекции измеренной активной мощности. Так как способом согласно изобретению учитываются только омические потери мощности, все измерения можно производить при приложенном постоянном напряжении. За счет того, что потери мощности для соединительных линий 2, 3 и 4 и относящихся к ним статорных обмоток привода 1 определяют попарно, достигается высокая точность. Для определения потерь мощности в блоке оценки 21 из результатов измерений измерителей напряжения 18, 19 и 20 путем сравнения этих результатов измерений определяют падения напряжения на парах сопротивлений 1a и 2a; 1b и 3a; 1c и 4a. Путем умножения с подлежащей определению силой тока получают потери мощности. Эти потери мощности должны вычитаться из активной мощности, которую определяют во время работы привода 1. Определенная за счет этого откорректированная активная мощность привода 1 соответствует в значительной степени действительной мощности привода 1 и может с небольшой ошибкой приравниваться к механической мощности привода 1 и тем самым к механической мощности связанной с приводом 1 арматуры. Откорректированная активная мощность является надежной мерой для состояния привода 1 и арматуры. При этом не должны привлекаться только с трудом определяемые механические измерительные величины, чтобы можно было распознать при диагностике арматуры состояние и надежность арматуры.

За счет учета потерь мощности в соединительных линиях 2, 3 и 4 получают надежные высказывания о состоянии привода 1 и арматуры также тогда, когда соединительные линии 2, 3 и 4 являются очень длинными. Измерительные приборы для диагностики арматуры, например устройство коррекции 5, можно размещать на пульте управления электростанции, который может быть удален на 100 м или больше от подлежащего проверке привода 1, без появления ошибок измерения. Тем самым упрощается диагностика арматуры, поскольку измерения вблизи привода и арматуры являются сложными. В частности, на атомных электростанциях измерение вблизи арматуры является сложным вследствие радиоактивного излучения.

Формула изобретения

1. Способ для определения активной мощности электрического привода, в частности электрического привода арматуры, причем из измеренной активной мощности вычитают омические потери мощности, имеющие место в статоре привода, отличающийся тем, что вычитают также омические потери мощности, имеющие место в соединительной линии привода.

2. Устройство для определения активной мощности электрического привода, в частности электрического привода арматуры, который содержит соединительные линии для статорных обмоток привода, отличающееся тем, что каждый раз две из соединительных линий соединены в удаленных от привода точках присоединения парами проводов с источником постоянного напряжения, причем в один из проводов пары проводов введено известное омическое сопротивление и этот провод между омическим сопротивлением и точкой присоединения соединен через измеритель напряжения с другим проводом соответствующей пары проводов и измерители напряжения соединены с блоком оценки.

РИСУНКИ

Рисунок 1