RU181876U1

RU181876U1 - Line Crane Backup Power Management

Info

Publication number: RU181876U1
Application number: RU2017129781U
Authority: RU
Inventors: Рафаэль Рафкатович Кантюков; Сергей Павлович Зайцев; Сергей Викторович Шенкаренко; Руслан Владимирович Лебедев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Казань"
Priority date: 2017-08-22
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2018-07-26

Abstract

Полезная модель относится к области электроснабжения и энергообеспечения техники и технологии, а именно к устройству электропитания линейных кранов давления газа, и может быть использована в системах привода запорной арматуры трубопроводного транспорта газообразного сырья (природного газа, этана, воздуха, кислорода и пр.).Технической задачей устройства управления резервным питанием линейных кранов является повышение надежности работы системы резервного питания.Технический результат в устройстве управления резервным питанием линейных кранов, содержащем ресивер для хранения газа, привод линейного крана, достигается за счет того, что ресивер для хранения газа состоит из двух баллонов для сжатого газа, баллоны ресивера соединены между собой параллельно, привод линейного крана соединен с одним из баллонов ресивера посредством подающей линии, привод линейного крана снабжен сбросной линией. 1 фиг.The utility model relates to the field of power supply and energy supply of equipment and technology, namely to the power supply device of linear gas pressure valves, and can be used in drive systems of stop valves of pipeline transport of gaseous raw materials (natural gas, ethane, air, oxygen, etc.). The objective of the linear cranes backup power management device is to increase the reliability of the backup power system. The technical result in the line backup power management device cranes containing a receiver for storing gas, a linear valve actuator is achieved due to the fact that the receiver for storing gas consists of two cylinders for compressed gas, the cylinders of the receiver are interconnected in parallel, the actuator of the linear valve is connected to one of the cylinders of the receiver via a supply line , the drive of the linear crane is equipped with a discharge line. 1 of FIG.

Description

Полезная модель относится к области электроснабжения и энергообеспечения техники и технологии, а именно к устройству электропитания линейных кранов давления газа, и может быть использована в системах привода запорной арматуры трубопроводного транспорта газообразного сырья (природного газа, этана, воздуха, кислорода и пр.).The utility model relates to the field of power supply and energy supply of equipment and technology, namely to the power supply device for linear gas pressure valves, and can be used in drive systems of shutoff valves of pipeline transport of gaseous raw materials (natural gas, ethane, air, oxygen, etc.).

Из уровня техники известно устройство, описанное в патенте на изобретение № RU 2260235 авторов А.А. Алиева и др. (МПК Н02В 5/00, H02J 9/04). Система состоит из запитанного от линии электропередач блок-бокса электроснабжения линейных потребителей, состоящего из четырех отсеков, в которых расположены линии электропередачи, и распределительная шина с коммутационными аппаратами и системой телемеханики. Система комплектного электроснабжения линейных потребителей включает основной и резервный каналы электроснабжения, устройства их автоматического включения, а также состоящий из необслуживаемой аккумуляторной батареи и инвертора источник гарантированного питания, питающий низковольтную панель гарантированного питания. К панели гарантированного питания подключены требующие бесперебойного электроснабжения линейные потребители. Блок-бокс подключается к вдоль трассовой линии электропередачи посредством двух отпаек и с помощью двух воздушных вводов, оснащенных проходными изоляторами. Под блок-боксом расположен кабельный модуль для вывода силовых и контрольных кабелей в кабельные сети линейного потребителя.The prior art device is described in the patent for invention No. RU 2260235 of the authors A.A. Aliyev et al. (IPC Н02В 5/00, H02J 9/04). The system consists of a power supply unit of linear consumers supplied from the power line, consisting of four compartments in which the power lines are located, and a distribution bus with switching devices and a telemechanics system. The system of complete power supply for linear consumers includes the main and backup power supply channels, devices for their automatic inclusion, as well as a guaranteed power supply consisting of a maintenance-free battery and an inverter, supplying a low-voltage guaranteed power panel. Linear consumers requiring uninterrupted power supply are connected to the guaranteed power panel. The block box is connected to along the route of the power line by means of two solders and by means of two air inlets equipped with bushing insulators. Under the block box is a cable module for outputting power and control cables to cable networks of a linear consumer.

Среди основных недостатков вышеописанной системы можно выделить низкую надежность в случае резервного использования такой системы, дороговизну и сложность изготовления.Among the main disadvantages of the above system can be identified low reliability in case of backup use of such a system, the high cost and complexity of manufacturing.

Известно техническое решение, описанное в патенте на изобретение № RU 2472271 авторов А.Н. Лукьянчикова и др. (МПК H02J 9/04). Устройство содержит основной и резервный источники питания, отрицательными выводами подключенные к одному выводу нагрузки, а к ее другому выводу через первый диод подключен положительный полюс основного источника питания, а также транзистор p-n-р типа, база которого соединена через резистор с отрицательными полюсами источников и через второй диод - с анодом первого диода, отличающееся тем, что положительный полюс резервного источника питания через эмиттерно-коллекторный переход транзистора соединен с катодом первого диода.The technical solution described in the patent for invention No. RU 2472271 by A.N. Lukyanchikova et al. (IPC H02J 9/04). The device contains primary and backup power sources, connected with negative leads to one output terminal of the load, and the positive pole of the main power source, as well as a pn-p transistor, the base of which is connected through the resistor to the negative poles of the sources and through the second diode - with the anode of the first diode, characterized in that the positive pole of the backup power source through the emitter-collector junction of the transistor is connected to the cathode of the first diode.

В качестве недостатка вышеописанного устройства можно отметить невозможность использования его в агрессивной среде, вследствие наличия чувствительных диодно-транзисторных элементов.As a disadvantage of the above device, it can be noted the impossibility of using it in an aggressive environment, due to the presence of sensitive diode-transistor elements.

Известно устройство обеспечения безопасности резервного источника питания поста электрической централизации, описанное в патенте на изобретение № RU 2498477 авторов Д.А. Когана и др. (МПК H02J 9/00 (2006.01) H02J 9/06 (2006.01)). Устройство содержит установленную на посту аккумуляторную батарею, разделенную на секции с безопасным напряжением для жизни человека, на посту электрической централизации установлены многоконтактный элемент, рабочие контакты которого включены между секциями аккумуляторной батареи, ручной разъединитель и датчик пожарной сигнализации, соединенный каналом связи с сигнальным прибором оповещения, установленным на пульте управления дежурного по станции, на котором размещен прибор управления дистанционным отключением многоконтактного элемента, нормально замкнутый выходной контакт которого последовательно с нормально замкнутым выходным контактом ручного разъединителя включен в цепь питания электромагнита многоконтактного элемента.A device for ensuring the safety of a backup power source of an electric centralization station is described in the patent for invention No. RU 2498477 of the authors D.A. Kogan et al. (IPC H02J 9/00 (2006.01) H02J 9/06 (2006.01)). The device comprises a battery installed at the post, divided into sections with a safe voltage for human life, a multi-contact element is installed at the electrical centralization post, the working contacts of which are connected between the battery sections, a manual disconnector and a fire alarm sensor connected by a communication channel to the warning signal device, installed on the control panel of the station duty officer, on which the multi-contact remote shutdown control device is located an element whose normally closed output contact is connected in series with the normally closed output contact of the manual disconnector in the power circuit of the electromagnet of the multi-contact element.

Недостатком описанного устройства является невозможность его применения для электроснабжения линейных кранов газотранспортной системы, сложность и дороговизна применяемых технологий для его изготовления.The disadvantage of the described device is the impossibility of its use for power supply of linear cranes of the gas transmission system, the complexity and high cost of the technologies used for its manufacture.

Известна система бесперебойного энергоснабжения, описанная в патенте на изобретение № RU 2524355 автора С.Ф. Козлова (МПК H02J 9/06 (2006.01)). Система бесперебойного энергоснабжения содержит, по меньшей мере, одну аккумуляторную батарею, систему питания потребителей, блок управления, блок стартерного режима, блок параллельной работы с сетью и прочими устройствами, систему заряда батареи, включающую блок зарядных устройств, коммутационный блок по постоянному току, связанный через конверторный блок и блок зарядных устройств с аккумуляторной батареей, и коммутационный блок по переменному току, связанный через блок зарядных устройств с аккумуляторной батареей; система питания потребителей включает коммутационный блок нагрузки постоянного тока, связанный через конверторный блок с аккумуляторной батареей, и коммутационный блок нагрузки переменного тока, связанный через инверторный блок с аккумуляторной батареей; блок управления взаимосвязан с блоком зарядных устройств, инверторным блоком, каждой аккумуляторной батареей и каждым конверторным блоком.A known system of uninterrupted power supply described in the patent for the invention No. RU 2524355 author S.F. Kozlova (IPC H02J 9/06 (2006.01)). An uninterruptible power supply system contains at least one battery, a consumer power system, a control unit, a starter mode unit, a parallel operation unit with a network and other devices, a battery charging system including a charger unit, a DC switching unit connected via a converter unit and a battery charger unit, and an alternating current switching unit connected through the battery charger unit; the consumer power system includes a switching unit for a DC load connected through a converter unit to a battery, and an switching unit for an AC load connected through an inverter unit to a battery; the control unit is interconnected with the charger unit, the inverter unit, each battery and each converter unit.

Недостатком описанной системы является низкая надежность при эксплуатации системы в сложных погодных условиях при низких температурах окружающей сред, приводящих к быстрой разрядке аккумуляторных батарей.The disadvantage of the described system is the low reliability during operation of the system in difficult weather conditions at low ambient temperatures, leading to the rapid discharge of batteries.

Известна система бесперебойного энергоснабжения по патенту на полезную модель № RU 78012 авторов А.А. Асабина и др., дата публикации 10.11.2008, МПК H02J 3/28, содержащая источники электроэнергии, в том числе, по меньшей мере, один возобновляемый - солнечную батарею, генератор электроэнергии, двигатель внутреннего сгорания с устройством подачи топлива, аккумуляторные батареи, инвертор напряжения накопленной энергии, силовой коммутатор, нагрузку, блок управления, подключение каждого возобновляемого источника электроэнергии к аккумуляторной батарее осуществлено через конвертор напряжений, связанный с блоком управления, а аккумуляторные батареи подключены через инвертор к силовому коммутатору, а последний через стабилизатор - к электросети; устройство подачи топлива - двигатель внутреннего сгорания -генератор переменного тока образуют цепь резервного питания, вход которой подключен к блоку управления, а выход - через силовой коммутатор - к нагрузке; в качестве второго возобновляемого источника электроэнергии использован ветроэлектрогенератор.A known uninterruptible power supply system according to the patent for utility model No. RU 78012 of the authors A.A. Asabina et al., Publication date 10.11.2008, IPC H02J 3/28, containing electric power sources, including at least one renewable one - a solar battery, an electric power generator, an internal combustion engine with a fuel supply device, storage batteries, an inverter the accumulated energy voltages, the power switch, the load, the control unit, the connection of each renewable source of electricity to the battery is carried out through a voltage converter connected to the control unit, and the batteries connected through the inverter to the power switch, and the latter through the stabilizer to the mains; fuel supply device - internal combustion engine - alternating current generator form a backup power circuit, the input of which is connected to the control unit, and the output - through the power switch - to the load; As a second renewable source of electricity used wind generator.

В качестве недостатка известной системы можно отметить следующее: - в процессе выполнения ряда задач, например монтажа объектов в условиях относительной удаленности от населенных пунктов, аварийно-восстановительных работ и т.д., часто возникает потребность в использовании различного оборудования, потребляющего как постоянный, так и переменный ток. Невозможно предугадать конкретное место, время и режим проведения некоторых видов работ, типы и количество оборудования, которое потребуется для выполнения возникающих задач, а также тип и стабильность доступных источников тока. Использование существующих систем бесперебойного питания предполагает наличие дополнительных устройств для преобразования тока под конкретных потребителей, что увеличивает количество требуемого для осуществления задач оборудования, а также требует специальных знаний и навыков для компоновки, настройки и использования данного дополнительного оборудования. Применение дополнительного трансформаторного оборудования накладывает ряд специфических логистических требований к средствам доставки систем бесперебойного энергоснабжения до места их применения.As a disadvantage of the known system, the following can be noted: - in the process of performing a number of tasks, for example, installing objects in conditions of relative remoteness from settlements, emergency recovery work, etc., often there is a need to use various equipment that consumes both permanent and and alternating current. It is impossible to predict the specific place, time and mode of carrying out certain types of work, the types and quantity of equipment that will be required to perform the arising tasks, as well as the type and stability of the available current sources. The use of existing uninterruptible power supply systems implies the presence of additional devices for converting current to specific consumers, which increases the amount of equipment required for the implementation of tasks, and also requires special knowledge and skills for the layout, configuration and use of this additional equipment. The use of additional transformer equipment imposes a number of specific logistic requirements on the means of delivery of uninterrupted power supply systems to the place of their application.

Известно техническое решение, описанное в патенте на полезную модель № CN 202729610 (U) — 2013-02-13 авторов GUAN CHENGJIE и др. (МПК В66С 13/12; H01R 41/00). Устройство обеспечивает автоматическое электроснабжение, принимая устройство низкого вольтажа по скользящему контакту линии электропередач, которая содержит коллектор, скользящий контакт линию, верхнюю направляющую и нижнюю направляющую, в котором высота верхней направляющей является больше, чем для обеспечения скользящего контакта линии и высоты нижней направляющей меньше, чем для обеспечения скользящего контакта линии; верхней направляющей и нижняя направляющая расположены в одной вертикальной плоскости; для обеспечения скользящего контакта линия короче верхней направляющей и / или нижней направляющей; один конец скользящего контакта линии соединен с направляющей пластиной; шкивы расположены на верхнем и нижнем концах коллектора соответственно; шкивы на верхнем конце и нижнем конце расположены на верхней направляющей и нижней направляющей, соответственно; коллектор движется по верхней направляющей и нижней направляющей под приводом.A technical solution is known, described in the patent for utility model No. CN 202729610 (U) - 2013-02-13 by GUAN CHENGJIE et al. (IPC B66C 13/12; H01R 41/00). The device provides automatic power supply by adopting a low-voltage device via a sliding contact of a power line, which contains a collector, a sliding contact line, an upper guide and a lower guide, in which the height of the upper guide is greater than to ensure the sliding contact of the line and the height of the lower guide is less than to provide sliding line contact; upper guide and lower guide are located in one vertical plane; to ensure sliding contact, the line is shorter than the upper guide and / or lower guide; one end of the line sliding contact is connected to the guide plate; pulleys are located at the upper and lower ends of the manifold, respectively; pulleys at the upper end and lower end are located on the upper guide and the lower guide, respectively; the collector moves along the upper guide and lower guide under the drive.

Недостатком описанного технического решения является сложность изготовления и низкая надежность эксплуатации, вследствие наличия подвижных частей (механизмов) в виде скользящих шин и шкивов.The disadvantage of the described technical solution is the complexity of manufacture and low reliability of operation, due to the presence of moving parts (mechanisms) in the form of sliding tires and pulleys.

Наиболее близким к заявленному техническому решению по резервному питанию управления линейными кранами давления газа является техническое решение, разработанное ООО «Укргазнипипроект» г. Киев, которое и выбрано в качестве прототипа. Конструкция системы резервного питания представляет собой ресивер импульсного газа, выполненный из труб Ду150 мм. Технологическими трубопроводами ресивер подключен к газопроводу, к приводу линейного крана и свечной линии (подключен после свечного крана для сброса давления и продувки ресивера). Газ в ресивер поступает из газопровода через обратный клапан и фильтр-осушитель.Closest to the claimed technical solution for the backup power supply control linear gas pressure valves is a technical solution developed by LLC "Ukrgasnipiproekt" Kiev, which is selected as a prototype. The design of the backup power system is a pulse gas receiver made of pipes DN150 mm. The receiver is connected by technological pipelines to the gas pipeline, to the actuator of the linear valve and the candle line (connected after the candle valve to relieve pressure and purge the receiver). Gas enters the receiver from the gas pipeline through a non-return valve and a filter dryer.

Ресивер размещён подземно, между трубопроводной арматурой и трубопроводами байпасно-свечной обвязки кранового узла.The receiver is located underground, between the pipe fittings and pipelines of the bypass-candle strapping of the crane unit.

Предложенная ООО «Укргазнипипроект» система резервного питания имеет следующие недостатки: сложность изготовления (100% контроль качества стыков, испытание, изоляция и т.д.); сложность монтажа на крановом узле; работы проводятся на действующем газопроводе, поэтому все земляные работы выполняются вручную; при изменении режима работы газопроводов, когда проходное рабочее давление менее 20 кгс/см², отсутствует возможность заполнения системы газом до давления необходимого для управления кранами; сильно затрудняет проведение работ по диагностике, ремонту или замене запорной арматуры, соединительных деталей, трубопроводов входящих в состав обвязки кранового узла, так как система расположена подземно, в обвязке кранового узла; необходимо проводить контроль качества стыков неразрушающими методами контроля.The backup power system proposed by Ukrgaznipiproekt LLC has the following disadvantages: manufacturing complexity (100% joint quality control, testing, insulation, etc.); the complexity of installation on a crane unit; work is carried out on an existing gas pipeline, so all earthwork is done manually; when changing the operating mode of gas pipelines, when the through-flow working pressure is less than 20 kgf / cm ² , it is not possible to fill the system with gas to the pressure necessary to control the valves; greatly complicates the work on the diagnosis, repair or replacement of valves, fittings, pipelines included in the harness of the crane unit, since the system is located underground, in the harness of the crane unit; it is necessary to conduct quality control of joints with non-destructive testing methods.

Технической задачей устройства управления резервным питанием линейных кранов является повышение надежности работы системы резервного питания.The technical task of the backup crane power management device for linear cranes is to increase the reliability of the backup power system.

Технический результат в устройстве управления резервным питанием линейных кранов, содержащем ресивер для хранения газа, привод линейного крана, достигается за счет того, что ресивер для хранения газа состоит из двух баллонов для сжатого газа, баллоны ресивера соединены между собой параллельно, привод линейного крана соединен с одним из баллонов ресивера посредством подающей линии, привод линейного крана снабжен сбросной линией.The technical result in a backup valve control device for linear valves containing a gas storage receiver, a linear valve actuator is achieved due to the fact that the gas storage receiver consists of two cylinders for compressed gas, the receiver cylinders are connected in parallel, the linear valve actuator is connected to one of the cylinders of the receiver through the feed line, the drive of the linear crane is equipped with a discharge line.

На фиг. 1 представлена общая схема устройства управления резервным питанием линейных крановIn FIG. 1 shows a General diagram of a backup crane power management device for linear valves

Устройство управления резервным питанием линейных кранов содержит ресивер для хранения газа 1, который состоит из двух баллонов 2,3 для сжатого газа, которые соединены между собой параллельно, привод 4 линейного крана, который соединен с подающей линией 5, устройство также содержит сбросную линию 6 привода линейного крана. Подающая линия 5 соединена с одним из баллонов ресивера, например 3 посредством коммуникаций.The backup crane power control device for linear valves contains a gas storage receiver 1, which consists of two compressed gas cylinders 2,3, which are connected in parallel, a linear valve actuator 4, which is connected to a supply line 5, the device also contains a discharge line 6 of the drive linear crane. The supply line 5 is connected to one of the cylinders of the receiver, for example 3 through communications.

Устройство управления резервным питанием линейных кранов содержит ресивер для хранения газа 1, который состоит из двух баллонов 2,3 для сжатого газа (например, стальных баллонов объемом 50 литров каждый), которые предварительно заполняются сжатым природным газом (например, на автомобильных газовых наполнительных компрессорных станциях (АГНКС) до давления 80 кгс/см²). Два баллона 2,3 с давлением (например, 80 кгс/см²) достаточно для четырехкратной перестановки крана (например, диаметром Ду1400 Ру80). Баллоны 2,3 в соответствие с требованиями на объектах транспорта газа находятся в ресивере 1 и соединены между собой коммуникациями параллельно. Подающая линия 5 выполнена из металлической трубы (например, диаметром 14 мм), соединяет один из баллонов ресивера (например, 3) с приводом 4 линейного крана. Привод 4 линейного крана имеет сбросную линию 6 для стравливания газа (например, в атмосферу).The backup crane power control device for linear valves contains a gas storage receiver 1, which consists of two 2.3 cylinders for compressed gas (for example, steel cylinders with a volume of 50 liters each), which are pre-filled with compressed natural gas (for example, at automobile gas filling compressor stations (CNG) to a pressure of 80 kgf / cm ² ). Two 2.3 cylinders with pressure (for example, 80 kgf / cm ² ) are enough for a four-time shift of the crane (for example, with a diameter of Du1400 Ru80). Cylinders 2,3 in accordance with the requirements of the gas transport facilities are located in the receiver 1 and are interconnected by communications in parallel. The supply line 5 is made of a metal pipe (for example, with a diameter of 14 mm), connects one of the cylinders of the receiver (for example, 3) with the actuator 4 of the linear valve. The actuator 4 of the linear valve has a discharge line 6 for venting gas (for example, into the atmosphere).

Рассмотрим устройство управления резервным питанием линейных кранов в действии:Consider a backup power management device for linear cranes in action:

Устройство управления резервным питанием устанавливается на огороженной территории кранового узла. Техническое обслуживание и контроль работоспособности данного устройства осуществляет персонал линейно-эксплуатационной службы газотранспортного предприятия во время объездов линейной части газопроводов. Перед монтажом устройства управления резервным питанием линейных кранов производят заправку баллонов 2,3 сжатым газом (например, на АГНКС до давления 80 кгс/см²). Затем заправленные сжатым газом баллоны монтируют в ресивер 1. Баллоны 2,3 в ресивере 1 соединяются коммуникациями параллельно. Далее производят монтаж привода 4 линейного крана, который соединяют с одним из баллонов ресивера посредством подающей линии 5 (например, металлической трубы диаметром 14 мм).The backup power control device is installed in the fenced area of the crane unit. Maintenance and monitoring of the operability of this device is carried out by the personnel of the linear operational service of the gas transportation company during detours of the linear part of the gas pipelines. Prior to installation of the backup cranes backup line control device, cylinders are filled with 2.3 compressed gas (for example, at CNG filling stations up to a pressure of 80 kgf / cm ² ). Then the cylinders filled with compressed gas are mounted in the receiver 1. The 2,3 cylinders in the receiver 1 are connected in parallel by communications. Next, the actuator 4 of the linear valve is mounted, which is connected to one of the receiver's cylinders by means of a supply line 5 (for example, a metal pipe with a diameter of 14 mm).

В случае отказа работы основной системы привода линейных кранов автоматически происходит срабатывание резервной системы привода управления работы линейного крана, при этом сжатый газ из баллонов 2,3 через подающую линию 5 поступает на привод 4 линейного крана. При этом привод 4 осуществляет регулирование линейного крана (например, закрытие), а отработанный газ стравливается через сбросную линию 6 (например, в атмосферу).In the event of a failure of the main system for driving linear cranes, the backup system for controlling the operation of the linear valve is automatically activated, and compressed gas from cylinders 2,3 through the supply line 5 enters the actuator 4 of the linear valve. In this case, the actuator 4 controls the linear valve (for example, closing), and the exhaust gas is vented through the discharge line 6 (for example, into the atmosphere).

При падении давления в баллонах ниже необходимого для управления кранами (контролируется во время объезда специалистами), баллоны демонтируются, на их место устанавливаются заполненные баллоны (например, с давлением 80 кгс/см²).If the pressure in the cylinders falls below the required for crane control (it is monitored by specialists during the detour), the cylinders are dismantled and filled cylinders are installed in their place (for example, with a pressure of 80 kgf / cm ² ).

Выполнение заявленного устройства с двумя параллельно соединенными баллонами для сжатого природного газа позволяет повысить надежность работы системы резервного питания (например, в случае выхода из строя одного из них либо засорения коммуникаций устройства).The implementation of the claimed device with two parallel-connected cylinders for compressed natural gas can improve the reliability of the backup power system (for example, in the event of failure of one of them or clogging of the communications of the device).

Claims

A device for controlling the backup power of linear valves containing a receiver for storing gas, a linear valve actuator, characterized in that the receiver for storing gas consists of two cylinders for compressed gas, receiver cylinders are connected in parallel, the linear valve actuator is connected to one of the receiver cylinders by feed line, the drive of the linear crane is equipped with a discharge line.