RU43977U1 - UNIVERSAL METER FOR TRACTION SUBSTATIONS AND ELECTRIC-MOTION COMPOSITION OF METROPOLITES - Google Patents
UNIVERSAL METER FOR TRACTION SUBSTATIONS AND ELECTRIC-MOTION COMPOSITION OF METROPOLITES Download PDFInfo
- Publication number
- RU43977U1 RU43977U1 RU2004131295/22U RU2004131295U RU43977U1 RU 43977 U1 RU43977 U1 RU 43977U1 RU 2004131295/22 U RU2004131295/22 U RU 2004131295/22U RU 2004131295 U RU2004131295 U RU 2004131295U RU 43977 U1 RU43977 U1 RU 43977U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- voltage
- microcontroller
- channel
- measuring
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электроснабжению метрополитенов и может быть использована для измерения напряжений, токов и других электрических величин на высоковольтном оборудовании тяговых подстанций и электроподвижного состава.The utility model relates to the power supply of subways and can be used to measure voltages, currents and other electrical quantities on high-voltage equipment of traction substations and electric rolling stock.
Техническая задача - обеспечение возможности длительных высокоточных измерений электрических величин в высоковольтных цепях переменного и постоянного тока на тяговых подстанциях и электроподвижном составе метрополитенов.The technical task is to provide the possibility of long-term high-precision measurements of electrical quantities in high-voltage AC and DC circuits at traction substations and electric rolling stock of subways.
Универсальный измеритель включает высоковольтный измерительный узел, состоящий из микроконтроллера, связанного с каналами измерений тока, напряжения, общих измерений, блоком часов реального времени, датчиком ускорения по двум координатным осям, менеджером питания, совмещенного со сторожевым таймером, блоком сопряжения с последовательным каналом связи, и блок развязки, состоящий из блока питания и оптических каналов связи, один из которых связан для передачи информации с записывающим устройством, микроконтроллер соединен с записывающим устройством через оптический канал блока развязки или напрямую через блок сопряжения с последовательным каналом связи. 1 илл.A universal meter includes a high-voltage measuring unit, consisting of a microcontroller connected to channels for measuring current, voltage, general measurements, a real-time clock unit, an acceleration sensor along two coordinate axes, a power manager combined with a watchdog timer, an interface unit with a serial communication channel, and decoupling unit, consisting of a power supply and optical communication channels, one of which is connected to transmit information with a recording device, a microcontroller is connected to a recording by the device through the optical channel of the isolation unit or directly through the interface unit with the serial communication channel. 1 ill.
Description
Полезная модель относится к электроснабжению метрополитенов и может быть использована для измерения напряжений, токов и других электрических величин на высоковольтном оборудовании тяговых подстанций и электроподвижного состава.The utility model relates to the power supply of subways and can be used to measure voltages, currents and other electrical quantities on high-voltage equipment of traction substations and electric rolling stock.
Известны измерительные устройства (аналоги), входящие в состав микропроцессорной защиты фидеров тяговой сети постоянного тока 3,3 БЗ-М1 и ЦЗАФ-3,3 (Гречишников В.А., Пупынин В.Н. Опыт разработки и эксплуатации блоков микропроцессорных защит фидеров постоянного тока 3,3 кВ. ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность, 2004, №1).Known measuring devices (analogues) that are part of the microprocessor protection of the feeders of the DC traction network 3.3 BZ-M1 and TsZAF-3,3 (Grechishnikov V.A., Pupynin V.N. Experience in the development and operation of blocks of microprocessor protection for constant feeders current 3.3 kV. ELECTRO. Electrical engineering, electric power industry, electrical industry, 2004, No. 1).
Устройств, позволяющих проводить измерения напряжений, токов и других электрических величин на высоковольтном оборудовании, разработано большое множество, начиная от киловольтметров и амперметров и заканчивая современными цифровыми осциллографами.A large number of devices have been developed to measure voltages, currents, and other electrical quantities on high-voltage equipment, ranging from kilovoltmeters and ammeters to modern digital oscilloscopes.
Однако проводить длительные непрерывные измерения указанных величин при одновременной фиксации измеренных значений с их помощью либо нельзя, либо измерительный и записывающий комплекс на их основе будет непомерно громоздок и дорог.However, it is either impossible to carry out continuous continuous measurements of the indicated values while simultaneously fixing the measured values with their help, or the measuring and recording complex based on them will be prohibitively cumbersome and expensive.
Наиболее близким к заявленному измерителю является измерительное устройство, входящее в состав устройства микропроцессорной защиты фидеров тяговой сети постоянного тока 3,3 кВ БЗ-М1. Измерительное устройство включает высоковольтный измерительный узел, состоящий из микроконтроллера, связанного с каналами измерений тока и напряжения, менеджером питания, совмещенного со сторожевым таймером, и блок развязки, состоящий из блока питания и оптических каналов связи. В известном устройстве измерение, аналого-цифровое преобразование и обработку информации обеспечивает высоковольтный измерительный узел. Обработанная информация передается посредством оптической развязки в низковольтный узел. Оптическая развязка совмещена с развязывающим блоком питания, состоящим из развязывающего трансформатора. Оптическая развязка и развязывающий блок питания составляют блок развязки. В низковольтном узле находится клавиатура, блок питания, блоки управления коммутационным оборудованием, интерфейсы с ПК и АСТМУ.Closest to the claimed meter is a measuring device that is part of the microprocessor protection device feeders DC traction network 3.3 kV BZ-M1. The measuring device includes a high-voltage measuring unit, consisting of a microcontroller connected to current and voltage measurement channels, a power manager combined with a watchdog timer, and an isolation unit consisting of a power supply and optical communication channels. In the known device, measurement, analog-to-digital conversion and information processing is provided by a high-voltage measuring unit. The processed information is transmitted through optical isolation to the low-voltage node. Optical isolation is combined with a decoupling power supply, consisting of a decoupling transformer. Optical isolation and decoupling power supply make up the isolation block. In the low-voltage node there is a keyboard, a power supply, control units for switching equipment, interfaces with a PC and ASTMU.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение возможности длительных высокоточных измерений электрических величин в высоковольтных цепях переменного и постоянного тока на тяговых подстанциях и электроподвижном составе метрополитенов, передаче значений измеренных величин к записывающему устройству, находящемуся под безопасным низким потенциалом, при одновременном обеспечении устойчивости к электромагнитным помехам канала передачи значений измеренных величин и самого универсального измерителя. Техническая задача достигается тем, что в универсальном измерителе для тяговых подстанций и электроподвижного состава метрополитенов, включающем высоковольтный измерительный узел, состоящий из микроконтроллера, связанного с каналами измерений тока и напряжения, The technical task of the proposed utility model is the possibility of long-term high-precision measurements of electrical quantities in high-voltage alternating and direct current circuits at traction substations and electric rolling stock of subways, transferring the values of the measured values to a recording device under a safe low potential, while ensuring resistance to electromagnetic interference of the channel transmitting the values of the measured values and the most universal meter. The technical problem is achieved by the fact that in a universal meter for traction substations and electric rolling stock of subways, including a high-voltage measuring unit, consisting of a microcontroller connected to channels for measuring current and voltage,
менеджером питания, совмещенного со сторожевым таймером, и блок развязки, состоящий из блока питания и оптических каналов связи, высоковольтный измерительный узел снабжен каналом общих измерений, дополнительными каналами измерений тока и напряжения, блоком часов реального времени, датчиком ускорения по двум координатным осям для измерения ускорений на электроподвижном составе, блоком сопряжения с последовательным каналом связи, один оптический канал блока развязки связан для передачи информации с записывающим устройством, канал общих измерений, дополнительные каналы измерений тока и напряжения, блок часов реального времени и датчик ускорения соединены с микроконтроллером прямой связью, микроконтроллер соединен с записывающим устройством через оптический канал блока развязки или напрямую через блок сопряжения с последовательным каналом связи.a power manager combined with a watchdog timer, and an isolation unit consisting of a power supply unit and optical communication channels, a high-voltage measuring unit equipped with a general measurement channel, additional current and voltage measurement channels, a real-time clock unit, an acceleration sensor along two coordinate axes for measuring accelerations on an electric rolling stock, an interface unit with a serial communication channel, one optical channel of the isolation unit is connected to transmit information with a recording device, the common channel x measurements, the additional channels of measurements of current and voltage, the real time clock unit and the acceleration sensor connected to the microcontroller a direct bond, a microcontroller connected to the recording apparatus via the optical channel interchange unit or directly through the interface unit with a serial communication channel.
Предлагаемый универсальный измеритель предназначен для длительного высокоточного непрерывного измерения и передачи на устройство записи посредством опторазвязывающего канала:The proposed universal meter is designed for long-term high-precision continuous measurement and transmission to the recording device via optocoupler channel:
- тока и напряжения в любых цепях на тяговых подстанциях метрополитена;- current and voltage in any circuit at the traction substations of the subway;
- тока и напряжения на подвижном составе, а также его скорости и ускорения;- current and voltage on rolling stock, as well as its speed and acceleration;
- тока и напряжения в кабельных перемычках между подстанциями метрополитена и кабелях между автотрансформаторами;- current and voltage in cable jumpers between subway substations and cables between autotransformers;
- потенциалов рельсов метрополитена, а также для определения расхода электроэнергии на фидерах тяговой сети метрополитенов и ЭПС, и определения потерь электроэнергии в тяговой сети метрополитенов.- potentials of subway rails, as well as to determine the energy consumption at the feeders of the traction network of subways and EPS, and to determine the loss of electricity in the traction network of subways.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена функциональная схема универсального измерителя.The utility model is illustrated in the drawing, where figure 1 shows the functional diagram of a universal meter.
Измеритель включает высоковольтный измерительный узел 1, блок развязки 2 и блок сопряжения с последовательным каналом связи 3. Высоковольтный измерительный узел 1 состоит из микроконтроллера 4, соединенного с каналами измерения тока 5 и 6, каналами измерения напряжения 7 и 8, каналом общих измерений 9, блоком часов реального времени 10, датчиком измерения ускорения по двум координатным осям 11, и менеджера питания, совмещенного со сторожевым таймером, 12. В качестве первичного сигнала о токе могут использоваться измерительные шунты, датчики тока или трансформаторы тока. В качестве первичного источника сигнала о напряжении могут использоваться датчики напряжения или трансформаторы напряжения. Для измерения любых необходимых величин, кроме токов и напряжения (например, скорости ЭПС), служит канал общих измерений 9. Для обеспечения четкой привязки измеренных блоков данных по времени служит блок часов реального времени 10, который подключен непосредственно к микроконтроллеру 4. Блок часов реального времени 10 также используется для запуска и остановки измерений в заранее заданные моменты времени суток. Датчик ускорения 11 используется для измерения ускорения по двум координатным осям. Внутренняя программа микроконтроллера 4 настраивает соответствующим образом работу интегрированных устройств и, отслеживая определенные моменты времени, передает пакетами измеренную информацию по последовательному интерфейсу микроконтроллера 4. Если требуется отсутствие гальванических связей с измерительным устройством, то для передачи информации используется оптический канал 13 блока развязки 2. В качестве устройства записи могут использоваться, например, персональный компьютер или ноутбук. Если отсутствие гальванической связи с измерительным устройством необязательно, то используется выход блока 3 сопряжения с последовательным каналом связи.The meter includes a high-voltage measuring unit 1, an isolation unit 2, and an interface unit with a serial communication channel 3. The high-voltage measuring unit 1 consists of a microcontroller 4 connected to current measuring channels 5 and 6, voltage measuring channels 7 and 8, a common measurement channel 9, and a block real-time clock 10, an accelerometer measuring sensor along two coordinate axes 11, and a power manager combined with a watchdog timer 12. Measuring shunts, current sensors can be used as the primary current signal or current transformers. Voltage sensors or voltage transformers can be used as the primary voltage signal source. The channel of general measurements 9 is used to measure any necessary quantities except currents and voltages (for example, ESR speed) 9. To ensure a clear reference of the measured data blocks by time, the real-time clock block 10, which is connected directly to the microcontroller 4. The real-time clock block 10 is also used to start and stop measurements at predetermined points in time of day. The acceleration sensor 11 is used to measure acceleration along two coordinate axes. The internal program of the microcontroller 4 adjusts the operation of the integrated devices accordingly and, tracking certain points in time, transmits the measured information in packets on the serial interface of the microcontroller 4. If there is no need for galvanic connections with the measuring device, then optical channel 13 of the decoupling unit 2 is used for information transfer. recorders can be used, for example, a personal computer or laptop. If the lack of galvanic communication with the measuring device is optional, then the output of block 3 of the interface with the serial communication channel is used.
Так как работа универсального измерителя предполагается внутри ячеек силового оборудования, то неминуемо он будет подвержен электромагнитному влиянию со стороны токоведущих элементов ячейки, особенно в моменты коммутации силового оборудования. Электромагнитное влияние отрицательно сказывается на работе микропроцессорной техники и может приводить к сбоям в работе и «зависанию». Для минимизации последствий воздействия электромагнитных помех на работу измерителя дополнительно к интегрированному в микроконтроллер 4 сторожевому таймеру добавлен блок 12, представляющий собой внешний сторожевой таймер, совмещенный с менеджером питания 14 блока развязки 2. Такая двухступенчатая система обеспечивает перезагрузку микроконтроллера 4 и возобновляет его работу в течение нескольких периодов времени, равных шагу дискретизации.Since the operation of the universal meter is supposed to be inside the cells of power equipment, it will inevitably be subject to electromagnetic influence from the current-carrying elements of the cell, especially at the moments of switching power equipment. The electromagnetic effect adversely affects the operation of microprocessor technology and can lead to malfunctions and freezes. To minimize the effects of electromagnetic interference on the meter’s operation, in addition to the watchdog timer integrated into the microcontroller 4, a block 12 is added, which is an external watchdog timer combined with a power manager 14 of isolation unit 2. Such a two-stage system allows the microcontroller 4 to restart and resume its operation for several time periods equal to the sampling step.
Питание универсального измерителя осуществляется через развязывающий блок питания 14.The power of the universal meter is carried out through the decoupling power supply 14.
Универсальный измеритель функционирует следующим образом. Измеряемые сигналы одновременно поступают на соответствующие измерительные каналы 5, 6, 7. и 8, где преобразуются в необходимые уровни для поступления на микроконтроллер 4. Датчик ускорения внешних сигналов 11 не используется. Под управлением внутренней программы микроконтроллера 4 с периодом времени, равному шагу дискретизации, формируется пакет данных, состоящий из данных, измеренных по всем каналам. К каждому пакету данных прикрепляются показания блока 10 часов реального времени и сформированный, таким образом, пакет поступает в блок 3 сопряжения с последовательным каналом связи и в блок 13 оптического канала. Если требуется отсутствие гальванических связей с измерительным устройством, то переданная информация снимается с выхода блока 13 оптического канала. Если отсутствие гальванических связей с измерительным устройством не требуется, то переданная информация Universal meter operates as follows. The measured signals are simultaneously fed to the corresponding measuring channels 5, 6, 7. and 8, where they are converted to the necessary levels for entering the microcontroller 4. The acceleration sensor of external signals 11 is not used. Under the control of the internal program of the microcontroller 4 with a period of time equal to the sampling step, a data packet is formed consisting of data measured over all channels. The readings of a 10-hour real-time unit are attached to each data packet, and the packet thus formed enters the block 3 for interfacing with the serial communication channel and the block 13 of the optical channel. If the absence of galvanic connections with the measuring device is required, then the transmitted information is removed from the output of the optical channel unit 13. If the absence of galvanic connections with the measuring device is not required, then the transmitted information
снимается с выхода блока 3 сопряжения с последовательным каналом связи. Периодически микроконтроллер 4 посылает импульсы на сторожевой таймер 12, сбрасывая его. Если вследствие воздействия электромагнитных помех микроконтроллер 4 «зависнет», то сторожевой таймер 12 производит сброс всего устройства и возобновление его работы. Питание всего устройства обеспечивает блок питания 14. При недопустимом уровне питающего напряжения менеджер питания прекращает работу устройства с сохранением рабочих режимов во внутренней FLASH памяти микроконтроллера.removed from the output of block 3 pairing with a serial communication channel. Periodically, the microcontroller 4 sends pulses to the watchdog timer 12, resetting it. If, due to the influence of electromagnetic interference, the microcontroller 4 “freezes”, then the watchdog timer 12 resets the entire device and resumes its operation. The power supply for the entire device is provided by the power supply 14. If the supply voltage is not acceptable, the power manager stops the device while maintaining the operating modes in the internal FLASH memory of the microcontroller.
Универсальность предлагаемой полезной модели позволяет применять ее для большого спектра задач. Это обеспечивается не только большим разнообразием первичных источников сигналов (кроме указанных можно использовать и любой другой, уровень выходного напряжения которого приведен к одному из описанных), но и перепрограммируемой памятью программ микроконтроллера, которую можно менять без демонтажа с места измерения, адаптируя работу устройства под конкретные условия эксплуатации или добавляя новые функциональные возможности, а также малым шагом дискретизации, большим временем осциллографирования, большим числом измерительных каналов, безинерционностью, наличием оптической развязки, небольшими размерами, возможностью работы в непосредственной близости от силовых цепей, простотой монтажа и демонтажа, возможностью непосредственной записи измеренной информации на персональный компьютер, где можно применить всю мощность современного программного обеспечения для опосредованной обработки результатов осциллографирования.The universality of the proposed utility model allows its use for a wide range of tasks. This is ensured not only by a wide variety of primary signal sources (besides the indicated ones, you can use any other one whose output voltage level is reduced to one of those described), but also by the reprogrammable memory of the microcontroller programs, which can be changed without disassembling from the measurement site, adapting the operation of the device to specific operating conditions or adding new functionalities, as well as a small sampling step, a large oscilloscope time, a large number of measuring channels s, without inertia, the presence of the optical isolation, small size, ability to work in close proximity to the power circuits, ease of installation and removal, the possibility of direct recording of the measured data to a PC, where you can use all the power of modern software-mediated processing oscilloscope results.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004131295/22U RU43977U1 (en) | 2004-10-27 | 2004-10-27 | UNIVERSAL METER FOR TRACTION SUBSTATIONS AND ELECTRIC-MOTION COMPOSITION OF METROPOLITES |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004131295/22U RU43977U1 (en) | 2004-10-27 | 2004-10-27 | UNIVERSAL METER FOR TRACTION SUBSTATIONS AND ELECTRIC-MOTION COMPOSITION OF METROPOLITES |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU43977U1 true RU43977U1 (en) | 2005-02-10 |
Family
ID=35209584
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004131295/22U RU43977U1 (en) | 2004-10-27 | 2004-10-27 | UNIVERSAL METER FOR TRACTION SUBSTATIONS AND ELECTRIC-MOTION COMPOSITION OF METROPOLITES |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU43977U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453959C1 (en) * | 2011-04-25 | 2012-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЯВИАР" | Control and protection equipment for direct current feeder |
RU2482503C1 (en) * | 2011-12-02 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Device to measure voltage in high-voltage circuit with remote data transfer |
RU2644973C2 (en) * | 2016-01-27 | 2018-02-15 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Авп Технология" | Control device of presence of high-voltage car voltage |
-
2004
- 2004-10-27 RU RU2004131295/22U patent/RU43977U1/en active Protection Beyond IP Right Term
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453959C1 (en) * | 2011-04-25 | 2012-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЯВИАР" | Control and protection equipment for direct current feeder |
RU2482503C1 (en) * | 2011-12-02 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Device to measure voltage in high-voltage circuit with remote data transfer |
RU2644973C2 (en) * | 2016-01-27 | 2018-02-15 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Авп Технология" | Control device of presence of high-voltage car voltage |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2613130C1 (en) | Automated equipment monitoring device for electric substation | |
CN102590609B (en) | The method of mobile terminal and measurement mobile terminal power consumption | |
CN105759147B (en) | A kind of integrated testing device of cell management system of electric automobile | |
WO2011066554A3 (en) | I-v measurement system for photovoltaic modules | |
CN108919158B (en) | On-site calibration method of non-contact transient voltage measuring device of alternating-current transformer substation | |
WO2010018197A3 (en) | Apparatus for measuring power output and/or consumption parameters in a low voltage network | |
CN201489102U (en) | Voltage-withstand test instrument correcting device | |
US10317476B2 (en) | Bus-based information collection system with micro power consumption for battery packages | |
RU43977U1 (en) | UNIVERSAL METER FOR TRACTION SUBSTATIONS AND ELECTRIC-MOTION COMPOSITION OF METROPOLITES | |
CN105896645A (en) | Charging function detection method, apparatus, and system for mobile terminal | |
CN102116814A (en) | Multifunction integrated electronic measurement method and device | |
CN109186632A (en) | A kind of test macro | |
CN205958511U (en) | High flux electrochemical testing system | |
JP2014003729A (en) | Dc distribution board system | |
CN103063907B (en) | A kind of electronic type voltage transformer signal collection system | |
CN105403780A (en) | Portable fault oscilloscope mounted in live-line mode | |
CN213275769U (en) | Novel low-voltage loop resistance tester | |
CN105842563B (en) | A kind of Quick Acquisition method suitable for feeder terminal unit electrical quantity | |
CN208210395U (en) | A kind of solar street light power testing system based on GSM | |
Bedialauneta et al. | Monitoring the tension and the temperature in an overhead line | |
RU184834U1 (en) | Electrical energy quality control device | |
CN106970259B (en) | Low-voltage alternating current wireless monitoring device | |
Topolsky et al. | Development of an intelligent measuring system for digital substations | |
CN205945171U (en) | A power supply unit for rolling stock communication line | |
CN212258246U (en) | Simulation electricity distribution room monitoring system based on internet of things |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ND1K | Extending utility model patent duration |
Extension date: 20171027 |