устройство для группового контроля гололедной нагрузки на воздушных линиях электропередачи

Формула изобретения

Устройство для контроля гололедной нагрузки на воздушных линиях электропередачи, содержащее приемный блок, вход которого шунтирован первым конденсатором и подключен между первой клеммой заземления и дросселем с клеммой для подключения к фазному проводу, и по крайней мере один выполненный с датчиком гололедной нагрузки сигнализатор, выход которого соединен параллельно со вторым конденсатором, подключенным между второй клеммой заземления и первичной обмоткой трансформатора с клеммой для подключения к фазному проводу, отличающееся тем, что каждый сигнализатор содержит преобразователь выходного сигнала датчика, пропорционального гололедной нагрузке, соответствующее количество низкочастотных импульсов, предназначенный для передачи этой информации сигнализатором, в который дополнительно введены счетчик-формирователь цикла, счетчик-формирователь временной задержки, электронный ключ, компаратор, фильтр низкой частоты и формирователь низкочастотных импульсов, выход которого подключен через электронный ключ к входу преобразователя, счетчик-формирователь цикла, компаратор и счетчик-формирователь временной задержки предназначены для обеспечения передачи информации сигнализаторами без синхронизации их работы, управляющий вход электронного ключа и стробирующий вход компаратора подключены к парафазным выходам счетчика-формирователя временной задержки, вход установки нуля которого подключен к выходу счетчика-формирователя цикла, вход установки нуля которого, в свою очередь, подключен к выходу компаратора, включенного через фильтр низкой частоты параллельно второму конденсатору.

Описание изобретения к патенту

Изобретете относится к электроэнергетике и может быть использовано для создания региональных групповых систем телеизмерения гололедных нагрузок с произвольным количеством пунктов контроля на различных линиях электропередачи в сетях с изолированной нейтралью.

Известны устройства телеизмерения гололедной нагрузки в нескольких пунктах контроля сети с контактными датчиками гололедной нагрузки и передачей сигнала срабатывания датчика сигналом постоянного тока с время-импульсной кодировкой по схеме фаза-земля [1-2]. Недостатками этих устройств являются: невозможность непрерывного контроля гололедной нагрузки и интенсивности ее нарастания, низкая надежность контактного датчика, а также необходимость применения блоков синхронизации в пунктах контроля и на приемном пункте для распознавания, в какой точке сети произошло срабатывание контактного датчика гололедной нагрузки.

Замена контактного датчика бесконтактным в устройстве [3] позволила осуществить непрерывный контроль гололедной нагрузки с передачей информации о ее величине значением напряжения постоянного тока. Это устройство, являющееся наиболее близким аналогом, содержит приемный блок, вход которого шунтирован первым конденсатором и подключен между первой клеммой заземления и дросселем с клеммой для подсоединения к изолированному от земли фазному проводу, и по крайней мере один выполненный с датчиком гололедной нагрузки сигнализатор, снабженный преобразователем выходного сигнала датчика гололедной нагрузки в пропорциональное ему напряжение постоянного тока, выход которого шунтирован вторым конденсатором, подключенным между второй клеммой заземления и первичной обмоткой трансформатора с клеммой для подключения к фазному проводу линии электропередачи.

Недостатками этого устройства являются невозможность контроля гололедной нагрузки в нескольких пунктах контроля сети на различных линиях электропередачи, наличие ошибки контроля гололедной нагрузки при снижении сопротивления изоляции сети или при включении в сеть трансформаторов натяжения с заземленными нейтралями, когда происходит частичное шунтирование канала передачи фаза-земля.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи надежного непрерывного группового контроля гололедной нагрузки с произвольным количеством пунктов контроля на различных линиях электропередачи при снижении сопротивления изоляции сети при неблагоприятных атмосферных условиях или при включении в сеть трансформаторов напряжения с заземленной нейтралью.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в устройстве, содержащем приемный блок, вход которого шунтирован первым конденсатором и подключен между первой клеммой заземления и дросселем с клеммой для подсоединения к фазному проводу, и по крайней мере один выполненный с датчиком гололедной нагрузки сигнализатор, выход которого шунтирован вторым конденсатором и подключен между второй клеммой заземления и первичной обмоткой трансформатора с клеммой для подключения к фазному проводу, в сигнализаторе применен преобразователь выходного сигнала датчика, пропорционального гололедной нагрузке, в соответствующее количество низкочастотных импульсов и в сигнализатор дополнительно введены счетчик-формирователь цикла, счетчик-формирователь временной задержки, электронный ключ, компаратор, фильтр низкой частоты и формирователь низкочастотных импульсов, выход которого подключен через электронный ключ к входу преобразователя и к счетным входам счетчика-формирователя цикла и счетчика- формирователя временной задержки, а управляющий вход электронного ключа и стробирующий вход компаратора подключены к парафазным выходам счетчика-формирователя временной задержки, вход установки нуля которого подключен к выходу счетчика-формирователя цикла, вход установки нуля которого, в свою очередь, подключен к выходу компаратора, включенного через фильтр низкой частоты параллельно второму конденсатору.

Сущность заявляемого изобретения поясняется функциональной схемой устройства, приведенной на чертеже для случая одного пункта контроля гололедной нагрузки на линии электропередачи.

Устройство содержит установленный в месте приема информации приемный блок 1, вход которого шунтирован первым конденсатором 2 и подключен между первой клеммой заземления 3 и дросселем 4 с клеммой для подключения к фазному проводу 5. В пункте контроля гололедной нагрузки установлен трансформатор 6, первичная обмотка которого включена последовательно со вторым конденсатором 7 между проводом 5 и второй клеммой заземления 8. Параллельно конденсатору 7 включен сигнализатор 9, состоящий из датчика гололедной на грузки и преобразователя выходного сигнала датчика в соответствующее количество низкочастотных импульсов 10, электронного ключа 11, формирователя низкочастотных импульсов 12, счетчика-формирователя цикла 13, счетчика-формирователя временной задержки 14, компаратора 15 и фильтра низкой частоты 16. Выход формирователя низкочастотных импульсов 12 подключен через электронный ключ 11 к входу преобразователя 10 и к счетным входам счетчика-формирователя цикла 13 и счетчика-формирователя временной задержки 14. Убавляющий вход электронного ключа 11 и стробирующий вход компаратора 15 подключены к парафазным выходам счетчика-формирователя временной задержки 14, вход установки нуля которого подключен к выходу счетчика-формирователя цикла 13, вход установки нуля которого подключен к выходу компаратора 15, включенного через фильтр низкой частоты 16 параллельно второму конденсатору 7. Питание схемы сигнализатора осуществляется от вторичной обмотки трансформатора 6 через блок питания сигнализатора 17.

Устройство работает следующим образом.

В течение одного рабочего цикла Т, длительность которого задается счетчиком-формирователем цикла 13, сигнализатор 9 производит одно измерение значения гололедной нагрузки и передачу соответствующей число-импульсной кодовой комбинации в виде количества следующих последовательно во времени низкочастотных импульсов, поступающих через электронный ключ от формирователя низкочастотных импульсов 12. Несмотря на затухание сигнала при частичном шунгировании канала фаза-земля, напряжение на входе приемного блока остается достаточным для надежного счета количества поступающих импульсов и декодирования полученной информации.

Для повышения помехозащищенности устройства от случайных импульсных помех передаваемая кодовая комбинация состоит из заранее заданного числа подготовительных импульсов, за которыми следуют информационные, количество которых зависит от значения нагрузки и выбранного шага квантования. При нескольких пунктах контроля гололедной нагрузки на различных линиях электропередачи за подготовительными импульсами в кодовой комбинации следуют адресные импульсы, причем преобразователь 10 формирует число-импульсную кодовую комбинацию с расширенным разделительным импульсом между адресными импульсами (кодом адреса) и информационными импульсами (кодом значения нагрузки), в течение которого канал фаза-земля остается возбужденным, полярность сигнала на входе приемного блока измениться не может и он надежно распознает, с какого пункта контроля приходит информация.

В качестве преобразователя 10 может применяться, например, цифровой преобразователь, кодирующий значение гололедной нагрузки методом уравновешивания, т. е. когда известная дискретная величина формируется непосредственно в процессе измерения до тех пор, пока она не станет равной измеряемой величине. Процесс дискретного уравновешивания при этом происходит непосредственно при передаче информации сигнализатором.

Передача кодовой комбинации начинается через время задержки t после начала цикла, формируемой счетчиком-формирователем временной задержки 14, убавляющим электронным ключом 11. Введение различных времен задержки у всех сигнализаторов групповой системы телеизмерения гололедных нагрузок обеспечивает их поочередную асинхронную работу при одновременном включении питания.

В течение времени задержки t сигнализатор 9 проверяет свободен ли канал фаза-земля, для чего служит фильтр низкой частоты 16 и компаратор 15, который в этот период времени деблокирован счетчиком-формирователем временной задержки 14. Если канал занят и по нему передается информация от другого сигнализатора, периодические срабатывания компаратора 15 каждый раз приводят в исходное состояние счетчик-формирователь цикла 13 и счетчик-формирователь временной задержки 14. Таким образом, сигнализатор переходит в ждущий режим и происходит смещение начала его рабочего цикла, чем обеспечивается поочередная передача информации несколькими сигнализаторами без синхронизации их работы. Длительность рабочего цикла выбирается равной



где n - число сигнализаторов в системе; t_makci - максимальное время передачи информации i - и сигнализатором; t_i - время задержки i-го сигнализатора.

Источники информации

1. Дьяков А.Ф., Левченко И.И. Опыт борьбы с гололедом на линиях электропередачи //Электрические станции, 1978, N1, с.50-54.

2. А.с. 1381637 (СССР). Устройство сигнализации о гололеде /Р.Н. Рудакова, P.P.Абдуллин, К.А.Абзалов //15.03.88, БИ N10.

3. А. с. 1539885 (СССР). Устройство для контроля гололедной нагрузки на проводах или тросах линий электропередачи /Ю.И.Лысков, B.C.Молодцов, М.М. Середин/30.01.90, БИ N4.