УСТРОЙСТВО МОДУЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО МОНИТОРИНГА ПРОВОДОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ Российский патент 2021 года по МПК H02J13/00 

Изобретение относится к. дистанционному мониторингу режимов работы сети воздушных линий электропередач и может быть использовано для диагностики параметров работы токонесущего провода.

Известно устройство для контроля электроэнергетических систем, содержащее подключенный к высоковольтной сети высоковольтный измерительный модуль, включающий в себя магнитно-связанный с высоковольтной сетью пассивный преобразователь сетевого тока с резисторной нагрузкой и/или электрически связанный с высоковольтной сетью пассивный преобразователь сетевого напряжения. Высоковольтный измерительный модуль дополнительно содержит блок вторичного электропитания с периодически заменяемым аккумулятором, включающий выпрямительный мост, стабилитрон и диод, к которому подключены магнитно-связанный с высоковольтной сетью низковольтный питающий трансформатор тока и/или электрически связанный с высоковольтной сетью и включенный в цепь пассивного преобразователя сетевого напряжения низковольтный питающий трансформатор напряжения, активный преобразователь сигналов измерительной информации на основе микропроцессора, соединенный с пассивным преобразователем сетевого тока и/или пассивным преобразователем сетевого напряжения и блоком вторичного электропитания и имеющий радиочастотный и/или оптический выходы для преобразованных сигналов измерительной информации (RU 2143165, МПК H02J 13/00, G01R 15/06, 20.12.1999).

Недостаток устройства состоит в низком уровне достоверности данных мониторинга при отсутствии предварительной обработки данных в модулях сбора и первичной диагностики и в большом трафике из-за передачи всего потока принятой информации.

Известно устройство дистанционного контроля состояния провода воздушной линии электропередачи, содержащее корпус, предназначенный для установки на контролируемом элементе воздушной линии, и размещенные в корпусе источник автономного питания, измерительный блок, приемопередатчик, при этом измерительный блок снабжен датчиками тока и температуры, акселерометром, анемометром, автономным хронометром с приемником сигналов точного времени от спутниковой навигационной системы GPS и/или ГЛОНАСС, ультразвуковым или лазерным дальномером, видеорегистратором, источник автономного питания выполнен в виде элементов питания, не подлежащих подзарядке или в виде аккумулятора, снабженного средством подзарядки от солнечной батареи (RU 2521778, МПК H02J 13/00, 10.07.2014, Бюл. №19).

Известное устройство имеет большой поток первичной информации без предварительной обработки, что приводит к передаче значительных объемов данных от линий электропередач.

Известно устройство для контроля провеса электрических проводов электрической сети с возможностью прикрепления к контролируемому объекту содержащее датчик ускорения, блок обработки данных, средство связи для передачи данных от блока обработки данных на внешнее устройство, блок расчета периода колебаний устройства на основе данных измерения ускорения, полученных датчиком ускорения, блок расчета вертикального отклонения объекта при помощи математической формулы маятника объекта, в которой вертикальное отклонение сравнимо с провесом указанного объекта (RU 2562910, МПК H02J 13/00, 20.10.2013, Бюл. №29).

Недостаток устройства состоит в низком уровне достоверности данных мониторинга при отсутствии учета динамических процессов и изменения частоты опроса датчиков в зависимости от текущих параметров работы проводов линии электропередач.

Известен комплекс дистанционного контроля токов и напряжений высоковольтной сети, содержащий управляющий терминал, связанный каналом передачи данных с группой регистраторов, каждый из которых содержит датчик тока, установленного в разрыв фазного провода высоковольтной сети, датчик напряжения в виде делителя напряжения и модуль первичной обработки, в экранирующем корпусе которого, гальванически связанном с контролируемой точкой сети, размещены источник питания, аналого-цифровые преобразователи, блок управления, датчик точного времени для одновременного запуска аналого-цифровых преобразователей и сопровождения метками точного времени измеренных значений тока и напряжения (RU 2564124, МПК H02J 13/00, 27.09.2015, Бюл. №27).

Недостатком устройства является низкий уровень достоверности данных мониторинга, электрический контакт фазного провода с землей через набор резисторов и передача всего потока информации на диспетчерский пункт энергоснабжающей организации без предварительной обработки.

Известно устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередач, содержащее установленные на каждой фазе линии электропередачи между опорами измерительные модули, включающие датчик ускорений, датчик температуры и датчик влажности, соединенные с вычислительным блоком, формирующим данные о начале налипания снега или образования льда, амплитуде раскачивания и обрыве провода, приемопередатчик с антенной и блок питания (RU 2574063, МПК H02J 13/00, 10.08.2015, Бюл. №22).

Известное устройство не обеспечивает высокий уровень достоверности данных мониторинга при отсутствии предварительной обработки данных в модулях сбора и первичной диагностики и имеет большой трафик из-за передачи всего потока принятой информации.

Наиболее близким является устройство дистанционного мониторинга высоковольтных линий электропередач, содержащее датчик ускорений, датчик температуры, трансформатор тока в фазе линии электропередач, концентратор, выход которого соединен с приемопередатчиком с антенной, идентификатор фазы, соединенный с входом концентратора, блок питания (RU 2683787, МПК H02J 13/00, 02.04.2019, Бюл. №10).

Известное устройство не обеспечивает высокий уровень достоверности данных мониторинга без учета динамики процессов изменения контролируемых переменных, определение параметров колебаний проводов, формирование сигналов предупреждения в реальном времени при приближении параметров эксплуатации проводов воздушных линий электропередач к предельным значениям.

Задачей изобретения является повышение достоверности на основе учета динамики процессов изменения контролируемых переменных, определение параметров колебаний проводов, формирование сигналов предупреждения в реальном времени при приближении параметров эксплуатации проводов воздушных линий электропередач к предельным значениям и изменение частоты опроса датчиков при приближении к предельным значениям.

Технический результат - повышение достоверности данных посредством учета динамических процессов изменения контролируемых переменных, определение стрелы провеса, амплитуды и оси колебаний проводов и формирование сигналов предупреждения в реальном времени при приближении параметров эксплуатации проводов воздушных линий электропередач к предельным значениям на основе предварительной обработки данных и изменение частоты опроса датчиков при приближении к предельным значениям.

Технический результат достигается тем, что в устройстве, содержащем датчик ускорений, датчик температуры, трансформатор тока в фазе линии электропередач, концентратор, выход которого соединен с приемопередатчиком с антенной, идентификатор фазы, соединенный с входом концентратора, блок питания, датчик ускорений выполнен в двухосевом исполнении с измерением ускорений в вертикальной относительно провода и горизонтальной поперечной проводу осях и в устройство дополнительно введены датчик температуры окружающего воздуха, датчик солнечного излучения, управляемый таймер, регистр тока, регистр температуры, регистр ускорения в вертикальной плоскости, регистр ускорения в горизонтальной плоскости, первый, второй и третий фиксаторы частоты опроса, первый, второй, третий и четвертый масштабирующие усилители, первый, второй и третий перемножители, первый, второй и третий блоки суммирования, первый и второй корректоры по суммированию, первый и второй блоки вычисления корней, сумматор температуры, регистр температуры с учетом динамики процессов, первый, второй и третий регистры задержки на один такт, блок коэффициента учета динамики температуры, сумматор ускорения в вертикальной плоскости, регистр фиксации обрыва провода по вертикальной оси, блок коэффициента сглаживания колебаний провода в вертикальной плоскости, сумматор ускорения в горизонтальной плоскости, регистр фиксации обрыва провода по горизонтальной оси, блок коэффициента сглаживания колебаний провода в горизонтальной плоскости, делитель фиксаций обрыва, блок вычисления угла схода при обрыве, сумматор амплитуды колебаний, делитель оси колебаний провода, блок вычисления направления колебаний провода, задатчик допустимого действующего значения тока в проводе, задатчик допустимого значения температуры провода, задатчик угла схода при обрыве провода, блок вычисления стрелы провеса, масштабирующий усилитель стрелы провеса, задатчик максимально допустимой стрелы провеса, задатчик максимально допустимой амплитуды колебаний провода, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой блоки сравнения, многовходовой элемент «ИЛИ», трансформатор тока блока питания, задатчик контроля напряжения питания, первый выход управляемого таймера через первый фиксатор частоты опроса соединен с управляющим входом регистра тока, второй фиксатор частоты опроса с управляющим входом регистра температуры и третий фиксатор частоты опроса с управляющими входами регистра ускорения в вертикальной плоскости и регистра ускорения в горизонтальной плоскости соответственно, второй выход управляемого таймера соединен с многовходовым элементом «ИЛИ», первый вход управляемого таймера соединен с выходом концентратора, а второй - с выходом многовходового элемента «ИЛИ», трансформатор тока в фазе линии электропередач через регистр тока, первый масштабирующий усилитель, первый вход первого перемножителя, первый блок суммирования, первый корректор по суммированию и первый блок вычисления корней соединен с входом концентратора и первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком допустимого действующего значения тока в проводе, второй вход первого перемножителя соединен с выходом первого масштабирующего усилителя, выход датчика температуры через регистр температуры, первый вход сумматора температуры, регистр температуры с учетом динамики процессов, второй масштабирующий усилитель соединен с входом концентратора и первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком допустимого значения температуры провода, выход регистра температуры с учетом динамики процессов через первый регистр задержки на один такт и блок коэффициента учета динамики температуры соединен с вторым входом сумматора температуры, выход датчика ускорений с измерением ускорений в вертикальной плоскости относительно провода через регистр ускорения в вертикальной плоскости, первый вход сумматора ускорения в вертикальной плоскости, регистр фиксации обрыва провода по вертикальной оси, первый вход делителя фиксаций обрыва, блок вычисления угла схода при обрыве соединен с входом концентратора и первым входом третьего блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком угла схода при обрыве провода, выход регистра фиксации обрыва провода по вертикальной оси через второй регистр задержки на один такт и блок коэффициента сглаживания колебаний провода в вертикальной плоскости соединен с вторым входом сумматора ускорения в вертикальной плоскости, выход датчика ускорений с измерением ускорений в горизонтальной плоскости по направлению поперечно проводу через регистр ускорения в горизонтальной плоскости, первый вход сумматора ускорения в горизонтальной плоскости, регистр фиксации обрыва провода по горизонтальной оси соединен с вторым входом делителя фиксаций обрыва провода, выход регистра фиксации обрыва провода по горизонтальной оси через третий регистр задержки на один такт и блок коэффициента сглаживания колебаний провода в горизонтальной плоскости соединен с вторым входом сумматора ускорения в горизонтальной плоскости, выход регистра ускорения в вертикальной плоскости через третий масштабирующий усилитель, первый вход второго перемножителя, второй блок суммирования соединен с первым входом сумматора амплитуды колебаний, выход регистра ускорения в горизонтальной плоскости через четвертый масштабирующий усилитель, первый вход третьего перемножителя, третий блок суммирования соединен с вторым входом сумматора амплитуды колебаний, вторые входы второго и третьего перемножителей соединены с выходами третьего и четвертого масштабирующих усилителей соответственно, выход сумматора амплитуды колебаний через второй корректор по суммированию и второй блок вычисления корней соединен с входом концентратора и первым входом пятого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком максимально допустимой амплитуды колебаний провода, выходы третьего и четвертого масштабирующих усилителей соединены с первым и вторым входами делителя оси колебаний провода соответственно, выход делителя оси колебаний провода через блок вычисления направления колебаний провода соединен с входом концентратора, входы блока вычисления стрелы провеса соединены с выходами датчиков температуры окружающего воздуха и солнечного излучения, выходами первого блока вычисления корней и второго масштабирующего усилителя, выход блока вычисления стрелы провеса через масштабирующий усилитель стрелы провеса соединен с входом концентратора и первым входом четвертого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком максимально допустимой стрелы провеса, выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого блоков сравнения соединены с входами многовходового элемента «ИЛИ» соответственно, трансформатор тока блока питания через блок питания соединен с входом концентратора и первым входом шестого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком контроля напряжения питания.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены: на фиг. 1 - структурная схема устройства дистанционного мониторинга проводов воздушных линий электропередач; на фиг. 2 - размещение устройства дистанционного мониторинга на проводах воздушных линий электропередач; на фиг. 3 - фотография устройства дистанционного мониторинга проводов воздушных линий электропередач.

Устройство дистанционного мониторинга проводов воздушных линий электропередач, содержит датчик ускорений 1, выполненный в двухосевом исполнении с измерением ускорений в вертикальной относительно провода и горизонтальной поперечной проводу осях, датчик температуры 2, трансформатор тока 3 в фазе линии электропередач, концентратор 4, выход которого соединен с приемопередатчиком 5 с антенной 6, идентификатор 7 фазы, соединенный с входом концентратора 4, блок питания 8, датчик температуры окружающего воздуха 9, датчик солнечного излучения 10, управляемый таймер 11, регистр тока 12, регистр температуры 13, регистр ускорения в вертикальной 14 плоскости, регистр ускорения в горизонтальной 15 плоскости, первый 16, второй 17 и третий 18 фиксаторы частоты опроса, первый 19, второй 20, третий 21 и четвертый 22 масштабирующие усилители, первый 23, второй 24 и третий 25 перемножителя, первый 26, второй 27 и третий 28 блоки суммирования, первый 29 и второй 30 корректоры по суммированию, первый 31 и второй 32 блоки вычисления корней, сумматор температуры 33, регистр температуры 34 с учетом динамики процессов, первый 35, второй 36 и третий 37 регистры задержки на один такт, блок коэффициента учета 38 динамики температуры, сумматор ускорения 39 в вертикальной плоскости, регистр фиксации обрыва 40 провода по вертикальной оси, блок коэффициент сглаживания 41 колебаний провода в вертикальной плоскости, сумматор ускорения 42 в горизонтальной плоскости, регистр фиксации обрыва 43 провода по горизонтальной оси, блок коэффициента сглаживания 44 колебаний провода в горизонтальной плоскости, делитель фиксаций обрыва 45, блок вычисления угла схода 46 при обрыве, сумматор амплитуды колебаний 47, делитель оси колебаний 48 провода, блок вычисления направления 49 колебаний провода, задатчик допустимого действующего значения тока 50 в проводе, задатчик допустимого значения температуры 51 провода, задатчик угла схода 52 при обрыве провода, блок вычисления стрелы провеса 53, масштабирующий усилитель стрелы провеса 54, задатчик максимально допустимой 55 стрелы провеса, задатчик максимально допустимой амплитуды колебаний 56 провода, первый 57, второй 58, третий 59, четвертый 60, пятый 61 и шестой 62 блоки сравнения, многовходовой элемент «ИЛИ» 63, трансформатор тока 64 блока питания, задатчик контроля напряжения 65 питания.

Первый выход управляемого таймера 11 через первый 16 фиксатор частоты опроса соединен с управляющим входом регистра тока 12, второй 17 фиксатор частоты опроса с управляющим входом регистра температуры 13 и третий 18 фиксатор частоты опроса с управляющими входами регистра ускорения в вертикальной 14 плоскости и регистра ускорения в горизонтальной 15 плоскости соответственно, второй выход управляемого таймера 11 соединен с многовходовым элементом «ИЛИ» 63, а вход с выходом концентратора 4, трансформатор тока 3 в фазе линии электропередач через регистр тока 12, первый 19 масштабирующий усилитель, первый вход первого 23 перемножитель, первый 26 блок суммирования, первый 29 корректор по суммированию и первый 31 блок вычисления корней соединен входом концентратора 4 и первым входом первого 57 блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком допустимого действующего значения тока 50 в проводе, второй вход первого 23 перемножителя соединен с выходом первого 19 масштабирующего усилителя, выход датчика температуры 2 через регистр температуры 13, первый вход сумматора температуры 33, регистр температуры 34 с учетом динамики процессов, второй 20 масштабирующий усилитель соединен с входом концентратора 4 и первым входом второго 58 блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком допустимого значения температуры 51 провода, выход регистра температуры 34 с учетом динамики процессов через первый 35 регистр задержки на один такт и блок коэффициента учета 38 динамики температуры соединен с вторым входом сумматора температуры 33, выход датчика ускорений 1 с измерением ускорений в вертикальной плоскости относительно провода через регистр ускорения в вертикальной 14 плоскости, первый вход сумматора ускорения 39 в вертикальной плоскости, регистр фиксации обрыва 40 провода по вертикальной оси, первый вход делителя фиксаций обрыва 45, блок вычисления угла схода 46 при обрыве соединен с входом концентратора 4 и первым входом третьего 59 блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком угла схода 52 при обрыве провода, выход регистра фиксации обрыва 40 провода по вертикальной оси через второй 36 регистр задержки на один такт и блок коэффициента сглаживания 41 колебаний провода в вертикальной плоскости соединен с вторым входом сумматора ускорения 39 в вертикальной плоскости, выход датчика ускорений 1 с измерением ускорений в горизонтальной плоскости по направлению поперечно проводу оси через регистр ускорения в горизонтальной 15 плоскости, первый вход сумматора ускорения 42 в горизонтальной плоскости, регистр фиксации обрыва 43 провода по горизонтальной оси соединен с вторым входом делителя фиксаций обрыва 45 провода, выход регистра фиксации обрыва 43 провода по горизонтальной оси через третий 37 регистр задержки на один такт и блок коэффициента сглаживания 44 колебаний провода в горизонтальной плоскости соединен с вторым входом сумматора ускорения 42 в горизонтальной плоскости, выход регистра ускорения в вертикальной 14 плоскости через третий 21 масштабирующий усилитель, первый вход второго 24 перемножителя, второй 27 блок суммирования соединен с первым входом сумматора амплитуды колебаний 47, выход регистра ускорения в горизонтальной 15 плоскости через четвертый 22 масштабирующий усилитель, первый вход третьего 25 перемножителя, третий 28 блок суммирования соединен с вторым входом сумматора амплитуды колебаний 47, вторые входы второго 24 и третьего 25 перемножителей соединены с выходами третьего 21 и четвертого 22 масштабирующих усилителей соответственно, выход сумматора амплитуды колебаний 47 через второй 30 корректор по суммированию и второй 32 блок вычисления корней соединен с входом концентратора 4 и первым входом пятого 61 блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком максимально допустимой амплитуды колебаний 56 провода, выходы третьего 21 и четвертого 22 масштабирующих усилителей соединены с первым и вторым входами делителя оси колебаний 48 провода соответственно, выход делителя оси колебаний 48 провода через блок вычисления направления 49 колебаний провода соединен с входом концентратора 4, входы блока вычисления стрелы провеса 53 соединены с выходами датчиков температуры окружающего воздуха 9 и солнечного излучения 10, выходами первого 31 блока вычисления корней и второго 20 масштабирующего усилителя, выход блока вычисления стрелы провеса 53 через масштабирующий усилитель стрелы провеса 54 соединен с входом концентратора 4 и первым входом четвертого 60 блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком максимально допустимой 55 стрелы провеса, выходы первого 57, второго 58, третьего 59, четвертого 60, пятого 61 и шестого 62 блоков сравнения соединены с входами многовходового элемента «ИЛИ» 63, трансформатор тока 64 блока питания через блок питания 8 соединен с входом концентратора 4 и первым входом шестого 62 блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком контроля напряжения 65 питания.

Устройство дистанционного мониторинга проводов воздушных линий электропередач работает следующим образом.

Устройство дистанционного мониторинга монтируется на проводе воздушных линий электропередач как показано на фигуре 2. Датчик ускорений 1 плотно прилегает к проводу воздушной линии электропередачи и производит измерения ускорений по вертикальной относительно провода оси и горизонтальной поперечной проводу оси.

Датчика ускорений 1 формирует сигнал ускорения по вертикальной относительно провода оси и передает в регистр ускорения в вертикальной 14 плоскости. Сигнал ускорения по горизонтальной поперечной проводу оси датчик ускорений 1 передает в регистр ускорения в горизонтальной 15 плоскости.

Датчик температуры 2 измеряет температуру провода, на котором размещен провод, и передает значение температуры в регистр температуры 13.

Трансформатор тока 3 измеряет мгновенное значение тока в фазе линии электропередач и передает значение в регистр тока 12.

Управление регистрами производит управляемый таймер 11, который вырабатывает сигналы управления первым 16, вторым 17 и третьим 18 фиксаторами частоты опроса.

Первый 16 фиксатор частоты опроса вырабатывает сигналы записи мгновенных значений тока в регистр тока 12. Частоту опроса и записи в регистр тока 12 устанавливает управляемый таймер 11.

Второй 17 фиксатор частоты опроса вырабатывает сигналы записи значений температуры провода в регистр температуры 13. Учитывая, что динамика процесса изменения температуры провода воздушной линии электропередач значительно медленнее динамики изменений мгновенных значений тока, частота опроса и записи в регистр температуры 13 устанавливается управляемым таймером 11 значительно ниже.

Третий 18 фиксатор частоты опроса вырабатывает сигналы записи значений датчика ускорений 1 по двум осям в регистр ускорения в вертикальной 14 плоскости и регистр ускорения в горизонтальной 15 плоскости.

Частоту опроса и записи в регистр 13 и 14 устанавливает управляемый таймер 11. В результате опрос датчиков производится в зависимости от динамики изменения контролируемых параметров.

Также управляемый таймер 11 формирует периодические сигналы для передачи данных дистанционного мониторинга в информационно-управляющую систему диспетчерского пункта электросетевой компании в штатном режиме работы линии электропередач (на фигурах не показана). Период передачи данных устанавливается и может меняться по сигналам с диспетчерского пункта электросетевой компании.

Сигнал с выхода регистра тока 12 поступает на первый 19 масштабирующий усилитель, первый 23 перемножитель, первый 26 блок суммирования, первый 29 корректор по суммированию и первый 31 блок вычисления корней для формирования величин действующих значений тока в проводе воздушной линии электропередач. Это значение подается на концентратор 4 и через приемопередатчик 5 с антенной 6 передается в информационно-управляющую систему электросетевой компании. Одновременно этот сигнал сравнивается на первом 57 блоке сравнения с сигналом от задатчика допустимого действующего значения тока 50 в проводе и в случае превышения допустимого значения на выходе первого 57 блока сравнения формируется сигнал предупреждения о превышении, который через многовходовой элемент «ИЛИ» 63 переводит управляемый таймер 11 в режим перехода на увеличенную частоту опроса датчиков через первый 16, второй 17 и третий 18 фиксаторы частоты опроса и производит внеочередную предупреждающую передачу в информационно-управляющую систему диспетчерского пункта электросетевой компании для принятия управляющих решений.

Сигнал с выхода регистра температуры 13 поступает через сумматор температуры 33 на регистр температуры 34 с учетом динамики процесса нагрева провода, которая учитывается первым 35 регистром задержки на один такт и блоком коэффициента учета 38 динамики температуры. В результате снижается вероятность проявления ошибочных замеров и помех, характерных для работы микропроцессорного оборудования в условиях нахождения сильных электромагнитных помех воздушных линий электропередач.

Сигнал с выхода регистра температуры 34 с учетом динамики процесса нагрева провода через второй 20 масштабирующий усилитель подается на концентратор 4 и через приемопередатчик 5 с антенной 6 передается в информационно-управляющую систему электросетевой компании. Одновременно этот сигнал сравнивается на втором 58 блоке сравнения с сигналом от задатчика допустимого значения температуры 51 провода и в случае превышения допустимого значения температуры на выходе второго 58 блока сравнения формируется сигнал предупреждения о превышении, который через многовходовой элемент «ИЛИ» 63 переводит управляемый таймер 11 в режим перехода на увеличенную частоту опроса датчиков и производит внеочередную предупреждающую передачу в информационно-управляющую систему диспетчерского пункта электросетевой компании о превышении температуры провода воздушной линии допустимого значения для принятия управляющих решений.

Сигнал с выходов регистра ускорения в вертикальной 14 плоскости и регистра ускорения в горизонтальной 15 плоскости через сумматоры ускорения 39 в вертикальной плоскости и ускорения 42 в горизонтальной плоскости поступают на регистры фиксации обрыва 40 провода по вертикальной оси и фиксации обрыва 43 провода по горизонтальной оси соответственно.

Динамика механических колебаний провода в вертикальной плоскости учитывается вторым 36 регистром задержки на один такт и блоком коэффициента сглаживания 41 колебаний провода в вертикальной плоскости. Динамика механических колебаний провода в горизонтальной плоскости учитывается третьим 37 регистром задержки на один такт и блоком коэффициента сглаживания 44 колебаний провода в горизонтальной плоскости. В результате снижается вероятность проявления ошибочных замеров и помех, характерных для работы оборудования в условиях нахождения сильных электромагнитных помех воздушных линий электропередач.

Сигналы с выхода регистра фиксации обрыва 40 провода по вертикальной оси подается на первый вход, а с выхода регистра фиксации обрыва 43 провода по горизонтальной оси на второй вход делителя фиксаций обрыва 45. В результате на выходе делителя фиксаций обрыва 45 формируется сигнал разложения ускорения силы тяжести в вертикальной и горизонтальной относительно провода плоскостях. Блок вычисления угла схода 46 при обрыве, реализующий функцию арктангенса, определяет угол схода провода в месте крепления, величина которого через концентратор 4 и приемопередатчик 5 с антенной 6 передается в информационно-управляющую систему диспетчерского пункта электросетевой компании.

Одновременно этот сигнал сравнивается на третьем 59 блоке сравнения с сигналом от задатчика допустимого значения угла схода 52 провода и, в случае нахождения допустимого значения схода 52 провода в зоне обрыва, на выходе третьего 59 блока сравнения формируется сигнал обрыва провода, который через многовходовой элемент «ИЛИ» 63 производит внеочередную передачу в информационно-управляющую систему диспетчерского пункта электросетевой компании об обрыве провода для принятия оперативных управляющих решений. Одновременно управляемый таймер 11 переводится в режим увеличенной частоты опроса датчиков.

Сигналы с выходов регистров ускорения в вертикальной 14 плоскости и в горизонтальной 15 плоскостях поступают через третий 21 и четвертый 22 масштабирующие усилители, второй 24 и третий 25 перемножители на второй 27 и третий 28 блоки суммирования соответственно. В результате на выходах второго 27 и третьего 28 блоков суммирования формируются сигналы квадратов ускорений колебаний провода в вертикальной и горизонтальной плоскостях, отражающие в максимальном значении квадраты амплитуд колебаний, которые суммируются на сумматоре амплитуды колебаний 47. Коррекция и масштабирование сигналов производится на втором 30 корректоре по суммированию и втором 32 блоке вычисления корней. В результате формируется сигнал, пропорциональный колебаниям провода воздушной линии электропередач, который через концентратор 4 и приемопередатчик 5 с антенной 6 передается в информационно-управляющую систему диспетчерского пункта электросетевой компании.

Этот сигнал сравнивается на пятом 61 блоке сравнения с сигналом от задатчика максимально допустимой амплитуды колебаний 56 провода и, в случае превышения допустимых колебаний провода, на выходе пятого 61 блока сравнения формируется сигнал, который через многовходовой элемент «ИЛИ» 63 производит внеочередную передачу в информационно-управляющую систему диспетчерского пункта электросетевой компании данных для принятия решений. Одновременно управляемый таймер 11 переводится в режим увеличенной частоты опроса датчиков.

Приоритетное направление колебаний провода относительно вертикальной и горизонтальной плоскостей определяется делителем оси колебаний 48 провода и блоком вычисления направления 49 колебаний провода, реализующим функцию вычисления арктангенса. Значение угла направления колебаний провода относительно вертикальной оси от блока вычисления направления 49 колебаний провода через концентратор 4 и приемопередатчик 5 с антенной 6 передается в информационно-управляющую систему диспетчерского пункта электросетевой компании.

Блок вычисления стрелы провеса 53 на основе данных температуры провода от второго 20 масштабирующего усилителя, тока в проводе от первого 31 блока вычисления корней, температуры окружающего воздуха от датчика температуры окружающего воздуха 9 и солнечного излучения от датчика солнечного излучения 10 формирует на выходе сигнал, пропорциональный величине стрелы провеса провода воздушной линии электропередач, который через масштабирующий усилитель стрелы провеса 54 подается на концентратор 4 и через приемопередатчик 5 с антенной 6 передается в информационно-управляющую систему диспетчерского пункта электросетевой компании.

Одновременно этот сигнал сравнивается на четвертом 60 блоке сравнения с сигналом от задатчика максимально допустимой 55 стрелы провеса и, в случае превышения допустимого значения стрелы провеса на выходе четвертого 60 блока сравнения формируется сигнал предупреждения о превышении, который через многовходовой элемент «ИЛИ» 63 переводит управляемый таймер 11 в режим перехода на увеличенную частоту опроса датчиков и производит внеочередную предупреждающую передачу в информационно-управляющую систему диспетчерского пункта электросетевой компании о превышении величины стрелы провеса провода воздушной линии допустимого значения для принятия управляющих решений.

Трансформатор тока 64 блока питания через блок питания 8 передает значение напряжения питания устройства через концентратор 4, приемопередатчик 5 с антенной 6 в информационно-управляющую систему диспетчерского пункта электросетевой компании для контроля работоспособности.

В случае уменьшения напряжения питания ниже установленного задатчиком контроля напряжения 65 питания, на выходе шестого 62 блока сравнения формируется сигнал предупреждения, который производит внеочередную предупреждающую передачу в информационно-управляющую систему диспетчерского пункта электросетевой компании.

Для идентификации провода фазы воздушной линии электропередач идентификатор 7 фазы формирует адрес посылки, которая через концентратор 4, приемопередатчик 5 с антенной 6 передается в информационно-управляющую систему диспетчерского пункта электросетевой компании.

Таким образом, предлагаемое устройство дистанционного мониторинга проводов воздушных линий электропередач обеспечивает повышение достоверности данных посредством учета динамических процессов изменения контролируемых переменных, определение стрелы провеса, амплитуды и оси колебаний проводов и формирование сигналов предупреждения в реальном времени при приближении параметров эксплуатации проводов воздушных линий электропередач к предельным значениям на основе предварительной обработки данных и изменение частоты опроса датчиков при приближении к предельным значениям.

Использование: в области электроэнергетики для диагностики параметров работы токонесущего провода. Технический результат - повышение достоверности данных и формирование сигналов предупреждения в реальном времени. Технический результат достигается посредством учета динамических процессов изменения контролируемых переменных, определения стрелы провеса, амплитуды и оси колебаний проводов и формирования сигналов предупреждения в реальном времени при приближении параметров эксплуатации проводов воздушных линий электропередач к предельным значениям на основе предварительной обработки данных и изменения частоты опроса датчиков при приближении к предельным значениям. Устройство содержит датчики ускорений, температуры провода и окружающего воздуха, солнечного излучения, трансформаторы тока в фазе линии электропередач, концентратор, приемопередатчик с антенной, идентификатор фазы, блоки сравнения, управляемый таймер, фиксаторы частоты опроса, масштабирующие усилители, перемножители, блоки суммирования, корректоры по суммированию, блоки вычисления корней, регистр температуры с учетом динамики процессов, регистры задержки, блоки коэффициента учета динамики, регистры фиксации обрыва провода, блоки коэффициентов сглаживания, вычисления угла схода, задатчики допустимого значения тока, температуры, угла схода, стрелы провеса, амплитуды колебаний провода, контроля напряжения питания. 3 ил.

Устройство модуля дистанционного мониторинга проводов воздушных линий электропередач, содержащее датчик ускорений, датчик температуры, трансформатор тока в фазе линии электропередач, концентратор, выход которого соединен с приемопередатчиком с антенной, идентификатор фазы, соединенный с входом концентратора, блок питания, отличающееся тем, что датчик ускорений выполнен в двухосевом исполнении с измерением ускорений в вертикальной относительно провода и горизонтальной поперечной проводу осях и в устройство дополнительно введены датчик температуры окружающего воздуха, датчик солнечного излучения, управляемый таймер, регистр тока, регистр температуры, регистр ускорения в вертикальной плоскости, регистр ускорения в горизонтальной плоскости, первый, второй и третий фиксаторы частоты опроса, первый, второй, третий и четвертый масштабирующие усилители, первый, второй и третий перемножители, первый, второй и третий блоки суммирования, первый и второй корректоры по суммированию, первый и второй блоки вычисления корней, сумматор температуры, регистр температуры с учетом динамики процессов, первый, второй и третий регистры задержки на один такт, блок коэффициента учета динамики температуры, сумматор ускорения в вертикальной плоскости, регистр фиксации обрыва провода по вертикальной оси, блок коэффициента сглаживания колебаний провода в вертикальной плоскости, сумматор ускорения в горизонтальной плоскости, регистр фиксации обрыва провода по горизонтальной оси, блок коэффициента сглаживания колебаний провода в горизонтальной плоскости, делитель фиксаций обрыва, блок вычисления угла схода при обрыве, сумматор амплитуды колебаний, делитель оси колебаний провода, блок вычисления направления колебаний провода, задатчик допустимого действующего значения тока в проводе, задатчик допустимого значения температуры провода, задатчик угла схода при обрыве провода, блок вычисления стрелы провеса, масштабирующий усилитель стрелы провеса, задатчик максимально допустимой стрелы провеса, задатчик максимально допустимой амплитуды колебаний провода, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой блоки сравнения, многовходовой элемент «ИЛИ», трансформатор тока блока питания, задатчик контроля напряжения питания, причем первый выход управляемого таймера через первый фиксатор частоты опроса соединен с управляющим входом регистра тока, второй фиксатор частоты опроса - с управляющим входом регистра температуры и третий фиксатор частоты опроса - с управляющими входами регистра ускорения в вертикальной плоскости и регистра ускорения в горизонтальной плоскости соответственно, второй выход управляемого таймера соединен с многовходовым элементом «ИЛИ», первый вход управляемого таймера соединен с выходом концентратора, а второй - с выходом многовходового элемента «ИЛИ», трансформатор тока в фазе линии электропередач через регистр тока, первый масштабирующий усилитель, первый вход первого перемножителя, первый блок суммирования, первый корректор по суммированию и первый блок вычисления корней соединен с входом концентратора и первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком допустимого действующего значения тока в проводе, второй вход первого перемножителя соединен с выходом первого масштабирующего усилителя, выход датчика температуры через регистр температуры, первый вход сумматора температуры, регистр температуры с учетом динамики процессов, второй масштабирующий усилитель соединен с входом концентратора и первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком допустимого значения температуры провода, выход регистра температуры с учетом динамики процессов через первый регистр задержки на один такт и блок коэффициента учета динамики температуры соединен с вторым входом сумматора температуры, выход датчика ускорений с измерением ускорений в вертикальной плоскости относительно провода через регистр ускорения в вертикальной плоскости, первый вход сумматора ускорения в вертикальной плоскости, регистр фиксации обрыва провода по вертикальной оси, первый вход делителя фиксаций обрыва, блок вычисления угла схода при обрыве соединен с входом концентратора и первым входом третьего блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком угла схода при обрыве провода, выход регистра фиксации обрыва провода по вертикальной оси через второй регистр задержки на один такт и блок коэффициента сглаживания колебаний провода в вертикальной плоскости соединен с вторым входом сумматора ускорения в вертикальной плоскости, выход датчика ускорений с измерением ускорений в горизонтальной плоскости по направлению поперечно проводу через регистр ускорения в горизонтальной плоскости, первый вход сумматора ускорения в горизонтальной плоскости, регистр фиксации обрыва провода по горизонтальной оси соединен с вторым входом делителя фиксаций обрыва провода, выход регистра фиксации обрыва провода по горизонтальной оси через третий регистр задержки на один такт и блок коэффициента сглаживания колебаний провода в горизонтальной плоскости соединен с вторым входом сумматора ускорения в горизонтальной плоскости, выход регистра ускорения в вертикальной плоскости через третий масштабирующий усилитель, первый вход второго перемножителя, второй блок суммирования соединен с первым входом сумматора амплитуды колебаний, выход регистра ускорения в горизонтальной плоскости через четвертый масштабирующий усилитель, первый вход третьего перемножителя, третий блок суммирования соединен с вторым входом сумматора амплитуды колебаний, вторые входы второго и третьего перемножителей соединены с выходами третьего и четвертого масштабирующих усилителей соответственно, выход сумматора амплитуды колебаний через второй корректор по суммированию и второй блок вычисления корней соединен с входом концентратора и первым входом пятого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком максимально допустимой амплитуды колебаний провода, выходы третьего и четвертого масштабирующих усилителей соединены с первым и вторым входами делителя оси колебаний провода соответственно, выход делителя оси колебаний провода через блок вычисления направления колебаний провода соединен с входом концентратора, входы блока вычисления стрелы провеса соединены с выходами датчиков температуры окружающего воздуха и солнечного излучения, выходами первого блока вычисления корней и второго масштабирующего усилителя, выход блока вычисления стрелы провеса через масштабирующий усилитель стрелы провеса соединен с входом концентратора и первым входом четвертого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком максимально допустимой стрелы провеса, выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого блоков сравнения соединены с входами многовходового элемента «ИЛИ» соответственно, трансформатор тока блока питания через блок питания соединен с входом концентратора и первым входом шестого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком контроля напряжения питания.