Устройство для обнаружения гололедных отложений на проводах линий электропередачи Советский патент 1984 года по МПК H02G7/16 

о

00 00

ьэ

-I

О5

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение при очистке от отложений гололеда расщепленных проводов линий электропередачи.

Момент включения источника тока для плавки гололеда определяется устройством для обнаружения гололедных отложений, которое сигнализирует предельный уровень гололедной нагрузки.

Известен датчик гололедных нагрузок, в котором при появлении на проводах гололеда определенного веса за счет механического передвижения штока (или деформации материала) замыкается (размыкается) контакт, включающий сигнальный блок 1.

Недостатком указанного датчика является низкая надежность срабатывания механической подвижной (деформируемой) части.

Известно устройство для обнаружения гололедных отложений на проводах линий электропередачи, содержащее измерительный блок, работающий на частоте измерения, вход которого подсоединен к проводам линии электропередачи, а выход - к блоку сигнализации гололедной нагрузки 2.

К недостаткам известного устройства относится то, что емкость на землю фазного провода изменяется не только от наличия на нем гололеда, но и от электрической нагрузки всех проводов ВЛ, в качестве которой является эквивалентная емкость (или индуктивность) оборудования подстанции и других линий, заходящих на эту подстанцию. По этой причине перестройка высокочастотного генератора будет происходить при коммутационных операциях на подстанции, изменяющих схему последней, и устройство будет выдавать ложную информацию. Соответственно этому будет происходить либо нетребующееся включение источника плавки гололеда при суммарном увеличении емкости фазы, либо повреждение ВЛ от чрезмерной гололедной нагрузки изза несвоевременного включения источника плавки гололеда при суммарном уменьшении емкости фазы.

На длинных линиях электропередачи, на которых длина участка с гололедом меньше всей длины линии, невозможно определить толщину образовавшегося гололеда (т. е. нагрузку на провода), так как одинаковое приращение емкости провода не землю будет иметь место в двух ситуациях: при большой толщине гололеда и малой его длине, а также при малой толщине гололеда, и соответственно большей длине линии с гололедом. Кроме того, на длинных линиях велика собственная емкость провода и приращение емкости от короткого участка с гололедом составит незначительный процент. В таком случае величина перестройки высокочастотного генератора может быть в

пределах погрещностей работы устройства, что делает ненадежным его работу.

Цель изобретения - повышение надежности и экономичности при измерении на расщепленных проводах фазы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для. обнаружения гололедных отложений на проводах линий электропередачи, содержащее измерительный блок, работающий на частоте измерения, вход которого подсоединен к проводам линий электропередачи, а выход - к блоку сигнализации гололедной нагрузки, снабжено двумя дополнительными проводниками, каждый из которых установлен между двумя проводами расщепленной фазы на расстоянии, равном половине длины волны для частоты измерения, а измерительный блок подключен между двумя проводами расщепленной фазы в середине участка линии, ограниченного дополнительными проводниками.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Устройство для обнаружения гололедных отложений на проводах линий электропередачи содержит измерительный блок 1, работающий на частоте измерения, вход ко.торого подсоединен к проводам 2 линий электропередачи, а выход - к блоку 3 сигнализации гололедной нагрузки.

Кроме того, устройство снабжено двумя дополнительными проводниками 4, каждый из которых установлен между двумя проводами расщепленной фазы на расстоянии, равном половине длины волны для частоты измерения. Измерительный блок I подключен между двумя проводами 2 расщепленной фазы в середине участка линии, ограниченного дополнительными проводниками 4. Измерительный блок выполнен в виде компенсационного элемента для частоты измерения с конденсатором связи, генератором высокой частоты и измерителем модуля входного сопротивления.

Датчиком в устройстве для обнаружения гололедных отложений являются два параллельно включенных между собой четвертьволновых закороченных участка линии, а исполнителем - сигнальный блок 3. Прйнци.п работы устройства заключается в следующем.

Выходное сопротивление на частоте измерения двухпроводной короткозамкнутой

на конце четвертьволновой линии определяется формулой

Zbx Z,th(oc+ jp)t.

1)

где Zj -волновое сопротивление двухпроводной линии;

о( -коэффициент затухания на частоте измерения; --коэффициент распространения; t -длина линии. Для двухпроводной линии Z 120fcn-p-, где D - расстояние между проводами; г - радиус провода. Коэффициент затухания определяется по формуле rzT /у где r-v- активное сопротивление провода на частоте измерения. Для алюминиевых многоповивных проводов на частоте f (4) При наличии гололедного образования на проводах коэффициент затухания двухпроводного тракта можно определить из выражения .л oCt -)- лос , где Л (X - дополнительное затухание, обусловленное гололедом, которое определяется по формуле OLM:iOi.Zu- L-t{ljS 2гМ:101 4й-Л-Т{10в /, , ъ) /5) () + где i S-тангенс угла диэлектрических потерь льда; -действительная часть диэлектриче1 ской проницаемости льда; t) -толщина стенки гололедного образования. Конструктивно для частоты измерительного блока 1 равной 100 кГц (длина волны 3000 м) в контролируемом участке линии необходимо установить две металлические закорачивающие распорки на расстоянии 1500 м одна от другой, а для частоты 500 кГц - на расстоянии 300 м. Между точками, к которым присоединен измерительный блок I, и закорачивающими распорками могут быть установлены изолирующие дистанционные распорки, если это требуется для стабилизации расстояния между проводами. В качестве измерителя модуля входного сопротивления четвертьволнового датчика в измерительном блоке 1 могут быть использованы, например вольтметр и амперметр, либо мост полных сопротивлений. Блок 3 сигнализации гололедной нагрузки может быть установлен на диспетчерском пункте при подстанции, а соединение его с измерительным блоком 1 может быть выполнено через линию связи, например кабель связи УКВ радиоканал или ВЧ канал по проводам ЛЭП. Предлагаемое устройство по сравнению с известными позволяет точно определить толщину стенки гололеда на проводах и, следовательно, момент начала плавки, чем исключается возможность аварийного отключения потребителей и недоотпуска электроэнергии потребителю.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ГОЛОЛЕДНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА ПРОВОДАХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, содержащее измерительный блок, работающий на частоте измерения, вход которого подсоединен к проводам линий электропередачи, а выход - к блоку сигнализации гололедной нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности при измерении на расщепленных проводах фазы, оно снабжено двумя дополнительными проводниками, каждый из которых установлен между двумя проводами расщепленной фазы на расстоянии,равиом половине длины волны для частоты измерения, а измерительный блок подключен между двумя проводами расщепi ленной фазы в середине участка линии, ограниченного дополнительными проводника(Л ми.