Устройство для определения места повреждения в воздушной электрической цепи Советский патент 1986 года по МПК G01R31/08 

избирательного усилителя 7 и через герконовое реле 9 с третьим входом ВГ 1. Обмотка герконового реле 9

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения места повреждения (ОМП) в воздушных электрических сетях с изолированной нейтралью, с деревянными опорами.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства -путем использования его не только при авариях типа замыкания (однофазных, многофазных), но и типа обрыва, а также повьшение точности путем установки датчиков аварии на всех опорах и использования изоляторов линейных проводов в качестве конденсаторов присоединения.

На фиг. 1 представлена схема датчика аварии, на фиг. 2 - схема нулевого волнового канала три провода - земля, по которому распространяются высокочастотные сигналы. I

Устройство содержит датчик аварий, состоящий из высокочастотного генератора 1, блока 2 питания, элемента 3 присоединения (изоляторы линейных проводов), подключенного к фазам электрической сети, разделительные конденсаторы 4, каждый из первых выводов которых подключен к одной из фаз электрической сети, а вторые выводы объединены, выход блока 2 питания соединен с первым входом высокочастотного генератора 1, высокочастотные катушка 5 индуктивности и трансформатор 6 напряжения, избирательный усилитель 7, вьшрямитель 8, герконовое реле 9. Первьм, второй и третий выходы блока 2 питания подключены к фазам электрической сети. Вторые вьшоды разделительных конденсаторов 4 соединены с первым выводом высокочастотной 5 катушки индуктивности, второй вывод которой соединен с пернаходится в цепи питания автогенера- тора, входящего в состав ВГ 1, 1 з.п, ф-лы. 2 ил.

вым выводом первичной обмотки (cJ,) трансформатора 6, второй вывод которой соединен с заземляющим прово дом. Первый и второй входы

тельного усилителя 7 подключены к выводам первой вторичной обмотки (QJ) трансформатора 6 один непосредственно, другой через контакт герконового реле Р, а выход - к входу

вьшрямителя 8, выход которого соединен с запускающим входом высокочастотного 1 генератора. Выходы генератора 1 соединены с выводами второй вторичной обмотки (Wj)

трансформатора 6. Выход блока 2 питания соединен с третьим входом избирательного усилителя 7 и через герконовое реле 9 с третьим входом высокочастотного генератора 1, к

крюку 10 прикрепляют заземляющий провод (ЗП). Обмотка герконового реле 9 находится в цепи питания автогенератора, входящего в состав высокочастотного генератора 1.

в момент аварии в месте повреждения линии возникают несимметричные в -общем случае напряжения Цд, Ug, Ug с широким частотным спектром.

Через емкости изоляторов на схему датчика аварии воздействуют только высокочастотные симметричные составляющие нулевой последовательности Up (фиг. 2), и емкость разделитель

ных конденсаторов 4 (С) выбрана намного больше емкости изоляторов 3 (Сц), С Сц. С учетом этих двух обстоятельств можно утверждать, что для напряжения UQ емкости изоля- торов оказьтаются включенными параллельно .

Последовательный резонансный контур, образуемый изоляторами, катушкой 5 с индуктивностью L и первичной обмоткой высокочастотного транс- форматора 6 (W,) с индуктивностью L, имеет резонансную частоту

fp 1/2 -J(L + L,V3 C,

Этой частоте соответствует длина волны

f

А C/f

Р

где С - скорость света в воздухе.

Частоту приемных контуров выбирают одинаковой для всех датчиков аварий и такой, чтобы выполнялось равенство

1 (2п + 1) А/4,(3)

где 1 - длина пролета между опорами

(длина участка), п - любое целое число (фиг. 2).

Целесообразно п выбирать таким, чтобы резонансная частота была порядка 1 МГц. При емкости изолятора порядка десяти пикофарад это наиболее подходящая резонансная частота для последовательного контура.

При более низких частотах сказывается нежелательное влияние межвит ковых емкостей катушки 5 и.первичной обмотки ((о,) трансформатора 6.

Более высокие частоты нежелательны вследствие увеличения затухания линии и уменьшения длины волны i , которая должна быть намного больше расстояний между проводами линии.

При выполнении условия (3) участ нулевого волнового канала (фиг.2) оказываются развязанными друг относительно друга по высокой частоте, на которую настроены входные резонансные контуры датчиков аварии. . Это значит, что если авария произошла в пролете между k-ой и (k + + 1)-ой опорами (фиг. 2), то высокочастотный сигнал появится в контурах датчиков, расположенных на k-ой и (k + 1)-ой опорах. Сигналы в контурах остальных датчиков будут горадо слабее, что объясняется свойством четвертьволнового трансформа- тора, каким является отрезок линии между двумя ближайшими опорами.

В момент аварии в пролете на входах избирательных усилителей датчиков аварии, находящихся на концах данного пролета, возникают высокочастотные сигналы частоты fр. Усиленные и выпрямленные сигналы поступают на запускающие входы генераторов. Генераторы включаются, и их сигналы появляются на обмотках (U|) высокочастотных трансформаторов. Последовательные контуры датчи

12050804

ков аварии, образованные высокочастотными катушками 5 и емкостями изоляторов 3, настроены на частоты своих генераторов, которые выше

5 частоты „ и отличаются друг от

и з

10

15

20

30

40

45

друга

f, 1/21Т-л|ь.З С,

f,

(4)

U

В результате сигнал генератора с обмотки (й) трансформатора 6, не ослабляясь, попадает в линию.

Блок 2 питания представляет собой мостовой трехфазный выпрямитель (схема Ларионова), к выходу которого подключены накопительный электролитический конденсатор большой емкости и стабилитрон (для ограничения величины напряжения). Особенностью данной схемы является малый прямой ток через диоды во время заряда накопительного конденсатора (при подключении датчика к линии заряд длится в течение нескольких минут, после чего конден- 25 сатор держит.напряжение до аварии) вследствие большого емкостного сопротивления изоляторов на частоте 50 Гц. Поэтому диоды следует выбирать с малым обратным током, например диоды 2Д102А с обратным током О,1 мкА.

Изоляторы 3 образуют емкостный делитель с разделительными конденсаторами 4. Следовательно, линейное напряжение на входе блока 2 питания оказывается в C/Cj раз меньше, чем в ЛЭП.

Избирательный усилитель 7 и генератор 1 не потребляют тока от блока питания при отсутствии сигнала на его входе.

При включении генератора 1 срабатывает герконовое реле 9, размыкая входную цепь усилителя 7. Это необходимо для предотвращения отсоса энергии генератора в обмотку трансформатора (oOg) .

Высокочастотный генератор 1 работает кратковременно до тех пор, пока не израсходуется энергия накопительного конденсатора блока 2 питания .Энергия сигнала генератора 1

W

и.

2

Л

)

(5)

где С(, - емкость накопительного конденсатора;

и - напряжение питания генератора-,

Ч - кпд генератора. Если, например, С 2000 мкФ,

и

Пит

50 в, 1 50%, то W

1,25 Дж.

Пусть сопротивление генератора 1 по постоянному току Rp 100 Ом. Тогда постоянная времени цепи разряда накопительного конденсатора г , 0,2 с.

в течение времени 32 средняя мощность сигнала генератора равна 2 Вт

Схема, показанная на фиг. 1, соответствует электрической сети с изолированной нейтралью и заземляющим проводом, например карьерной распределительной сети 6 кВ. При отсутствии заземляющего провода земляной конец обмотки (о,) трансформатора 6 соединяется непосредственно с землей.

Если расстояния между опорами не везде одинаковы и условие (3) не везде выполняется, то развязка между некоторыми участками нулевого волнового канала (фиг. 2) ухудшаетс Тогда при аварии возможно срабатывание не двух датчиков аварии, а большего количества.

Если разделительные конденсаторы 4 - высоковольтные и способны вьщер жать линейное напряжение, пробой одного из изоляторов 3 для схемы датчика аварии.неопасен, так как элементы 6-10 схемы гальванически не связаны с землей.

Пробой изолятора вызовет срабатывание трех датчиков аварии: датчика на поврежденной опоре и датчиков на двух ближайщих опорах. Использовани изоляторов в качестве конденсаторов присоединения не снижает надежности электроснабжения.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет оперативнее определять место повреждения не только при авариях типа замыкания (однофазных, многофазных), но и типа обрыва особенно в разветвленных распределительных сетяхо

10

15

2050806

Формула изобретения

1 . Устройство для определения места повреждения в воздушной электрической сети, содержащее датчик ава- 5 рии, состоящий из высокочастотного генератора, блок питания, элемента присоединения, подключенного к фазам электрической сети, разделенные конденсаторы, каждый из первых выводов которых подключен к одной из фаз электрической сети, а вторые выводы объединены, выход блока питания соединен с первым входом высокочастотного генератора, отличающееся тем, что, с целью распшрения функциональных возможностей и повышения точности, в него введены высокочастотные катушки индуктивности и трансформатор

напряжения, избирательньш усилитель, выпрямитель, герконовое реле, первый, второй и третий выходы блока питания подключены к фазам электрической- сети, вторые выводы раздели- 1тельнык конденсаторов соединены с первым выводом высокочастотной катушки индуктивности, второй вывод которой соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора

30 напряжения, второй вывод первичной обмотки трансформатора напряжения соединен с заземляющим проводом, первый и второй входы избирательного усилителя подключены один непос35 редственно, другой через контакт герконового реле к выводам первой вторичной обмотки трансформатора напряжения, а выход избирательного усилителя соединен с входом выпря40 мителя, выход которого соединен с запускающим входом высокочастотного генератора, выходы высокочастотного генератора соединены с выводами второй вторичной обмотки трансфор45 матора напряжения, выход блока питания соединен с третьим входом избирательного усилителя и через герконовое реле с третьим входом высокочастотного генератора.

50 2. Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что в качестве элемента присоединения использованы изоляторы линейных проводов.

К-1

к

ш

Изобретение относится к электро- измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повышение ТОЧНОСТИ-. Первые выводы разделительных конденсаторов 4 подключены к одной из фаз электрической сети. Вторые выводы объединены. Выход блока 2 питания соединен с первым входом высокочастотного генератора (ВГ) 1. Первый, второй и третий выходы блока 2 питания подключены к фазам электрической сети. Вторые выводы разделительных конденсаторов 4 соединены с первым выводом высокочастотной катушки 5 индуктивности, второй вывод которой соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора (Т) 6. Второй вывод Т 6 соединен с заземляющим проводом. Первый и второй входы избирательного усилителя 7 подключены к выводам вторичной обмотки Т 6. Выкод избирательного усилителя 7 соединен с входом вьшрямителя 8, выход которого соединен с запускающим входом ВГ 1. Выходы БГ 1 соединены с выводами третьей обмотки Т 6. Выход блока 2 питания соединен с третьим входом г Л

(

//г. 2

Редактор А.Лежнина

Составитель Е.Кущ

Техред Л.Микеш Корректор М.Демчик

Заказ 8524/48 Тираж 747 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4