Устройство передачи сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи

 

Использование: в электротехнике при передаче телесигналов в трехфазных линиях электропередачи . Преимущественно данное устройство предназначено для создания токов сигналов в линиях электропередачи . Сущность изобретения, устройство содержит три тиристора 11,13,14, четыре катушки индуктивности 1,2,3,10, четыре конденсатора 9,16, 17.18. четыре диода 4,5,6,15, резистор 7. блок запуска 12. датчик перегрузки 8 Вход датчика перегрузки 8 соединен с вторым выводом резистора 7, первый выход датчика прегрузки 8 соединен с анодом первого тиристора 11 и первой обкладкой первого конденсатора 9, второй выход этого датчика подключен к входу блока запуска, имеющего первый , второй и третий выходы, которые соединены соответственно с управляющими электродами первого , второго и третьего тиристоров 11.13,14. аноды второго и третьего тиристоров соединены с анодом четвертого диода, а катоды второго и третьего тиристоров соединены соответственно с анодами третьего и второго диодов. Цель изобретения - повышение надежности устройств передачи сигналов по проводам трехфазовой линии электропередачи напряжением 0,38/10/35 кВ в результате снижения уровня радиопомех

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5047210/09 (22) 27.03.92 (46) 30.10.93 Бюл. Ио 39 — 40 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства;

Научно-производственный кооперативный центр

"Канал" (72) Гутин КИ.; Николаев В.Н.; Цагарейшвили СА;

Роговцев В.Ф.; Авдеев ДК. (73) Научно-производственный кооперативный центр "Канал" (54) УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ ПО

ПРОВОДАМ ТРЕХФАЗНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ (57) Использование: в электротехнике при передаче телесигналов в трехфазных линиях электропередачи Преимущественно данное устройство предназначено для создания токов сигналов в пиниях электропередачи. Сущность изобретения: устройство содержит три тиристора 11, 13, 14, четыре катушки (в) RU (и) 2002370 С1 (51)5 Н04ВЗ 54 индуктивности 1, 2, 3, 10, четыре конденсатора 9, 16, 17. 18, четыре диода 4, 5, 6, 15, резистор 7, блок запуска 12, датчик перегрузки 8. Вход датчика перегрузки 8 соединен с вторым выводом резистора 7, первый выход датчика прегрузки 8 соединен с анодом первого тиристора 11 и первой обкладкой первого конденсатора 9, второй выход этого датчика подключен к входу блока запуска, имеющего первый, второй и третий выходы, которые соединены соответственно с управляющими электродами первого, второго и третьего тиристоров 11, 13, 14. аноды второго и третьего тиристоров соединены с анодом четвертого диода, а катоды второго и третьего тиристоров соединены соответственно с анодами третьего и второго диодов Цель изобретения — повышение надежности устройств переда— чи сигналов по проводам трехфазовой линии электропередачи напряжением 038/10/35 кВ в результате снижения уровня радиопомех

2002370

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение при передаче телесигналов в трехфазных линиях электропередачии, П реи мущест вен но дан ное устройство предназначено для создания токов сигналов в линиях электропередачи.

Известно устройство передачи сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи (см. авт.св, СССР N 1308156).

Коммутационная часть этого устройства состоит из тиристора и цепочки принудительной коммутации, состоящей из последовательно соединенных конденсатора и катушки индуктивности, Если между запускающими импульсами, которые открывают тиристор, появляется импульс, вызванный помехой, то тиристор не закроется, что вызовет перегрузку по току и устройство выйдет из строя.

Из известных устройства, где устранен этот недостаток, наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является "устройство передачи сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи, принятое . за прототип, коммутационная часть которого содержит те же элементы, что и в известном устройстве, но введены дополнительный конденсатор и релейный элемент. При наличии импульса, вызванного помехой, тиристор закроется за счет накопленной энергии дополнительного конденсатора и перегрузки по току не будет.

Однако несмотря на повышение надежности данное устройство создает большой уровень радиопомех при срабатывании релейного элемента, Изобретение решает задачу повышения надежности устройства передачи сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи напряжением 0,38/10/35 кВ в результате снижения уровня радиопомех.

Предложенное устройство содержит первый тиристор, первую, вторую, третью и четвертую катушки индуктивности, первый, второй, третий и четвертый конденсаторы, первый, второй, третий и четвертый диоды, резистор, Введены блок запуска, датчик перегрузки, второй и третий тиристоры.

Как и в прототипе, первые выводы первой, второй и третьей катушек индуктивности подключены соответственно к фазам А, В, С трехфазной линии электропередачи.

Вторые выводы первой, второй и третьей катушек индуктивности соединены соответственно с анодами первого, второго и третьего диодов и с первыми обкладками второго, третьего и четвертого конденсаторов, вторые обкладки которых объединены. Катоды первого, второго и третьего диодов соединены с первым выводом регистра. Анод первого тиристора соединен с первой обкладкой первого конденсатора, вторая обкладка которого соединена с первым выводом четвертой катушки индуктивности. Катод первого тиристора и второй вывод четвертой катушки индуктивности соединены с анодом четвертого диода, катод которого соединен с анодом первого диода.

Вновь введенные элементы устройства подключены следующим образом. Входдатчика перегрузки соединен с вторым выводом резистора, Первый выход датчика перегрузки соединен с анодом первого тиристора и первой обкладкой первого конденсатора, второй выход этого датчика

15 подключен к входу блока запуска, имеющего три выхода. Первый выход блока запуска соединен с управляющим электродом первого тиристора, второй и третий выходы блока запуска соединены соответственно с управляющими электродами второго и

20 третьего тиристоров. Аноды второго и третьего тиристоров соединены с анодом диода, а катоды второго и третьего тиристоров соответственно с анодами третьего и второго диодов.

50

16, третий конденсатор 17, четвертый конденсатор 18, f.

Элементы схемы соединены между собой следующим образом.

Первые выводы первой катушки индук55 тивности 1, второй катушки индуктивности

2 и третьей катушки индуктивности 3 подключены соответственно к фазам А, В, С трехфазной линии электропередачи. Вторые выводы катушек 1. 2, 3 соединены соответственно с анодами первого диода 4, Коммутация токов контактами релейного элемента в прототипе вызывает появле30 ние искры между контактами, что создает радиопомехи в широком спектре частот, отрицательно влияющие на работу различных радиоустройств.

Достижение технического результата— снижение уровня радиопомех, достигается устранением из схемы релейного элемента, который используется для переключения токов при перегрузках первого тиристора.

На чертеже приведена функциональная

40 схема предложенного устройства, Устройство содержит первую катушку индуктивности 1, вторую катушку индуктивности 2, третью катушку индуктивности 3, первый диод 4, второй диод 5, третий диод

45 6, резистор 7, датчик перегрузки 8, первый конденсатор 9, четвертую катушку индуктивности 10, первый тиристор 11, блок запуска 12, второй тиристор 13, третий тиристор

14, четвертый диод 15, второй конденсатор

2002370 второго диода 5 и третьего диода 6, катоды диодов 4, 5, 6 соединены с первым выводом резистора 7. Второй вывод резистора 7 соединен с входом датчика перегрузки 8, имеющего два выхода. Первый выход датчика перегрузки 8 соединен с первым выводом первого конденсатора 9, второй вывод которого соединен с первым выводом четвертой катушки индуктивности 10. Второй вывод четвертой катушки индуктивности 10 соединен с катодом первого тиристора 11, анод которого соединен с первым выходом датчика перегрузки 8. Второй выход датчика перегрузки 8 соединен с входом блока запуска 12, имеющего три выхода. Первый выход блока запуска 12 соединен с управляющим электродом первого тиристора 11, второй выход блока 12 — с управляющим электродом второго тиристора 13 и третий выход— с управляющим электродом третьего тиристора 14. Аноды второго тиристора 13 и третьего тиристора 14 соединены с катодом . первого тиристора 11 и с анодом четвертого диода 15. Катоды четвертого диода 15, третьего тиристора 14 и второго тиристора

13 соединены соответственно с анодами первого диода 4, второго диода 5 и третьего диода 6. Первые выводы второго конденса- тора 16, третьего конденсатора 17 и четвер-. того конденсатора 18 подключены соответственно к фазам А, В, С трехфазной линии электропередачи. Вторые выводы конденсаторов 16, 17, 18 объединены.

В качестве датчика перегрузки 8 могут быть использованы трансформаторы напряжения или тока, которые имеют две обмотки, служащие для гальванической разрядки с фазами А, В, С трехфазной линии электропередачи. Трансформаторы тока предпочтительнее в связи с малым активным сопротивлением первичной обмотки, В качестве блока запуска 12 может быть использована логическая схема, в которой при отсутствии напряжения на входе блока

12 имеют место импульсы на его трех выходах, Устройство передачи сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи работает следующим образом.

Нормальный режим.

Если в данный момент времени на фазе

А имеется высокой потенциал, а на фазе С— низкий потенциал и управляющие электроды тиристоров 11, 13, 14 пришли запускающий импульсы с блока запуска 12, то тиристоры 11 и 13 отпираются. Возникает ток сигнала io, который протекает по цепи фаза А — катушка индуктивности 1 — диод 4 — резистор 7 — датчик перегрузки 8 — тиристор 11 — тиристор 13 — катушка индуктив5 стор 11 — конденсатор 9 — катушка индуктивности 10 и перезаряжает конденсатор 9 с

15

30

То 1 (4 1о

Ео

Inep = 2 (2) 40

55 ности 3- фаза С. Ток 4 перезарядка конденсатора 9 (полярность конденсатора 9 показана на чертеже в момент открытия тиристора 11) протекает через контур тириобратной полярностью. На втором полупериоде свободных колебаний ток перезаряда

4 изменяет свое направление на противоположное, Тиристор 11 запирается, когда ток упомянутого контура 1> и ревысит значение тока io. Конденсатор 9 заряжается по цепи, фаза А — катушка индуктивности 1— диод 4 — резистор 7 — датчик перегрузки 8— конденсатор 9 — катушка индуктивности 10, тиристор 13 — катушка индуктивности 3— фаза С. После заряда конденсатора 9 коммутационная часть схемы приходит в устойчивое состояние. К моменту закрытия тиристора 11 в катушках индуктивности 1 и

3 накапливается энергия, за счет которой в колебательном контуре фаза А — катушка индуктивности 1 — конденсатор 16 — конденсатор 18 — катушка индуктивности 3 — фаза

С происходит свободные колебания с частотой сигнала fo.

Аналогично работают и другие колебательные контуры устройства. Для правильной работы устройства импульсы запуска, вырабатываемые блоком запуска 12, следуют с частотой fo и синхронно поступают на соответствующие управляющие входы тиристоров 11, 13, 14, при этом время готкрытого состояния тиристора 11 не должно превышать величины

Таким образом, в период времени 0,25То тиристор 11 открыт, а в период времени

0,75Тр тиристор 11 закрыт (t = 0,25То). За время закрытого состояния тиристора 11 конденсатор 9 заряжается (полярность указана на чертеже), и схема опять готова к работе.

Аварийный режим.

Если на управляющий электрод тиристора 11 приходит импульс с блока запуска

12 в момент, когда конденсатор 9 еще не успел зарядиться, т.е, набрать потенциальную энергию, необходимую для следующего закрытия тиристора 11, то последний остается в открытом состоянии и через него протекает ток перегрузки Inep

2002370 (56) Авторское свидетельство СССР

30 N 1567086, кл. Н 04 В 3/54, 1989, выводом четвертои катушки индуктивности, катод первого тиристора и второй вывод четвертой катушки индуктивности соединены с анодом четвертого диода, катод которого соединен с анодом первого диода, отличающееся тем, что в него введены датчик перегрузки, блок запуска, а также второй и третий тиристоры, при этом вход датчика перегрузки соединен с вторым выводом резистора, первый выход — с анодом первого тиристора и первым выводом первого конденсатора, второй выход - с входом блока запуска, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с управляющими электродами первого, второго и третьего тиристоров, аноды второго и третьего тиристоров соединены с анодом четвертого диода, а катоды второго и третьего тиристоровсоответственно с анодами третьего и второго диодов, Грачев ентал Корректор M.Òêà÷

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Заказ 3177

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 где Inep — действующее значение тока перегрузки;

Eo — среднее значение выпрямленного напряжения, прикладываемого между катодом и анодом тиристора 11;

R суммарное активное сопротивление элементов цепи, по которым протекает ток перегрузки Inep

Такая ситуация может быть, когда в цепи управления тиристора 11 возникают помехи, величина которых превышает порог отпирания этого тиристора. Природа появления помех известна. Это в основном радиопомехи и помехи, вызванные грозовыми явлениями, которые распространяются по проводам линий электропередачи и вызывают ток перегрузки Inep. В предложенном устройстве схема самовосстанавливается, что сохраняет его работоспособность. Рассматривали момент времени, когда ток сигнала идет от фазы А к фазе С, За период частоты питающего напряжения 50 Гц ток будет менять свое направление 6 раз и будет проходить по фазам в следующей последовательности. АС, СВ, ВА, СА, ВС, АВ, Промежуток времени At, в течение которого ток проходит, например, через фазы

АС, равен

Л дс.— — -33.10 з, Т 50) 002» . — з

6 6

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ

ПО ПРОВОДАМ ТРЕХФАЗНОЙ ЛИНИИ

ЭЛЕКТГОПЕРЕДАЧИ, содержащее первый тиристор, четыре катушки индуктивности, четыре конденсатора, четыре диода, резистор, npui этом первые выводы первой, второй и третьей катушек индуктивности подключены соответственно к фазам А, В и

C трехфазной линии электропередачи, а вторые выводы этих катушек соединены соответственно с анодами первого, второго и третьего диодов и с первыми выводами второго, третьего и четвертого конденсаторов, вторые выводы которых объединены, катоды первого, второго и третьего диодов соединены с первым выводом резистора. анод первого тиристорас первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с первым

Составитель В, Редактор А,Бер Техред M.Ìîðã

25 где Т(ю) — период частоты питающего напряжения 50 Гц.

Пусть в промежутке времени tAc тиристор 11 не закрылся из-за наличия помех в цепи его управления. Через датчик перегрузки 8 идет ток перегрузки I>ep, который намного превышает ток сигнала, что вызовет появление напряжения на его втором выходе. Это напряжение поступает на вход блока запуска, что в свою очередь вызовет прекращение подачи запускающих импульсов с выходов блока запуска 12 на управляющие электроды тиристоров 11, 13, 14. После окончания промежутка времени Atac следует промежуток времени Ates, когда ток проходит от фазы С к фазе В, при этом должны быть открыты диод 6 и тиристор 14. В связи с тем, что тиристор 14 будет закрыт, так как на его управляющий электрод не приходят импульсы с блока запуска 12, ток перегрузки Inep через тиристор 11 проходить не будет, схема восстановится, так как на втором выходе датчика перегрузки 8 будет отсутствовать напряжение и на управляющие электроды тиристоров 11, 13, 14 вновь будут поступать запускающие импульсы с блока запуска 12.

Схема приходит в рабочее состояние.