Устройство передачи информационных сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи

 

Использование: в электротехнике для генерирования токов сигналов в системах телемеханики, где в качестве канала связи используется линия электропередачи 0,38 - 10 кВ без обработки ее высокочастотными заградителями. Сущность изобретения: устройство содержит катушки индуктивности 1, 2, 3 и 14, диоды 4 - 9, конденсаторы 10, 15 - 18, резисторы 11 и 19, тиристор 12, блок управления 13. В устройстве снижение потребляемой мощности достигнуто за счет снижения времени открытого состояния тиристора. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение для генерирования токов сигналов в системах телемеханики, где в качестве канала связи используется линия электропередачи 0,38-10 кВ без обработки ее высокочастотными заградителями.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит четыре катушки индуктивности 1, 2, 3, 14, шесть диодов 4-9, пять конденсаторов 10, 15-18, два резистора 11, 19, тиристор 12 и блок управления 13.

Устройство передачи сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи работает следующим образом.

При отсутствии управляющих импульсов на выходе блока управления 13 конденсатор 10 заряжен до значения выпрямленного напряжения Е_о(полярность заряда конденсатора 10 показана на чертеже).

При наличии управляющих импульсов на выходе блока управления, которые следуют с частотой сигнала f_o (рассматривается интервал времени, когда потенциал фазы А выше, чем потенциал фазы С), через тиристор 12 будут протекать три тока i₁,i₂,i₃. Ток i₁ разряда конденсатора 10 на резистор 19. Ток i₂ заряда конденсатора 18, который протекает по цепи: "плюс" конденсатора 15, диод 4, конденсатор 18, катушка индуктивности 14, тиристор 12, диод 9, "минус" конденсатора 17, "плюс" конденсатора 17, "минус" конденсатора 15 (контур 1). Резонансная частота контура 1 определяется из выражения f₁= где C_Σ емкость последовательно соединенных конденсаторов 15, 17 и 18; L₁₄ индуктивность катушки индуктивности 14.

Причем необходимо выполнить условия f₁≫ f_o; ≪ R₁₁; C₁₀·C₁₉≪ T_o, где f_о частота тока сигнала; T_o= ; f₁ резонансная частота контура 1; С₁₀ емкость конденсатора 10; R₁₁ сопротивление резистора 11; R₁₉ сопротивление резистора 19.

Ток i₃, протекающий по цепи: фаза А, катушка индуктивности 1, диод 4, резистор 11, катушка индуктивности 14, тиристор 12, диод 9, катушка индуктивности 3, фаза С (контур 2). Значение тока i₃ в момент закрытия тиристора 12 определяется из выражения i₃= 1-e где R_Σ активное сопротивление контура 2; L_Σ индуктивность контура 2; τ время открытого состояния тиристора.

Тиристор 12 закрывается в момент окончания заряда конденсатора 18 током i₂ (полярность заряда приведена на чертеже).

После закрытия тиристора 12 начинается подзаряд конденсаторов 15 и 17 током i_о по цепи (контур 3); фаза А, конденсатор 15, конденсатор 17, фаза С. Элементы контура 3 выбираются из условия f_o= где L_1,3 индуктивность катушек индуктивности 1 и 3; С_15,17 емкость конденсаторов 15 и 17.

Ток i_о подзаряда конденсаторов 15 и 17 является током сигнала, который вводится в трехфазную электрическую сеть.

Аналитическое выражение тока iо имеет вид i_o= 2I_m cos t· sin t I_msin ω₁t+I_msin ω₂t где ω₁ 2 π (f_o-F); ω₂ 2 π (f_o + F) F 50 Гц (в СССР) частота напряжения трехфазной линии электропередачи.

Таким образом, в трехфазную линию электропередачи вводятся два тока на частотах f₁ f_o F и f₂ f_o + F.

После закрытия тиристора конденсатор 18 разряжается на резистор 11, а конденсатор 10 заряжается током, протекающим по цепи: фаза А, катушка индуктивности 1, диод 4, резистор 11, катушка индуктивности 14, конденсатор 10, резистор 19, диод 9, катушка индуктивности 3, фаза С.

После разряда конденсатора 18 и заряда конденсатора 10 коммутационная часть схемы приходит в устойчивое состояние. Аналогично работают и другие колебательные контуры предложенного устройства.

В данном устройстве время открытого состояния тиристора τ₃выбирается из условия τ₃ < τ_пр. Выполнение неравенства определяется допустимым значением тока заряда конденсатора 18 через тиристор 12.

Таким образом, в предложенном устройстве снижение потребляемой мощности достигнуто за счет устранения из схемы прототипа вспомогательного LC-контура, включенного параллельно тиристору, а также за счет снижения времени открытого состояния тиристора. Это дало возможность снизить потребляемую мощность в данном устройстве по сравнению с прототипом в 2,8 раза.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ ПО ПРОВОДАМ ТРЕХФАЗНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, содержащее три катушки индуктивности, шесть диодов, первый конденсатор, первый резистор, тиристор, блок управления и четвертую катушку индуктивности, причем первые выводы первой, второй и третьей катушек индуктивности подключены соответственно к фазам A, B и C трехфазной линии электропередачи, а вторые выводы соединены соответственно с анодами первого, второго и третьего диодов, катоды которых объединены и подключены к первому выводу первого резистора, при этом анод тиристора соединен с первым выводом первого конденсатора, а катод подключен к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с управляющим электродом тиристора, отличающееся тем, что в него введены второй - пятый конденсаторы и второй резистор, причем первые выводы второго, третьего и четвертого конденсаторов подключены соответственно к анодам первого, второго и третьего диодов, объединенными соответственно с катодами четвертого, пятого и шестого диодов, объединенные аноды которых соединены с первым выходом блока управления и с первым выводом второго резистора, второй вывод которого подключен к второму выводу первого конденсатора, при этом пятый конденсатор включен параллельно первому резистору, второй вывод которого через четвертую катушку индуктивности подключен к аноду тиристора, а вторые выводы второго, третьего и четвертого конденсаторов объединены.

РИСУНКИ

Рисунок 1