Устройство передачи и приема сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для передачи и приема телесигналов по проводам трехфазной линии электропередачи. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости приема сигналов. Устройство содержит передатчик 1, три фазных провода 2, приемник 3 с фильтрами напряжения симметричных составляющих (ФНСС) обратной 41 и прямой 42 последовательностей и первым 51 и вторым 52 фазовращателями, выпрямительный мост 6 и узкополосный фильтр 7. При передаче информации передатчик формирует токи сигналов на частоте f0, которые поступают в трехфазную линию электропередачи 2 и образуют в ней трехфазные напряжения обратной и прямой последовательностей на частотах f1 и f2. Эти напряжения поступают на вход ФНСС 41 и 42 и на их выходах выделяются соответственно первое напряжение сигнала и первое напряжение промышленной частоты F и второе напряжение сигнала и второе напряжение промышленной частоты. Фазовращатели 51 и 52 осуществляют "выравнивание" фаз напряжений промышленной частоты, с их объединенных выходов напряжения поступают на вход выпрямительного моста 6, на выходе которого образуется суммарное напряжение сигнала. В результате на выходе узкополосного фильтра 7 с полосой пропускания F F выделяется полезный сигнал на частоте f0, который с информационного выхода устройства поступает, например, в блок контроля и управления. Помехоустойчивость приема сигналов увеличивается за счет того, что при одной и той же мощности передатчика напряжение сигнала на выходе устройства в раз больше, чем в известных устройствах 1 - 2 - 41 - 51 - 6 - 7, 1 - 2 - 42 - 52 - 6 - 7. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для приема и передачи телесигналов.

Известно устройство передачи и приема сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи, содержащее передатчик, трехфазную линию электропередачи, приемник [1] Недостатками этого устройства являются потеря работоспособности устройства при неполнофазном режиме в трехфазной линии электропередачи, а также необходимость передачи сигнала большой мощности из-за приема сигналов без подавления гармонических составляющих напряжения промышленной частоты.

Наиболее близким к изобретению является устройство передачи и приема сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи [2] Недостатком такого устройства является низкая помехозащищенность при приеме сигналов.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости приема сигналов.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит передатчик 1, фазные провода 2 "А", "В", "С" линии электропередачи, приемник 3, включающий фильтр 41 напряжения симметричных составляющих обратной последовательности и фильтр 42напряжения симметричных составляющих прямой последовательности, первый 51 и второй 52 фазовращателя, выпрямительный мост 6, узкополосный фильтр 7.

Устройство работает следующим образом.

При работе передатчика 1 в его фазных проводах "А", "В", "С" образуются следующие токи сигнала [3] iA Im[cos( ot- t)-cos( ot + t + 180o)] iB Im[cos( ot t + 120o) cos( ot + t + 60o)] ic Im[cos( ot t + 240o) cos ( ot + + t 60o)] (1) где Im амплитудное значение токов на частотах 1 ( о ) и 2 ( о + ); o 2 fo; 2 F; f1= , f2= , f0= ; F частота промышленного напряжения.

Эти токи образуют на входе приемного устройства 3 трехфазные напряжения сигналов, мгновенные значения которых описываются выражениями UA Um[cos( ot- t)-cos( ot + t + 180o)] UBUm[cos( ot t + 120o) cos( ot + t + 60o)] Uc Um[cos( ot t + 240o) cos ( ot + + t 60o)] (2) где UA, UB, UС фазные напряжения сигнала.

Из формулы (2) следует, что на частоте 1 имеем напряжения обратного чередования фаз А, С, В, а на частоте 2 прямого чередования фаз А, В, С. Напряжение сигнала обратной последовательности на частоте 1 принимается фильтром напряжения симметричных составляющих (ФНСС) обратной последовательности 41. Напряжение сигнала прямой последовательности на частоте 2 принимается ФНСС 42 прямой последовательности.

Аналитические выражения мгновенных значений напряжений сигнала на соответствующих выходных клеммах ФНСС обратной и прямой последовательностей будут иметь вид (3) где 1 и 2 начальные фазы.

Первый и второй фазовращатели производят сдвиг фаз так, чтобы 1= 2 0.

Выражения мгновенных значений напряжений сигнала на соответствующих выходных клеммах фазовращателей 51 и 52 с учетом равенства будут иметь вид (4) При этом считаем, что коэффициенты передачи напряжений ФНСС и фазовращателей равны 1.

Напряжение сигнала на первой диагонали выпрямительного моста Uявляется суммой двух напряжений сигналов U и U. Эта сумма, учитывая выражение (4), равна U Um sin 1t + Um sin 2t 2Um cos t sin ot (5)
В связи с тем, что ФНСС обратной 41 и прямой 42последовательностей, а также первый и второй фазовращатели настроены соответственно на частоты 1 и 2, на первой диагонали выпрямительного моста 6 будет также присутствовать напряжение промышленной частоты F, определяемое как сумма двух напряжений на выходных клеммах первого и второго фазовращателей, т.е.

U Um(F) sin t + Um(F) sin t
2 Um(F) sin t (6)
Причем всегда выполняется условие
Um(F) > >Um (7)
Диоды выпрямительного моста 6 открываются напряжением промышленной частоты F, которое определено выражением (6), и на выходе выпрямительного моста 6 формируется двухполупериодное выпрямленное напряжение промышленной частоты
U= + + + (8)
Выражение (8) показывает, что на выходе выпрямительного моста будет присутствовать постоянная составляющая выпрямленного напряжения промышленной частоты и ее четные гармоники, т.е. напряжения с частотами 100, 200, 300 Гц и т.д. (при F 50 Гц).

На выходе выпрямительного моста 6 будет присутствовать также напряжение сигнала на частоте o, так как в выражении(5) cos t cos 01.

Действующее значение напряжения сигнала U на входе выпрямительного моста на частоте 1 из (4)
U= (9)
Действующее значение напряжения сигнала U на входе выпрямительного моста на частоте 2 из (4) равно
U= (10)
Действующее значение напряжения сигнала на выходе выпрямительного моста U на частоте o с учетом (9) и (10)
U= Um (11)
При этом коэффициент передачи по напряжению выпрямительного моста 6 на частоте o принимается равным 1.

Для доказательства достижения цели, поставленной изобретением, достаточно показать, что при одной и той же мощности сигнала на выходе передатчика 1, частоте сигнала o и одной и той же ширине полосы пропуская F узкополосных фильтров приемника 3 напряжение сигнала на выходе узкополосного фильтра в данном устройстве будет больше, чем напряжение сигнала в прототипе, т.е.

> 1 (12) где U1 действующее значение напряжения сигнала на выходе узкополосного фильтра 7 в предлагаемом устройстве; U2 действующее значение напряжения сигнала на выходе узкополосного фильтра в прототипе (при этом считаем коэффициенты передачи по напряжению узкополосных фильтров в прототипе и предлагаемом устройствах равными).

Примем полосы пропускания узкополосных фильтров в прототипе в предлагаемом устройстве F 50 Гц для того, чтобы в полосу пропускания узкополосных фильтров попало не больше одной гармоники промышленного напряжения частоты F.

Напряжение сигнала на выходе узкополосного фильтра в прототипе на частоте o:
U2 Um sin ( ot + 2 ) (13)
Действующее значение напряжения сигнала на выходе узкополосного фильтра в прототипе из формулы (13)
U2= (14)
Определим отношение учитывая, что действующее значение напряжения сигнала на выходе узкополосного фильтра в предлагаемом устройстве на частоте o равно Um (11). Тогда
(15)
Таким образом, при одной и той же мощности передающего устройства напряжение сигнала на выходе узкополосного фильтра в предлагаемом устройстве будет в раз больше, чем в прототипе. Из этого следует, что при одном и том же напряжении помехи на частоте o отношение сигнал/помеха в предлагаемом устройстве будет также выше в раз, чем в прототипе, и соответственно выше помехоустойчивость приема сигналов.


Формула изобретения

Устройство передачи и приема сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи, содержащее передатчик, соединенный через фазные провода A, B и C линии электропередачи с приемником, включающим фильтр напряжения симметричных составляющих прямой последовательности и фильтр напряжения симметричных составляющих обратной последовательности, входные клеммы которых подключены к фазным проводам ACB и ABC линии электропередачи соответственно, узкополосный фильтр, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости приема сигналов, в приемник введены выпрямительный мост, первый и второй фазовращатели, входные клеммы которых соединены с соответствующими выходными клеммами фильтра напряжения симметричных составляющих обратной последовательности и фильтра напряжения симметричных составляющих прямой последовательности, разноименные выходные клеммы первого и второго фазовращателей попарно объединены и подключены к одной диагонали выпрямительного моста, другая диагональ которого соединена с входными клеммами узкополосного фильтра, выход которого является выходом приемника.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к приборостроению, а именно к системам телеуправления и телесигнализации (ТУ-ТС), и может быть использовано при дистанционном управлении и контроле объектами, находящимися преимущественно в необслуживаемых постоянно условиях эксплуатации, в том числе установленными во взрывоопасных или имеющих повышенное радиоактивное или радиолокационное излучение местах

Изобретение относится к контролю движения транспортных средств и может быть использовано, в частности, в системах централизованного контроля подвижных единиц маршрутного электротранспорта

Изобретение относится к контрольным устройствам и может быть использовано в устройствах для голосования, а также для контроля состояния объектов и линий связи в системах дистанционного контроля

Изобретение относится к технике управления объектами, подключенными к трехфазной сети, и может быть использовано для коммутации электрических нагрузок, подключенных к проводам сети, например, осветительных, термических установок, аппаратов корабля и т.д

Изобретение относится к автоматике и телемех-анике и может быть использовано на станциях катодной защиты, расположенных вдоль трубопровода

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использована в системе передачи и приема информации при помощи псевдослучайных сигналов

Изобретение относится к телемеханике и может быть использовано для передачи и приема телесигналов по проводам трехфазной линии электропередачи

Изобретение относится к горной промети и предназначено для дистанционного управления рудничным электровозом (ЭВ) 10 в местах погрузки и разгрузки руды

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использовано для регистрации проследования подвижного состава по контролируемому участку пути

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение при организации каналов связи с использованием линий (0,38-10-35-110) кВ без обработки ее высокочастотными заградителями

Изобретение относится к телемеханике, а именно к системам телесигнализации и может быть использовано при дистанционном контроле за стационарными и мобильными объектами, находящимися на значительном удалении от диспетчерского пункта

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение при организации каналов связи с использованием линий (0,38-10-35-110) кВ без обработки ее высокочастотными заградителями

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системе передачи и приема информации ОНЧ-диапазона, использующей широкополосные псевдослучайные сигналы с последовательным переключением радиочастот и помехоустойчивым корректирующим кодированием и функционирующей в условиях воздействия импульсных, сосредоточенных по спектру, сигналоподобных помех и белого гауссовского шума

Изобретение относится к системам передачи дискретной информации и может быть использовано для целей телеуправления, телесигнализации, передачи кодовых телеизмерений, телепередачи данных в автоматизированных системах управления, сетях вычислительных комплексов

Изобретение относится к телеметрии и может быть использовано в системах передачи данных по каналам связи при летных испытаниях ракетно-космической техники

Изобретение относится к области пожарной безопасности и обеспечивает обнаружение пожара на ранних стадиях тления и возгорания горючих материалов. Технический результат - повышение избирательности и помехоустойчивости приемного устройства путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам. Устройство содержит датчик в виде, например, газового сенсора, согласующий усилитель, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор, формирователь световых и звуковых сигналов, световой сигнализатор, звуковой сигнализатор, формирователь модулирующего кода, задающий генератор, фазовый манипулятор, усилитель мощности и передающую антенну, а на принимающей стороне - для приема сложных фазоманипулированных (ФМн) сигналов содержит приемную антенну, усилитель высокой частоты, гетеродин, смеситель, усилитель промежуточной частоты, усилитель суммарной частоты, амплитудный детектор, ключ, демодулятор ФМн сигналов, перемножители, узкополосный фильтр, фильтр нижних частот и блок регистрации. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх