Устройство для контроля гололедной нагрузки и сопротивления изоляции линии электропередачи

 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для контроля гололедной нагрузки на проводах или тросах линии электропередачи и контроля изоляции сети, куда входит линия электропередачи. Технический результат -устранение ошибки контроля гололедной нагрузки при снижении сопротивления изоляции сети и одновременно дискретный контроль сопротивления изоляции сети. Сигнализатор, установленный в месте контроля гололедной нагрузки, преобразует сигнал с входа датчика гололедной нагрузки в напряжение постоянного тока, которое через первичную обмотку трансформатора и дроссель поступает на вход приемного блока. Дополнительно в цепь первичной обмотки трансформатора включен датчик постоянного тока, напряжение с выхода которого суммируется с напряжением сигнализатора, что компенсирует падение напряжения в первичной обмотке трансформатора и обеспечивает независимость напряжения приемного блока от сопротивления изоляции сети. Сравнение напряжения датчика постоянного тока и сигнализатора в компараторе обеспечивает его срабатывание при недопустимом снижении сопротивления изоляции сети. 1 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для контроля гололедной нагрузки на проводах или тросах линий электропередачи и контроля сопротивления изоляции сети, куда входит линия электропередачи.

Известно устройство для контроля гололедной нагрузки с контактным датчиком гололедной нагрузки и передачей сигнала срабатывания датчика сигналом постоянного тока по схеме фаза-земля [1].

Повышение надежности достигается заменой контактного датчика бесконтактным, обеспечивающим возможность непрерывного контроля гололедной нагрузки на проводах или тросах линий электропередачи [2]. Это устройство, являющееся наиболее близким аналогом, содержит приемный блок, вход которого шунтирован первым конденсатором и подключен между первой клеммой заземления и дросселем с клеммой для подключения к изолированному от земли проводу линии электропередачи, и по крайней мере один выполненный с датчиком гололедной нагрузки сигнализатор, снабженный преобразователем выходного сигнала датчика гололедной нагрузки в пропорциональное ему напряжение постоянного тока, выход которого соединен с вторым конденсатором, подключенным между второй клеммой заземления и первичной обмоткой трансформатора с клеммой для подключения к изолированному от земли проводу, а вход подключен к вторичной обмотке трансформатора.

При снижении сопротивления изоляции изолированного от земли провода линии электропередачи или сети, куда входит линия электропередачи, из-за неблагоприятных атмосферных условий показания приемного блока [2] уменьшаются, что приводит к ошибке контроля гололедной нагрузки.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи устранения ошибки контроля гололедной нагрузки при снижении сопротивления изоляции сети, куда входит контролируемая линия электропередачи, из-за неблагоприятных атмосферных условий или из-за включения в сеть трансформаторов напряжения с заземленной нейтралью, а также на решение задачи дискретного контроля сопротивления изоляции с одной или несколькими уставками.

Указанные технические результаты обеспечиваются тем, что в описанное устройство наиболее близкого аналога последовательно в цепь первичной обмотки трансформатора включен датчик постоянного тока, выход которого подключен к второму входу сумматора, дополнительно включенного между выходом сигнализатора и вторым конденсатором, и к первому входу по крайней мере одного дополнительно введенного компаратора, второй инверсный вход которого подключен к выходу сигнализатора, а выход компаратора подключен к указателю снижения сопротивления изоляции ниже заданной уставки.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, а на фиг.2 его электрическая схема замещения. Устройство на фиг. 1 содержит установленный в месте приема информации приемный блок 1, вход которого шунтирован первым конденсатором 2 и подключен между первой клеммой заземления 3 и дросселем 4 с клеммой для подключения к изолированному от земли проводу 5 линии электропередачи. В месте расположения датчиков гололедной нагрузки установлены трансформатор 6, первичная обмотка которого включена последовательно с первичной обмоткой датчика постоянного тока 7 и вторым конденсатором 8 между проводом 5 и второй клеммой заземления 9. На вторичной обмотке трансформатора 6 подключен сигнализатор 10, в состав которого входит датчик гололедной нагрузки и преобразователь выходного сигнала датчика в пропорциональное ему напряжение постоянного тока. Выход сигнализатора 10 подключен к первому входу сумматора 11 и второму инверсному входу компаратора 12, а второй вход сумматора 11 и первый прямой вход компаратора 12 подключены к выходу датчика постоянного тока 7. Выход сумматора 11 подключен к второму конденсатору 8, а выход компаратора 12 к указателю 13 снижения сопротивления изоляции ниже заданной уставки.

Устройство работает следующим образом.

При увеличении гололедной нагрузки увеличивается пропорциональное ей выходное постоянное напряжение сигнализатора 10, питаемого переменным напряжением провода 5 через трансформатор 6. Напряжение сигнализатора суммируется с постоянным напряжением от датчика постоянного тока 7 в сумматоре 11 так, что возрастание напряжения на выходе сумматора 11, пропорциональное постоянному току в первичной обмотке датчика 7, компенсирует падение напряжения от этого тока в активном сопротивлении первичной обмотки трансформатора 6. Поэтому постоянная составляющая напряжения на проводе 5 и на приемном блоке 1 пропорциональна напряжению сигнализатора 10 и не зависит от постоянного тока, возрастающего при снижении сопротивления изоляции сети, куда входит провод 5 контролируемой линии электропередачи. Это предотвращает ошибку контроля гололедной нагрузки при снижении сопротивления изоляции. Кроме того, при снижении сопротивления изоляции ниже уставки, заданной на компараторе 12, последний срабатывает и через указатель 13 подает сигнал. При использовании нескольких компараторов 12 с указателями 13 обеспечивается многоступенчатый контроль сопротивления изоляции сети.

Возможность достижения указанных технических результатов подтверждается с помощью электрической схемы замещения устройства для постоянной составляющей тока, приведенной на фиг.2.

Здесь: E_Σ - напряжение на выходе сумматора 11; R₁, R₂, R_пр, R_из - соответственно активное сопротивление первичной обмотки трансформатора 6, дросселя 4, приемного блока 1 и изоляции сети.

Активное сопротивление сети, куда входит провод 5, значительно меньше указанных сопротивлений, поэтому в схеме не учитывается. Точка подключения R_из на фиг. 2 не зависит от места снижения сопротивления изоляции в сети.

В рассматриваемом устройстве E_Σ= U_сигн+K₁I₁, где U_сигн - напряжение сигнализатора 10; I₁ - ток в первичной обмотке трансформатора 6; K₁, регулируемый коэффициент передачи датчика постоянного тока 7 и сумматора по второму входу.

Напряжение на проводе 5 в соответствии со схемой фиг.2 U_п= E_Σ-I₁R₁= U_сигн+K₁I₁-I₁R₁. Если установить К=K₁ = R₁, то U_п = U_сигн, т. е. напряжение на проводе 5 не зависит от тока I₁, следовательно, и от сопротивления R_из, если оно не ниже допустимого значения.

Условие срабатывания компаратора 12: K₂I₁ ≥ K₃U_сигн где K₂, K₃ - регулируемые коэффициенты передачи, соответственно, датчика постоянного тока 7 с компаратором 12 по первому входу и компаратора 12 по второму инверсному входу.

Поскольку U_п = U_сигн, а по фиг.2 I₁ = U_п/[1/(R₂ + R_пр) + 1/R_из, то условие срабатывания преобразовывается к виду:
Выбором коэффициентов K₂ и K₃ обеспечивается заданная уставка срабатывания компаратора 12 по сопротивлению изоляции сети.

Источники информации
1. Дьяков А.Ф., Левченко И.И. Опыт борьбы с гололедом на линиях электропередачи. //Электрические станции. 1982. N 1. С.50- 54.

2. А. С. 1539885 (СССР). Устройство для контроля гололедной нагрузки на проводах или тросах линии электропередачи /Ю.И. Лысков, B.C. Молодцов. М.М. Середин // 30.01.90. Бюл. N 4.

Формула изобретения

Устройство для контроля гололедной нагрузки и сопротивления изоляции линии электропередачи, содержащее приемный блок, вход которого шунтирован первым конденсатором и подключен между первой клеммой заземления и дросселем с клеммой для подключения к изолированному от земли проводу линии электропередачи, и по крайней мере один выполненный с датчиком гололедной нагрузки сигнализатор, снабженный преобразователем выходного сигнала датчика гололедной нагрузки в пропорциональное ему напряжение постоянного тока, выход которого соединен со вторым конденсатором, подключенным между второй клеммой заземления и первичной обмоткой трансформатора с клеммой для подключения к изолированному от земли проводу, а вход подключен к вторичной обмотке трансформатора, отличающееся тем, что последовательно в цепь первичной обмотки трансформатора включен датчик постоянного тока, выход которого подключен к второму входу сумматора, дополнительно включенного между выходом сигнализатора и вторым конденсатором, и к первому входу по крайней мере одного дополнительно введенного компаратора, второй инверсный вход которого подключен к выходу сигнализатора, а выход компаратора подключен к указателю снижения сопротивления изоляции ниже заданной уставки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2