Устройство ввода тока сигнала в трехфазную электрическую сеть

 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение при организации каналов связи с использованием линий без обработки ее высокочастотными заградителями. Устройство ввода тока сигнала в трехфазную электрическую сеть содержит питающий трансформатор, сеть среднего напряжения, первый, второй, третий косинусные конденсаторы, первый, второй, третий передатчики пассивно-активного типа, блок запуска. Достигаемым техническим результатом является передача токов сигналов через трехфазные трансформаторы при наличии в сети низкого напряжения косинусных конденсаторов. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение при организации каналов связи с использованием трехфазной электрической сети (0,38-10-35) кВ, при этом сигнал вводят в сеть низкого напряжения, где установлены косинусные конденсаторы без обработки электрической сети высокочастотными заградителями.

Известно устройство образования токов сигналов в трехфазной электрической сети, которое реализовано при помощи трехфазного генератора пассивно-активного типа (а.с. СССР N 1308156).

Основным недостатком известного устройства является потеря его работоспособности при наличии в сети косинусных конденсаторов, которые служат для повышения cos Y.

Известно также устройство передачи сигналов по проводам трехфазной электрической сети (а.с. СССР N 1477217), которое принято за прототип.

Несмотря на его работоспособность, при наличии косинусных конденсаторов, оно имеет недостаток - падение сетевого напряжения на обмотках трансформаторов, включенных в цепь косинусных конденсаторов, т.е. в конечном счете на нагрузке потребителя электроэнергии.

В заявленном устройстве ток сигнала вводят в сеть 0,38 кВ не последовательным способом, как это имело место в прототипе, а параллельным, который исключает недостаток прототипа при сохранении работоспособности устройства с косинусными конденсаторами.

Устройство ввода тока сигнала в трехфазную электрическую сеть, содержащее питающий трансформатор 1, первичные обмотки которого соединены с электрической сетью среднего напряжения 2, а вторичные обмотки соединены с электрической сетью низкого напряжения 3, первый 4, второй 5, третий 6 косинусные конденсаторы, первый 7, второй 8, третий 9 передатчики пассивно- активного типа, блок запуска 10, при этом первый 7, второй 8, третий 9 передатчики пассивно-активного типа соответственно подключены между фазами A, B, C электрической сети низкого напряжения и "земляной шиной" ("земля"), первый 4, второй 5, третий 6 косинусные конденсаторы включены треугольником, вершины которого соединены с фазами A, B, C электрической сети низкого напряжения 3, выход блока запуска 10 соединен с запускающими входами первого 7, второго 8, третьего 9 передатчиков пассивно-активного типа.

Электрическая функциональная схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит: 1 - питающий трансформатор; 2 - электрическая сеть среднего напряжения; 3 - электрическая сеть низкого напряжения; (4-6) - косинусные конденсаторы; (7-9) - передатчики пассивно-активного типа (передатчик); 10 - блок запуска.

Устройство работает следующим образом: 1. Рассмотрим случай, когда к сети 3 подключен передатчик 7. Питающим напряжением передатчика 7 является фазное напряжение сети: U_ф(t) = Umф sinΩt, (1) где
Ω = 2ПF;
F = 50 Гц.

Блок запуска 10 вырабатывает частоту f₀, которую подают на передатчики. Ток передатчика 7, вводимый в фазу А, представляет собой биение колебаний с двойной амплитудой, который циркулирует по цепи: "земля" - передатчик 7, фаза А, обмотка трансформатора 1 - "земля", т.к. косинусные конденсаторы 4-6 непосредственной связи с "землей" не имеют
iA(t) = 2ImsinΩt·sinw_ot = Imcosw₁t-Imcosw₂t, (2)
где w₀ =2Пf₀;
w_ot-Ωt = w₁ = 2Пf1,
w_ot+Ωt = w₂ = 2Пf₂;
f₂-f₁ = 2F = 100 Гц.

Примечание: В связи с тем, что передатчик 7 включен по схеме фаза A - "земля", он будет генерировать также токи нулевой последовательности, но т. к. эти токи не могут быть трансформированы в сеть среднего напряжения 2, то для нас они интереса не представляют и рассматривать их образование мы не будем.

2. Рассмотрим случай, когда к сети 3 подключен только передатчик 8. Ток передатчика 8, вводимый в фазу В, с учетом того, что фаза напряжения питания передатчика отстает на 120^o от фазы А, равен

3. Рассмотрим случай, когда к сети 3 подключен только передатчик 9. Ток, вводимый в фазу C, с учетом того, что фаза напряжения питания отстает на 240^o от фазы А, равен

Выпишем для удобства анализа выражения (2-4), при синхронном запуске передатчиков (7-9).

ia(t) = Imcosw₁t - Imcosw₂t;
ib(t) = Imcos(w₁t + 120^o) - cos(w₂t - 120^o);
ic(t) = Imcos(w₁t + 240^o) - cos(w₂t -240^o). (5)
Выражения (5) показывают, что ток на частоте w₁ имеет обратное чередование фаз A, C, B (против часовой стрелки), т.е. имеем I2(f₁), а ток на частоте w₂ - прямое чередование фаз A, B, C, т.е. I1(f₂). . Эти токи трансформируются через трансформатор 1 в линию среднего напряжения 2 и могут быть приняты в пункте приема сигналов.

Мы доказали возможность передачи токов сигналов из сети низкого напряжения 3, где установлены косинусные конденсаторы (4- 6), в сеть среднего напряжения 2 и, соответственно, в сети более высоких напряжений, для дальнейшего приема сигналов, что и является решением цели, поставленной изобретением.

Формула изобретения

Устройство ввода тока сигнала в трехфазную электрическую сеть, содержащее питающий трансформатор, первичные обмотки которого соединены с электрической сетью среднего напряжения, а вторичные обмотки соединены с электрической сетью низкого напряжения, первый, второй, третий косинусные конденсаторы, отличающееся тем, что в него введены первый, второй, третий передатчики пассивно-активного типа, блок запуска, при этом первый, второй, третий передатчики пассивно-активного типа соответственно подключены между фазами А, В, С электрической сети низкого напряжения и земляной шиной, первый, второй, третий косинусные конденсаторы включены треугольником, вершины которого соединены с фазами А,В,С электрической сети низкого напряжения, выход блока запуска соединен с запускающими входами первого, второго, третьего передатчиков пассивно-активного типа.

РИСУНКИ

Рисунок 1