Устройство для дистанционного определения координат мест возникновения коронных разрядов на высоковольтной линии электропередачи

Авторы патента:

Рябинина Екатерина Александровна (RU)

G01R31/08 - определение местоположения повреждений в кабелях, линиях передачи энергии или в сетях (схемы защиты электрических линий, машин и приборов H02H)

Владельцы патента RU 2738805:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") (RU)

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения для дистанционного определения координат места возникновения коронного разряда на высоковольтной линии электропередачи. Технический результат: повышение оперативности определения координат места возникновения коронного разряда на протяженном участке высоковольтной линии электропередачи. Сущность: устройство содержит радиометр 1, дополнительный радиометр 2, исполнительный блок привода 3 в вертикальной плоскости, исполнительный блок привода 4 в горизонтальной плоскости, датчик углового положения 5 исполнительного блока привода 3, датчик углового положения 6 исполнительного блока привода 4, управляющий вычислительный блок 7, запоминающий блок 8, блок отображения информации 9. Управляющий вычислительный блок 7 соединен своими входами с радиометрами 1, 2, датчиками углового положения 5, 6 и запоминающим блоком 8, а выходами - с исполнительными блоками приводов 3 и 4, а также с блоком отображения информации 9. 1 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения местоположения повреждений в линиях передачи энергии или в сетях, в частности, для дистанционного определения координат места возникновения коронного разряда на высоковольтной линии электропередачи.

Известно устройство, содержащее оптическую систему, включающую УФ-объектив, в котором используются линзы, специальные кристаллы с пропусканием УФ-излучения в диапазоне 250-280 нм и подавлением других длин волн, а также УФ-фильтры, монофотонный время-координатно-чувствительный детектор (ВКЧД), временной канал, электронную систему управления [патент РФ №2402030, МПК G01R 31/12, опубл. 20.10.2010, Бюл. №29].

Недостатком данного устройства является низкая оперативность определения координат места возникновения разряда на протяженном участке высоковольтной линии электропередачи.

Наиболее близким к предложенному устройству для дистанционного определения координат мест возникновения коронных разрядов на высоковольтной линии электропередачи, является устройство, содержащее работающий в солнечно-слепом спектральном диапазоне радиометр с узкопольной оптической системой, программируемое исполнительное устройство привода радиометра в горизонтальной и вертикальной плоскостях, датчик углового положения оптической оси радиометра, управляющий вычислительный блок, запоминающий блок, блок отображения информации [патент РФ №2715364, МПК G01R 31/08, опубл. 26.02.2020, Бюл. №6].

Недостатком данного устройства является низкая оперативность, связанное с необходимостью последовательного повторения процесса перемещения поля зрения радиометра в пространстве по криволинейной траектории, обеспечивающей нахождение в его пределах только одного из проводов подлежащего контролю протяженного участка высоковольтной линии электропередачи.

Технической задачей изобретения является сокращение времени контроля протяженного участка высоковольтной линии электропередачи.

Технический результат заключается в повышении оперативности определения координат места возникновения коронного разряда на протяженном участке высоковольтной линии электропередачи.

Это достигается тем, что известное устройство для дистанционного определения координат мест возникновения коронных разрядов на высоковольтной линии электропередачи, содержащее радиометр с узкопольной оптической системой, управляющий вычислительный блок, запоминающий блок, блок отображения информации, снабжено дополнительным радиометром, оптическая система которого с узким в горизонтальном направлении и вытянутым в вертикальном направлении полем зрения, исполнительными блоками привода в горизонтальной и вертикальной плоскостях, каждый из которого имеет датчик углового положения, при этом исполнительный блок привода в горизонтальной плоскости выполнен с возможностью изменения углового положения радиометров и исполнительного блока привода в вертикальной плоскости, исполнительный блок привода в вертикальной плоскости выполнен с возможностью изменения углового положение радиометра с узкопольной оптической системой, а управляющий вычислительный блок, своими входами соединен с радиометрами, датчиками углового положения, запоминающим блоком, выходами с исполнительными блоками приводов и блоком отображения информации.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана структурная схема устройства для дистанционного определения координат мест возникновения коронных разрядов на высоковольтной линии электропередачи.

Устройство для дистанционного определения координат мест возникновения коронных разрядов на высоковольтной линии электропередачи, содержит: радиометр 1 с узкопольной оптической системой, дополнительный радиометр 2 с оптической системой с узким в горизонтальном направлении и вытянутым в вертикальном направлении полем зрения, исполнительный блок привода 3 в вертикальной плоскости, исполнительный блок привода 4 в горизонтальной плоскости, датчик углового положения 5 исполнительного блока привода 3, датчик углового положения 6 исполнительного блока привода 4, управляющий вычислительный блок 7. Управляющий вычислительный блок 7 соединен своими входами с радиометром 1 и дополнительным радиометром 2, датчиками углового положения 5, 6 и запоминающим блоком 8, а выходами с исполнительными блоками приводов 3 и 4, а также с блоком отображения информации 9.

Устройство для дистанционного определения координат мест возникновения коронных разрядов на высоковольтной линии электропередачи работает следующим образом.

Радиометр 1 и дополнительный радиометр 2 работают в солнечно-слепом спектральном диапазоне (250-280 нм).

Исполнительный блок привода 4 в горизонтальной плоскости обеспечивает изменение углового положения дополнительного радиометра 2, исполнительного блока привода 3 в вертикальной плоскости и радиометра 1. Исполнительный блок привода 3 в вертикальной плоскости обеспечивает изменение углового положения радиометра 1.

Управляющий вычислительный блок 7 получает информацию от радиометра 1, дополнительного радиометра 2, датчиков углового положения 5, 6 и запоминающего блока 8, передает управляющие сигналы на исполнительные блоки привода 3 и 4, а на блок отображения информации 9 передает результаты вычислений. Исполнительный блок привода 4 изменяет пространственное положение в горизонтальной плоскости радиометра 1 и дополнительного радиометра 2, исполнительного блока привода 3. После чего исполнительный блок привода 3 изменяет пространственное положение в вертикальной плоскости радиометра 1. Датчик углового положения 6 преобразует угловое положение исполнительного блока привода 4 в информационный сигнал. Датчик углового положения 5 преобразует угловое положение исполнительного блока привода 3 в информационный сигнал.

Устройство для дистанционного определения координат мест возникновения коронных разрядов на высоковольтной линии электропередачи устанавливается на стационарном посту наблюдения относительно подлежащего контролю протяженного участка высоковольтной линии электропередачи. В запоминающем блоке 8 осуществляется запись определенных географических координат места размещения этого устройства, географических координат опор подлежащего контролю протяженного участка высоковольтной линии электропередачи.

Функционирование устройства для дистанционного определения координат мест возникновения коронных разрядов на высоковольтной линии электропередачи в рабочем режиме во время отсутствия коронных разрядов на подлежащем контролю протяженном участке высоковольтной линии электропередачи происходит следующим образом. Управляющим вычислительным блоком 7 формируется управляющее воздействие на исполнительный блок привода 4. В результате этого воздействия исполнительным блоком привода 4 неограниченное количество раз осуществляется поворот слева направо и справа налево в горизонтальной плоскости радиометра 1, дополнительного радиометра 2 и исполнительного блока привода 3 в секторе, ограниченном направлениями на крайние опоры, подлежащего контролю протяженного участка высоковольтной линии электропередачи, тем самым перемещая поле зрения дополнительного радиометра 2 в пространстве по прямолинейной траектории, обеспечивающей нахождение в его пределах всех проводов, расположенных на подлежащем контролю протяженном участке высоковольтной линии электропередачи.

Функционирование устройства для дистанционного определения координат мест возникновения коронных разрядов на высоковольтной линии электропередачи в рабочем режиме при наличии коронных разрядов на подлежащем контролю протяженном участке высоковольтной линии электропередачи происходит следующим образом. При попадании в поле зрения дополнительного радиометра 2 одного из мест возникновения коронного разряда, сигнал от дополнительного радиометра 2 и соответствующий ему по времени информационный сигнал от датчика углового положения 6 поступают в управляющий вычислительный блок 7, в результате чего в управляющем вычислительном блоке 7 по информационному сигналу от датчика углового положения 6 и записанных в запоминающем блоке 8 данных вычисляются географические координаты проекции на горизонтальную плоскость одного из источников излучения. Управляющим вычислительным блоком 7 формируется управляющее воздействие на исполнительный блок привода 4, в результате которого исполнительный блок привода 4 прекращает поворот в горизонтальной плоскости радиометра 1, дополнительного радиометра 2 и исполнительного блока привода 3 в текущем направлении. Управляющим вычислительным блоком 7 формируется воздействие на исполнительный блок привода 3, в результате которого исполнительный блок привода 3, осуществляет однократный поворот снизу вверх или сверху вниз в вертикальной плоскости радиометра 1 в пространстве по траектории, конструктивно ограниченной пределами углового размера в вертикальной плоскости поля зрения дополнительного радиометра 2. При попадании в поле зрения радиометра 1 места возникновения коронного разряда, сигнал от радиометра 1 и соответствующий ему по времени информационный сигнал от датчика углового положения 5 поступают в управляющее вычислительный блок 7. В управляющем вычислительном блоке 7 по информационному сигналу от датчика углового положения 5, записанных в запоминающем блоке 8 и вычисленных географических координат проекции на горизонтальную плоскость источников излучения данных вычисляется высота источника излучения. Управляющий вычислительный блок 7 передает географические координаты и относительную высоту одного из источников излучения блоку отображения информации 9, и одновременно формирует управляющее воздействие на исполнительный блок привода 4, в результате которого исполнительный блок привода 4продолжает поворот в горизонтальной плоскости радиометра 1, дополнительного радиометра 2 и исполнительного блока привода 3 в текущем направлении. Устройство для дистанционного определения координат мест возникновения коронных разрядов на высоковольтной линии электропередачи повторяет последовательно перечисленные операции до попадания в поле зрения дополнительного радиометра 2 следующего места возникновения коронного разряда.

Реверсивное функционирование устройства для дистанционного определения координат мест возникновения коронных разрядов на высоковольтной линии электропередачи в горизонтальной плоскости обеспечивается неразрывностью рассмотренных рабочих режимов (во время отсутствия и при наличии коронных разрядов на подлежащем контролю протяженном участке высоковольтной линии электропередачи).

Таким образом, предложенное устройство для дистанционного определения координат мест возникновения коронных разрядов на высоковольтной линии электропередачи позволяет сократить время контроля и повысить оперативность определения координат места возникновения коронного разряда.

Устройство для дистанционного определения координат мест возникновения коронных разрядов на высоковольтной линии электропередачи, содержащее радиометр с узкопольной оптической системой, управляющий вычислительный блок, запоминающий блок, блок отображения информации, отличающееся тем, что снабжено дополнительным радиометром, оптическая система которого с узким в горизонтальном направлении и вытянутым в вертикальном направлении полем зрения, исполнительными блоками привода в горизонтальной и вертикальной плоскостях, каждый из которого имеет датчик углового положения, при этом исполнительный блок привода в горизонтальной плоскости выполнен с возможностью изменения углового положения радиометров и исполнительного блока привода в вертикальной плоскости, исполнительный блок привода в вертикальной плоскости выполнен с возможностью изменения углового положение радиометра с узкопольной оптической системой, а управляющий вычислительный блок своими входами соединен с радиометрами, датчиками углового положения, запоминающим блоком, выходами - с исполнительными блоками приводов и блоком отображения информации.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - увеличение надежности и достоверности определения фидера с однофазным неустойчивым дуговым замыканием на землю в электрических сетях с неэффективно заземленной нейтралью.

Система и способ для определения местоположения короткого замыкания на землю в электрических сетях // 2737863

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение надежности и быстродействия устранения токов короткого замыкания.

Способ обнаружения замыкания на землю // 2737779

Использование: в области энергетики для обнаружения замыкания на землю фазы коротких шин тяговых подстанций, соединяющих выход силового трансформатора и вход выпрямителя.

Устройство обнаружения и измерения электрического разряда высоковольтного оборудования // 2737516

Изобретение относится к электроизмерительной технике и касается устройства обнаружения и измерения электрического разряда высоковольтного оборудования. Устройство включает в себя наблюдательную и измерительную ветви, дальномер и блок обработки и отображения информации.

Способ контроля дефектности изоляции обмоточных проводов // 2737515

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к контролю дефектности изоляции обмоточных проводов. Техническим результатом является повышение точности контроля.

Способ контроля дефектности изоляции обмоточных проводов // 2737515

Способ контроля дефектности изоляции обмоточных проводов // 2737511

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, и может быть использовано, например, при контроле дефектности изоляции обмоточных проводов. Новым является то, что в способе контроля дефектности изоляции обмоточных проводов, заключающемся в подаче напряжения на датчик дефектов, и в формировании импульсов дефектов, длительность Ti которых определяется временем горения разряда между жилой провода и электродами датчика дефектов при прохождении дефектного участка изоляции провода в активной зоне датчика дефектов, в процессе контроля в области датчика инициируют высокую напряженность электрического поля, путем создания в упомянутой области резко неоднородного поля, для чего датчик дефектов выполняют в виде кольца, по внутренней окружности которого радиально и равномерно располагают электропроводные микронити, оси которых направлены перпендикулярно оси контролируемого провода, при этом концы микронитей располагают по окружности охватывающей контролируемый проводник таким образом, чтобы они лежали на окружности, диаметр D которой связан с диаметром контролируемого провода d соотношением d ≤ D ≤ 1,2d, в процессе контроля непрерывно генерируют импульсы, частоту следования которых изменяют прямо пропорционально скорости движения провода, при этом воздушное пространство в области датчика дефектов непрерывно облучают ультрафиолетовым излучением, датчик дефектов перед контролем предварительно калибруют, для чего на бездефектном участке изоляции провода наносят искусственный точечный дефект в виде прокола до токопроводящей жилы провода, после чего указанный участок провода многократно протягивают через датчик дефектов и при каждом последующем протягивании напряжение на датчике повышают по сравнению с предыдущим протягиванием, эту процедуру осуществляют до тех пор пока при прохождении дефектного участка провода в зоне датчика дефектов не загорится коронный разряд, при зажигании которого формируют импульс дефекта, длительностью tс, и подсчитывают количество импульсов скорости k сгенерированных за время tс, после чего напряжение Uр, при котором зажигается упомянутый коронный разряд, принимают за рабочее напряжение, и контроль изоляции проводов осуществляют при упомянутой величине напряжения на датчике, причём при прохождении каждого дефектного участка изоляции через датчик дефектов, формируют импульс дефекта длительностью ti и подсчитывают количество ni сгенерированных импульсов скорости за упомянутое время ti, и протяженность li каждого дефекта определяют по формуле li = lэ (ni - k), где lэ - протяженность элементарного отрезка провода, прошедшего через датчик дефектов за время одного сгенерированного импульса скорости.

Способ определения места и расстояния до места однофазного замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кв с изолированной или компенсированной нейтралью // 2737237

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам определения местоположения повреждений (ОМП) в электрических сетях 6-35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью.

Способ определения мест двойного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью // 2737234

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к релейной защите и автоматике распределительных сетей, работающих в режиме с изолированной нейтралью. Технический результат: упрощение способа за счёт уменьшения количества итераций в расчете по определению мест двойного замыкания на землю благодаря исключению необходимости перестраивания модели неповрежденной сети.

Способ дистанционного определения места снижения сопротивления изоляции в обесточенной электрической цепи // 2736328

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для дистанционного нахождения места снижения сопротивления изоляции относительно земли (корпуса) обесточенных электроустановок, устройств, обмоток и других объектов, состоящих из электрической цепи последовательно включенных элементов (участков) с приблизительно одинаковыми величинами сопротивлений.