Способ гутина к.и. и цагарейшвили с.а. ввода токов сигналов в трехфазную линию электропередачи 0,4 кв по схеме "фаза" - "земля" с источником питания "фаза" - "фаза"



Способ гутина к.и. и цагарейшвили с.а. ввода токов сигналов в трехфазную линию электропередачи 0,4 кв по схеме "фаза" - "земля" с источником питания "фаза" - "фаза"

 


Владельцы патента RU 2428790:

Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) (RU)

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на подстанции 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 0,4 кВ. С КП на ДП передают сигналы телесигнализации положения управляемых переключателей и сигналы телеизмерений, которые содержат информацию о величинах токов, напряжений, cosφ, показаний счетчиков электроэнергии потребителей. Технический результат - снижение мощности потребления генератором. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на подстанции 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 0,4 кВ. С КП на ДП передают сигналы телесигнализации положения управляемых переключателей и сигналы телеизмерений, которые содержат информацию о величинах токов, напряжений, cosφ, показаний счетчиков потребителей электроэнергии.

Известен «Пассивно-активный способ ввода токов сигналов в трехфазную электрическую сеть» (патент RU 2224363. Бюл. №5). Данный АНАЛОГ имеет следующие недостатки:

1. Наличие в генераторе, реализующем способ, воздушного трансформатора, при изготовлении которого трудно получить коэффициент связи между его обмотками, близким к единице, за счет больших габаритов.

2. Большая мощность потребления при образовании тока, вводимого в линию 0,4 кВ.

Известен также «Способ Гутина К.И. ввода токов сигналов в трехфазную линию электропередачи», который принят за ПРОТОТИП (патент RU 2224365 Н04В 3/54. Бюл. №5, 2004 г.), который имеет те же недостатки, что и аналог.

Задачей изобретения является снижение мощности потребления генератором по сравнению с ПРОТОТИПОМ без применения воздушного трансформатора.

Технический результат достигается тем, что в способе ввода токов сигналов в трехфазную линию электропередачи 0,4 кВ по схеме «Фаза»-«Земля» с источником питания «Фаза»-«Фаза», в соответствии с которым протекает ток по цепи: фаза А, вход трехфазного двухполупериодного выпрямительного моста, плюсовая шина выхода моста, вторая катушка воздушного трансформатора, резистор, замкнутый ключ в промежутке времени 0≤t<0,25 T0, минусовая шина моста, фаза В, провод «Земля», при протекании тока по цепи фаза А - катушка - диод Д1 двухфазного двухполупериодного выпрямительного моста - замкнутый ключ в промежутке времени 0≤t≤0,08 T0, диод Д3, фаза В, провод «Земля» накапливают электромагнитную энергию W в катушке, в момент времени размыкания ключа за счет энергии W в резонансном контуре, который настроен на частоту f0, начинаются свободные затухающие колебания тока сигнала

i0=Im·cosω0t·ℓ-8t

по цепи фаза А - катушка - первый конденсатор - провод «Земля», при этом в линии 0,4 кВ получают токи прямой - I1 и обратной - I2 последовательностей на частоте f0, которые трансформируют в линию 10 кВ, где будут приняты фильтрами прямой и обратной последовательности, которые настроены на частоту f0 в пункте приема, где

Im - амплитуда тока сигнала,

ω0=2πf0 - угловая частота,

f0 - частота тока сигнала,

- период частоты тока сигнала,

-δt - коэффициент затухания амплитуды тока Im,

RL4 - активное сопротивление катушки,

L4 - индуктивность катушки,

- энергия, которая была накоплена в катушке 4 в момент времени размыкания ключа.

Результат достигается тем, что в трехфазную линию 0,4 кВ вводят токи сигнала i0 с помощью резонансного контура, который состоит из катушки, первого конденсатора, провода «Земля» и низковольтной фазы А, трансформатора 10/0,4 кВ, токи сигнала i0 трансформируют в линию 10 кВ, при этом получают два тока: прямой - I1 и обратной - I2 последовательностей, которые в пункте приема принимают на фильтры прямой и обратной последовательности, которые настроены на частоту f0.

На чертеже приведена схема генератора, которая реализует заявленное техническое предложение, где:

1. Трехфазный трансформатор 10/04 кВ (трансформатор), который имеет низковольтные фазы А, В, С;

2. Трехфазная линия электропередачи 10 кВ;

3. Трехфазная линия электропередачи 0,4 кВ (линия 0,4 кВ);

4. Воздушная катушка индуктивности (катушка), ее индуктивность равна - L4;

5. Первый конденсатор, его емкость равна - C5;

6. Двухполупериодный выпрямительный мост;

7. Второй электролитический конденсатор (второй конденсатор), его емкость равна - C7;

8. Управляемый ключ (ключ);

9. Блок управления;

10. Заземленная нейтраль трансформатора 10/0,4 кВ (провод «Земля»).

Определим мощность потребления генератором прототипа из линии 0,4 кВ, при этом для простоты изложения активными сопротивлениями и индуктивностью обмоток воздушного трансформатора пренебрегаем.

Из описания прототипа следует, что амплитуда тока, протекающего по цепи мост - первичная обмотка воздушного трансформатора резистор - ключ - мост равна 17А, при этом коэффициент трансформации воздушного трансформатора равен единице.

Мощность потребления в прототипе с учетом допущений равна:

где Im=17А - амплитуда тока прототипа через замкнутый ключ в момент времени его размыкания;

R9=10 Ом - сопротивление резистора 9;

τпр=0,25 T0 - длительность замкнутого положения ключа генератора прототипа.

- период частоты f0 прототипа.

В связи с тем, что энергия из сети 0,4 кВ потребляется только в интервале времени τпр, когда ключ замкнут, в выражении (1) введен коэффициент 0,25, так как ключ замкнут на время τпр=0,25 T0.

Исходные данные для расчета генератора

Частота токов, вводимых в линию 0,4 кВ, равна:

Мощность трансформатора, который запитывает генератор, равна:

Емкость конденсатора 5 равна:

Индуктивность катушки 4 равна:

Активное сопротивление катушки 4 равно:

где Q=10 - добротность катушки 4.

Работа заявленного генератора

Значение величин индуктивности катушки 4 и емкости конденсатора 5 выбраны из условия резонанса в колебательном контуре по цепи катушка 4 - конденсатор 5 - провод «Земля» на частоте f0=1000 Гц при разомкнутом ключе, при этом индуктивностью обмоток и активными сопротивлениями трансформатора пренебрегаем в связи с их малостью.

Определим емкость второго конденсатора 7 из выражения:

откуда следует:

В момент времени t1 подключим генератор к линии 0,4 кВ, когда потенциал фазы А будет больше потенциала «Земля», тогда будут открыты диоды 1 и 3, при этом начнет заряжаться второй конденсатор 7 током i1 по цепи фаза А - катушка 4 - диод 1 - «плюс» конденсатор 7 - «минус» конденсатор 7 - диод 3 - фаза В - провод «Земля». Конденсатор 7 будет заряжаться до напряжения E0:

где E0 - амплитуда напряжения 380 В.

После заряда конденсатора 7 до напряжения E0 схема генератора будет находиться в устойчивом состоянии.

В момент времени t2>t1 начинают коммутировать ключ с частотой f0 при замыкании ключа на время τ=0,08 T0, при этом через него будет протекать ток по цепи фаза А - катушка 4 - диод 1 - ключ - диод 3 - фаза В - провод «Земля». Одновременно будет протекать ток разряда конденсатора 7 по цепи «плюс» конденсатор 7 - ключ диод 3 - фаза В - провод «Земля», а также будет протекать ток подзаряда конденсатора 7 по цепи его заряда током i1, при этом ток заряда равен току разряда, которые равны между собой и направлены навстречу друг другу, поддерживая напряжение на обкладках конденсатора 7, равным E0.

Определим амплитуду тока через ключ в момент времени размыкания ключа с учетом (2), (5), (6), (9) и принятом значении τ=0,08 T0 из выражения:

где E0=536 В; R4=1,58 Ом; τ=0,08 T0; L4=2,52·10-3 Гн.

Определим мощность потерь из сети 0,4 кВ заявленного генератора по аналогии с выражением (1):

Определим с учетом (1), во сколько раз снизилась мощность потребления из сети 0,4 кВ при использовании заявленного генератора:

Таким образом, цель, поставленная изобретением, достигнута, так как мощность потребления заявленного генератора из сети 0,4 кВ снижена в 20 раз без применения воздушного трансформатора. При этом необходимо отметить, что мощность трансформатора 10/0,4 кВ, частота токов f0, амплитуда тока Im через ключ в момент его размыкания в ПРОТОТИПЕ и заявленном генераторе приняты равными между собой.

Способ ввода токов сигналов в трехфазную линию электропередачи 0,4 кВ по схеме «Фаза» - «3емля» с источником питания «Фаза» - «Фаза», в соответствии с которым пропускают при замкнутом ключе ток по цепи: фаза А, первая катушка индуктивности, вход двухполупериодного выпрямительного моста, плюсовая шина моста, ключ, минусовая шина моста, провод «Земля», при этом накапливают электромагнитную энергию W в первой катушке индуктивности, отличающийся тем, что ключ замкнут в промежутке времени 0≤t≤0,08 Т0, в момент времени размыкания ключа за счет энергии W, в резонансном контуре, который настроен на частоту f0, возбуждают свободные затухающие колебания тока сигнала по цепи: фаза А, катушка индуктивности, первый конденсатор, провод «Земля», при этом в линии 0,4 кВ получают токи прямой - I1 и обратной - I2 последовательностей на частоте f0, которые трансформируют в линию 10 кВ, где принимаются фильтрами прямой и обратной последовательности, которые настроены на частоту f0 в пункте приема, где Im - амплитуда тока сигнала, ω0=2πf0 - угловая частота, f0 - частота тока сигнала, - период частоты тока сигнала, l-δt - коэффициент затухания амплитуды тока Im, , RL4 - активное сопротивление катушки, L4 - индуктивность катушки, - энергия, которая была накоплена в катушке индуктивности в момент времени размыкания ключа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на п/с 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 0,4 кВ.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на п/с 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 0,4 кВ.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на п/с 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 380 В.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на подстанции 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 380 В.

Изобретение относится к модему, в частности, для подводной связи по линии электропередачи, содержащему электронные компоненты на печатной плате и металлический корпус.

Изобретение относится к способу связи по линиям электропитания для сетей передачи электрической энергии. .

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на подстанции 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 0,4 кВ.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на подстанции 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 0,4 кВ.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на подстанции 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 0,4 кВ.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на п/с 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 0,4 кВ.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на п/с 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 0,4 кВ

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на п/с 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 0,4 кВ

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на п/с 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 0,4 кВ

Изобретение относится к комбинированной системе электроснабжения и коммуникации для электрического обеспечения и передачи данных между сервером (4) данных и, по меньшей мере, одним из нескольких оконечных приборов (5, 6) через питающий кабель (3)

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на подстанции 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 0,4 кВ

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на подстанции 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 0,4 кВ

Изобретение относится к технике связи и предназначено для передачи данных по линии электропередач

Изобретение относится к области связи по линиям электропередачи
Наверх