Устройство дистанционного мониторинга высоковольтных линий электропередач
Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение достоверности мониторинга и снижение нагрузки на трафик передачи интегрированной информации. Устройство содержит измерительные модули, установленные на каждой фазе линии электропередач с набором датчиков, трансформатор тока, задатчик значений токов, блок сравнения токов, блок формирования интервалов измерений, блоки памяти, аналоговые ключи, инверторы, монитор блока питания, идентификатор фазы, модуль сбора данных и первичной диагностики содержит регистры превышения мгновенных значений тока фаз, сумматоры превышенных значений, блоки разности мгновенных превышающих значений тока, задатчик предаварийного мониторинга, идентификатор опоры высоковольтной линии, концентраторы с приемопередатчиками для связи с измерительными модулями и диспетчерским пунктом энергоснабжающей организации. 4 ил.
Изобретение относится к. дистанционному мониторингу режимов работы сети высоковольтных линий электропередач и может быть использовано для определения пролетов с местом обрыва или замыкания проводов.
Известно устройство для контроля электроэнергетических систем, содержащее подключенный к высоковольтной сети высоковольтный измерительный модуль, включающий в себя магнитно-связанный с высоковольтной сетью пассивный преобразователь сетевого тока с резисторной нагрузкой и/или электрически связанный с высоковольтной сетью пассивный преобразователь сетевого напряжения. Высоковольтный измерительный модуль дополнительно содержит блок вторичного электропитания с периодически заменяемым аккумулятором, включающий выпрямительный мост, стабилитрон и диод, к которому подключены магнитно-связанный с высоковольтной сетью низковольтный питающий трансформатор тока и/или электрически связанный с высоковольтной сетью и включенный в цепь пассивного преобразователя сетевого напряжения низковольтный питающий трансформатор напряжения, активный преобразователь сигналов измерительной информации на основе микропроцессора, соединенный с пассивным преобразователем сетевого тока и/или пассивным преобразователем сетевого напряжения и блоком вторичного электропитания и имеющий радиочастотный и/или оптический выходы для преобразованных сигналов измерительной информации (RU 2143165, МПК H02J 13/00, G01R 15/06, 20.12.1999).
Недостаток устройства состоит в низком уровне достоверности данных мониторинга при отсутствии предварительной интегрированной синхронной обработки данных в модулях сбора и первичной диагностики и в большом трафике из-за передачи всего потока принятой информации.
Известно устройство дистанционного контроля состояния провода воздушной линии электропередачи, содержащее корпус, предназначенный для установки на контролируемом элементе воздушной линии, и размещенные в корпусе источник автономного питания*, измерительный блок, приемопередатчик, при этом измерительный блок снабжен датчиками тока и температуры, акселерометром, анемометром, автономным хронометром с приемником сигналов точного времени от спутниковой навигационной системы GPS и/или ГЛОНАСС, ультразвуковым или лазерным дальномером, видеорегистратором, источник автономного питания выполнен в виде элементов питания, не подлежащих подзарядке или в виде аккумулятора, снабженного средством подзарядки от солнечной батареи (RU 2521778, МПК H02J 13/00, 10.07.2014, Бюл. №19).
Известное устройство имеет большой поток первичной информации без предварительной обработки, что приводит к передаче значительных объемов данных от линий электропередач.
Известно устройство для контроля провеса электрических проводов электрической сети с возможностью прикрепления к контролируемому объекту содержащее датчик ускорения, блок обработки данных, средство связи для передачи данных от блока обработки данных на внешнее устройство, блок расчета периода колебаний устройства на основе данных измерения ускорения, полученных датчиком ускорения, блок расчета вертикального отклонения объекта при помощи математической формулы маятника объекта, в которой вертикальное отклонение сравнимо с провесом указанного объекта (RU 2562910, МПК H02J 13/00, 20.10.2013, Бюл. №29).
Недостаток устройства состоит в отсутствии синхронной обработки текущих значений фазового тока в модулях сбора и первичной диагностики, что снижает достоверность данных и приводит к большому объему потоков передаваемой информации.
Известен комплекс дистанционного контроля токов и напряжений высоковольтной сети, содержащий управляющий терминал, связанный каналом передачи данных с группой регистраторов, каждый из которых содержит датчик тока, установленного в разрыв фазного провода высоковольтной сети, датчик напряжения в виде делителя напряжения и модуль первичной обработки, в экранирующем корпусе которого, гальванически связанном с контролируемой точкой сети, размещены источник питания, аналого-цифровые преобразователи, блок управления, датчик точного времени для одновременного запуска аналого-цифровых преобразователей и сопровождения метками точного времени измеренных значений тока и напряжения (RU 2564124, МПК H02J 13/00, 27.09.2015, Бюл. №27).
Недостатком устройства является низкий уровень достоверности данных мониторинга, электрический контакт фазного провода с землей через набор резисторов и передача всего потока информации на диспетчерский пункт энергоснабжающей организации без предварительной обработки.
Наиболее близким является устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередач, содержащее установленные на каждой фазе линии электропередачи между опорами измерительные модули, включающие датчик ускорений, датчик температуры и датчик влажности, соединенные с вычислительным блоком, формирующим данные о начале налипания снега или образования льда, амплитуде раскачивания и обрыве провода, приемопередатчик с антенной и блок питания (RU 2574063, МПК H02J 13/00, 10.08.2015, Бюл. №22).
Известное устройство не обеспечивает высокий уровень достоверности данных мониторинга при отсутствии предварительной интегрированной синхронной обработки данных в модулях сбора и первичной диагностики и имеет большой трафик из-за передачи всего потока принятой информации.
Задачей изобретения является повышение достоверности данных мониторинга посредством интегрированной синхронной обработки данных в модулях сбора и первичной диагностики и снижения нагрузки на трафик путем передачи интегрированной информации в диспетчерский пункт энергоснабжающей организации.
Технический результат - повышение достоверности данных мониторинга и снижение нагрузки на трафик передачи информации в диспетчерский пункт энергоснабжающей организации.
Технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее измерительные модули, установленные на каждой фазе линии электропередач между опорами и включающие датчик ускорений, датчик температуры и датчик влажности, соединенные с вычислительным блоком, формирующим данные о начале налипания снега или образования льда, амплитуде раскачивания и обрыве провода, приемопередатчик с антенной, блок питания, дополнительно введены модуль сбора данных и первичной диагностики, установленный на каждой опоре линии электропередач, каждый измерительный модуль, установленный на фазе линии электропередач между опорами дополнительно снабжен трансформатором тока в фазе линии электропередач, задатчиком амплитудных значений номинальных токов в фазе линии электропередач, блоком сравнения токов в реальном времени, блоком формирования интервалов измерений, первым аналого-цифровым преобразователем и блоком быстродействующей памяти, вторым аналого-цифровым преобразователем и блоком памяти большого размера, первым, вторым и третьим аналоговыми ключами, первым и вторым инверторами, монитором блока питания, логическим элементом «И», идентификатором фазы и концентратором измерительного модуля, причем, выход трансформатора тока в фазе линии электропередач соединен с первым входом концентратора измерительного модуля, первым входом блока сравнения токов в реальном времени и аналоговыми входами первого, второго и третьего аналоговых ключей, выход первого аналогового ключа через первый аналого-цифровой преобразователь и блок памяти большого размера соединен со вторым входом концентратора измерительного модуля, выход второго аналогового ключа через второй аналого-цифровой преобразователь и блок быстродействующей памяти соединен с третьим входом концентратора измерительного модуля, первый выход концентратора измерительного модуля через блок формирования интервалов измерений соединен с входами запуска первого и второго аналого-цифровых преобразователей и вычислительного блока, вход считывания блока памяти большого размера соединен со вторым выходом, а вход считывания блока быстродействующей памяти соединен с третьим выходом концентратора измерительного модуля, второй вход блока сравнения токов в реальном времени соединен с задатчиком амплитудных значений номинальных токов в фазе линии электропередач, а выход блока сравнения соединен с четвертым входом концентратора измерительного модуля, с управляющим входом второго аналогового ключа и через первый инвертор) и логический элемент «И» с управляющим входом третьего аналогового ключа, силовой выход которого соединен с блоком питания, вход монитора блока питания соединен с блоком питания, а выход с пятым входом концентратора измерительного модуля, вторым входом логического элемента «И» и через второй инвертор с управляющим входом первого аналогового ключа, выход вычислительного блока соединен с шестым, а выход идентификатора фазы с седьмым входом концентратора измерительного модуля, который соединен с приемопередатчиком и антенной для связи с модулем сбора данных и первичной диагностики, модуль сбора данных и первичной диагностики содержит первый, второй и третий блоки памяти превышений токов фаз, первый, второй и третий регистры превышения мгновенных значений тока фаз, первый, второй и третий сумматоры превышенных значений тока фаз, первый, второй и третий блоки определения разности мгновенных превышающих значений тока между фазами, первый, второй и третий сумматоры разности мгновенных превышающих значений тока между фазами, задатчик предаварийного значения величины налипания снега или образования льда, первый, второй и третий блоки сравнения величины налипания снега или образования льда, таймер, блок считывания данных модуля сбора данных и первичной диагностики и идентификатор опоры высоковольтной линии электропередач, причем, первый приемопередатчик с антенной для связи с измерительными модулями соединен с первым концентратором модуля сбора данных и первичной диагностики, первый, второй и третий выходы первого концентратора через первый, второй и третий блоки памяти превышений токов фаз соединены с информационными входами первого, второго и третьего регистров превышения мгновенных значений тока фаз, выходы которых соединены с входами первого, второго и третьего сумматоров превышенных значений тока фаз и первыми входами первого, второго и третьего блоков определения разности мгновенных превышающих значений тока между фазами соответственно, вторые входы первого, второго и третьего блоков определения разности мгновенных превышающих значений тока между фазами соединены с выходами второго, третьего и первого регистров превышения мгновенных значений тока фаз соответственно, выходы первого, второго и третьего сумматоров превышенных значений тока фаз соединены с первым, вторым и третьим входами второго концентратора модуля сбора данных и первичной диагностики, выходы первого, второго и третьего блоков определения разности мгновенных превышающих значений тока между фазами через первый, второй и третий сумматоры разности мгновенных превышающих значений тока между фазами соединены с четвертым, пятым и шестым входами второго концентратора модуля сбора данных и первичной диагностики, вход блока считывания данных модуля сбора данных и первичной диагностики соединен к четвертому выходу первого концентратора, а выход к первому и второму входам первого концентратора непосредственно и через таймер к фиксирующим входам первого, второго и третьего регистров превышения мгновенных значений тока фаз и к третьему входу первого концентратора, пятый, шестой и седьмой выходы первого концентратора через первые входы первого, второго и третьего блоков сравнения величины налипания снега или образования льда соединены с седьмым, восьмым и девятым входами второго концентратора, вторые входы первого, второго и третьего блоков сравнения величины соединены с выходом задатчика предаварийного значения величины налипания снега или образования льда, идентификатор опоры высоковольтной линии электропередач соединен с десятым входом второго концентратора, четвертый, восьмой, девятый и десятый выходы первого концентратора соединены с одиннадцатым двенадцатым, тринадцатым и четырнадцатым входами второго концентратора соответственно, второй концентратор соединен со вторым приемопередатчиком с антенной для связи модулей сбора данных и первичной диагностики.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:
на фиг. 1 - структурная схема устройства дистанционного мониторинга высоковольтных линий электропередач;
на фиг. 2 -, установленные на каждой фазе и модули сбора данных и первичной диагностики, установленные на каждой опоре устройства дистанционного мониторинга высоковольтных линий электропередач;
на фиг. 3-фотография измерительного модуля;
на фиг. 4 - фотография модуля сбора данных и первичной диагностики.
Устройство дистанционного мониторинга высоковольтных линий электропередач содержит измерительные модули 1, установленные на каждой фазе линии электропередач между опорами и включающие датчик ускорений 2, датчик температуры 3 и датчик влажности 4, связанные с вычислительным блоком 5, формирующим данные о начале налипания снега или образования льда, амплитуде раскачивания и обрыве провода, приемопередатчик 6 с антенной 7, блок питания 8, модуль сбора данных и первичной диагностики 9, установленный на каждой опоре линии электропередач, каждый измерительный модуль, установленный на фазе линии электропередач между опорами дополнительно снабжен трансформатором тока 10, задатчиком амплитудных значений 11 номинальных токов в фазе линии электропередач, блоком сравнения токов 12 в реальном времени, блоком формирования интервалов 13 измерений, первым аналого-цифровым преобразователем 14 и блоком памяти большого размера 15, вторым аналого-цифровым преобразователем 16 и блоком быстродействующей: памяти 17, первым 18 и вторым 19 аналоговыми ключами, аналоговым ключом 20 блока питания, первым 21 и вторым 22 инверторами, монитором 23 блока питания, логическим элементом «И» 24, идентификатором фазы 25 и концентратором 26 измерительного модуля.
Модуль сбора данных и первичной диагностики 9 содержит первый 27 и второй 28 концентраторы модуля сбора данных и первичной диагностики, первый 29 приемопередатчик с антенной 30 для связи с измерительными модулями, второй 31 приемопередатчик с антенной 32 для связи модулей сбора данных и первичной диагностики, первый 33, второй 34 и третий 35 блоки памяти превышений токов фаз, первый 36, второй 37 и третий 38 регистры превышения мгновенных значений тока фаз, первый 39, второй 40 и третий 41 сумматоры превышенных значений тока фаз, первый 42, второй 43 и третий 44 блоки определения разности мгновенных превышающих значений тока между фазами, первый 45, второй 46 и третий 47 сумматоры разности мгновенных превышающих значений тока между фазами, задатчик 48 предаварийного значения величины налипания снега или образования льда, первый 49, второй 50 и третий 51 блоки сравнения величины налипания снега или образования льда, таймер 52, блок считывания данных 53 модуля сбора данных и первичной диагностики, и идентификатор 54 опоры высоковольтной линии электропередач.
В измерительном модуле 1 устройства дистанционного мониторинга высоковольтных линий электропередач выход трансформатора тока 10 в фазе линии электропередач соединен с первым входом концентратора 26 измерительного модуля, первым входом блока сравнения токов 12 в реальном времени и аналоговыми входами первого 19, второго 19 и третьего 20 аналоговых ключей, выход первого 18 аналогового ключа через первый 14 аналого-цифровой преобразователь и блок памяти большого размера 15-соединен со вторым входом концентратора 26 измерительного модуля, выход второго 19 аналогового ключа через второй 16 аналого-цифровой преобразователь и блок быстродействующей памяти 17 соединен с третьим входом концентратора 26 измерительного модуля, первый выход концентратора 26 измерительного модуля через блок формирования интервалов измерений 13 соединен с входами запуска первого 14 и второго 16 аналого-цифровых преобразователей и вычислительного блока 5, вход считывания блока памяти большого размера 15 соединен со вторым выходом, а вход считывания блока быстродействующей памяти 17 соединен с третьим выходом концентратора 26 измерительного модуля, второй вход блока сравнения токов 12 в реальном времени соединен с задатчиком 11 амплитудных значений номинальных токов в фазе линии электропередач, а выход блока сравнения токов 12 соединен с четвертым входом концентратора 26 измерительного модуля, с управляющим входом второго 19 аналогового ключа и через первый 21 инвертор и логический элемент «И» 24 с управляющим входом третьего 20 аналогового ключа, силовой выход которого соединен с блоком питания 8, вход монитора 23 блока питания соединен с блоком питания 8, а выход с пятым входом концентратора 26 измерительного модуля, вторым входом логического элемента «И» 24 и через второй 22 инвертор с управляющим входом первого 18 аналогового ключа, выход вычислительного блока 5 соединен с шестым, а выход идентификатора 25 фазы с седьмым входом концентратора 26 измерительного модуля, который соединен с приемопередатчиком 6 и антенной 7 для связи с модулем сбора данных и первичной диагностики 9.
В модуле сбора данных и первичной диагностики 9 устройства дистанционного мониторинга высоковольтных линий электропередач первый 29 приемопередатчик с антенной 30 для связи с измерительными модулями 1 соединен с первым 27 концентратором модуля сбора данных и первичной диагностики, первый, второй и третий выходы первого концентратора 27 через первый 33, второй 34 и третий 35 блоки памяти превышений токов фаз соединены с информационными входами первого 36, второго 37 и третьего 38 регистров превышения мгновенных значений тока фаз, выходы которых соединены с входами первого 39 второго 40 и третьего 41 сумматоров превышенных значений тока фаз и первыми входами первого 42, второго 43 и третьего 44 блоков определения разности мгновенных превышающих значений тока между фазами соответственно, вторые входы первого 42, второго 43 и третьего 44 блоков определения разности мгновенных превышающих значений тока между фазами соединены с выходами второго 37, третьего 38 и первого 36 регистров превышения мгновенных значений тока фаз соответственно, выходы первого 39, второго 40 и третьего 41 сумматоров превышенных значений тока фаз соединены с первым, вторым и третьим входами второго 28 концентратора модуля сбора данных и первичной диагностики, выходы первого 42, второго 43 и третьего 44 блоков определения разности мгновенных превышающих значений тока между фазами через первый 45, второй 46 и третий 47 сумматоры разности мгновенных превышающих значений тока между фазами соединены с четвертым, пятым и шестым входами второго 28 концентратора модуля сбора данных и первичной диагностики, вход блока считывания данных 53 модуля сбора данных и первичной диагностики соединен с четвертым выходом первого 27 концентратора, а выход к первому и второму входам первого концентратора 27 непосредственно и через таймер 52 к фиксирующим входам первого 36, второго 37 и третьего 38 регистров превышения мгновенных значений тока фаз и к третьему входу первого 27 концентратора, пятый, шестой и седьмой выходы первого концентратора 27 через первые входы первого 49, второго 50 и третьего 51 блоков сравнения величины налипания снега или образования льда соединены с седьмым, восьмым и девятым входами второго 28 концентратора, вторые входы первого 49, второго 50 и третьего 51 блоков сравнения величины соединены с выходом задатчика 48 предаварийного значения величины налипания снега или образования льда, идентификатор опоры 54 высоковольтной линии электропередач соединен с десятым входом второго 28 концентратора, четвертый, восьмой, девятый и десятый выходы первого 27 концентратора соединены с одиннадцатым двенадцатым, тринадцатым и четырнадцатым входами второго 28 концентратора соответственно, второй концентратор 28 соединен со вторым 31 приемопередатчиком с антенной 32 для связи модулей сбора данных и первичной диагностики.
Устройство дистанционного мониторинга высоковольтных линий электропередач работает следующим образом.
В установленных на каждой фазе линии электропередач измерительных модулях 1, выходной сигнал от датчика ускорения 2, пропорциональный амплитуде раскачивания провода, поступает на вычислительный блок 5, в котором сравниваются с установленными значениями и, если амплитуда раскачивания проводов не соответствует установленным значениям, при этом датчик температуры 3 фиксирует температуру ниже 0°С, датчик влажности 4 фиксирует наличие осадков (дождь, снег, туман), то вычислительный блок 5 формирует сигнал о возможном налипании снега на проводах или их обледенении, который через и концентратор 26, приемопередатчик 6 с антенной 7 поступает на модуль сбора данных и первичной диагностики 9, установленный на каждой опоре линии электропередач.
Трансформатор тока 10, установленный на каждой фазе линии электропередач в измерительном модуле 1, вырабатывает токовый сигнал, пропорциональный мгновенному значению тока в соответствующей фазе.
Это значение сравнивается на блоке сравнения токов 12 в реальном времени с допускаемыми значениями, установленными посредством задатчика амплитудных значений 11 номинальных токов в фазе линии электропередач.
В случае номинального режима работы линии электропередач, превышения установленных номинальных фазных токов не наблюдается, и блок сравнения токов 12 в реальном времени с допускаемыми значениями не формирует сигнала о превышении установленных значений. При этом сигнал с трансформатора тока 10 через первый 18 аналоговый ключ и первый аналого-цифровой преобразователь 14 записывается в блоке памяти большого размера 15.
В случае нарушения номинального режима работы линии электропередач, превышении установленных номинальных фазных токов по причине коротких замыканий у потребителя или между фазами или на землю блок сравнения токов 12 в реальном времени срабатывает и на его выходе формируется сигнал аварии. Этот сигнал через концентратор 26, приемопередатчик 6 с антенной 7 поступает на модуль сбора данных и первичной диагностики 9, установленный на опоре линии электропередач. Одновременно срабатывание блока сравнения токов 12 открывает второй 19 аналоговый ключ и сигнал с трансформатора тока 10, пропорциональный току фазы в реальном времени через второй аналого-цифровой преобразователь 16 записывается в блоке быстродействующей памяти 17. В результате в блоке быстродействующей памяти 17 формируется токовый образ превышения номинальных значений протекания токов в фазах линии электропередач.
Интервалы последовательностей записи токов в блок памяти большого размера 15, блок быстродействующей памяти 17 и вычислительный блок 5 определяются блоком формирования интервалов 13 измерений по заданию от таймера 52 модуля сбора данных и первичной диагностики 9, установленного на опоре линии электропередач, через первый 27 концентратар, первый 29 приемопередатчик с антенной 30 для связи с измерительными модулями 1 и через приемопередатчик 6 с антенной 7, концентратор 26 измерительного модуля 1.
Токовый сигнал, пропорциональный значению тока в соответствующей фазе линии электропередач, от трансформатора тока 10 измерительного модуля 1 через концентратор 26, приемопередатчик 6 с антенной 7 измерительного модуля 1 передается через первый 29 приемопередатчик с антенной 30 на первый 27 концентратор модуля сбора данных и первичной диагностики 9 на опоре линии электропередач.
Питание электронной схемы измерительного модуля 1 осуществляется блоком питания 8, который имеет встроенные аккумуляторы с подзарядкой от протекающего тока по проводам линии и электропередач.
При разряде аккумуляторов блока питания 8, монитор 23 блока питания вырабатывает сигнал разряда, который через концентратор 26, приемопередатчик 6 с антенной 7 измерительного модуля 1 передается на модуль сбора данных и первичной диагностики 9 на опоре линии электропередач.
Одновременно сигнал с выхода монитора 23 блока питания подается на первый вход логического элемента «И» 24, на второй вход которого через первый 21 инвертор подается сигнал с блока сравнения токов 12 в реальном времени. Логический элемент «И» 24 открывает аналоговый ключ 20 блока питания для зарядки встроенных аккумуляторов блока питания 8. Монитор 23 блока питания через второй 22 инвертор закрывает первый 18 аналоговый ключ для исключения записи некорректных значений тока при зарядке аккумуляторов.
Такое решение обеспечивает подзарядку встроенных аккумуляторов блока питания 8 только при номинальном режиме работы линии электропередач, при превышении номинальных токов зарядка не производится.
Идентификатор фазы 25 формирует адрес измерительного модуля 1 и через концентратор 26, приемопередатчик 6 с антенной 7 передает на первый 27 концентратор модуля сбора данных и первичной диагностики 9 на опоре линии электропередач.
Модуль сбора данных и первичной диагностики 9 на опоре линии электропередач посредством блока считывания данных 53 через первый 27 концентратор, первый 29 приемопередатчик с антенной 30 модуля сбора данных и первичной диагностики 9, приемопередатчик 6 с антенной 7 и концентратор 26 измерительного модуля 1 подает сигналы на считывание данных с блока памяти большого размера 15 и блока быстродействующей памяти 17.
Данные с блоков быстродействующей памяти 17 с каждой из трех фаз линии электропередач синхронно через концентратор 26, приемопередатчик 6 с антенной 7 измерительного модуля 1 и через первый 29 приемопередатчик с антенной 30 и первый 27 концентратор модуля сбора данных и первичной диагностики 9 передаются на первый 33, второй 34 и третий 35 блоки памяти превышений токов фаз соответственно. В результате в первом 33, втором 34 и третьем 35 блоках памяти превышений токов фаз модуля сбора данных и первичной диагностики 9 записываются синхронизированные во времени данные с трех фаз линии электропередач соответственно.
По синхронизирующему сигналу от таймера 52 из первого 33, второго 34 и третьего 35 блоков памяти превышений токов фаз производится побайтная запись в первый 36, второй 37 и третий 38 регистры превышения мгновенных значений тока фаз.
На первом 42 блоке определения разности мгновенных превышающих значений тока между фазами сравниваются значения между первым 36 и вторым 37 регистрами превышения мгновенных значений тока фаз. На втором 43 блоке определения разности мгновенных превышающих значений тока между фазами сравниваются значения между вторым 37 и третьим 38 регистрами превышения мгновенных значений тока фаз. На третьем 44 блоке определения разности мгновенных превышающих значений тока между фазами сравниваются значения между третьим 38 и первым 36 регистрами превышения мгновенных значений тока фаз.
В результате этого, на выходе первого 42 блока определения разности мгновенных превышающих значений тока между фазами формируется сигнал о коротких замыканий между первой и второй фазами линии электропередач, на выходе второго 43 блока - сигнал о коротких замыканий между второй и третьей фазами, на выходе третьего 44 блока - сигнал о коротких замыканий между первой и третьей фазами линии электропередач.
Первый 45, второй 46 и третий 47 сумматоры разности мгновенных превышающих значений тока между фазами для повышения достоверности формирования сигналов производят дискретное интегрирование сигналов от первого 42, второго 43 и третьего 44 блоков определения разности мгновенных превышающих значений тока между фазами и через второй 28 концентратор, второй 31 приемопередатчик с антенной 32 и через линейку расположенных на соседних опорах модулей сбора данных и первичной диагностики 9 по радиоканалу передаются в диспетчерский пункт энергоснабжающей организации для принятия оперативных решений при коротких замыканий между фазами линии электропередач.
На первом 39, втором 40 и третьем 41 сумматорах превышенных значений тока фаз для повышения достоверности формирования сигналов производится побайтное дискретное интегрирование сигналов от первого 36, второго 37 и третьего 38 регистров превышения мгновенных значений тока фаз и через второй 28 концентратор, второй 31 приемопередатчик с антенной 32 и через линейку расположенных на соседних опорах модулей сбора данных и первичной диагностики 9 по радиоканалу передаются в диспетчерский пункт энергоснабжающей организации для принятия оперативных решений при коротких замыканиях фаз на землю.
Сигнал о возможном обледенении проводов от вычислительного блока 5 через и концентратор 26, приемопередатчик 6 с антенной 7 измерительного блока 1 и через первый 29 приемопередатчик с антенной 30 и первый 27 концентратор модуля сбора данных и первичной диагностики 9 передается на вторые входы первого 49, второго 50 и третьего 51 блоков сравнения величины налипания снега или образования льда, на первые входы которых, подаются сигналы от задатчика 48 предаварийного значения величины налипания снега или образования льда.
В результате при превышении предаварийного значения величины налипания снега или образования льда на проводах линии электропередач, на выходах первого 49, второго 50 и третьего 51 блоков сравнения формируются сигналы предупреждения, которые через второй 28 концентратор, второй 31 приемопередатчик с антенной 32 и через линейку расположенных на соседних опорах модулей сбора данных и первичной диагностики 9 по радиоканалу передаются в диспетчерский пункт энергоснабжающей организации для принятия оперативных решений при обледенении проводов.
По запросу энергоснабжающей организации могут быть считаны данные с блоков памяти большого размера 15 через концентратор 26, приемопередатчик 6 с антенной 7 измерительного модуля 1 и через первый 29 приемопередатчик с антенной 30 и первый 27 концентратор модуля сбора данных и первичной диагностики 9, через второй 28 концентратор, второй 31 приемопередатчик с антенной 32 и через линейку расположенных на соседних опорах модулей сбора данных и первичной диагностики 9 по радиоканалу в диспетчерский пункт для мониторинга динамики токов в линии электропередач.
По запросу энергоснабжающей организации сигнал от трансформатора тока 10 измерительного модуля 1 через концентратор 26, приемопередатчик 6 с антенной 7 измерительного модуля 1 и через первый 29 приемопередатчик с антенной 30 и первый 27 концентратор модуля сбора данных и первичной диагностики 9, через второй 28 концентратор, второй 31 приемопередатчик с антенной 32 и через линейку расположенных на соседних опорах модулей сбора данных и первичной диагностики 9 по радиоканалу передается в диспетчерский пункт для мониторинга текущих значений токов в реальном времени в линии электропередач.
Сигналы от блока сравнения токов 12 и монитора 23 блока питания 8 измерительного модуля 1 через концентратор 26, приемопередатчик 6 с антенной 7 измерительного модуля 1 и через первый 29 приемопередатчик с антенной 30 и первый 27 концентратор модуля сбора данных и первичной диагностики 9, через второй 28 концентратор, второй 31 приемопередатчик с антенной 32 и через линейку расположенных на соседних опорах модулей сбора данных и первичной диагностики 9 по радиоканалу передаются в диспетчерский пункт энергоснабжающей организации для мониторинга превышений значений токов и разрядки аккумуляторов блока питания.
Идентификатор 54 опоры высоковольтной линии электропередач вырабатывает сигнал с номером и техническими параметрами опоры и через второй 28 концентратор, второй 31 приемопередатчик с антенной 32 и линейку расположенных на соседних опорах модулей сбора данных и первичной диагностики 9 по радиоканалу передает в диспетчерский пункт энергоснабжающей организации для указания номера опоры, на которой размещен модуль сбора данных и первичной диагностики, формирующий информационные посылки.
Таким образом, предлагаемое устройство дистанционного мониторинга высоковольтных линий электропередач обеспечивает повышение достоверности данных мониторинга посредством интегрированной синхронной обработки данных в модулях сбора данных и первичной диагностики и снижения нагрузки на трафик путем передачи интегрированной информации в диспетчерский пункт энергоснабжающей организации.
Устройство дистанционного мониторинга высоковольтных линий электропередач, содержащее измерительные модули, установленные на каждой фазе линии электропередач между опорами и включающие датчик ускорений, датчик температуры и датчик влажности, соединенные с вычислительным блоком, формирующим данные о начале налипания снега или образования льда, амплитуде раскачивания и обрыве провода, приемопередатчик с антенной, блок питания, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены модуль сбора данных и первичной диагностики, установленный на каждой опоре линии электропередач, каждый измерительный модуль, установленный на фазе линии электропередач между опорами дополнительно снабжен трансформатором тока в фазе линии электропередач, задатчиком амплитудных значений номинальных токов в фазе линии электропередач, блоком сравнения токов в реальном времени, блоком формирования интервалов измерений, первым аналого-цифровым преобразователем и блоком быстродействующей памяти, вторым аналого-цифровым преобразователем и блоком памяти большого размера, первым, вторым и третьим аналоговыми ключами, первым и вторым инверторами, монитором блока питания, логическим элементом «И», идентификатором фазы и концентратором измерительного модуля, причем выход трансформатора тока в фазе линии электропередач соединен с первым входом концентратора измерительного модуля, первым входом блока сравнения токов в реальном времени и аналоговыми входами первого, второго и третьего аналоговых ключей, выход первого аналогового ключа через первый аналого-цифровой преобразователь и блок памяти большого размера соединен со вторым входом концентратора измерительного модуля, выход второго аналогового ключа через второй аналого-цифровой преобразователь и блок быстродействующей памяти соединен с третьим входом концентратора измерительного модуля, первый выход концентратора измерительного модуля через блок формирования интервалов измерений соединен с входами запуска первого и второго аналого-цифровых преобразователей и вычислительного блока, вход считывания блока памяти большого размера соединен со вторым выходом, а вход считывания блока быстродействующей памяти соединен с третьим выходом концентратора измерительного модуля, второй вход блока сравнения токов в реальном времени соединен с задатчиком амплитудных значений номинальных токов в фазе линии электропередач, а выход блока сравнения соединен с четвертым входом концентратора измерительного модуля, с управляющим входом второго аналогового ключа и через первый инвертор и логический элемент «И» с управляющим входом третьего аналогового ключа, силовой выход которого соединен с блоком питания, вход монитора блока питания соединен с блоком питания, а выход с пятым входом концентратора измерительного модуля, вторым входом логического элемента «И» и через второй инвертор с управляющим входом первого аналогового ключа, выход вычислительного блока соединен с шестым, а выход идентификатора фазы с седьмым входом концентратора измерительного модуля, который соединен с приемопередатчиком и антенной для связи с модулем сбора данных и первичной диагностики, модуль сбора данных и первичной диагностики содержит первый, второй и третий блоки памяти превышений токов фаз, первый, второй и третий регистры превышения мгновенных значений тока фаз, первый, второй и третий сумматоры превышенных значений тока фаз, первый, второй и третий блоки определения разности мгновенных превышающих значений тока между фазами, первый, второй и третий сумматоры разности мгновенных превышающих значений тока между фазами, задатчик предаварийного значения величины налипания снега или образования льда, первый, второй и третий блоки сравнения величины налипания снега или образования льда, таймер, блок считывания данных модуля сбора данных и первичной диагностики и идентификатор опоры высоковольтной линии электропередач, причем первый приемопередатчик с антенной для связи с измерительными модулями соединен с первым концентратором модуля сбора данных и первичной диагностики, первый, второй и третий выходы первого концентратора через первый, второй и третий блоки памяти превышений токов фаз соединены с информационными входами первого, второго и третьего регистров превышения мгновенных значений тока фаз, выходы которых соединены с входами первого, второго и третьего сумматоров превышенных значений тока фаз и первыми входами первого, второго и третьего блоков определения разности мгновенных превышающих значений тока между фазами соответственно, вторые входы первого, второго и третьего блоков определения разности мгновенных превышающих значений тока между фазами соединены с выходами второго, третьего и первого регистров превышения мгновенных значений тока фаз соответственно, выходы первого, второго и третьего сумматоров превышенных значений тока фаз соединены с первым, вторым и третьим входами второго концентратора модуля сбора данных и первичной диагностики, выходы первого, второго и третьего блоков определения разности мгновенных превышающих значений тока между фазами через первый, второй и третий сумматоры разности мгновенных превышающих значений тока между фазами соединены с четвертым, пятым и шестым входами второго концентратора модуля сбора данных и первичной диагностики, вход блока считывания данных модуля сбора данных и первичной диагностики соединен с четвертым выходом первого концентратора, а выход с первым и вторым входами первого концентратора непосредственно и через таймер с фиксирующими входами первого, второго и третьего регистров превышения мгновенных значений тока фаз и с третьим входом первого концентратора, пятый, шестой и седьмой выходы первого концентратора через первые входы первого, второго и третьего блоков сравнения величины налипания снега или образования льда соединены с седьмым, восьмым и девятым входами второго концентратора, вторые входы первого, второго и третьего блоков сравнения величины соединены с выходом задатчика предаварийного значения величины налипания снега или образования льда, идентификатор опоры высоковольтной линии электропередач соединен с десятым входом второго концентратора, четвертый, восьмой, девятый и десятый выходы первого концентратора соединены с одиннадцатым, двенадцатым, тринадцатым и четырнадцатым входами второго концентратора соответственно, второй концентратор соединен со вторым приемопередатчиком с антенной для связи модулей сбора данных и первичной диагностики.
