Устройство для регистрации аварийных токов в линиях электропередач

Полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использована, прежде всего, для измерения тока в линиях распределительной трехфазной сети, регистрации аварийного тока в линии, передачи измеренных и зарегистрированных данных, а также параметров настройки по беспроводному интерфейсу.

Предложено усовершенствованное устройство с расширенными функциональными возможностями, позволяющее измерять рабочие токи и токи короткого замыкания, измерять температуру провода, определять наличие напряжения сети, идентифицировать тип аварийного события и обеспечивать питание устройства от рабочего тока в линии.

В устройство для регистрации аварийных токов в линиях электропередач, содержащем контроллер, пороговое устройство, радиочастотный приемо-передатчик, запоминающее устройство дополнительно введены трансформатор тока, датчик температуры, двухканальный АЦП, питающая обмотка, преобразователь напряжения, ионистор и датчик напряжения.

Полезная модель относится к аппаратуре электромагнитных измерений и контроля и может быть использована, прежде всего, для определения направления поиска места короткого замыкания на воздушных линиях распределительных электросетей напряжением 6, 10, 20, 35 кВ, отключившихся в результате короткого замыкания с сохранением параметров аварийных ситуаций, а также для дистанционного контроля текущего состояния линии по рабочим токам и температуре провода. Полезная модель помещаются на стратегические участки линии, такие как, участки за разветвлениями.

Однако ни одно из известных на сегодняшний день устройств не позволяет контролировать все эти параметры.

Известен индикатор неисправностей серии LineTroll для определения коротких замыканий в воздушных линиях распределительной сети (Справочник индикаторов серии LineTroll фирмы NORTROLL AS, Норвегия, http://www.nortroll.no/index.php?option=com_docman&task=doc_download&gid=46&Itemid=134&lang). При обнаружении повреждения, т.е. превышение тока в линии заданного значения, индикатор включает вспышку светодиодами или ксеноновую вспышку. Индикатор содержит датчик магнитного поля, пороговое устройство, задатчик уровня, элемент питания, ключ и светодиод.

Недостатками устройства является невозможность определения параметров короткого замыкания и вида аварийного события, а также проведения мониторинга линии.

Известен индикатор повреждения на воздушных линиях серии повреждения FI (Техническое описание индикаторов повреждения серии FI фирмы Beijing Creative Distribution Automation Co., Ltd (CREAT), Китай, http://www.creat-da.com.cn/web2009/en/PDF/Fault%20Indicator.pdf) для определения пути аварийного тока в воздушных линиях. Реакция индикатора на повреждение заключается в мигании светодиода по периметру индикатора, а также в выпадении красного сектора в нижней части индикатора. Индикатор содержит аккумулятор, преобразователь магнитного поля, пороговое устройство, ключ, светодиоды и поворотный механизм.

Недостатками устройства является невозможность определения параметров короткого замыкания и вида аварийного события, а также проведения мониторинга линии.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является индикатор короткого замыкания ИКЗ (А.А.Кучерявинков, Е.А.Карташева, Способы быстрой локализации и устранения аварийных ситуаций на электрических подстанциях и в распределительных сетях напряжением 0,4-6-10 Электротехнический рынок 11 (17) ноябрь 2007; Индикатор короткого замыкания. МНПП«АНТРАКС». Техническое описание, инструкция по эксплуатации, http://www.antrax-energo.ru/tpl/IKZ-1.pdf). Данный индикатор содержит индукционный датчик, размещаемый на опоре воздушной линии симметрично относительно токонесущих проводов, контроллер, функционирующий в спящем режиме до момента появления магнитных полей, вызванных аварийными токами, запоминающее устройство, для хранения аварийных событий, пороговое устройство для определения момента появления аварийных токов, радиочастотный приемо-передатчик для обмена сохраненными данными, питающее устройство на основе емкостного отбора напряжения и поворотный механизм с красным сектором.

Указанное сочетание функциональных элементов позволяет индикатору:

- фиксировать факт протекания тока короткого замыкания в контролируемой линии;

- измерять значения аварийных токов и напряжений;

- сохранять в памяти измеренные параметры;

- передавать данные по беспроводному интерфейсу.

В основу предложенной полезной модели поставлена задача создания усовершенствованного устройства с целью расширения функциональных возможностей устройства.

Поставленная задача решается тем, что в устройство для регистрации аварийных токов в линиях электропередач, содержащее контроллер, пороговое устройство, радиочастотный приемо-передатчик, запоминающее устройство дополнительно введены трансформатор тока, датчик температуры, двухканальный АЦП, питающая обмотка, преобразователь напряжения, ионистор и датчик напряжения.

Введение трансформатора тока, датчика температуры и двухканального АЦП обеспечивают постоянное измерение текущих значений тока в линии и температуры провода. По запросу указанные значения могут быть переданы посредством радиочастотного приемо-передатчика, таким образом, реализуя новую функцию непрерывного мониторинга. Введение датчика напряжения в совокупности с измерением тока в линии позволяет классифицировать аварийные события, такие как короткое замыкание с успешным и неуспешным повторным включением, превышение заданного значения тока в линии без отключения, определить режим холостого хода линии. Введение питающей обмотки (индукционного отбора энергии) с преобразователем напряжения позволяет обеспечить устройство питающим током, достаточным для постоянной работы устройства, а не только во время появления аварийных токов. Введение ионистора позволяет сохранять работоспособность устройства в отсутствии тока в линии.

Пример выполнения полезной модели иллюстрируется чертежом, на котором изображена функциональная схема устройства.

Устройство для регистрации аварийных токов в линиях электропередач содержит питающую обмотку 1, преобразователь 2 напряжения, трансформатор 3 тока, датчик 4 температуры двухканальный АЦП 5, датчик 6 напряжения, контроллер 7, запоминающее устройство 8, ионистор 9, радиочастотный приемопередатчик 10.

Устройство для регистрации аварийных токов в линиях электропередач работает следующим образом. Контроллер 7 организует циклическую работу устройства. Цикл включает измерение с помощью АЦП 5 мгновенных значений сигнала напряжения с трансформатора 3 тока, пропорционального току в линии и сигнала с датчика 4 температуры, пропорционального температуре провода на его поверхности. При превышении тока в линии установленного значения, которое хранится в запоминающем устройстве 8, контроллер инициирует непрерывное измерении тока с целью фиксации максимального значения, соответствующего току короткого замыкания. После снижения тока до значений, меньших заданного уровня, контроллер в течение одной минуты контролирует наличие напряжения посредством датчика 6 напряжения. Если по истечении одной минуты напряжение отсутствует, то наблюдалось короткое замыкание. Если напряжение есть, то проверяется, было ли отключение напряжения в течение одной минуты. Если отключения были, то наблюдалось успешное повторное включение, в противном случае наблюдалось превышение установленного значения без отключения. Результаты измерений сохраняются в запоминающем устройстве 8. Цикл заканчивается включением на определенный интервал времени радиочастотного приемопередатчика 10 для проведения возможного радиообмена. Питающая обмотка 1 с преобразователем 2 напряжения обеспечивает питание устройства при работе его в активном режиме, а ионистор 9, который заряжается в активном режиме, служит резервным источником питания в случае отсутствия тока в линии.

Таким образом, предлагаемое устройство регистрации аварийных токов в линиях электропередачи позволяет проводить мониторинг линии, определять параметры аварийных событий, измерять температуру провода, классифицировать вид аварийного события, т.е. функции, которые отсутствуют в известных решениях.

Устройство для регистрации аварийных токов в линиях электропередач, содержащее контроллер, радиочастотный приемопередатчик, запоминающее устройство, отличающееся тем, что в него дополнительно введены трансформатор тока, датчик температуры, двухканальный АЦП, питающая обмотка, преобразователь напряжения, ионистор и датчик напряжения, при этом осуществляется измерение с помощью АЦП мгновенных значений сигнала с трансформатора тока и сигнала с датчика температуры, контроллер контролирует наличие напряжения с помощью датчика напряжения, а питающая обмотка с преобразователем напряжения обеспечивает питание в активном режиме, а ионистр - в случае отсутствия тока в линии.