Заградитель высокочастотный (варианты)

Полезная модель относится к области высокочастотной связи по проводам линий электропередачи, используемой в энергетике для передачи сигналов диспетчерского управления, противоаварийной автоматики и релейной защиты энергетических объектов.

Задачей такой работы является расширение заграждающих возможностей при повышении электрической прочности заградителя в условиях перенапряжений.

Технический результат достигается тем, что в заградителе высокочастотном, содержащем силовую обмотку и подключенные параллельно к ней защитное устройство и блок настройки, который совместно с индуктивностью силовой обмотки образует схему фильтра верхних частот из четырех реактивных элементов, дополнительно введены конденсатор параллельно силовой обмотке и катушка индуктивности последовательно с сопротивлением нагрузки.

В заградителе высокочастотном (второй вариант устройства) в качестве емкости, включенной параллельно силовой обмотке, используется емкостное сопротивление защитного устройства, выполненного в виде ограничителя перенапряжений из нелинейного варистора.

Полезная модель относится к области высокочастотной связи по проводам линий электропередачи, используемой в энергетике для передачи сигналов диспетчерского управления, противоаварийной автоматики и релейной защиты энергетических объектов.

Заградители высокочастотные (заградители) включаются последовательно в провода линии электропередачи (ЛЭП) и содержат параллельно подключенные силовую обмотку, защитное устройство и блок настройки, обеспечивающий настройку на рабочую полосу заграждения,

Функциональные возможности заградителя оцениваются шириной его полосы заграждения.

Заградители должны выдерживать ограниченные во времени воздействия импульсных перенапряжений и токов коротких замыканий, возникающих в электрических сетях.

Наибольшую опасность эти перенапряжения представляют для конденсаторов блока настройки, которые должны быть высоковольтными и высокочастотными. Поэтому стремятся применять схемы заградителей с небольшим числом конденсаторов.

Известна одноконтурная резонансная настройка заградителя в виде параллельного резонансного контура, состоящего из силовой обмотки и подключенных к ее выводам последовательно соединенных конденсатора и резистора (Вейс Н.Л. К расчету заградителя с одночастотной притупленной настройкой, «Вопросы эксплуатации устройств связи в энергосистемах» М. Энергия. 1966 г.вып.7, с.64-76).

Недостатками такого заградителя являются узкая полоса заграждения.

Известна двухконтурная схема заградителя в виде параллельно подключенных между собой силовой обмотки, конденсатора и последовательного RLC-контура (Микуцкий Г.В. Высокочастотные заградители и устройства присоединения для каналов высокочастотной связи. Энергоиздат. М., 1984 г.с.45, рис.2.9).

Такая схема позволяет несколько увеличить полосу заграждения относительно одноконтурной, но решает эту проблему частично.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому (его прототипом) является широкополосная схема заградителя в виде фильтра верхних частот из четырех реактивных элементов. (Микуцкий Г.В. Устройство обработки и присоединения высокочастотных каналов. Энергия. М-Л. 1966 г.с.56, рис.1-20в.).

Недостатками такого заградителя является возможность использования его только для верхнего участка рабочего диапазона частот, а так же отсутствие конденсатора со стороны входа его схемы, что исключает применение современного защитного устройства в виде ограничителей перенапряжений (ОПН), который обладает стабильным напряжением срабатывания в отличие от традиционно используемых вентильных разрядников.

Задачей предложения: является расширение заграждающих возможностей в сочетании с повышением устойчивости к воздействию перенапряжений.

В результате использования предлагаемого этого решения обеспечивается, во-первых, полосовая настройка устройства и благодаря этому достигается возможность применения заградителя в пределах всего рабочего диапазона частот, во-вторых, надежная работа в условиях перенапряжений.

Технический результат достигается тем, что в заградителе высокочастотном, содержащем силовую обмотку с первым и вторым выводами и подключенные к этим выводам параллельно силовому реактору защитное устройство и блок настройки, состоящий из подключенных к первому выводу силовой обмотки первой обкладки первого конденсатора, вторая обкладка

которого подключена к первому концу катушки индуктивности, соединенной вторым концом со вторым выводом силового реактора, при этом параллельно первой катушке индуктивности подключена последовательная цепь из второго конденсатора и резистора, отличающийся тем, что в блок настройки введены третий конденсатор, подключенный параллельно защитному устройству и вторая катушка индуктивности, подключенная последовательно со вторым конденсатором и резистором, а в качестве защитного устройства использован ограничитель перенапряжений из нелинейного варистора.

Технический результат достигается также тем, что в заградителе высокочастотном (второй вариант устройства), содержащем силовую обмотку с первым и вторым выводами и подключенные к этим выводам параллельно силовому реактору защитное устройство и блок настройки, состоящий из подключенных к первому выводу силовой обмотки первой обкладки первого конденсатора, вторая обкладка которого подключена к первому концу катушки индуктивности, соединенной вторым концом со вторым выводом силового реактора, при этом параллельно первой катушке индуктивности подключена последовательная цепь из второго конденсатора и резистора, отличающийся тем, что в блок настройки введена вторая катушка индуктивности последовательно со вторым конденсатором и резистором, а защитное устройство обладает емкостным сопротивлением и выполнено в виде ограничителя перенапряжений из нелинейного варистора.

Третий конденсатор и вторая катушка индуктивности изменяет частотную зависимость заграждающего сопротивления заградителя таким образом, что форма кривой частотной характеристики заграждающего сопротивления приближается к прямоугольной, благодаря чему достигается полосовая настройка. При этом значение емкости третьего конденсатора меньше чем у известных широкополосных двух и трех контурных схем настройки заградителей, что согласно теореме Боде об интеграле активной составляющей входного сопротивления дает преимущества по заграждающим возможностям. (Микуцкий В.Г. Высокочастотные заградители и устройства присоединения

для каналов высокочастотной связи. Энергоатомиздат М, 1984. - 44 с, рис.2.8).

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает полосовую форму характеристики заграждающего сопротивления во всем рабочем диапазоне частот и при этом позволяет расширить полосу заграждения, а так же дает возможность применения эффективного защитного устройства от перенапряжений типа ОПН.

Сущность полезной модели поясняется фиг.1, фиг.2.

На фиг.1 и фиг.2 приведены электрические схемы заградителя соответственно первого и второго вариантов выполнения.

Устройство фиг.1 содержит параллельно подключенные силовой реактор 1, входные выводы 2 и 3 заградителя, защитное устройство 4 и блок настройки 5, состоящий из подключенных последовательно первого конденсатора 6 и первой катушки индуктивности 7, параллельно которому подключен последовательный LC - контур из второго конденсатора 8, второй катушки индуктивности 9 и резистора 10, а также подключенного параллельно силовой обмотке третьего конденсатора 11.

Устройство фиг.2 выполнено аналогично устройству фиг.1 и отличается тем, что вместо третьего конденсатора 11 используется собственная емкость защитного устройства 4.

В качестве защитного устройства 4 в первом и втором вариантах выполнения применен ограничитель перенапряжений из нелинейного варистора.

Выводы 2 и 3 предназначены для подключения заградителя последовательно к линейному проводу ЛЭП.

Заградитель работает следующим образом.

Высокочастотные сигналы поступают от передатчика по проводам ЛЭП на выводы 2 и 3 заградителя и далее на силовую обмотку 1, защитное устройство 4 и блок настройки 5. Конденсатор 11 совместно с индуктивностью силового реактора 1 и подключенных параллельно к ним цепи из первого

конденсатора 6 и первой катушки индуктивности 7, второго конденсатора 8 и второй катушки индуктивности 9, образуют сложную резонансную систему, настроенную на частоту высокочастотного сигнала. Резистор 10 служит нагрузкой резонансной системы и создает необходимое значение заграждающего сопротивления в рабочей полосе устройства.

Так образуется фильтр-пробка для заграждения высокочастотных сигналов передатчика, который необходим при организации канала связи по проводам ЛЭП в целях устранения шунтирующего действия электрооборудования, размещаемого на электрической подстанции.

В отличие от прототипа, в котором применена схема фильтра верхних частот, конденсатор 11 и катушка индуктивности 9 таким образом изменяют характеристику частотной зависимости сопротивления заградителя, что она приближается к прямоугольной форме и благодаря этому достигается возможность создать полосу заграждения и разместить ее по необходимости в пределах рабочего диапазона частот от 24 до 1000 кГц. При этом емкость конденсатора 11 будет меньше чем у известных двухконтурных схем настройки, а ширина полосы заграждения больше.

Поскольку для наиболее часто используемой верхней полосы заграждения значение этой емкости соизмерима с собственной емкостью ОПН, то в этом случае можно применить второй вариант устройства (фиг.2) при реализации которого потребуется два конденсатора.

1. Заградитель высокочастотный, содержащий силовую обмотку с первым и вторым выводами и подключенные к этим выводам параллельно силовому реактору защитное устройство и блок настройки, состоящий из подключенных к первому выводу силовой обмотки первой обкладки первого конденсатора, вторая обкладка которого подключена к первому концу катушки индуктивности, соединенной вторым концом со вторым выводом силового реактора, при этом параллельно первой катушке индуктивности подключена последовательная цепь из второго конденсатора и резистора, отличающийся тем, что в блок настройки введены третий конденсатор, подключенный параллельно защитному устройству и вторая катушка индуктивности, подключенная последовательно со вторым конденсатором и резистором.

2. Заградитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве защитного устройства использован ограничитель перенапряжений из нелинейного варистора.

3. Заградитель высокочастотный, содержащий силовую обмотку с первым и вторым выводами и подключенные к этим выводам параллельно силовому реактору защитное устройство и блок настройки, состоящий из подключенных к первому выводу силовую обмотку первой обкладки первого конденсатора, вторая обкладка которого подключена к первому концу катушки индуктивности, соединенной вторым концом со вторым выводом реактора, при этом параллельно первой катушке индуктивности подключена последовательная цепь из второго конденсатора и резистора, отличающийся тем, что введена вторая катушка индуктивности, подключенная последовательно со вторым конденсатором и резистором, а защитное устройство обладает емкостным сопротивлением и выполнено в виде ограничителя перенапряжений из нелинейного варистора.