Патент на изобретение №2186463
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ В ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ
(57) Реферат: Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при передаче сигналов по трехфазной линии электропередачи. Достигаемый технический результат съем сигналов не со вторичных обмоток трансформаторов тока, что нежелательно, а с пьезодатчиков. В способе передачи и приема сигналов в трехфазной электрической сети в пункте передачи на контролируемом пункте преобразуют питающее напряжение U(t) промышленной частоты F в ток сигнала I2(f1) обратной последовательности на частоте f1 и ток сигнала I1(f2) прямой последовательности на частоте f2, где f2-f1=2F, передают эти токи по сети на диспетчерский пункт в пункт приема, преобразуют упомянутые токи в механические колебания, а затем в электрические, фильтруют, усиливают амплитуды напряжений и выделяют соответствующие напряжения в заданной полосе частот. 2 ил. Изобретение относится к области электротехники и может найти применение при передаче сигналов по трехфазной электрической сети. Изобретение решает задачу приема сигналов на диспетчерском пункте, которые передают с контролируемого пункта, где установлен передатчик пассивно-активного типа, при этом на приемном пункте преобразуют механические колебания пластин сердечников трансформаторов тока в электрические колебания (токи сигнала) на частоте сигнала, возникновение которых определяет работа передатчика. Известно “Устройство для передачи сигналов по трехфазной линии электропередачи низкого напряжения”, которое реализует известный способ (патент 2122285, Н 04 В 3/54, 1998). Недостатком данного устройства является его ограниченная применяемость, которая заключается в том, что сигналы передают только от питающего трансформатора к нагрузке, где установлены приемные устройства. Известна также “Система передачи сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи”, которая реализует известный способ (а.с. 1755379, Н 04 В 3/54, 1992), которая принята за прототип. Недостатком известной системы является прием сигналов со вторичных обмоток трансформатора тока, которые предназначены для измерения токов в трехфазной электрической сети и подключение посторонних приборов, которыми являются приемные устройства в прототипе, нежелательно. Способ передачи и приема сигналов в трехфазной электрической сети, в соответствии с которым в пункте передачи на контролируемом пункте преобразуют питающее напряжение U(t) промышленной частоты F в ток сигнала I2 (f1) обратной последовательности на частоте f1 и ток сигнала I1(f2) прямой последовательности на частоте f2, где f2-f1=2F, передают эти токи по сети на диспетчерский пункт в пункт приема, преобразуют токи I2(f1) и I1(f2) в механические колебания пластин сердечников трансформаторов тока, которые в дальнейшем преобразуют в токи I2(f1)  К1 и I1(f2)К2, где К1 и К2 коэффициенты преобразования механических колебаний в электрические, преобразуют эти токи путем фильтрации в напряжения U1ш(t)=Um1шcosw1t и U2ш(t)=Um2шcosw2t в широкой полосе частот, где w1=2Пf1; w2=2Пf2, усиливают амплитуды напряжений U1ш(t) и U2ш(t) в К раз (К= 2,3,4, . ..), выделяют напряжения U1.3(t)= КUm1.3cosw1t и U2.3(t)=КUm2.3cosw2t в заданной полосе частот.
Обозначения: ш – широкая полоса частот, 3 – заданная полоса частот, m – амплитудное значение. Блок-схема системы приведена на фиг.1, где:1 – передатчик пассивно-активного типа, 2 – трехфазная электрическая сеть, 3 – трансформаторы тока в фазах А, В, С, 4 – фильтр тока симметричных составляющих обратной последовательности (ФТССОП), 5 – первый приемник, 6 – три пьезодатчика, 7 – фильтр тока симметричных составляющих прямой последовательности (ФТССПП), 8 – второй приемник. Система работает следующим образом. При работе передатчика1 пассивно-активного типа в его фазных проводах А, В, С образуют следующие трехфазные токи сигнала: I2(f1) и I1(f2) или другой форме записи: iA(t)=ImcosW1t-cos (W2t+180), iB(t)=Imcos(W1t+120)-cos(W2t+60), (1) iC(t)=Im(cosW1t+240)-cos(W2t-60), где Im – амплитудное значение тока, W1=2Пf1; W2=2Пf2; f2-f1=2F; F=50 Гц – промышленная частота,  частота запуска передатчика 1;Из выражения (1) следует, что на частоте f1 в сеть 2 вводят токи обратной последовательности с чередованием фаз А, С, В, а на частоте f2 в сеть 2 вводят токи прямой последовательности с чередованием фаз А, В, С. Векторные диаграммы токов обратной последовательности на частоте f1 и прямой последовательности на частоте f2 приведены на фиг. 2 Эти токи проходят через первичные обмотки трансформаторов 3 тока на ДП и трансформируются во вторичные обмотки трансформаторов 3 тока и вызывают при этом механические колебания пластин на частоте сигнала в сердечниках трансформаторов 3 тока. Пьезодатчики 6 жестко соединены с сердечниками трансформаторов 3 тока и преобразуют механические колебания пластин в сердечниках трансформаторов 3 тока в электрические колебания (токи сигналов). Токи на выходе пьезодатчиков 6 равны: для обратной последовательности: I(6)2=I2(f1) K1, (2)где K1 – коэффициент преобразования механических колебаний в электрические, индекс 2 обозначает обратную последовательность; для прямой последовательности: I(6)1=I1(f2) K2, (3)где К2 – коэффициент преобразования механических колебаний в электрические, индекс 1 обозначает прямую последовательность. Токи I(6)2 и I(6)1 подают соответственно на входы ФТССОП 4 и ФТССПП-7. Напряжение на выходе фильтра 4 равно: U4(t)=U1ш(t)=Um1шcosw1t. (4) Напряжение на выходе фильтра 7 равно: U7(t)=U2ш(t)=Um2шсоsw2t. (5) В (4), (5) индекс ш обозначает напряжения сигналов, принятых в широкой полосе частот; w1=2Пf1; w2=2Пf2. Напряжения U4(t) и U7(t) соответственно подают на входы умножителей 51 и 81, которые являются составной частью приемников 5 и 8. (В формуле изобретения умножители 51 и 81 не указаны). Напряжение на выходе умножителя 51 равно: U5.1(t)=К Um1шcosw1t. (6)Напряжение на выходе умножителя 81 равно: U8.1(t)=К Um2шсоsw2t. (7)В (6) и (7) К=2, 3, 4. Напряжения U5.1(t) и U8.1(t) подают соответственно на входы узкополосных фильтров 52 и 82 (в формуле изобретения узкополосные фильтры 52 и 82 не указаны), которые имеют заданную полосу пропускания частот. Напряжения на выходах приемников 5 и 8, что является соответственно выходами узкополосных фильтров 52 и 82 (коэффициенты передачи считаем равными единице) равны: U5(t)=U1.3(t)=K Um1.3cosw1t, (8)U8(t)=U2.3(t)=K Um2.3cosw2t. (9)Индекс 3 обозначает, что напряжения после узкополосных фильтров 52 и 82 имеют заданную полосу пропускания частот. Напряжения U5(t) и U8(t) являются информационными и их используют для дальнейшей обработки сигналов. Следует отметить, что в предложенном техническом решении применяют двухканальный прием (в прототипе одноканальный), что дает выигрыш отношения сигнал/помеха в  раз по сравнению с прототипом, т.е. при прочих равных условиях мощность передатчика 1 можно снизить в 2 раза. (Гутин К.И. Повышение эффективности передачи информации в сельских электрических сетях напряжением 10 кВ. Дисс. на соиск. учен. степени канд. техн. наук. М., 1987, с. 83).
Таким образом, мы доказали, что в заявленном техническом решении сигналы снимают не со вторичных обмоток трансформаторов тока, что нежелательно, а с пьезодатчиков, которые электрически не связаны со вторичными обмотками трансформаторов, что и является целью изобретения.
Формула изобретения
К1 и I1(f2)К2, где К1 и К2 – коэффициенты преобразования механических колебаний в электрические, преобразуют эти токи путем фильтрации в напряжения U1ш(t)= Um1шcosw1t и U2ш(t)= Um2шcosw2t в широкой полосе частот, где w1= 2Пf1; w2= 2Пf2, усиливают амплитуды напряжений U1ш(t) и U2ш(t) в К раз, где К= 2,3,4. . . , выделяют напряжения U1.3(t)= КUm1.3cosw1t и U2.3(t)= КUm2.3cosw2t в заданной полосе частот, где ш – широкая полоса частот, 3 заданная полоса частот, m амплитудное значение.
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Извещение опубликовано: 7.11.2006 БИ: 33/2006
|
||||||||||||||||||||||||||
