RU115923U1

RU115923U1 - DEVICE FOR AC MEASUREMENT IN A HIGH VOLTAGE CIRCUIT WITH REMOTE INFORMATION TRANSMISSION

Info

Publication number: RU115923U1
Application number: RU2011149286/28U
Authority: RU
Inventors: Игорь Николаевич Лизунов; Владимир Константинович Козлов
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2012-05-10

Abstract

Устройство для измерения переменного тока в высоковольтной цепи с дистанционной передачей информации, содержащее источник питания, датчик тока, выполненный в виде измерительного шунта, включенного параллельно и имеющего непосредственный контакт с токопроводом, на котором производится измерение, и передатчик, при этом передача информации о величине измеряемого тока производится посредством аппаратуры связи по оптическому каналу или радиоканалу, а само устройство находится под потенциалом высокого напряжения в зоне отсутствия магнитных и электрических полей, отличающееся тем, что в него дополнительно введены микроконтроллер связи, содержащий аналогово-цифровой преобразователь, а также промежуточный или базовый сервер, низкочастотная катушка индуктивности, ограничитель перенапряжения, фильтрующий элемент источника питания с резервирующим конденсатором и стабилизирующий элемент источника питания, при этом источник питания выполнен в виде низковольтного трансформатора тока, включенного в токопровод, на котором производится измерение, причем обмотка низковольтного трансформатора тока параллельно подключена к ограничителю перенапряжения и через последовательно соединенные фильтрующий и стабилизирующий элементы источника питания к микроконтроллеру связи, а измерительный шунт последовательно соединен с низкочастотной катушкой индуктивности и также подключен к микроконтроллеру связи, при этом микроконтроллер связи соединен посредством аппаратуры связи и оптического канала или радиоканала с промежуточным или базовым сервером, причем микроконтроллер связи выполнен с возможностью «бесшовн A device for measuring alternating current in a high-voltage circuit with remote transmission of information, containing a power source, a current sensor made in the form of a measuring shunt connected in parallel and having direct contact with the conductor on which the measurement is made, and a transmitter, while transmitting information about the value of the measured current is produced by means of communication equipment via an optical channel or a radio channel, and the device itself is at a high voltage potential in the area of absence of magnetic and electric fields, characterized in that a communication microcontroller containing an analog-to-digital converter, as well as an intermediate or base server is added to it , a low-frequency inductor, a surge suppressor, a filter element of a power source with a backup capacitor and a stabilizing element of a power source, while the power source is made in the form of a low-voltage current transformer included in the the conduit on which the measurement is made, and the winding of the low-voltage current transformer is connected in parallel to the surge suppressor and through series-connected filtering and stabilizing elements of the power supply to the communication microcontroller, and the measuring shunt is connected in series with the low-frequency inductor and is also connected to the communication microcontroller, while the microcontroller communication is connected by means of communication equipment and an optical channel or radio channel with an intermediate or base server, and the communication microcontroller is made with the ability to seamlessly

Description

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к цифровым приборам измерения переменного тока, преимущественно при напряжениях от 6(10) кВ.The utility model relates to measuring equipment, in particular to digital instruments for measuring alternating current, mainly at voltages from 6 (10) kV.

Наиболее близким техническим решением является высоковольтное оптоэлектронное устройство для измерения тока по патенту РФ №2346285, МПК G01R 19/00, 10.02.2009, содержащее источник питания, выполненный в виде делителя напряжения, датчик тока, выполненный в виде измерительного шунта, включенного параллельно и имеющего непосредственный контакт с токопроводом, на котором производится измерение, аналогово-цифровой преобразователь, приемник, находящийся под потенциалом низкого напряжения (земли), опорный высоковольтный изолятор, передатчик, при этом передача информации о величине измеряемого тока производится посредством аппаратуры связи по оптическому каналу или радиоканалу, а само устройство находится под потенциалом высокого напряжения в зоне отсутствия магнитных и электрических полей. Устройство помещается внутрь, токопровода с измеряемым током, поэтому электронная аппаратура, помещенная внутрь токопровода, не испытывает воздействия электромагнитных полей. При этом токопровод защищает аппаратуру от возможных внешних и внутренних перенапряжений, а также минимизирует температурный градиент между шунтирующей и измерительной частью цепи. Благодаря этому соблюдается одинаковое изменение проводимости материала шунтирующей и измеряемой цепи токопровода, и соответственно компенсируются температурные изменения окружающей среды. Отсутствие необходимости во внешних устройствах позволяет полость токопровода с измерительным устройством сделать герметичной. Так как электрический ток распространяется по поверхности проводника и с ростом частоты тока толщина околоповерхностного слоя, по которому распространяется ток, уменьшается, известному устройству не угрожают грозовые и коммутационные перенапряжения большой частоты.The closest technical solution is a high-voltage optoelectronic device for measuring current according to RF patent No. 2346285, IPC G01R 19/00, 02/10/2009, containing a power source made in the form of a voltage divider, a current sensor made in the form of a measuring shunt connected in parallel and having direct contact with the current path on which the measurement is carried out, an analog-to-digital converter, a receiver under the potential of low voltage (earth), a high-voltage reference insulator, a transmitter, while information transfer on the magnitude of the measured current is produced by means of optical communication equipment or radio channel, and the device is under the high voltage potential area in the absence of the magnetic and electric fields. The device is placed inside the current lead with a measured current, therefore, electronic equipment placed inside the current lead does not experience electromagnetic fields. In this case, the current lead protects the equipment from possible external and internal overvoltages, and also minimizes the temperature gradient between the shunt and measuring part of the circuit. Due to this, the same change in the conductivity of the material of the shunt and measured circuit of the current lead is observed, and accordingly the temperature changes in the environment are compensated. The lack of need for external devices allows the cavity of the current lead with a measuring device to be sealed. Since the electric current spreads over the surface of the conductor and with increasing current frequency the thickness of the near-surface layer along which the current spreads decreases, the known device is not threatened by lightning and switching overvoltages of high frequency.

Основными недостатками известного устройства являются низкая надежность работы, высокие массогабаритные параметры и стоимость, в том числе монтажа и наладки. Кроме этого, в случае его использования в качестве датчика тока в автоматизированной системе управления, учета и контроля электроэнергии объекта энергетики, оно требует дополнительных затрат на проектирование, монтаж и установку устройств сопряжения с объектом (УСО) с последующей интеграцией в указанную автоматизированную систему управления. Недостатки обусловлены тем, что в его конструкции для установки измерительной части над приемником используется опорный изолятор, для питания измерительной части применен делитель напряжения, требующий подключения к потенциалу земли, а также из-за отсутствия в его конструкции компонентов, обеспечивающих «бесшовную» интеграцию такого устройства в автоматизированную систему управления, учета и контроля электроэнергии объекта энергетики.The main disadvantages of the known device are low reliability, high overall dimensions and cost, including installation and commissioning. In addition, if it is used as a current sensor in an automated control system, metering and control of electric energy in an energy facility, it requires additional costs for the design, installation and installation of interface devices with an object (USO) with subsequent integration into the specified automated control system. The disadvantages are due to the fact that in its design a support insulator is used to mount the measuring part above the receiver, a voltage divider is used to power the measuring part, which requires connection to the ground potential, and also due to the lack of components in its design that ensure "seamless" integration of such a device into an automated system for managing, accounting and controlling the electric power of an energy facility.

Данные недостатки устройства-прототипа обусловлены тем, что в его конструкции для установки измерительной части над приемником используется опорный изолятор, для питания измерительной части применен делитель напряжения, требующий подключения к потенциалу земли, а также из-за отсутствия в его конструкции компонентов, обеспечивающих «бесшовную» интеграцию такого устройства в автоматизированную систему управления, учета и контроля электроэнергии объекта энергетики.These disadvantages of the prototype device are due to the fact that in its design a support insulator is used to mount the measuring part above the receiver, a voltage divider is used to power the measuring part, requiring connection to the ground potential, and also due to the absence of components in its design that provide "seamless »The integration of such a device into an automated control system, accounting and control of electric power of an energy facility.

Задача полезной модели - повышение надежности работы устройства, уменьшение его габаритов и стоимости, в том числе монтажа и наладки, а также повышение удобства и гибкости решений по компоновке оборудования при возведении, реконструкции и реновации распределительных устройств (РУ) на электроэнергетических объектах.The objective of the utility model is to increase the reliability of the device, reduce its size and cost, including installation and commissioning, as well as increase the convenience and flexibility of equipment layout decisions during the construction, reconstruction and renovation of switchgears at electric power facilities.

Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения переменного тока в высоковольтной цепи с дистанционной передачей информации, содержащее источник питания, датчик тока, выполненный в виде измерительного шунта, включенного параллельно и имеющего непосредственный контакт с токопроводом, на котором производится измерение, аналогово-цифровой преобразователь и передатчик, при этом передача информации о величине измеряемого тока производится посредством аппаратуры связи по оптическому каналу или радиоканалу, а само устройство находится под потенциалом высокого напряжения в зоне отсутствия магнитных и электрических полей, согласно предлагаемой полезной модели, дополнительно введены микроконтроллер связи, содержащий аналогово-цифровой преобразователь, а также промежуточный или базовый сервер, низкочастотная катушка индуктивности, ограничитель перенапряжения, фильтрующий элемент источника питания с резервирующим конденсатором и стабилизирующий элемент источника питания, при этом источник питания выполнен в виде низковольтного трансформатора тока, включенного в токопровод, на котором производится измерение, причем обмотка низковольтного трансформатора тока параллельно подключена к ограничителю перенапряжения и, через последовательно соединенные фильтрующий и стабилизирующий элементы источника питания, к микроконтроллеру связи, а измерительный шунт последовательно соединен с низкочастотной катушкой индуктивности и также подключен к микроконтроллеру связи, при этом микроконтроллер связи соединен посредством аппаратуры связи и оптического канала или радиоканала с промежуточным или базовым сервером, причем микроконтроллер связи выполнен с возможностью «бесшовного» интегрирования устройства в автоматизированную систему управления, учета и контроля электроэнергии объекта энергетики, а само устройство расположено снаружи токопровода и размещено внутри экранирующего герметичного кожуха.The technical result is achieved by the fact that the device for measuring alternating current in a high-voltage circuit with remote transmission of information, containing a power source, a current sensor made in the form of a measuring shunt connected in parallel and having direct contact with the current lead on which the measurement is made, is analog-digital a converter and a transmitter, while the transmission of information about the magnitude of the measured current is carried out by means of communication equipment via an optical channel or a radio channel, and the triple is at high voltage potential in the zone of absence of magnetic and electric fields, according to the proposed utility model, a communication microcontroller containing an analog-to-digital converter, as well as an intermediate or base server, a low-frequency inductor, an overvoltage limiter, a filtering power supply element with a backup a capacitor and a stabilizing element of the power source, while the power source is made in the form of a low voltage transformer t an eye connected to the current lead on which the measurement is carried out, and the winding of the low-voltage current transformer is connected in parallel to the overvoltage limiter and, through the filtering and stabilizing elements of the power supply connected in series, to the communication microcontroller, and the measuring shunt is connected in series with the low-frequency inductor and is also connected to a communication microcontroller, wherein the communication microcontroller is connected by means of communication equipment and an optical channel or radio channel with weft or home server, the communication microcontroller is configured to "seamless" integration device in the automated control system, accounting and control electric power facility, and the device is arranged outside the conductive shield and positioned within the sealed housing.

Таким образом, технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве для измерения переменного тока в высоковольтной цепи с дистанционной передачей информации отсутствуют опорный изолятор, делитель напряжения, блок, передающий цифровую информацию о силе тока с помощью электромагнитных волн.Thus, the technical result is achieved by the fact that in the proposed device for measuring alternating current in a high-voltage circuit with remote transmission of information there is no reference insulator, voltage divider, unit transmitting digital information about the current strength using electromagnetic waves.

При этом в него введен микроконтроллер связи, имеющий в своем составе АЦП, который совместно с аппаратурой связи осуществляет сбор, преобразование, обработку, хранение и передачу полученной информации о величине измеряемого тока по каналу связи (оптическому каналу или радиоканалу) на введенный промежуточный или базовый сервер автоматизированной системы управления, учета и контроля электроэнергии объекта энергетики.At the same time, a communication microcontroller is introduced into it, which includes an ADC, which, together with communication equipment, collects, converts, processes, stores, and transmits the received information about the value of the measured current through the communication channel (optical channel or radio channel) to the entered intermediate or base server an automated system for managing, accounting and controlling the electric power of an energy facility.

В предлагаемом устройстве применяется беспроводной или оптический канал связи с протоколом передачи, определяемым только структурой и принципом построения автоматизированной системы управления, учета и контроля электроэнергии объекта энергетики.The proposed device uses a wireless or optical communication channel with a transmission protocol, determined only by the structure and principle of building an automated control system, metering and control of electric power of an energy facility.

Протоколы передачи информации с устройства на промежуточный или базовый сервер автоматизированной системы управления, учета и контроля электроэнергии объекта энергетики определяются программно, или непосредственно при монтаже устройства, или дистанционно в процессе эксплуатации с помощью соответствующих программных продуктов.The protocols for transmitting information from the device to the intermediate or base server of the automated control system, metering and control of the electric power of the energy facility are determined programmatically, either directly during installation of the device, or remotely during operation using the appropriate software products.

Кроме этого, в устройство введены низкочастотная катушка индуктивности, ограничитель перенапряжения, фильтрующий элемент источника питания с резервирующим конденсатором и стабилизирующий элемент источника питания, при этом источник питания выполнен в виде низковольтного трансформатора тока, включенного в токопровод, на котором производится измерение, и подключенного через последовательно соединенные фильтрующий и стабилизирующий элементы источника питания, к микроконтроллеру связи, к которому также подключен измерительный шунт.In addition, a low-frequency inductor, an overvoltage limiter, a filtering element of a power source with a backup capacitor and a stabilizing element of a power source are introduced into the device, while the power source is made in the form of a low-voltage current transformer connected to the current path on which the measurement is made and connected through series connected filtering and stabilizing elements of the power source, to the communication microcontroller, to which a measuring shunt is also connected.

Для повышения надежности работы устройства за счет защиты цепей измерения и источника питания от разрушительных процессов, возникающих при внешних или внутренних перенапряжениях в высоковольтной цепи, последовательно измерительному шунту установлена низкочастотная катушка индуктивности, имеющая большое сопротивление при протекании по ней токов высокой частоты, а также параллельно первичной или вторичной обмотке ТТ установлен ограничитель перенапряжений (ОПН) нелинейный без искроразрядников. Установка ОПН параллельно-первичной обмотке ТТ предусмотрено в случаях применения ТТ с многовитковой первичной обмоткой, установка ОПН параллельно вторичной обмотке - в случаях использования ТТ с одновитковой первичной обмоткой.To improve the reliability of the device due to the protection of the measurement circuits and the power source from destructive processes that occur during external or internal overvoltages in the high-voltage circuit, a low-frequency inductor is installed in series with the measuring shunt, which has high resistance when high-frequency currents flow along it, as well as parallel to the primary or CT secondary winding is equipped with a non-linear surge suppressor (arrester) without spark arresters. The installation of an arrester in parallel to the primary winding of the CT is provided in cases of using a CT with a multi-turn primary winding, the installation of an arrester parallel to the secondary winding is in cases of using a CT with a single-turn primary.

Для повышения надежности работы устройства, по цепи вторичной обмотки ТТ установлен фильтрующий элемент источника питания с резервирующим конденсатором, питающим электронную аппаратуру устройства в случаях кратковременных отсутствий тока от ТТ при возникновении ненормальных и аварийных режимов работы в высоковольтной сети, и стабилизирующий элемент источника питания.To increase the reliability of the device, a filtering element of the power supply with a backup capacitor is installed in the secondary circuit of the CT, supplying the electronic equipment of the device in cases of short-term current loss from the CT in the event of abnormal and emergency operation in the high-voltage network, and a stabilizing element of the power supply.

Само устройство находится под потенциалом высокого напряжения снаружи токопровода и размещено внутри экранирующего герметичного кожуха. Устройство может быть установлено в любом подходящем по размерам месте в РУ классов напряжения от 6(10) кВ и выше. В качестве основной изоляции в устройстве используется воздушная изоляция, определяемая только расстоянием между токопроводом и заземленными частями РУ, поэтому одно и то же устройство может быть применимо в РУ различных классов напряжения.The device itself is under high voltage potential outside the current path and is placed inside a shielding sealed enclosure. The device can be installed in any suitable size place in the switchgear of voltage classes from 6 (10) kV and higher. As the main insulation in the device, air insulation is used, determined only by the distance between the current lead and the grounded parts of the switchgear, so the same device can be used in switchgears of different voltage classes.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная структурная схема предлагаемого устройства для измерения переменного тока в высоковольтной цепи с дистанционной передачей информации.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows a schematic structural diagram of the proposed device for measuring alternating current in a high voltage circuit with remote transmission of information.

На чертеже цифрами обозначены:In the drawing, the numbers indicate:

1 - токопровод, на котором производится измерение;1 - conductor on which the measurement is made;

2 - измерительный шунт;2 - measuring shunt;

3 - низковольтный трансформатор тока (ТТ);3 - low voltage current transformer (CT);

4 - микроконтроллер связи, имеющий в своем составе аналогово-цифровой преобразователь;4 - a microcontroller of communication, incorporating an analog-to-digital converter;

5 - стабилизирующий элемент источника питания устройства;5 - stabilizing element of the device power supply;

6 - фильтрующий элемент источника питания устройства;6 - filter element of the device power supply;

7 - аппаратура связи;7 - communication equipment;

8 - канал связи (оптический канал или радиоканал);8 - communication channel (optical channel or radio channel);

9 - резервирующий конденсатор;9 - backup capacitor;

10 - промежуточный или базовый сервер;10 - intermediate or base server;

11 - ограничитель перенапряжения (ОПН) нелинейный без искроразрядников;11 - surge suppressor (arrester) non-linear without spark arresters;

12 - низкочастотная катушка индуктивности;12 - low-frequency inductor;

13 - экранирующий герметичный кожух.13 - shielding sealed casing.

Устройство для измерения переменного тока в высоковольтной цепи с дистанционной передачей информации содержит источник питания, датчик тока, выполненный в виде измерительного шунта 2, включенного параллельно и имеющего непосредственный контакт с токопроводом 1, на котором производится измерение, и передатчик, при этом передача информации о величине измеряемого тока производится посредством аппаратуры 7 связи по каналу 8 связи (оптическому каналу или радиоканалу).A device for measuring alternating current in a high-voltage circuit with remote transmission of information contains a power source, a current sensor made in the form of a measuring shunt 2, connected in parallel and having direct contact with the current lead 1 on which the measurement is made, and a transmitter, while transmitting information about the value the measured current is carried out by means of communication equipment 7 on the communication channel 8 (optical channel or radio channel).

Отличием предлагаемого устройства для измерения переменного тока в высоковольтной цепи с дистанционной передачей информации является то, что в него дополнительно введены микроконтроллер 4 связи, содержащий аналогово-цифровой преобразователь, а также промежуточный или базовый сервер 10, низкочастотная катушка 12 индуктивности, ограничитель 11 перенапряжения, фильтрующий элемент 6 источника питания (содержит полупроводниковый выпрямитель переменного напряжения, а также фильтр низких частот) с резервирующим конденсатором 9 и стабилизирующий элемент 5 источника питания (содержит аккумулятор и зарядное устройство аккумулятора). Источник питания выполнен в виде низковольтного трансформатора тока 3, включенного в токопровод 1, на котором производится измерение. Обмотка (первичная или вторичная) низковольтного трансформатора тока 3 параллельно подключена к ограничителю перенапряжения 11, т.е. параллельно первичной или вторичной обмотке ТТ установлен ограничитель перенапряжений (ОПН), который выполнен нелинейным без искроразрядников. Установка ОПН параллельно первичной обмотке ТТ предусмотрено в случаях применения ТТ с многовитковой первичной обмоткой, установка ОПН параллельно вторичной обмотке - в случаях использования ТТ с одновитковой первичной обмоткой. Обмотка низковольтного трансформатора тока 3, через последовательно соединенные фильтрующий 6 и стабилизирующий 5 элементы источника питания, подключена к микроконтроллеру 4 связи. Измерительный шунт 2 последовательно соединен с низкочастотной катушкой 12 индуктивности и также подключен к микроконтроллеру 4 связи. Микроконтроллер 4 связи соединен посредством аппаратуры 7 связи и канала 8 связи (оптического канала или радиоканала) с промежуточным или базовым сервером 10. Микроконтроллер 4 связи выполнен с возможностью «бесшовного» интегрирования устройства в автоматизированную систему управления, учета и контроля электроэнергии объекта энергетики. Само устройство находится под потенциалом высокого напряжения снаружи токопровода 1 и размещено внутри экранирующего герметичного кожуха 13 (в зоне отсутствия магнитных и электрических полей).The difference between the proposed device for measuring alternating current in a high-voltage circuit with remote information transfer is that it additionally incorporates a microcontroller 4 containing an analog-to-digital converter, as well as an intermediate or base server 10, a low-frequency inductor 12, a surge suppressor 11, a filter power supply element 6 (contains a semiconductor rectifier of alternating voltage, as well as a low-pass filter) with a backup capacitor 9 and stabilize power supply element 5 (contains a battery and a battery charger). The power source is made in the form of a low-voltage current transformer 3, included in the current lead 1, on which the measurement is made. The winding (primary or secondary) of the low-voltage current transformer 3 is connected in parallel to the overvoltage limiter 11, i.e. parallel to the primary or secondary winding of the current transformer, an overvoltage limiter (AR) is installed, which is non-linear without spark arresters. Installing an arrester parallel to the primary winding of the CT is provided in cases of using a CT with a multi-turn primary winding, installing an arrester parallel to the secondary winding - in cases of using a CT with a single-turn primary winding. The winding of a low-voltage current transformer 3, through a series-connected filter 6 and stabilizing 5 power supply elements, is connected to the microcontroller 4 connection. The measuring shunt 2 is connected in series with the low-frequency inductor 12 and is also connected to the communication microcontroller 4. The communication microcontroller 4 is connected by means of communication equipment 7 and the communication channel 8 (optical channel or radio channel) to an intermediate or base server 10. The communication microcontroller 4 is configured to “seamlessly” integrate the device into an automated power management, metering and control system of an electric power facility. The device itself is under high voltage potential outside the current lead 1 and is placed inside the shielding sealed casing 13 (in the zone of absence of magnetic and electric fields).

Устройство для измерения переменного тока в высоковольтной цепи с дистанционной передачей информации следующим образом.A device for measuring alternating current in a high voltage circuit with remote transmission of information as follows.

Падение напряжения на измерительном шунте 2 фиксируется микроконтроллером 4 связи, который с помощью встроенного аналогово-цифрового преобразователя преобразует величину напряжения Uш.и.=I_отв·R_шунт в цифровой код. Далее, согласно заложенному в микроконтроллер 4 связи программному алгоритму, микроконтроллер 4 преобразует к наиболее удобному виду цифровой код, обрабатывает его, в том числе с помощью подпрограммы цифрового фильтра, и сохраняет выборки во встроенную память. Одновременно выборки подаются в аппаратуру 7 связи.The voltage drop across the measuring shunt 2 is fixed communications microcontroller 4, which is a built-in analog-to-digital converter converts the voltage Ush.i. = I · R _shunt _holes into a digital code. Further, according to the program algorithm embedded in the communication microcontroller 4, the microcontroller 4 converts the digital code to the most convenient form, processes it, including using the digital filter subroutine, and stores the samples in the built-in memory. Simultaneously, the samples are supplied to the communication equipment 7.

Аппаратура 7 связи из полученных от микроконтроллера 4 связи цифровых сигналов формирует согласно заложенным протоколам связи информационные сообщения (телеизмерения) и отсылает их на промежуточный или базовый сервер 10 автоматизированной системы управления, учета и контроля электроэнергии объекта энергетики. Помимо беспроводных каналов 8 (и соответственно протоколов) связи, аппаратура 7 связи может передавать информацию по оптоволокну.The communication equipment 7 from the digital signals received from the microcontroller 4 of the communication generates information messages (telemetry) according to the laid communication protocols and sends them to an intermediate or base server 10 of an automated control system, metering and control of electric power of an energy facility. In addition to wireless communication channels 8 (and, accordingly, protocols) of communication, communication equipment 7 can transmit information via optical fiber.

Для питания микроконтроллера 4 связи и аппаратуры 7 связи в устройстве предусмотрен источник питания, выполненный в виде низковольтного трансформатора тока 3, включенного в токопровод 1, на котором производится измерение. Далее питающее напряжение с низковольтного трансформатора тока 3 подается на фильтрующий элемент 6 источника питания, который содержит полупроводниковый выпрямитель переменного напряжения, а так же фильтр низких частот. Выпрямленное питающее напряжение с фильтрующего элемента подается на стабилизирующий элемент 5 источника питания, который содержит аккумулятор и зарядное устройство аккумулятора, что обеспечивает надежную работу всего устройства, как в режиме холостого хода, так и при полном отсутствии тока в измеряемой цепи (когда она отключена полностью).To power the microcontroller 4 communications and communication equipment 7 in the device provides a power source made in the form of a low-voltage current transformer 3, included in the current lead 1, which is measured. Next, the supply voltage from the low voltage current transformer 3 is supplied to the filter element 6 of the power source, which contains a semiconductor rectifier AC voltage, as well as a low-pass filter. The rectified supply voltage from the filter element is supplied to the stabilizing element 5 of the power source, which contains the battery and battery charger, which ensures reliable operation of the entire device, both in idle mode and in the complete absence of current in the measured circuit (when it is completely disconnected) .

Для защиты электронной аппаратуры устройства от разрушительных процессов, возникающих при внутренних или внешних перенапряжениях в высоковольтной сети, параллельно низковольтному трансформатору тока 3 предусмотрено подключение ограничителя перенапряжения 11, а последовательно измерительному шунту 2 предусмотрено подключение низкочастотной катушки 12 индуктивности.To protect the electronic equipment of the device from destructive processes that occur during internal or external overvoltages in a high-voltage network, parallel to a low-voltage current transformer 3, a surge suppressor 11 is connected, and a low-frequency inductor 12 is connected in series to the measuring shunt 2.

Для увеличении надежности работы устройства в случае кратковременных пауз в питании от низковольтного трансформатора тока 3, возникающих при прохождении процессов в высоковольтной цепи, обусловленных коротким замыканием, в цепи вторичной обмотки низковольтного трансформатора тока 3 предусмотрена установка резервирующего конденсатора 9, питающего электронную аппаратуру устройства в таких режимах работы.To increase the reliability of the device in the case of short interruptions in the power supply from the low-voltage current transformer 3 arising from the passage of processes in the high-voltage circuit due to a short circuit, a backup capacitor 9 is installed in the secondary circuit of the low-voltage current transformer 3, which feeds the device’s electronic equipment in such modes work.

Все компоненты устройства размещаются в экранирующем герметичном кожухе 13, находящимся под потенциалом высокого напряжения. Такое размещение позволяет исключить влияние магнитных и электрических полей, при этом кожух 13 позволяет дополнительно защитить аппаратуру от коммутационных или грозовых перенапряжений, а также минимизировать температурный градиент между шунтирующей и измерительной частью цепи. Благодаря этому соблюдается одинаковое изменение проводимости материала шунтирующей и измеряемой цепи токопровода, и соответственно компенсируются температурные изменения окружающей среды, что обеспечивает точность и надежность измерений.All components of the device are placed in a shielding sealed casing 13, which is under the potential of high voltage. This arrangement eliminates the influence of magnetic and electric fields, while the casing 13 allows you to further protect the equipment from switching or lightning surges, as well as minimize the temperature gradient between the shunt and measuring part of the circuit. Due to this, the same change in the conductivity of the material of the shunt and measured current path circuit is observed, and the temperature changes in the environment are compensated accordingly, which ensures the accuracy and reliability of the measurements.

Техническими результатами, обеспечиваемыми при использовании предлагаемой полезной модели, являются:The technical results provided by using the proposed utility model are:

1. Повышение надежности работы устройства при воздействии коммутационных и атмосферных перенапряжений в высоковольтной цепи, а также помех, наведенных токами короткого замыкания.1. Improving the reliability of the device when exposed to switching and atmospheric overvoltages in the high-voltage circuit, as well as interference induced by short-circuit currents.

2. Уменьшение массогабаритных параметров и стоимости устройства.2. The decrease in weight and size parameters and the cost of the device.

3. Обеспечение работоспособности устройства при протекании токов короткого замыкания в первичной обмотке ТТ, даже в случае кратковременного прекращения питания от ТТ.3. Ensuring the operability of the device during the flow of short circuit currents in the primary winding of the CT, even in the event of a short-term loss of power from the CT.

4. Полное исключение гальванической связи между частями электроустановки, находящимся под потенциалом высокого напряжения с одной стороны, и потенциалом низкого напряжения (земли), с другой.4. The complete exclusion of galvanic coupling between parts of the electrical installation under the high voltage potential on the one hand and the low voltage potential (earth), on the other.

5. Повышение удобства и гибкости решений при компоновке устройства на вновь вводимых и реконструируемых РУ.5. Improving the convenience and flexibility of decisions when arranging the device on newly commissioned and reconstructed switchgears.

6. Обеспечение простой и удобной «бесшовной» интеграции устройства в автоматизированную систему управления, учета и контроля электроэнергии объекта энергетики.6. Providing a simple and convenient "seamless" integration of the device into an automated control system, accounting and control of electric power of an energy facility.

7. Применение устройства без существенных конструктивных изменений в РУ различных классов напряжения.7. The use of the device without significant structural changes in switchgear of various voltage classes.

Claims

A device for measuring alternating current in a high-voltage circuit with remote transmission of information, containing a power source, a current sensor made in the form of a measuring shunt connected in parallel and having direct contact with the conductor on which the measurement is made, and a transmitter, while transmitting information about the measured current is produced by means of communication equipment via an optical channel or a radio channel, and the device itself is under high voltage potential in the absence zone of a magnet of electric and electric fields, characterized in that it additionally includes a communication microcontroller containing an analog-to-digital converter, as well as an intermediate or base server, a low-frequency inductor, an overvoltage limiter, a filtering power supply element with a backup capacitor and a stabilizing power supply element, at this power source is made in the form of a low-voltage current transformer included in the conductor on which the measurement is made, and the low-voltage winding of the current transformer is connected in parallel to the overvoltage limiter and through series-connected filtering and stabilizing elements of the power supply to the communication microcontroller, and the measuring shunt is connected in series with the low-frequency inductor and also connected to the communication microcontroller, while the communication microcontroller is connected via communication equipment and an optical channel or a radio channel with an intermediate or base server, and the microcontroller of communication is made with the possibility of "seamless th "integration unit in computerized systems, accounting and control electric power facility, and the device is arranged outside the conductive shield and positioned within the sealed housing.