RU2442176C1

RU2442176C1 - Stand-alone integrated automatic measuring device for monitoring and metering of electricity in high voltage networks in real time mode

Info

Publication number: RU2442176C1
Application number: RU2010144320/28A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Вениаминович Бунин (RU); Анатолий Вениаминович Бунин; Владимир Мушегович Геворкян (RU); Владимир Мушегович Геворкян; Юрий Алексеевич Казанцев (RU); Юрий Алексеевич Казанцев; Сергей Николаевич Михалин (RU); Сергей Николаевич Михалин; Валерий Иванович Полукаров (RU); Валерий Иванович Полукаров
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2012-02-10

Abstract

FIELD: electrics, engineering.

SUBSTANCE: invention refers to electrical engineering. The device contains a conductive housing 1. The high-voltage capacitor 5 installed vertically and the lower coating 6 is connected to ground. The low-voltage capacitor 8 of the capacitive voltage divider's low-voltage arm is connected in series between the top coating 9 of the capacitor 5 and the housing 1 and it installed inside the housing 1. The capacitive divider output 10 through the multiplexer 11 is connected to the analog-digital converter input 12, and its output is connected to the input of the processing unit 13. The sensitive element 19 in the form of a few turns of optical fiber that placed in a firm protective shell 20 made of non-magnetic material; this turns covering the wire 7 and forming an optical current transformer 21. The electron optical unit 22 is connected to the sensitive element 19. The electron optical unit 22 is formed by a source of electromagnetic waves from optical range, and its output is connected to the input of the modulator 24. The modulator output 24 is connected to the input optical fiber sensor 19 and parallel to the input 25 of the phase detector 26 and the second input 27 is connected to the output optical fiber sensor 19. The phase detector output 26 through the multiplexer 11 is connected to the input of analog-digital converter 12. The technical result is in increasing of the dynamic range of electricity metering in real-time mode, in high voltage networks, in off-line condition.

EFFECT: increasing of the dynamic range of electricity metering in real-time mode, in high voltage networks, in off-line condition.

1 dwg, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системам контроля и учета электроэнергии на высоковольтных входных и выходных порталах электрических подстанций и узлах присоединений высоковольтных линий электропередачи.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to systems for monitoring and accounting for electricity at high-voltage input and output portals of electrical substations and connection points of high-voltage power lines.

Известен преобразователь измерительный высоковольтный оптический напряжения и тока (А.Л.Гуртовцев. Оптические трансформаторы и преобразователи тока. Принципы работы, устройства, характеристики. Новости электротехники, №5 (60), 2010 г.), содержащий преобразователь измерительный оптический тока и преобразователь измерительный оптический напряжения, установленные на изоляторе у фазного провода линии передачи электроэнергии высокого напряжения, присоединенные каждый к оптоволоконной линии передачи, которые соединяют преобразователи с оптическими устройствами измерения поляризационных характеристик электромагнитных волн сигналов в оптоволоконной линии, пропорциональных силе тока в проводе и фазному напряжению в соответствии с эффектом Фарадея (законом Верде) и эффектом Поккельса.A known measuring transducer for high-voltage optical voltage and current (A.L. Gurtovtsev. Optical transformers and current converters. Principles of operation, devices, characteristics. Electrical News, No. 5 (60), 2010), containing a measuring optical current converter and a measuring converter optical voltages installed on the insulator near the phase wire of the high voltage electric power transmission line, each attached to a fiber optic transmission line that connect the converters to the optical cal devices measure the polarization characteristics of the electromagnetic waves in optical fiber line signals proportional to the current intensity in the conductor and the neutral voltage in accordance with the Faraday effect (the law Verde) and the Pockels effect.

Недостаток известного технического решения заключается в ограниченной области возможного размещения измерительного устройства, а именно только вблизи пунктов, снабженных вторичными источниками питания электронных блоков.A disadvantage of the known technical solution lies in the limited area of possible placement of the measuring device, namely, only near points equipped with secondary power supplies of electronic units.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому автономному автоматическому комплексному измерительному устройству контроля и учета электроэнергии в режиме реального времени в сетях высокого напряжения (патент на изобретение №2224260, МКИ 7 G01R 11/48, опубликован 20.02.2004 г.) является устройство, содержащее автономное автоматическое комплексное измерительное устройство контроля и учета электроэнергии в режиме реального времени в сетях высокого напряжения, содержащее проводящий корпус, который выполнен в виде цилиндра с плоскими торцевыми стенками, который установлен вертикально на диэлектрической подставке, размещенной на высоковольтном конденсаторе высоковольтного плеча емкостного делителя напряжения, который установлен вертикально и нижней обкладкой присоединен к земле, причем проводящий корпус включен последовательно в рассечку высоковольтного силового провода, низковольтный конденсатор низковольтного плеча емкостного делителя напряжения, включенный последовательно между верхней обкладкой высоковольтного конденсатора и проводящим корпусом и размещенный внутри проводящего корпуса, а выход емкостного делителя через мультиплексор подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом блока обработки данных, измерительный низковольтный трансформатор тока, установленный на внешней стороне проводящего корпуса и укрепленный на ней через изолирующую прокладку, первичной обмоткой измерительного низковольтного трансформатора тока является высоковольтный силовой провод, а выводы вторичной обмотки измерительного низковольтного трансформатора тока через мультиплексор подключены к входу аналого-цифрового преобразователя, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, блок обработки данных размещены внутри проводящего корпуса, радиопередатчик, размещенный внутри проводящего корпуса, вход которого соединен с выходом блока обработки данных, а выход - с антенной, блок питания, который размещен внутри корпуса и вход которого подключен к вторичной обмотке электромагнитно связанного с фазным проводом низковольтного электромагнитного трансформатора тока, установленного на внешней стороне верхней плоской торцевой стенки проводящего корпуса, укрепленного на ней через вторую изолирующую прокладку внутри выравнивателя поля.The closest in technical essence to the proposed stand-alone automatic complex measuring device for monitoring and metering electricity in real time in high voltage networks (patent for invention No. 2224260, MKI 7 G01R 11/48, published 02/20/2004) is a device containing a stand-alone automatic complex measuring device for monitoring and accounting of electricity in real time in high voltage networks, containing a conductive housing, which is made in the form of a cylinder with flat tori walls, which is mounted vertically on a dielectric stand placed on a high voltage capacitor of a high voltage arm of a capacitive voltage divider, which is mounted vertically and with a lower plate connected to the ground, the conductive housing being connected in series with a cut in a high voltage power wire, a low voltage capacitor of a low voltage arm of a capacitive voltage divider, included in series between the top plate of the high voltage capacitor and the conductive housing and inside the conductive housing, and the output of the capacitive divider through the multiplexer is connected to the input of the analog-to-digital converter, the output of the analog-to-digital converter is connected to the input of the data processing unit, a measuring low-voltage current transformer mounted on the outside of the conductive housing and mounted on it through an insulating strip, The primary winding of the measuring low-voltage current transformer is the high-voltage power wire, and the terminals of the secondary winding of the measuring low-voltage current transformer a current transformer through a multiplexer is connected to the input of an analog-to-digital converter, a multiplexer, an analog-to-digital converter, a data processing unit are located inside the conductive housing, a radio transmitter located inside the conductive case, the input of which is connected to the output of the data processing unit, and the output to the antenna, unit the power supply, which is located inside the housing and whose input is connected to the secondary winding of a low-voltage electromagnetic current transformer electromagnetically connected to the phase wire, is set embedded on the outer side of the upper flat end wall of the conductive housing, mounted on it through a second insulating gasket inside the field equalizer.

Недостатком этого технического решения является узкий динамический диапазон измеряемых токов в фазном проводе, ограниченный допустимыми измеряемыми значениями силы тока электромагнитного трансформатора тока.The disadvantage of this technical solution is the narrow dynamic range of the measured currents in the phase conductor, limited by the allowable measured values of the current strength of the electromagnetic current transformer.

Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение динамического диапазона измеряемого тока автоматического комплексного измерительного устройства контроля и учета электроэнергии в режиме реального времени в сетях высокого напряжения в автономном режиме.The technical task of the invention is to expand the dynamic range of the measured current of an automatic integrated measuring device for monitoring and accounting of electricity in real time in high-voltage networks in stand-alone mode.

Решение этой задачи достигается тем, что известное автономное автоматическое комплексное измерительное устройство контроля и учета электроэнергии в режиме реального времени в сетях высокого напряжения, содержащее проводящий корпус, который выполнен в виде цилиндра с плоскими торцевыми стенками и установлен вертикально на диэлектрической подставке, размещенной на высоковольтном конденсаторе высоковольтного плеча емкостного делителя напряжения, который установлен вертикально и нижней обкладкой присоединен к земле, причем проводящий корпус включен последовательно в рассечку фазного провода, низковольтный конденсатор низковольтного плеча емкостного делителя напряжения, включенный последовательно между верхней обкладкой высоковольтного конденсатора и проводящим корпусом и установленный внутри проводящего корпуса, а выход емкостного делителя соединен с мультиплексором, подключенным к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом блока обработки данных, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, блок обработки данных установлены внутри проводящего корпуса, радиопередатчик, установленный внутри проводящего корпуса, вход которого соединен с выходом блока обработки данных, а выход - с антенной, блок питания, который помещен внутрь корпуса и вход которого подключен к вторичной обмотке электромагнитно связанного с фазным проводом низковольтного электромагнитного трансформатора тока, установленного на внешней стороне верхней плоской торцевой стенки проводящего корпуса, укрепленного на ней с помощью второй изолирующей прокладки, снабжено чувствительным элементом в виде нескольких витков оптоволокна, помещенных в жесткую защитную оболочку из немагнитного материала, охватывающих фазный провод и образующих токовую головку для оптического трансформатора тока, и электронно-оптическим блоком, который присоединен к чувствительному элементу, причем электронно-оптический блок образован источником электромагнитной волны оптического диапазона, выход которого присоединен к входу модулятора, выход которого присоединен к входу оптоволокна чувствительного элемента и параллельно - к входу фазового детектора, второй вход которого присоединен к выходу оптоволокна чувствительного элемента, выход фазового детектора соединен с мультиплексором, подключенным к входу аналого-цифрового преобразователя.The solution to this problem is achieved by the fact that the well-known stand-alone automatic complex measuring device for monitoring and metering electricity in real time in high voltage networks, containing a conductive housing, which is made in the form of a cylinder with flat end walls and mounted vertically on a dielectric stand placed on a high voltage capacitor high-voltage arm of a capacitive voltage divider, which is mounted vertically and the bottom plate is connected to the ground, the th case is connected in series to the phase wire cut, the low-voltage capacitor of the low-voltage arm of the capacitive voltage divider, connected in series between the upper lining of the high-voltage capacitor and the conductive case and installed inside the conductive case, and the output of the capacitive divider is connected to the multiplexer connected to the input of the analog-to-digital converter, output which is connected to the input of the data processing unit, multiplexer, analog-to-digital converter, data processing unit is set Lena inside the conductive housing, a radio transmitter installed inside the conductive housing, the input of which is connected to the output of the data processing unit, and the output is connected to the antenna, the power supply unit, which is placed inside the housing and the input of which is connected to the secondary winding of a low-voltage electromagnetic current transformer electromagnetically connected to the phase wire mounted on the outside of the upper flat end wall of the conductive housing, mounted on it with a second insulating strip, is equipped with a sensitive element ntom in the form of several turns of optical fiber, placed in a rigid protective sheath of non-magnetic material, covering the phase wire and forming a current head for an optical current transformer, and an electron-optical unit, which is connected to a sensitive element, and the electron-optical unit is formed by the source of the electromagnetic wave of the optical range, the output of which is connected to the input of the modulator, the output of which is connected to the input of the optical fiber of the sensing element and in parallel to the input of the phase etektora, the second input of which is connected to the output of the fiber sensing element, the output of the phase detector is connected to a multiplexer connected to the input of analog-to-digital converter.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показано автономное автоматическое комплексное измерительное устройство контроля и учета электроэнергии в режиме реального времени в сетях высокого напряжения, на фиг.2 схематично показано размещение узлов устройства внутри корпуса, на фиг.3 представлен чувствительный элемент, а на фиг.4 приведена функциональная схема измерительного устройства.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a stand-alone automatic complex measuring device for monitoring and accounting of electricity in real time in high voltage networks, Fig.2 schematically shows the location of the nodes of the device inside the housing, Fig.3 shows a sensitive element, and figure 4 shows the functional diagram of the measuring device.

Автономное автоматическое комплексное измерительное устройство контроля и учета электроэнергии в режиме реального времени в сетях высокого напряжения содержит проводящий корпус 1, который выполнен в виде цилиндра с плоскими торцевыми стенками: нижней - 2 и верхней - 3 и установлен вертикально на диэлектрической подставке 4, размещенной на высоковольтном конденсаторе 5 высоковольтного плеча емкостного делителя напряжения. Высоковольтный конденсатор 5 установлен вертикально и нижней обкладкой 6 присоединен к земле. Проводящий корпус 1 включен последовательно в рассечку фазного провода 7. Низковольтный конденсатор 8 низковольтного плеча емкостного делителя напряжения включен последовательно между верхней обкладкой 9 высоковольтного конденсатора 5 и проводящим корпусом 1 и установлен внутри проводящего корпуса 1. Выход 10 емкостного делителя через мультиплексор 11 подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 12, выход которого соединен с входом блока обработки данных 13. Радиопередатчик 14 установлен внутри проводящего корпуса 1, вход радиопередатчика 14 соединен с выходом блока обработки данных 13, а выход - с антенной 15. Блок питания 16 помещен внутрь корпуса 1. Вход блока питания 16 подключен к вторичной обмотке электромагнитно связанного с фазным проводом 7 низковольтного электромагнитного трансформатора тока 17, установленного на внешней стороне верхней плоской торцевой стенки 3 проводящего корпуса 1, укрепленного на ней через вторую изолирующую прокладку 18. Чувствительный элемент 19 - в виде нескольких витков оптоволокна, помещенных в жесткую защитную оболочку 20 из немагнитного материала, охватывающих фазный провод 7 и образующих оптический трансформатор тока 21. Электронно-оптический блок 22 присоединен к чувствительному элементу 19. Электронно-оптический блок 22 образован источником электромагнитной волны оптического диапазона 23, выход которого присоединен к входу модулятора 24. Выход модулятора 24 присоединен к входу оптоволокна чувствительного элемента 19 и параллельно - к входу 25 фазового детектора 26, второй вход 27 которого присоединен к выходу оптоволокна чувствительного элемента 19. Выход фазового детектора 26 через мультиплексор 11 подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 12.A stand-alone automatic complex measuring device for monitoring and accounting for electricity in real time in high voltage networks contains a conductive housing 1, which is made in the form of a cylinder with flat end walls: lower - 2 and upper - 3 and mounted vertically on a dielectric stand 4 placed on a high voltage capacitor 5 of the high voltage arm of the capacitive voltage divider. The high voltage capacitor 5 is mounted vertically and the bottom plate 6 is connected to the ground. The conductive housing 1 is connected in series to the phase conductor 7. The low voltage capacitor 8 of the low voltage arm of the capacitive voltage divider is connected in series between the top plate 9 of the high voltage capacitor 5 and the conductive housing 1 and is installed inside the conductive housing 1. The output 10 of the capacitive divider is connected to the analog input through an multiplexer 11 -digital converter 12, the output of which is connected to the input of the data processing unit 13. The radio transmitter 14 is installed inside the conductive housing 1, the input of the radio transmission a sensor 14 is connected to the output of the data processing unit 13, and the output is connected to the antenna 15. The power supply 16 is placed inside the housing 1. The input of the power supply 16 is connected to the secondary winding of a low-voltage electromagnetic current transformer 17 electromagnetically connected to the phase wire 7, mounted on the outer side of the upper flat end wall 3 of the conductive housing 1, mounted on it through a second insulating gasket 18. The sensing element 19 is in the form of several turns of optical fiber placed in a rigid protective shell 20 of non-magnetic material of the material, covering the phase wire 7 and forming the optical current transformer 21. The electron-optical block 22 is connected to the sensing element 19. The electron-optical block 22 is formed by an electromagnetic wave source of the optical range 23, the output of which is connected to the input of the modulator 24. The output of the modulator 24 is connected to the input of the optical fiber of the sensing element 19 and in parallel to the input 25 of the phase detector 26, the second input 27 of which is connected to the output of the optical fiber of the sensing element 19. The output of the phase detector is 26 h Res multiplexer 11 is connected to the input of analog-to-digital converter 12.

Автономное автоматическое комплексное измерительное устройство контроля и учета электроэнергии в режиме реального времени в сетях высокого напряжения работает следующим образом.Autonomous automatic complex measuring device for monitoring and accounting of electricity in real time in high voltage networks works as follows.

Информационный сигнал напряжения уровня от 0 до 5 В относительно потенциала корпуса 1, то есть высокого потенциала, пропорциональный высоковольтному фазному напряжению фазного провода 7 относительно земли, формируется емкостным делителем напряжения, образованным высоковольтными конденсатором 5 высоковольтного плеча емкостного делителя напряжения и низковольтным конденсатором 8 низковольтного плеча емкостного делителя напряжения. Низковольтный конденсатор 8 включен между верхней обкладкой 9 высоковольтного конденсатора 5 и проводящим корпусом 1. С низковольтного конденсатора 8 низковольтного плеча емкостного делителя напряжения информационный аналоговый сигнал через мультиплексор 11, который обеспечивает временное разделение каналов измерения силы тока и фазного напряжения, поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 12, выход которого соединен с входом блока обработки данных 13.The information signal of voltage level from 0 to 5 V relative to the potential of the housing 1, that is, high potential, proportional to the high voltage phase voltage of the phase wire 7 relative to the ground, is formed by a capacitive voltage divider formed by high voltage capacitor 5 of the high voltage arm of the capacitive voltage divider and low voltage capacitor 8 of the low voltage arm of the capacitive voltage divider. A low-voltage capacitor 8 is connected between the upper casing 9 of the high-voltage capacitor 5 and the conductive housing 1. From the low-voltage capacitor 8 of the low-voltage arm of the capacitive voltage divider, an information analog signal through the multiplexer 11, which provides a temporary separation of the channels for measuring current and phase voltage, is fed to the analog-digital input the Converter 12, the output of which is connected to the input of the data processing unit 13.

Информационный сигнал с напряжением уровня от 0 до 5 В, пропорциональный силе тока в фазном проводе 7, снимается с выхода фазового детектора 25. Преобразование силы тока в фазном проводе 7 в напряжение уровня от 0 до 5 В осуществляется в чувствительном элементе 19 за счет эффекта Фарадея вращения плоскости поляризации электромагнитной волны оптического диапазона в оптоволокне пропорционально напряженности продольного магнитного поля. Исходная плоская электромагнитная волна оптического диапазона формируется источником 23 электромагнитной волны оптического диапазона. С выхода источника 23 электромагнитной волны оптического диапазона сигнал поступает на вход модулятора 24. С выхода модулятора 24 часть сигнала поступает на вход чувствительного элемента 19 и распространяется вдоль его оптоволокна до выхода чувствительного элемента 19. Другая часть сигнала с выхода модулятора 24 поступает на первый вход 25 фазового детектора 26, на второй вход 27 которого поступает волна с выхода чувствительного элемента 19. При распространении электромагнитной волны вдоль оптоволокна чувствительного элемента 19 за счет эффекта Фарадея плоскость поляризации волны изменяется пропорционально силе тока, то есть напряженности магнитного поля, образующего кольцевые силовые линии в поперечном сечении фазного провода 7. В соответствии с законом Верде угол поворота плоскости поляризации: Θ=V·l·Н, где Θ - угол поворота плоскости поляризации волны в оптоволоконной линии, V - коэффициент пропорциональности (Верде), l - длина оптоволокна чувствительного элемента 19, определяющая его чувствительность, Н - напряженность магнитного поля, связанная с током в токопроводе 4 законом полного тока. На выходе фазового детектора 26 возникает аналоговый сигнал, пропорциональный углу поворота плоскости поляризации электромагнитной волны, то есть силе тока в фазном проводе 7. С выхода фазового детектора 26 сигнал через мультиплексор 11 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 12, с выхода которого оцифрованный сигнал поступает на вход блока обработки данных 13.An information signal with a voltage of 0 to 5 V, proportional to the current in the phase wire 7, is removed from the output of the phase detector 25. The current in the phase wire 7 is converted to a voltage of 0 to 5 V in the sensor 19 due to the Faraday effect rotation of the plane of polarization of the electromagnetic wave of the optical range in the optical fiber is proportional to the longitudinal magnetic field strength. The original plane electromagnetic wave of the optical range is generated by the source 23 of the electromagnetic wave of the optical range. From the output of the source 23 of the electromagnetic wave of the optical range, the signal is fed to the input of the modulator 24. From the output of the modulator 24, part of the signal is fed to the input of the sensing element 19 and distributed along its fiber to the output of the sensing element 19. Another part of the signal from the output of the modulator 24 is fed to the first input 25 a phase detector 26, to the second input of which 27 a wave is supplied from the output of the sensing element 19. When the electromagnetic wave propagates along the optical fiber of the sensing element 19 due to the effect Faraday, the plane of polarization of the wave changes in proportion to the current strength, that is, the strength of the magnetic field that forms the ring field lines in the cross section of the phase wire 7. In accordance with the Verdet law, the angle of rotation of the plane of polarization: Θ = V · l · N, where Θ is the angle of rotation of the plane polarization of the wave in the fiber optic line, V is the proportionality coefficient (Verde), l is the length of the optical fiber of the sensing element 19, which determines its sensitivity, N is the magnetic field strength associated with the current in the conductor 4 by law olnogo current. At the output of the phase detector 26, an analog signal arises proportional to the angle of rotation of the plane of polarization of the electromagnetic wave, that is, the current strength in the phase conductor 7. From the output of the phase detector 26, the signal through the multiplexer 11 is fed to the input of an analog-to-digital converter 12, the output of which is a digitized signal to the input of the data processing unit 13.

Итак, чувствительный элемент 19 в виде нескольких витков оптоволокна, помещенных в жесткую защитную оболочку 20, обеспечивающую механическую прочность конструкции чувствительного элемента 19, из немагнитного материала, что исключает искажение магнитного поля фазного провода 7, образует оптический трансформатор тока 21, обладающий широким динамическим диапазоном измеряемых токов.So, the sensitive element 19 in the form of several turns of optical fiber, placed in a rigid protective shell 20, which provides mechanical strength to the structure of the sensitive element 19, made of non-magnetic material, which eliminates the distortion of the magnetic field of the phase wire 7, forms an optical current transformer 21 having a wide dynamic range of the measured currents.

С выхода блока обработки данных 13 информационный сигнал в виде цифровой последовательности, соответствующей спектральному составу фазного тока, фазного напряжения и активной мощности основной гармоники, поступает на вход радиопередатчика 14. Выход радиопередатчика 14 присоединен к антенне 15, которая формирует радиоканал приемо-передачи данных между измерительным устройством и диспетчерским пунктом для визуализации и хранения информации в соответствии с требованиями нормативной документации.From the output of the data processing unit 13, an information signal in the form of a digital sequence corresponding to the spectral composition of the phase current, phase voltage, and active power of the fundamental harmonic is fed to the input of the radio transmitter 14. The output of the radio transmitter 14 is connected to the antenna 15, which forms a radio channel for receiving and transmitting data between the measurement device and control room for the visualization and storage of information in accordance with the requirements of regulatory documentation.

Радиопередатчик 14 выполнен, например в виде цифрового радиомодема в стандарте Ehernet типа Ultima3 ER. Передача информационных данных по радиоканалу помимо простого способа обеспечения высоковольтной развязки приемной стороны одновременно повышает помехозащищенность передаваемой информации, что реализуется применением сверхвысокочастотной несущей частоты, равной ~2450 МГц, в сочетании с широкополосной модуляцией несущей частоты полезным сигналом в стандарте 802.11 b. Применение радиопередатчика 14 канала передачи данных обеспечивает дальность передачи информации до 3 км при потребляемой мощности в пределах 5 Вт. Выполнение антенны 15 из диэлектрика исключает источники коронного разряда.The radio transmitter 14 is made, for example, in the form of a digital radio modem in the Ehernet standard type Ultima3 ER. The transmission of information data via a radio channel, in addition to a simple way to ensure high-voltage isolation of the receiving side, simultaneously increases the noise immunity of the transmitted information, which is realized by using a microwave carrier frequency of ~ 2450 MHz, in combination with broadband modulation of the carrier frequency with a useful signal in 802.11 b. The use of a radio transmitter 14 of the data transmission channel provides a transmission range of up to 3 km at a power consumption of 5 watts. The implementation of the antenna 15 from the dielectric eliminates the sources of corona discharge.

Блок питания 16 обеспечивает электропитание мультиплексора 11, аналого-цифрового преобразователя 12, блока обработки данных 13, радиопередатчика 14, электронно-оптического блока 22. Энергия на вход блока питания 16 снимается с фазного провода 7 и поступает через вторичную обмотку электромагнитно связанного с фазным проводом 7 низковольтного электромагнитного трансформатора тока 17. Используя вторичные обмотки в стандартном низковольтном трансформаторе тока, например, типа ТШЛП-10-1/3000А, обеспечивается уровень мощности блока питания 16 около 100 Вт.The power supply 16 provides power to the multiplexer 11, the analog-to-digital converter 12, the data processing unit 13, the radio transmitter 14, the electron-optical unit 22. The energy at the input of the power supply 16 is removed from the phase wire 7 and supplied through the secondary winding electromagnetically connected to the phase wire 7 low-voltage electromagnetic current transformer 17. Using secondary windings in a standard low-voltage current transformer, for example, type ТШЛП-10-1 / 3000А, the power supply unit 16 has a power level of about 100 V .

Выполнение проводящего корпуса 1 в виде цилиндра с плоскими торцевыми стенками: нижней - 2 и верхней - 3 при включении его в рассечку фазного провода 7 обеспечивает его функционирование в режиме клетки Фарадея, которая работает как электромагнитный экран от помеховых полей фазного провода 7 в отношении установленных в ней блока питания 16, мультиплексора 11, аналого-цифрового преобразователя 12, блока обработки данных 13, радиопередатчика 14, электронно-оптического блока 22. Вертикальная установка корпуса 1 на высоковольтном конденсаторе 5 определена рациональным вариантом ее крепления. Диэлектрическая подставка 4 необходима для выполнения гальванической развязки плеч делителя напряжения, а вторая изолирующая прокладка 18 обеспечивает защиту от электрического пробоя обмотки низковольтного электромагнитного трансформатора тока 17, установленного на внешней стороне верхней плоской торцевой стенки 3 проводящего корпуса 1.The implementation of the conductive housing 1 in the form of a cylinder with flat end walls: lower - 2 and upper - 3 when it is included in the cut of the phase wire 7 ensures its functioning in the mode of a Faraday cage, which works as an electromagnetic screen from the interference fields of the phase wire 7 with respect to those installed in power supply unit 16, multiplexer 11, analog-to-digital converter 12, data processing unit 13, radio transmitter 14, electron-optical unit 22. The vertical installation of the housing 1 on a high-voltage capacitor 5 is determined ene rational one of its fastening. A dielectric stand 4 is necessary for galvanically decoupling the shoulders of the voltage divider, and the second insulating strip 18 provides protection against electrical breakdown of the winding of a low voltage electromagnetic current transformer 17 mounted on the outside of the upper flat end wall 3 of the conductive housing 1.

Применение изобретения обеспечивает расширение динамического диапазона измеряемых токов в фазном проводе до значений кратности в 10 и более раз относительно номинальных значений. При этом обеспечивается автономный режим работы при условии произвольной установки устройства относительно диспетчерских пунктов cбора данных.The application of the invention provides the expansion of the dynamic range of the measured currents in the phase wire to multiplicity values of 10 or more times relative to the nominal values. At the same time, an autonomous mode of operation is ensured under the condition of arbitrary installation of the device relative to the dispatching points of data collection.

Claims

Autonomous automatic complex measuring device for monitoring and accounting of electricity in real time in high voltage networks, containing a conductive housing, which is made in the form of a cylinder with flat end walls and mounted vertically on a dielectric stand placed on a high voltage capacitor of the high voltage arm of the capacitive voltage divider, which is installed vertically and with the lower lining attached to the ground, and the conductive housing is connected in series into the cut phase o wires, a low voltage capacitor of the low voltage arm of the capacitive voltage divider, connected in series between the upper lining of the high voltage capacitor and the conductive housing and installed inside the conductive housing, and the output of the capacitive divider is connected to a multiplexer connected to the input of the analog-to-digital converter, the output of which is connected to the input of the processing unit data, multiplexer, analog-to-digital converter, data processing unit are installed inside the conductive housing, a radio transmitter, installed inside the conductive housing, the input of which is connected to the output of the data processing unit, and the output with the antenna, the power supply, which is placed inside the housing and the input of which is connected to the secondary winding of a low-voltage electromagnetic current transformer, electromagnetically connected to the phase wire, mounted on the outer side of the upper flat end walls of the conductive housing, mounted on it with a second insulating strip, characterized in that it is equipped with a sensitive element in the form of several turns about fiber, placed in a rigid protective sheath of non-magnetic material, covering the phase wire and forming a current head for an optical current transformer, and an electron-optical unit, which is connected to a sensitive element, and the electron-optical unit is formed by an optical wave electromagnetic source, the output of which is connected to the input of the modulator, the output of which is connected to the input of the optical fiber of the sensing element and in parallel to the input of the phase detector, the second input of which connected to the output of the optical fiber of the sensing element, the output of the phase detector is connected to a multiplexer connected to the input of the analog-to-digital converter.