RU2419971C2 - Method of input of signal currents to power transmission line 220v as per "phase-earth" circuit by mr ki gutin - mr sa tsagareyshvili - Google Patents
Method of input of signal currents to power transmission line 220v as per "phase-earth" circuit by mr ki gutin - mr sa tsagareyshvili Download PDFInfo
- Publication number
- RU2419971C2 RU2419971C2 RU2009110989/09A RU2009110989A RU2419971C2 RU 2419971 C2 RU2419971 C2 RU 2419971C2 RU 2009110989/09 A RU2009110989/09 A RU 2009110989/09A RU 2009110989 A RU2009110989 A RU 2009110989A RU 2419971 C2 RU2419971 C2 RU 2419971C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- key
- capacitor
- phase
- circuit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и предназначено для передачи сигналов телеуправления с диспетчерского пункта (ДП), установленного на подстанции 35/10/0,4 кВ, на рассредоточенные контролируемые пункты (КП), которые подключены к линиям электропередачи 380 В. С КП на ДП передают сигналы телесигнализации положения управляемых переключателей и сигналы телеизмерений, которые содержат информацию о величинах токов, напряжений, cos γ, показаний счетчиков электроэнергии потребителей.The invention relates to the field of electrical engineering and is intended for transmitting telecontrol signals from a control room (DP) installed in a 35/10 / 0.4 kV substation to distributed control points (KP) that are connected to 380 V power lines. From a KP to a power supply transmit telealarm signals of the position of the controlled switches and telemetry signals, which contain information on the values of currents, voltages, cos γ, readings of consumers' electricity meters.
Известен «Пассивно-активный способ ввода токов сигналов в трехфазную электрическую сеть», патент RU 2224363 С2, 7 Н04В 3/54 от 20.02.2004 г. Бюл. №5. Данный АНАЛОГ имеет следующие недостатки:The well-known "Passive-active method of inputting signal currents into a three-phase electric network", patent RU 2224363 C2, 7 HB 3/54 from 02.20.2004, Bull. No. 5. This ANALOGUE has the following disadvantages:
1. Наличие в генераторе, реализующем способ, воздушного трансформатора, при изготовлении которого трудно получить коэффициент связи между его обмотками близким к единице за счет больших габаритов воздушного трансформатора;1. The presence in the generator that implements the method of an air transformer, in the manufacture of which it is difficult to obtain a coupling coefficient between its windings close to unity due to the large dimensions of the air transformer;
2. Большая мощность потребления при образовании тока, вводимого в линию 380 В.2. Large power consumption during the formation of current introduced into the line 380 V.
Известен также «Способ Гутина К.И. ввода токов сигналов в трехфазную линию электропередачи», который принят за прототип (Патент RU 2224365 С2, 7 Н04В 3/54 от 20.02.2004 г. Бюл. №5). Данный способ имеет недостатки аналога п.п.1 и 2, а также имеет малый удельный коэффициент, который определяет отношение потребляемой мощности в ваттах на один ампер амплитуды тока сигнала:Also known is the “Method of Gutin K.I. input signal currents into a three-phase power line ”, which is adopted as a prototype (Patent RU 2224365 C2, 7 Н04В 3/54 of 02.20.2004, Bull. No. 5). This method has the disadvantages of an analogue of items 1 and 2, and also has a small specific coefficient, which determines the ratio of power consumption in watts per ampere of the signal current amplitude:
где:Where:
Р - потребляемая генератором мощность в ваттах;P is the power consumed by the generator in watts;
Im - амплитуда тока сигнала, вводимого в линию напряжением 380 В, при передаче сигналов с КП на ДП - в амперах.I m - the amplitude of the signal current input into the line voltage of 380 V, when transmitting signals from the CP to DP - in amperes.
В заявленном способе устранены недостатки прототипа по п.п.1 и 2, а также снижен удельный коэффициент γ в 7 раз.In the inventive method, the disadvantages of the prototype according to claims 1 and 2 are eliminated, and the specific coefficient γ is reduced by 7 times.
На чертеже приведена схема заявленного генератора, где:The drawing shows a diagram of the claimed generator, where:
1 - трансформатор 10/0,4 кВ, который установлен на ДП;1 - transformer 10 / 0.4 kV, which is installed on the DP;
2 - низковольтная фаза А трансформатора 10/0,4 кВ;2 - low-voltage phase A of the transformer 10 / 0.4 kV;
3 - двухполупериодный выпрямительный мост, собранный на диодах Д1, Д2, Д3, Д4;3 - a half-wave rectifier bridge assembled on diodes D 1 , D 2 , D 3 , D 4 ;
4 - первый конденсатор с величиной емкости С4;4 - the first capacitor with a value of capacitance C 4 ;
5 - управляемый ключ;5 - managed key;
6 - воздушная катушка индуктивности с величиной индуктивности L6;6 - air coil inductance with an inductance value of L 6 ;
7 - второй конденсатор с величиной емкости С7;7 - the second capacitor with a value of capacitance C 7 ;
8 - третий конденсатор с величиной емкости C8;8 - the third capacitor with a capacitance value of C 8 ;
9 - заземленная нейтраль трансформатора 10/0,4 кВ.9 - grounded neutral transformer 10 / 0.4 kV.
При подключении генератора к линии 220 В при разомкнутом ключе в промежутке времени, когда потенциал фазы А больше потенциала вывода «земля», открыты диоды Д1 и Д3. Конденсатор 4 заряжается током i1(t) до напряжения Е0 по цепи: фаза А, диод Д1, вывод «плюс» выпрямительного моста, конденсатор 4, диод Д3, вывод «земля».When the generator is connected to the 220 V line with the switch open in the period of time when the potential of phase A is greater than the ground potential, the diodes D 1 and D 3 are open. Capacitor 4 is charged by current i 1 (t) to voltage E 0 along the circuit: phase A, diode D 1 , plus terminal of the rectifier bridge, capacitor 4, diode D 3 , ground terminal.
Через промежуток времени Δt=4τn конденсатор 4 зарядился полностью до напряжения Е0:After a period of time Δt = 4τ n, the capacitor 4 is fully charged to a voltage of E 0 :
где: τn - постоянная времени зарядной цепи конденсатора 4;where: τ n is the time constant of the charging circuit of the capacitor 4;
Um - амплитуда фазного напряжения 220 В.U m - the amplitude of the phase voltage of 220 V.
После полного заряда конденсатора 4 до напряжения Е0=310 В схема генератора будет находиться в устойчивом состоянии.After a full charge of the capacitor 4 to a voltage of E 0 = 310 V, the generator circuit will be in a stable state.
Исходные данные для расчета генератора:The initial data for the calculation of the generator:
Im=38 А - амплитуда тока, вводимого в линию 220 В по схеме «Фаза - Земля»;I m = 38 A - the amplitude of the current injected into the 220 V line according to the "Phase - Earth"scheme;
fc=1950 Гц частота тока сигнала.f c = 1950 Hz signal current frequency.
- интервал времени замкнутого положения ключа. - time interval of the closed position of the key.
S=400 кВА - мощность трансформатора 10/0,4 кВ.S = 400 kVA - transformer power 10 / 0.4 kV.
Известное равенство энергий: запасаемой в катушке индуктивности и электрической энергии - в конденсаторе, при резонансе, имеет вид:The well-known equality of energies: stored in the inductor and electric energy in the capacitor, at resonance, has the form:
Значение Im при замкнутом ключе в первом резонансном контуре, который образован цепью: «плюс» конденсатора 4, ключ, воздушная катушка индуктивности L6, «минус» конденсатора 4 с учетом (1) определяется через параметры генератора C4, E0, f0 по формуле:The value of I m when the key is closed in the first resonant circuit, which is formed by the circuit: “plus” of the capacitor 4, key, air inductor L 6 , “minus” of the capacitor 4, taking into account (1), is determined through the parameters of the generator C 4 , E 0 , f 0 by the formula:
где: Im=38 A - амплитуда тока i1(t) заряда конденсатора 4;where: I m = 38 A is the amplitude of the current i 1 (t) of the charge of the capacitor 4;
Е0=310 В - согласно (1);E 0 = 310 V - according to (1);
f0=1950 Гц - согласно исходных данных.f 0 = 1950 Hz - according to the source data.
Величина емкости конденсатора 4 (С4) рассчитывается с учетом выражения (3) и исходных данных по формуле:The value of the capacitor 4 (C 4 ) is calculated taking into account the expression (3) and the source data according to the formula:
В момент времени t>0 начинают коммутировать ключ с частотой f0.At time t> 0, the key begins to commute with a frequency f 0 .
При замкнутом ключе - в первом резонансном контуре будет протекать ток i2(t) за счет разряда конденсатора 4 по цепи: вывод «плюс» выпрямительного моста, ключ 5, катушка индуктивности 6, конденсатор 4, вывод «минус» выпрямительного моста.When the key is closed, the current i 2 (t) will flow in the first resonant circuit due to the discharge of capacitor 4 along the circuit: plus terminal of the rectifier bridge, key 5, inductor 6, capacitor 4, negative terminal of the rectifier bridge.
При протекании тока i2(t) через воздушную катушку индуктивности 6 в ней будет запасаться электромагнитная энергия W.When the current i 2 (t) flows through the air inductor 6, electromagnetic energy W will be stored in it.
В момент времени размыкания ключа t=τ3 за счет запасенной электромагнитной энергии W во втором резонансном контуре начнутся свободные колебания тока сигнала i0(t), который вводят в линию 220 В по цепи: вывод «минус» выпрямительного моста, конденсатор C7, вывод «земля», обмотка фазы В трансформатора 10/0,4 кВ, конденсатор 8, воздушная катушка индуктивности 6, при этом первый и второй резонансные контуры настроены в резонанс на частоту f0. При наличии тока i0(t) сигнала во втором резонансном контуре согласно чертежу, фаза В трансформатора 10/0,4 кВ будет замкнута накоротко на землю по цепи: конденсатор 8, катушка индуктивности 6, конденсатор 7, земля. В связи с тем что суммарное сопротивление второго резонансного контура , можем считать, что по указанной выше цепи наступает короткое металлическое замыкание на частоте 1950 Гц, при этом, как известно, образуются токи прямой и обратной последовательностей, которые на ДП принимаются двумя фильтрами прямой и обратной последовательностей. «Теоретические основы электротехники» - Издательство «Энергия». Москва, 1966 г. - Ленинград, стр.211.At the time of opening the key t = τ 3 due to the stored electromagnetic energy W in the second resonant circuit, free oscillations of the signal current i 0 (t) will begin, which are introduced into the 220 V line through the circuit: the minus terminal of the rectifier bridge, capacitor C 7 , the ground connection, the phase B winding of the transformer 10 / 0.4 kV, the capacitor 8, the air inductor 6, while the first and second resonant circuits are tuned to resonance at a frequency f 0 . If there is a current i 0 (t) of the signal in the second resonant circuit according to the drawing, the phase B of the transformer 10 / 0.4 kV will be short-circuited to earth through the circuit: capacitor 8, inductor 6, capacitor 7, earth. Due to the fact that the total resistance of the second resonant circuit , we can assume that a short metal circuit occurs at a frequency of 1950 Hz along the circuit indicated above, and, as is known, direct currents and reverse sequences that are accepted on DP by two filters of the forward and reverse sequences. "Theoretical Foundations of Electrical Engineering" - Publishing House "Energy". Moscow, 1966 - Leningrad, p. 211.
Величину индуктивности катушки индуктивности 6 можно определить по формуле с учетом выражения (4):The value of the inductance of the inductor 6 can be determined by the formula taking into account the expression (4):
В связи с тем что конденсаторы 7 и 8 соединены последовательно во втором резонансном контуре, емкость каждого из них будет равна:Due to the fact that the capacitors 7 and 8 are connected in series in the second resonant circuit, the capacitance of each of them will be equal to:
С учетом мощности трансформатора 10/0,4 кВ обмотка фазы В будет иметь индуктивность, которая равна:Given the power of the transformer 10 / 0.4 kV, the phase B winding will have an inductance equal to:
Суммарную индуктивность второго резонансного контура можно определить по формуле:The total inductance of the second resonant circuit can be determined by the formula:
Определим суммарное активное сопротивление второго резонансного контура:Determine the total active resistance of the second resonant circuit:
где: Q=10 - добротность второго резонансного контура.where: Q = 10 - quality factor of the second resonant circuit.
Определим с учетом выражений (1), (8), (9) правильность выбора значения τ3=0,18 Т0 из известного выражения:Determine, taking into account expressions (1), (8), (9), the correct choice of the value of τ 3 = 0.18 T 0 from the known expression:
где: τ3=0,18 Т0 - задано в исходных данных.where: τ 3 = 0.18 T 0 - specified in the source data.
Таким образом, сравнивая величину амплитуды тока, которая задана в исходных данных Im=38 А, с величиной, полученной в (10), делаем вывод, что интервал времени замкнутого положения ключа τ3=0,18 Т0 выбран правильно.Thus, comparing the magnitude of the current amplitude, which is specified in the source data I m = 38 A, with the value obtained in (10), we conclude that the time interval of the key’s closed position τ 3 = 0.18 T 0 is chosen correctly.
Аналитическое выражение тока сигнала, который вводят в линию 220 В, имеет вид:The analytical expression of the signal current, which is introduced into the 220 V line, has the form:
где: ω0=ωсв=1950 Гц - частота тока свободных колебаний во втором резонансном контуре;where: ω 0 = ω sb = 1950 Hz is the frequency of the current of free oscillations in the second resonant circuit;
- коэффициент затухания тока свободных колебаний в интервал времени tраз; - attenuation coefficient of the current of free oscillations in the time interval t times ;
- коэффициент, характеризующий степень затухания. - coefficient characterizing the degree of attenuation.
tpaз - интервал времени, когда ключ разомкнут:t paz - time interval when the key is open:
Определим амплитуду тока свободных колебаний во втором резонансном контуре через промежуток времени 4,2·10-4 сек, т.е. в момент следующего замыкания ключа, с учетом (10), (12) и (13):We determine the amplitude of the current of free oscillations in the second resonant circuit after a time interval of 4.2 · 10 -4 sec, i.e. at the moment of the next key closure, taking into account (10), (12) and (13):
Определим среднее значение амплитуды тока сигнала за период Т0 с учетом выражения (14):Define the average value of the amplitude of the signal current for the period T 0 taking into account the expression (14):
Определим мощность потерь в заявленном генераторе с учетом выражения (9):Define the power loss in the inventive generator, taking into account the expression (9):
где:Where:
индекс «3» относится к заявленному генератору.index "3" refers to the declared generator.
Коэффициент 0,18 в (16) учитывает, что энергия из линии 220 В отбирается только 0,18 Т0.The coefficient 0.18 in (16) takes into account that only 0.18 T 0 is taken from the 220 V line.
Определим мощность потерь в прототипе, при этом для простоты расчетов мощность потерь в воздушном трансформаторе прототипа не учитываем:Define the power loss in the prototype, while for ease of calculation, the power loss in the air transformer of the prototype is not taken into account:
где: индекс «пр» относится к генератору прототипа;where: the index "pr" refers to the prototype generator;
Im=17 A, R=100 м, τ3=0,25 Т0 - параметры прототипа.I m = 17 A, R = 100 m, τ 3 = 0.25 T 0 - parameters of the prototype.
Коэффициент 0,25 в (17) учитывает, что энергия из линии 380 В в прототипе отбирается только 0,25 Т0.The 0.25 coefficient in (17) takes into account that only 0.25 T 0 is taken from the 380 V line in the prototype.
Определим удельное потребление мощности в заявленном генераторе на 1 ампер амплитудного значения тока сигнала с учетом (10) и (16):Define the specific power consumption in the inventive generator at 1 ampere of the amplitude value of the signal current, taking into account (10) and (16):
Определим удельное потребление мощности у ПРОТОТИПА на 1 ампер амплитудного значения тока сигнала с учетом (17):Let us determine the specific power consumption of PROTOTYPE at 1 ampere of the amplitude value of the signal current, taking into account (17):
где: Im=17 A - амплитуда тока в прототипе.where: I m = 17 A is the amplitude of the current in the prototype.
Определим во сколько раз удельное потребление мощности в заявке меньше, чем в прототипе, с учетом (18) и (19):We determine how many times the specific power consumption in the application is less than in the prototype, taking into account (18) and (19):
Таким образом, технический результат изобретением достигнут, при этом в заявленном генераторе нет воздушного трансформатора, а удельное потребление мощности снижено в 7 раз согласно выражению (20).Thus, the technical result of the invention was achieved, while the claimed generator does not have an air transformer, and the specific power consumption is reduced by 7 times according to expression (20).
Claims (1)
где - период частоты тока сигнала;
Е0=310 В - амплитуда напряжения фаз низковольтных обмоток;
i1(t) - ток заряда первого конденсатора;
i2(t) - ток разряда первого конденсатора;
i0(t) - ток сигнала;
- коэффициент затухания тока сигнала в промежутке времени, когда ключ разомкнут;
tpaз - время разомкнутого положения ключа 0,18T0≤tpaз≤T0;
δ - коэффициент, характеризующий степень затухания. The method of inputting signal currents to the power line according to the “Phase-Earth” scheme, according to which a current passes through the low-voltage winding of the transformer and a closed controlled key, while switching the key with a frequency f 0 , characterized in that when connecting a generator that implements the method, when the key is open and the potential of phase A is greater than the potential of the ground output, current i 1 (t) passes through the circuit: phase A, diode D 1 , first capacitor, diode D 3 , ground output when the voltage at the first capacitor is reached values of E 0 generator circuit RA will be in a steady state; at time t≥0, the key begins to commute with a frequency f 0 , while the key is closed in the time interval 0≤t≤0,18 T 0 , while the current i 2 (t) passes through the circuit, which forms the first resonant circuit: output “Plus” of the rectifier bridge, key, air inductor, first capacitor; when current i 2 (t) passes through the air inductor, electromagnetic energy W is stored in it, when the key is disconnected at time t = 0.18 T 0, due to the stored electromagnetic energy W, the signal current i 0 (t ) along the circuit that forms the second resonant circuit: the negative terminal of the rectifier bridge, the second capacitor, the ground terminal, the low-voltage winding of the phase B transformer, the third capacitor, the air inductor, the negative terminal of the rectifier bridge, and second resonant circuits tuned to resonate at a frequency f 0; when the current of the signal i 0 (t) passes through the low-voltage winding of the phase B of the transformer, the current will be transformed into a power line, which will be received by the receiver at the control room,
Where - period of the signal current frequency;
E 0 = 310 V is the voltage amplitude of the phases of the low voltage windings;
i 1 (t) is the charge current of the first capacitor;
i 2 (t) is the discharge current of the first capacitor;
i 0 (t) is the signal current;
- attenuation coefficient of the signal current in the period of time when the key is open;
paz t - the time the open position 0,18T 0 ≤t paz ≤T 0 key;
δ is a coefficient characterizing the degree of attenuation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009110989/09A RU2419971C2 (en) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Method of input of signal currents to power transmission line 220v as per "phase-earth" circuit by mr ki gutin - mr sa tsagareyshvili |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009110989/09A RU2419971C2 (en) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Method of input of signal currents to power transmission line 220v as per "phase-earth" circuit by mr ki gutin - mr sa tsagareyshvili |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009110989A RU2009110989A (en) | 2010-10-10 |
RU2419971C2 true RU2419971C2 (en) | 2011-05-27 |
Family
ID=44024459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009110989/09A RU2419971C2 (en) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Method of input of signal currents to power transmission line 220v as per "phase-earth" circuit by mr ki gutin - mr sa tsagareyshvili |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2419971C2 (en) |
-
2009
- 2009-03-26 RU RU2009110989/09A patent/RU2419971C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009110989A (en) | 2010-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103329398B (en) | Power transmission system | |
KR101851995B1 (en) | Resonant converter for wireless charger and method for implementing thereof | |
CN103607056B (en) | Compensation arrangement in magnetic inductive wireless power transmission equipment and compensation method thereof | |
CN109617250A (en) | A kind of anti-offset radio energy transmission system based on combined topology | |
CN106208269B (en) | A kind of constant current constant voltage induction type wireless charging system | |
JP2014060863A (en) | Power receiving device and non-contact power transmission apparatus | |
CN110554236B (en) | Frequency online detection method for constant voltage or constant current output of wireless power transmission | |
CN103904784A (en) | Electric energy wireless wall-penetrating transmission device | |
FI79633C (en) | Equipped with block oscillator switching power supply | |
US11043902B2 (en) | Bidirectional DC DC converter interface to a DC AC inverter and energy storage | |
CN105634149A (en) | AC/AC injection type inductance coupling type wireless energy transmission apparatus | |
CN109067005B (en) | Contactless power supply device for rotating electromechanical apparatus | |
RU2455746C2 (en) | Two-stroke bridge converter | |
CN203774882U (en) | Wireless power wall-passing transmission device | |
CN113517764A (en) | Wireless charging system for real-time calibration of resonant frequency of transmitting terminal | |
RU2419971C2 (en) | Method of input of signal currents to power transmission line 220v as per "phase-earth" circuit by mr ki gutin - mr sa tsagareyshvili | |
CN205610356U (en) | ACAC injection type inductive coupling formula wireless energy transmission device | |
RU2423789C2 (en) | Method by gutin ki - cagareyshvili sa to input signal currents into power transmission line 380 v according to circuit "phase-phase" | |
RU2423790C2 (en) | Generator by gutin ki - cagareyshvili sa to input signal currents into power transmission line 380 v according to circuit "phase-phase" | |
RU2428789C1 (en) | METHOD BY MR KI GUTIN AND MR SA TSAGAREYSHVILI OF INPUT OF SIGNAL CURRENTS TO 0,4 kV THREE-PHASE POWER TRANSMISSION LINE AS PER "PHASE-PHASE" DIAGRAM WITH "PHASE-PHASE" POWER SOURCE | |
RU2418362C2 (en) | Generator by mr ki gutin - mr sa tsagareyshvili of input of signal currents to power transmission line 380 v as per "phase-earth" diagram | |
CN112260416B (en) | Constant-current constant-voltage induction type wireless charging system based on variable primary parameters | |
RU2428790C1 (en) | METHOD BY MR KI GUTIN AND MR SA TSAGAREYSHVILI OF INPUT OF SIGNAL CURRENTS TO 0,4 kV THREE-PHASE POWER TRANSMISSION LINE AS PER "PHASE-EARTH" DIAGRAM WITH "PHASE-PHASE" POWER SOURCE | |
RU2430467C1 (en) | GUTIN'S AND TSAGAREISHVILI'S METHOD OF CURRENT SIGNAL INPUT IN 0,4 kV-THREE-PHASE POWER LINE IN "PHASE-PHASE" CIRCUIT WITH "PHASE-EARTH" POWER SUPPLY | |
RU2428791C1 (en) | METHOD BY MR KI GUTIN AND MR SA TSAGAREYSHVILI OF INPUT OF SIGNAL CURRENTS TO 0,4 kV THREE-PHASE POWER TRANSMISSION LINE AS PER "PHASE-EARTH" DIAGRAM WITH "PHASE-EARTH" POWER SOURCE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110327 |