RU2608335C2 - Оптико-электронный датчик тока и напряжения - Google Patents
Оптико-электронный датчик тока и напряжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2608335C2 RU2608335C2 RU2015116387A RU2015116387A RU2608335C2 RU 2608335 C2 RU2608335 C2 RU 2608335C2 RU 2015116387 A RU2015116387 A RU 2015116387A RU 2015116387 A RU2015116387 A RU 2015116387A RU 2608335 C2 RU2608335 C2 RU 2608335C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- current
- adc
- shunt
- low
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, а именно к датчикам тока и напряжения. Предложен оптико-электронный датчик тока и напряжения, в котором имеется первичный преобразователь, кодирующий блок, канал связи между стороной высокого напряжения и потенциалом земли, приемный блок и блок питания в виде канала передачи энергии со стороны потенциала земли, состоящий из батареи светоизлучателей, силовых оптических каналов, батареи фотоприемников и стабилизатора напряжения. Дополнительно, в качестве первичного преобразователя для тока используется шунт, включенный в рассечку линии электропередачи. Для напряжения используют резистивный делитель напряжения, состоящий из низкоомного резистора, одним концом подключенного к проводу линии электропередачи, а другим - к группе последовательно соединенных высокоомных резисторов. Последний из которых прикреплен к траверсе линии электропередачи, кодирующий блок выполнен в виде двух аналого-цифровых преобразователей (АЦП), вход первого АЦП подключен к шунту, вход второго АЦП подключен к низкоомному резистору, общей точкой подключения АЦП является точка соединения шунта и низкоомного резистора. Выходы АЦП подключены ко входам преобразователей параллельного цифрового кода в последовательный, к которым подключены излучающие светодиоды, подающие световые сигналы в волоконно-оптические каналы связи, другие их концы подключены к соответствующим приемным блокам. Техническим результатом является уменьшение погрешности измеряемых величин тока и напряжения, возможность передачи измеряемого сигнала в диспетчерский пункт, а также получение возможности снимать сигнал со спектром частот, имеющихся в сети в том числе высоких, что с традиционными электромагнитными трансформаторами сделать невозможно. Это достигается путем преобразования и передачи сигнала одновременно тока и напряжения с повышенной точностью с большим количеством выборок на период и получения сигналов о частичных разрядах от каждого изолятора воздушной линий электропередачи для их диагностики. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к датчикам тока и напряжения.
Известен оптико-электронный датчик тока на линиях электропередачи, за счет преобразования электрического сигнала в световой и передачи его по волоконно-оптической линии (Трансформаторы тока. В.В. Афанасьев, Н.М. Адоньев, В.М. Кибель, И.М. Сирота, Б.С. Стогний и др. Л.: Энергоатомиздат, 1989. - 416 с., стр. 343).
Однако использование различных видов модуляции (амплитудной, амплитудно-частотной, частотной и др.) не позволяет сделать высокую точность сигнала с требуемым быстродействием. К тому же отсутствует возможность преобразовывать и передавать сигнал напряжения.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство (Патент №2365922 РФ, от 27.08.2009), содержащее первичный преобразователь, кодирующий блок, канал связи между стороной высокого напряжения и потенциалом земли, приемный блок и блок питания.
Недостатком данного датчика является отсутствие возможности измерения напряжения.
Задачей изобретения является уменьшение погрешности измеряемых величин тока и напряжения, возможность передачи измеряемого сигнала в диспетчерский пункт, а также получение возможности снимать сигнал со спектром частот, имеющихся в сети в том числе высоких, что с традиционными электромагнитными трансформаторами сделать невозможно.
Технический результат изобретения состоит в:
- преобразовании и передачи сигнала одновременно тока и напряжения с повышенной точностью с большим количеством выборок на период;
- преобразовании и передачи сигнала тока и сигнала о частичных разрядах от каждого изолятора воздушной линий электропередачи для их диагностики и передачи этого сигнала на подстанцию.
Данный технический результат достигается тем, что в оптико-электронном датчике тока и напряжения, в котором имеется первичный преобразователь, кодирующий блок, канал связи между стороной высокого напряжения и потенциалом земли, приемный блок и блок питания в виде канала передачи энергии со стороны потенциала земли, состоящий из батареи светоизлучателей, силовых оптических каналов, батареи фотоприемников и стабилизатора напряжения, дополнительно в качестве первичного преобразователя для тока используется шунт, включенный в рассечку линии электропередачи, а для напряжения - резистивный делитель напряжения, состоящий из низкоомного резистора одним концом подключенный к проводу линии электропередачи, а другим - к группе последовательно соединенных высокоомных резисторов, последний из которых прикреплен к траверсе линии электропередачи, кодирующий блок выполнен в виде двух аналого-цифровых преобразователей (АЦП), вход первого АЦП подключен к шунту, вход второго АЦП подключен к низкоомному резистору, общей точкой подключения АЦП является точка соединения шунта и низкоомного резистора, а выходы АЦП подключены ко входам преобразователей параллельного цифрового кода в последовательный, к которым подключены излучающие светодиоды, подающие световые сигналы в волоконно-оптические каналы связи, другие их концы подключены к соответствующим приемным блокам.
На фиг. 1 показана структурная схема оптико-электронного датчика тока и напряжения.
Оптико-электронный датчик тока и напряжения содержит траверсу линии электропередачи 1, высокоомные резисторы делителя напряжения 2, провод линии электропередачи 3, низкоомный резистор 4, шунт 5, АЦП 6, преобразователь параллельного цифрового кода в последовательный 7, излучающие светодиоды 8, волоконно-оптический канал связи 9, приемные блоки 10, батарея фотоприемников и стабилизатора напряжения 11, батарея светоизлучателей 12.
Основной принцип работы оптико-электронного датчика тока и напряжения заключается в следующем.
При протекании измеряемого тока линии электропередачи через шунт 5 на нем появляется падение напряжения пропорциональное измеряемому току, которое подается на вход первого АЦП 6. Аналогично через соединенные резисторы 2 и 4 протекает ток, которые на резисторе 4 создают падение напряжения пропорциональное измеряемому напряжению линии электропередачи, которое подается на вход второго АЦП 6. На выходах АЦП появляются сигналы в параллельном цифровом коде, которые поступают в преобразователь параллельного цифрового кода в последовательный 7. Эти сигналы в с помощью излучающих светодиодов 8, через волоконно-оптический канал связи 9 поступает в приемник 10.
Блок питания 12 имеют батареи светоизлучателей, которые преобразуют электрическую энергию в энергетический световой поток. По дополнительным оптическим каналам связи 9, которые также обеспечивают основную изоляцию и гальваническую развязку между высоким напряжением цепи с измеряемым током и потенциалом земли, энергетический световой поток направляется в батарею фотоэлементов 11. Батарея фотоэлементов 11 преобразует энергетический световой поток в электрическую энергию. Блок питания 12 служит также для питания приемного блока 10.
Таким образом, разработанный датчик обеспечивает измерение величины тока и напряжения с повышенной точностью за счет малых погрешностей и безинерционных резистивных шунтов и делителей, способных передавать пропорционально высокочастотные частичные разряды без искажения формы сигналов.
Технико-экономическая эффективность заключается в экономии материальных ресурсов, а именно меди и проката черных металлов, необходимых для производства трансформаторов тока и напряжения, а также возможность отслеживания текущего состояния каждого изолятора линии электропередачи, через соединенные резисторы 2 и 4 протекает ток, которые на резисторе 4 создают падение напряжения пропорциональное измеряемому напряжению линии электропередачи, которое подается на вход второго АЦП 6. На выходах АЦП появляется сигналы в параллельном цифровом коде, которые поступают в преобразователь параллельного цифрового кода в последовательный 7. Эти сигналы с помощью излучающих светодиодов 8 через волоконно-оптический канал связи 9 поступают в приемник 10.
Блок питания 12 имеют батареи светоизлучателей, которые преобразуют электрическую энергию в энергетический световой поток. По дополнительным оптическим каналам связи 9, которые также обеспечивают основную изоляцию и гальваническую развязку между высоким напряжением цепи с измеряемым током и потенциалом земли, энергетический световой поток направляется в батарею фотоэлементов 11. Батарея фотоэлементов 11 преобразует энергетический световой поток в электрическую энергию. Блок питания 12 служит также для питания приемного блока 10.
Оптико-электронный датчик тока и напряжения, в котором в качестве первичного преобразователя для тока используют шунт, включенный в рассечку линии электропередачи, а для напряжения - низкоомного резистора делителя напряжения, подключенный между изолятором, прикрепленного к траверсе, и проводом линии электропередачи, кодирующий блок выполнен в виде АЦП, входы которого подключены к шунту и низкоомному резистору делителя напряжения, а выход АЦП подключен ко входу преобразователя параллельного цифрового кода в последовательный, к которому подключен излучающий светодиод, подающий световой сигнал в волоконно-оптический канал связи, другой его конец подключен к приемному блоку работает следующим образом.
При протекании токов утечек через высоковольтные изоляторы линии электропередачи 13 на резисторе 4 создает падение напряжения пропорциональное этим токам. Как известно, токи утечки пропорциональны частичным разрядам, возникаемым в диэлектриках. Поэтому по сути на резисторе снимается сигнал о частичных разрядах данного высоковольтного изолятора линии электропередачи 13. Этот сигнал подается на вход первого АЦП 6. На его выходе появляется сигнал в параллельном цифровом коде, который поступают в преобразователь параллельного цифрового кода в последовательный 7. Этот сигнал с помощью излучающих светодиодов 8, через волоконно-оптический канал связи 9 поступает в приемник 10. Этот приемник может располагаться на подстанции, и, принимая такие сигналы от каждого высоковольтного изолятора линии электропередачи, можно судить о состоянии изоляции всей линии электропередачи.
Таким образом, разработанный датчик обеспечивает измерение величины тока, напряжения и состояние изоляции по токам утечек с повышенной точностью за счет малых погрешностей и безинерционных резистивных шунтов и делителей, способных передавать пропорционально высокочастотные частичные разряды без искажения формы сигналов.
Технико-экономическая эффективность заключается в экономии материальных ресурсов, а именно меди и проката черных металлов, необходимых для производства трансформаторов тока и напряжения, а также возможность отслеживания текущего состояния каждого изолятора линии электропередачи.
Claims (1)
- Оптико-электронный датчик тока, содержащий первичный преобразователь, кодирующий блок, канал связи между стороной высокого напряжения и потенциалом земли, приемный блок и блок питания в виде канала передачи энергии со стороны потенциала земли, состоящий из батареи светоизлучателей, силовых оптических каналов, батареи фотоприемников и стабилизатора напряжения, отличающийся тем, что в качестве первичного преобразователя для тока используется шунт, включенный в рассечку линии электропередачи, а для напряжения - резистивный делитель напряжения, состоящий из низкоомного резистора одним концом подключенного к проводу линии электропередачи, а другим - к группе последовательно соединенных высокоомных резисторов, последний из которых прикреплен к траверсе линии электропередачи, кодирующий блок выполнен в виде двух аналого-цифровых преобразователей, вход первого аналого-цифрового преобразователя подключен к шунту, вход второго аналого-цифрового преобразователя подключен к низкоомному резистору, общей точкой подключения аналого-цифровых преобразователей является точка соединения шунта и низкоомного резистора, а выходы аналого-цифровых преобразователей подключены ко входам преобразователей параллельного цифрового кода в последовательный, к которым подключены излучающие светодиоды, подающие световые сигналы в волоконно-оптические каналы связи, другие их конецы подключены к соответствующим приемным блокам.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015116387A RU2608335C2 (ru) | 2015-04-29 | 2015-04-29 | Оптико-электронный датчик тока и напряжения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015116387A RU2608335C2 (ru) | 2015-04-29 | 2015-04-29 | Оптико-электронный датчик тока и напряжения |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015116387A RU2015116387A (ru) | 2016-11-20 |
RU2608335C2 true RU2608335C2 (ru) | 2017-01-17 |
Family
ID=57759519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015116387A RU2608335C2 (ru) | 2015-04-29 | 2015-04-29 | Оптико-электронный датчик тока и напряжения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2608335C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU198991U1 (ru) * | 2020-05-21 | 2020-08-06 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Ай-Тор" (Ооо «Ай-Тор») | Неинвазивное устройство для дистанционного преобразования тока и напряжения в высоковольтной сети |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2166218C2 (ru) * | 1999-02-22 | 2001-04-27 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Измерительный трансформатор тока |
EP1018024B1 (de) * | 1997-09-23 | 2001-11-28 | Trench Switzerland AG | Kombinierter kleinsignal-strom- und spannungswandler |
US7126348B2 (en) * | 2002-12-20 | 2006-10-24 | Abb Ab | Method and a device for voltage measurement in a high-voltage conductor |
RU58722U1 (ru) * | 2006-07-17 | 2006-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Технос" | Датчик тока |
RU2346285C1 (ru) * | 2007-09-05 | 2009-02-10 | Закрытое Акционерное Общество "Арматурно-Изоляторный Завод" | Высоковольтное оптоэлектронное устройство для измерения тока |
RU2365922C1 (ru) * | 2008-04-07 | 2009-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Технос" | Оптико-электронный датчик тока |
RU100284U1 (ru) * | 2010-07-30 | 2010-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Электроинжиниринг" | Устройство измерения и обработки электрических величин в цепях с полной гальванической развязкой |
-
2015
- 2015-04-29 RU RU2015116387A patent/RU2608335C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1018024B1 (de) * | 1997-09-23 | 2001-11-28 | Trench Switzerland AG | Kombinierter kleinsignal-strom- und spannungswandler |
RU2166218C2 (ru) * | 1999-02-22 | 2001-04-27 | Уфимский государственный авиационный технический университет | Измерительный трансформатор тока |
US7126348B2 (en) * | 2002-12-20 | 2006-10-24 | Abb Ab | Method and a device for voltage measurement in a high-voltage conductor |
RU58722U1 (ru) * | 2006-07-17 | 2006-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Технос" | Датчик тока |
RU2346285C1 (ru) * | 2007-09-05 | 2009-02-10 | Закрытое Акционерное Общество "Арматурно-Изоляторный Завод" | Высоковольтное оптоэлектронное устройство для измерения тока |
RU2365922C1 (ru) * | 2008-04-07 | 2009-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Технос" | Оптико-электронный датчик тока |
RU100284U1 (ru) * | 2010-07-30 | 2010-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Электроинжиниринг" | Устройство измерения и обработки электрических величин в цепях с полной гальванической развязкой |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU198991U1 (ru) * | 2020-05-21 | 2020-08-06 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Ай-Тор" (Ооо «Ай-Тор») | Неинвазивное устройство для дистанционного преобразования тока и напряжения в высоковольтной сети |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015116387A (ru) | 2016-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8575938B2 (en) | Electrical power system for towed electromagnetic survey streamers | |
RU2608335C2 (ru) | Оптико-электронный датчик тока и напряжения | |
KR20160098282A (ko) | 원자력 발전소용 전송 시스템과 그 방법 | |
CN208588476U (zh) | 多路温度采集装置 | |
CN209373075U (zh) | 一种电池测量装置 | |
RU2365922C1 (ru) | Оптико-электронный датчик тока | |
CN212905520U (zh) | 基于平衡探测器的光信号发射与探测系统 | |
CN209562553U (zh) | 一种突发接收信号强度指示rssi校准装置 | |
CN101650378A (zh) | 一种数字隔离通道示波器及数字示波器通道隔离系统 | |
RU198991U1 (ru) | Неинвазивное устройство для дистанционного преобразования тока и напряжения в высоковольтной сети | |
CN211652956U (zh) | 一种光纤差分探头 | |
CN104535220A (zh) | 一种电力架空光缆分布式在线监测装置 | |
RU75887U1 (ru) | Оптико-электронный датчик тока | |
CN108254709B (zh) | 数字化电能测试用转换装置 | |
RU2665013C1 (ru) | Устройство для определения номера жил | |
CN110887982A (zh) | 一种光纤差分探头 | |
CN101206234A (zh) | 光电式电功率测量装置及方法 | |
US11796584B2 (en) | Partial discharge detection system and method | |
CN102436113A (zh) | 高速调制光发射器件非线性谐波特性的光量化器 | |
CN110730041A (zh) | 一种宽动态范围的光信号接收电路及光功率计 | |
RU137955U1 (ru) | Высоковольтное цифровое устройство для измерения тока | |
CN220653372U (zh) | 一种光模块并行测试系统 | |
CA1069977A (en) | Device for measuring the alternating current flowing in a high tension line | |
CN106301543A (zh) | 光功率测试装置 | |
RU137944U1 (ru) | Высоковольтное цифровое устройство для измерения тока |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170430 |