RU2762065C1 - Устройство модуля дистанционного мониторинга высоковольтных линий электропередач - Google Patents

Abstract

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение надежности энергоснабжения посредством проведения комплексного мониторинга опор и проводов. Устройство содержит измерительные модули, установленные на каждой фазе линии электропередач. Каждый модуль содержит набор датчиков, трансформатор тока, задатчики значений, блоки сравнения, акселерометры по трем осям относительно провода, фильтры выделения вибрации и «пляски» проводов, блоки памяти, идентификатор фазы, модуль мониторинга опоры с датчиком падения опоры и акселерометрами по трем осям относительно опоры, блоки фиксации предельного наклона опоры, первичной фильтрации ускорений, форсирующие блоки, делители ускорений, перестраиваемые полосовые фильтры, блоки фиксации удара. Модуль сбора данных и первичной диагностики содержит регистры значений тока фаз, сумматоры, блоки разности токов, задатчики предаварийного мониторинга, корректоры оценки гололедообразования, фиксаторы амплитуд вибрации по осям, сумматор амплитуд вибрации, задатчики уровней аварийных отклонений, предупреждения по амплитуде и углу колебаний, фиксации удара и предупреждения по механическому воздействию, блоки вычисления арктангенсов, идентификатор опоры высоковольтной линии, концентраторы с приемопередатчиками для связи между модулями и диспетчерским пунктом энергоснабжающей организации. 3 ил.

Description

Изобретение относится к дистанционному мониторингу высоковольтных линий электропередач и может быть использовано для определения динамических нагрузок на опоры и токонесущие провода

Известно устройство для контроля электроэнергетических систем, содержащее подключенный к высоковольтной сети высоковольтный измерительный модуль, включающий в себя магнитно-связанный с высоковольтной сетью пассивный преобразователь сетевого тока с резисторной нагрузкой и/или электрически связанный с высоковольтной сетью пассивный преобразователь сетевого напряжения. Высоковольтный измерительный модуль дополнительно содержит блок вторичного электропитания с периодически заменяемым аккумулятором, включающий выпрямительный мост, стабилитрон и диод, к которому подключены магнитно-связанный с высоковольтной сетью низковольтный питающий трансформатор тока и/или электрически связанный с высоковольтной сетью и включенный в цепь пассивного преобразователя сетевого напряжения низковольтный питающий трансформатор напряжения, активный преобразователь сигналов измерительной информации на основе микропроцессора, соединенный с пассивным преобразователем сетевого тока и/или пассивным преобразователем сетевого напряжения и блоком вторичного электропитания и имеющий радиочастотный и/или оптический выходы для преобразованных сигналов измерительной информации (RU 2143165, МПК H02J 13/00, G01R 15/06, 20.12.1999).

Недостаток устройства состоит в низком уровне достоверности данных мониторинга высоковольтных линий электропередач.

Известно устройство дистанционного контроля состояния провода воздушной линии электропередачи, содержащее корпус, предназначенный для установки на контролируемом элементе воздушной линии, и размещенные в корпусе источник автономного питания, измерительный блок, приемопередатчик, при этом измерительный блок снабжен датчиками тока и температуры, акселерометром, анемометром, автономным хронометром с приемником сигналов точного времени от спутниковой навигационной системы GPS и/или ГЛОНАСС, ультразвуковым или лазерным дальномером, видеорегистратором, источник автономного питания выполнен в виде элементов питания, не подлежащих подзарядке или в виде аккумулятора, снабженного средством подзарядки от солнечной батареи (RU 2521778, МПК H02J 13/00, 10.07.2014, Бюл. №19).

Недостаток устройства состоит в отсутствии комплексного мониторинга опор и проводов высоковольтных линий электропередач и низком уровне достоверности данных мониторинга.

Известно устройство для контроля провеса электрических проводов электрической сети с возможностью прикрепления к контролируемому объекту, содержащее датчик ускорения, блок обработки данных, средство связи для передачи данных от блока обработки данных на внешнее устройство, блок расчета периода колебаний устройства на основе данных измерения ускорения, полученных датчиком ускорения, блок расчета вертикального отклонения объекта при помощи математической формулы маятника объекта, в которой вертикальное отклонение сравнимо с провесом указанного объекта (RU 2562910, МПК H02J 13/00, 20.10.2013, Бюл. №29).

Недостаток устройства состоит в отсутствии комплексного мониторинга опор и проводов, фиксирования механических и гололедных нагрузок на провода и опоры высоковольтных линий электропередач.

Известен комплекс дистанционного контроля токов и напряжений высоковольтной сети, содержащий управляющий терминал, связанный каналом передачи данных с группой регистраторов, каждый из которых содержит датчик тока, установленного в разрыв фазного провода высоковольтной сети, датчик напряжения в виде делителя напряжения и модуль первичной обработки, в экранирующем корпусе которого, гальванически связанном с контролируемой точкой сети, размещены источник питания, аналого-цифровые преобразователи, блок управления, датчик точного времени для одновременного запуска аналого-цифровых преобразователей и сопровождения метками точного времени измеренных значений тока и напряжения (RU 2564124, МПК H02J 13/00, 27.09.2015, Бюл. №27).

Недостаток устройства состоит в отсутствии комплексного мониторинга опор и проводов, фиксировании механических и гололедных нагрузок на провода и опоры и передаче всего потока информации на диспетчерский пункт энергоснабжающей организации без предварительной обработки.

Известно устройство оперативного мониторинга технического состояния высоковольтных линий электропередач, содержащее установленные на каждой фазе линии электропередачи между опорами измерительные модули, включающие датчик ускорений, датчик температуры и датчик влажности, соединенные с вычислительным блоком, формирующим данные о начале налипания снега или образования льда, амплитуде раскачивания и обрыве провода, приемопередатчик с антенной и блок питания (RU 2574063, МПК H02J 13/00, 10.08.2015, Бюл. №22).

Недостаток устройства состоит в отсутствии комплексного мониторинга опор и проводов, фиксировании механических и гололедных нагрузок на провода и опоры, определении амплитуды и частотны вибрации и «пляски» проводов.

Наиболее близким является устройство дистанционного мониторинга высоковольтных линий электропередач, содержащее измерительные модули, установленные на каждой фазе линии электропередач между опорами и включающие датчики температуры и влажности, соединенные с вычислительным блоком, приемопередатчик с антенной соединен с концентратором измерительного модуля, блок питания через монитор питания соединен с концентратором и логическим элементом «И», трансформатор тока соединен с блоком сравнения токов и первым и вторым аналоговыми ключами, задатчик значений токов через блок сравнения токов, первый инвертор, логический элемент «И», первый аналоговый ключ соединен блоком питания, монитор питания через второй инвертор, второй аналоговый ключ, аналого-цифровой преобразователь соединен с блоком памяти, выходы блока сравнения токов, вычислительного блока, блока памяти и идентификатора фазы соединены с концентратором, выходы концентратора соединены с блоком памятии через блок интервалов измерений с аналого-цифровым преобразователем и вычислительным блоком, модуль сбора данных и первичной диагностики, установленный на каждой опоре линии электропередач, содержащий последовательно соединенные первые, вторые и третьи блоки памяти токов фаз, регистры превышения тока фаз, сумматоры превышенных значений тока фаз, блоки определения разности превышающих значений тока между фазами, сумматоры разности превышающих значений тока между фазами соответственно, вторые входы первого, второго и третьего блоков определения разности превышающих значений тока между фазами соединены с выходами второго, третьего и первого регистров превышения тока фаз соответственно, первый приемопередатчик с антенной для связи с измерительными модулями соединен с первым концентратором модуля сбора данных и первичной диагностики, выходы которого соединены с входами первого, второго и третьего блоков памяти токов фаз, выходы первых, вторых и третьих сумматоров тока фаз и блоков определения разности превышающих значений тока между фазами соединены с входами второго концентратора модуля сбора данных и первичной диагностики, вход блока считывания данных соединен с выходом первого и входом второго концентратора, а выход с первым концентратором непосредственно и через таймер с фиксирующими входами первого, второго и третьего регистров значений тока фаз и с первым концентратором, идентификатор опоры высоковольтной линии электропередач соединен с входом второго концентратора, второй концентратор соединен со вторым приемопередатчиком с антенной для связи модулей сбора данных и первичной диагностики (RU 2683787, МПК H02J 13/00, 02.04.2019, Бюл. №10).

Недостаток устройства состоит в отсутствии комплексного мониторинга опор и проводов, низкой достоверности данных, мониторинга силы и направления механических ударов на опорах, измерения динамики изменения амплитуды и частоты вибрации опоры во времени и под действием внешних механических воздействий, фиксация допустимого наклона опоры и ее падения, что снижает надежность работы системы энергоснабжения.

Задачей изобретения является повышение надежности энергоснабжения посредством проведения комплексного мониторинга опор и проводов, повышения достоверности данных измерения ускорений по трем осям и определения геометрических параметров вибрации и «пляски», оценки гололедообразования с учетом нагрузки, вибрации и температуры провода, мониторинга силы и направления механических ударов на опорах, измерения динамики изменения амплитуды и частоты вибрации опоры во времени и под действием внешних механических воздействий, фиксация допустимого наклона опоры и ее падения.

Технический результат - повышение надежности энергоснабжения посредством проведения комплексного мониторинга опор и проводов, повышения достоверности данных измерения ускорений по трем осям и определения геометрических параметров вибрации и «пляски», оценки гололедообразования с учетом нагрузки, вибрации и температуры провода, мониторинга силы и направления механических ударов на опорах, измерения динамики изменения амплитуды и частоты вибрации опоры во времени и под действием внешних механических воздействий, фиксация допустимого наклона опоры и ее падения.

Технический результат достигается тем, что в устройство модуля дистанционного мониторинга высоковольтных линий электропередач, содержащее измерительные модули, установленные на каждой фазе линии электропередач между опорами и включающие датчики температуры и влажности, соединенные с вычислительным блоком, формирующим данные о начале налипания снега или образования льда, приемопередатчик с антенной соединен с концентратором измерительного модуля, блок питания через монитор питания соединен с концентратором и логическим элементом «И», трансформатор тока соединен с блоком сравнения токов и первым и вторым аналоговыми ключами, задатчик значений токов через блок сравнения токов, первый инвертор, логический элемент «И», первый аналоговый ключ соединен блоком питания, монитор питания через второй инвертор, второй аналоговый ключ, аналого-цифровой преобразователь соединен с блоком памяти, выходы блока сравнения токов, вычислительного блока, блока памяти и идентификатора фазы соединены с концентратором, выходы концентратора соединены с блоком памяти и через блок интервалов измерений с аналого-цифровым преобразователем и вычислительным блоком, модуль сбора данных и первичной диагностики, установленный на каждой опоре линии электропередач, содержащий последовательно соединенные первые, вторые и третьи блоки памяти токов фаз, регистры, превышения тока фаз, сумматоры, превышенных значений тока фаз, блоки определения разности, превышающих значений тока между фазами, сумматоры разности, превышающих значений тока между фазами соответственно, вторые входы первого, второго и третьего блоков определения разности превышающих значений тока между фазами соединены с выходами второго, третьего и первого регистров превышения тока фаз соответственно, первый приемопередатчик с антенной для связи с измерительными модулями соединен с первым концентратором модуля сбора данных и первичной диагностики, выходы которого соединены с входами первого, второго и третьего блоков памяти токов фаз, выходы первых, вторых и третьих сумматоров тока фаз и блоков определения разности, превышающих значений тока между фазами соединены с входами второго концентратора модуля сбора данных и первичной диагностики, вход блока считывания данных соединен с выходом первого и входом второго концентратора, а выход с первым концентратором непосредственно и через таймер с фиксирующими входами первого, второго и третьего регистров значений тока фаз и с первым концентратором, идентификатор опоры высоковольтной линии электропередач соединен с входом второго концентратора, второй концентратор соединен со вторым приемопередатчиком с антенной для связи модулей сбора данных и первичной диагностики, в устройство дополнительно введены модуль мониторинга опоры высоковольтной линии электропередач, содержащий датчик падения опоры, блок фиксации предельного наклона опоры, блок сравнения наклона, акселерометр вертикального ускорения, акселерометр ускорения вдоль оси токонесущего провода, акселерометр ускорения поперек оси токонесущего провода, первый, второй и третий блоки первичной фильтрации ускорений, первый и второй форсирующие блоки, первый, второй и третий делители ускорений, первый и второй перестраиваемые полосовые фильтры, блок настройки полосовых фильтров, первый и второй выпрямители со сглаживающими фильтрами, первый и второй блоки сравнения, блок уровня аварийных отклонений, первый и второй блоки выделения амплитудных значений, первый и второй блоки фиксации удара, блок уровня фиксации удара, таймер и идентификатор опоры мониторинга, концентратор с приемопередатчиком и антенной модуля мониторинга опоры высоковольтной линии электропередач, в измерительный модуль дополнительно введены датчик температуры токонесущего провода, акселерометр ускорений токонесущего провода в вертикальной плоскости, акселерометр ускорений токонесущего провода вдоль его оси, акселерометр ускорений токонесущего провода в поперечном относительно его оси направлении, первый, второй и третий полосовые фильтры вибрации, первый, второй и третий настраиваемые полосовые фильтры «пляски» проводов, первый и второй делители ускорений провода, фиксатор угла вибрации провода и фиксатор угла «пляски» провода, в модуль сбора данных и первичной диагностики дополнительно введены сумматор токов фаз, двунаправленный канал связи первого и второго концентраторов фиксатор гололедообразования, корректор гололедообразования по температуре токонесущего провода, корректор гололедообразования по вибрации токонесущего провода, корректор гололедообразования по току токонесущего провода, первый, второй и третий фиксаторы амплитуд вибрации по осям, первый, второй и третий выпрямители амплитуд вибрации по осям, сумматор амплитуд вибрации, задатчик частоты перестраиваемых полосовых фильтров проводов, задатчик уровня аварийных отклонений, задатчик предупреждения по амплитуде колебаний, первый и второй блоки предупреждения по амплитуде колебаний, задатчик предупреждения по углу колебаний, первый и второй блоки предупреждения по углу колебаний, первый и второй блоки вычисления арктангенсов, задатчик уровня фиксации удара, задатчик предупреждения по механическому воздействию, первый и второй блоки предупреждения по механическому воздействию, задатчик настройки частоты полосовых фильтров опор, причем в модуле мониторинга опоры высоковольтной линии электропередач, первый вход блока сравнения наклона соединен с выходом датчика падения опоры, а второй с выходом блока фиксации предельного наклона опоры, выход блока сравнения наклона через концентратор с приемопередатчиком и антенной модуля мониторинга опоры по радиоканалу через первый приемопередатчик с антенной, концентратор, двунаправленный канал связи соединен с вторым концентратором модуля сбора данных и первичной диагностики, акселерометр вертикального ускорения через первый блок первичной фильтрации ускорений соединен с вторыми входами первого и второго делителей ускорений и концентратором, акселерометр ускорения вдоль оси токонесущего провода через второй блок первичной фильтрации ускорений соединен с первым входом первого делителя ускорений и концентратором, акселерометр ускорения поперек оси токонесущего провода через третий блок первичной фильтрации ускорений соединен с первым входом второго делителя ускорений и концентратором, акселерометр ускорения вдоль оси токонесущего провода соединен с входом первого перестраиваемого полосового фильтра и, через второй форсирующий блок с входами второго блока выделения амплитудных значений, концентратора и вторым входом третьего делителя ускорений, акселерометр ускорения поперек оси токонесущего провода соединен с входом второго перестраиваемого полосового фильтра и, через первый форсирующий блок с входами первого блока выделения амплитудных значений, концентратора и первым входом третьего делителя ускорений, первый перестраиваемый полосовой фильтр через первый выпрямитель со сглаживающим фильтром соединен с первым блоком сравнения, второй перестраиваемый полосовой фильтр через второй выпрямитель со сглаживающим фильтром соединен с вторым блоком сравнения, выходы первого и второго выпрямителей со сглаживающими фильтрами, первого и второго блоков сравнения, первого, второго и третьего делителей ускорений соединены с концентратором, первый блок выделения амплитудных значений через первый блок фиксации удара соединен с концентратором, второй блок выделения амплитудных значений через второй блок фиксации удара соединен с концентратором, концентратор соединен через блок настройки полосовых фильтров с входами настройки частот пропускания первого и второго перестраиваемых полосовых фильтров, через блок уровня аварийных отклонений со вторыми входами первого и второго блоков сравнения, через блок уровня фиксации удара со вторыми входами первого и второго блоков фиксации удара, таймер и идентификатор опоры мониторинга соединены с концентратором, концентратор соединен с приемопередатчиком и антенной модуля мониторинга опоры высоковольтной линии электропередач, в измерительном модуле датчик температуры токонесущего провода соединен с концентратором измерительного модуля, акселерометр ускорений токонесущего провода в вертикальной плоскости через первый полосовой фильтр вибрации, через первый настраиваемый полосовой фильтр «пляски» проводов, через первый вход первого делителя ускорений провода и фиксатор угла вибрации провода соединен с концентратором измерительного модуля, акселерометр ускорений токонесущего провода вдоль его оси соединен со вторыми входами первого и второго делителей ускорений провода и через второй полосовой фильтр вибрации, через второй настраиваемый полосовой фильтр «пляски» проводов соединен с концентратором измерительного модуля, акселерометр ускорений токонесущего провода в поперечном относительно его оси направлении через третий полосовой фильтр вибрации, через третий настраиваемый полосовой фильтр «пляски» провода, через второй вход второго делителя ускорений провода и фиксатор угла «пляски» провода соединен с концентратором измерительного модуля, концентратор измерительного модуля соединен с входами настройки первого, второго и третьего настраиваемых полосовых фильтров «пляски» проводов, в модуле сбора данных и первичной диагностики входы сумматора токов фаз соединены с выходами сумматоров превышенных значений тока фаз, а выход через вход коррекции корректора гололедообразования по току токонесущего провода соединен со вторым концентратором модуля сбора данных и первичной диагностики, двунаправленный канал связи соединен с первым и вторым концентраторами модуля сбора данных и первичной диагностики, вход фиксатора гололедообразования через первый концентратор, первый приемопередатчик с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики по радиоканалу через приемопередатчик с антенной, концентратор измерительного модуля соединен с выходом вычислительного блока, выход фиксатора гололедообразования через корректор гололедообразования по вибрации токонесущего провода, корректор гололедообразования по температуре токонесущего провода и корректор гололедообразования по току токонесущего провода соединен со вторым концентратором модуля сбора данных и первичной диагностики, корректирующий вход корректора гололедообразования по температуре токонесущего провода через первый концентратор, первый приемопередатчик с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики по радиоканалу через приемопередатчик с антенной, концентратор измерительного модуля соединен с выходом датчика температуры токонесущего провода, входы первого, второго и третьего фиксаторов амплитуд вибрации по осям через первый концентратор, первый приемопередатчик с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики по радиоканалу через приемопередатчик с антенной, концентратор измерительного модуля соединены с выходами первого, второго и третьего полосовых фильтров вибрации, входы первого, второго и третьего фиксаторов амплитуд вибрации по осям через первый, второй и третий выпрямители амплитуд вибрации по осям соединены с входами сумматора амплитуд вибрации, выход которого соединен с корректирующим входом корректора гололедообразования по вибрации токонесущего провода, выход задатчика частоты перестраиваемых полосовых фильтров проводов через первый концентратор, первый приемопередатчик с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики по радиоканалу через приемопередатчик с антенной, концентратор измерительного модуля соединен с входами настройки частот первого, второго и третьего настраиваемых полосовых фильтров «пляски» проводов, выходы первого, второго выпрямителей со сглаживающими фильтрами, первого, второго делителей ускорений, первого и второго форсирующих блоков через концентратор с приемопередатчиком и антенной модуля мониторинга опоры по радиоканалу через первый концентратор с приемопередатчиком с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики соединены с первыми входами первого и второго блоков предупреждения по амплитуде колебаний, первого и второго блоков предупреждения по углу колебаний и первого и второго блоков предупреждения по механическому воздействию соответственно, вторые входы первого и второго блоков предупреждения по амплитуде колебаний соединены с задатчиком предупреждения по амплитуде колебаний, вторые входы первого и второго блоков предупреждения по углу колебаний соединены с задатчиком предупреждения по углу колебаний, вторые входы первого и второго блоков предупреждения по механическому воздействию соединены с задатчиком предупреждения по механическому воздействию, выходы задатчиков уровня аварийных отклонений, уровня фиксации удара и задатчика настройки частоты полосовых фильтров опор, первый концентратор, первый приемопередатчик с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики по радиоканалу через приемопередатчик с антенной и концентратор модуля мониторинга опоры соединены с входами блока уровня аварийных отклонений, блока уровня фиксации удара и блока настройки полосовых фильтров модуля мониторинга опоры, выходы первого и второго блоков предупреждения по углу колебаний через первый и второй блоки вычисления арктангенсов соединены с вторым концентратором и, через второй приемопередатчик, с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики соединены с приборами информационно-управляющего пульта оперативно-диспетчерского пункта электросетевой компании обслуживания высоковольтных линий электропередач, выходы фиксатора гололедообразования, корректора гололедообразования по току токонесущего провода, первого и второго блоков предупреждения по амплитуде колебаний, первого и второго блоков предупреждения по механическому воздействию соединены со вторым концентратором и, через второй приемопередатчик, с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики соединены с приборами информационно-управляющего пульта оперативно-диспетчерского пункта электросетевой компании обслуживания высоковольтных линий электропередач, входы задатчиков предупреждения по амплитуде колебаний, предупреждения по углу колебаний, предупреждения по механическому воздействию соединены со вторым концентратором и, через второй приемопередатчик, с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики соединены с приборами информационно-управляющего пульта оперативно-диспетчерского пункта электросетевой компании обслуживания высоковольтных линий электропередач, выходы первого, второго, третьего настраиваемых полосовых фильтров «пляски» проводов, первого и второго фиксаторов углов «пляски» провода, первого, второго и третьего полосовых фильтров вибрации через концентратор, приемопередатчик с антенной измерительного модуля по радиоканалу через первый приемопередатчик с антенной, первый концентратор, двунаправленный канал связи, второй концентратор, второй приемопередатчик с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики соединены с приборами информационно-управляющего пульта оперативно-диспетчерского пункта электросетевой компании обслуживания высоковольтных линий электропередач, выходы первого и второго блоков сравнения, первого и второго выпрямителей со сглаживающими фильтрами, первого, второго и третьего блоков первичной фильтрации ускорений, третьего делителя ускорений, первого и второго блоков фиксации удара через концентратор, приемопередатчик с антенной модуля мониторинга опоры по радиоканалу через первый приемопередатчик с антенной, первый концентратор, двунаправленный канал связи, второй концентратор, второй приемопередатчик с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики соединены с приборами информационно-управляющего пульта оперативно-диспетчерского пункта электросетевой компании обслуживания высоковольтных линий электропередач.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:

на фиг.1 - структурная схема устройства модуля дистанционного мониторинга высоковольтных линий электропередач;

на фиг.2 - установленные на каждой опоре модули мониторинга опоры;

на фиг.3 - фотографии модулей модуля дистанционного мониторинга высоковольтных линий электропередач.

Устройство модуля дистанционного мониторинга высоковольтных линий электропередач содержит измерительные модули 1, установленные на каждой фазе линии электропередач между опорами и включающие датчики температуры 2 и влажности 3, соединенные с вычислительным 4 блоком, формирующим данные о начале налипания снега или образования льда, приемопередатчик 5 с антенной 6 соединен с концентратором 7 измерительного модуля, блок питания 8 через монитор 9 питания соединен с концентратором 7 и логическим элементом «И» 10, трансформатор тока 11 соединен с блоком сравнения 12 токов и первым 13 и вторым 14 аналоговыми ключами, задатчик значений 15 токов через блок сравнения 12 токов, первый 16 инвертор, логический элемент «И» 10, первый аналоговый ключ 13 соединен блоком питания 8, монитор питания 9 через второй инвертор 17, второй аналоговый ключ 14, аналого-цифровой преобразователь 18 соединен с блоком памяти 19, выходы блока сравнения 12 токов, вычислительного блока 4, блока памяти 19 и идентификатора фазы 20 соединены с концентратором 7, выходы концентратора 7 соединены с блоком памяти 19 и через блок интервалов измерений 21 с аналого-цифровым преобразователем 18 и вычислительным блоком 4.

Модуль сбора данных и первичной диагностики 22, установленный на каждой опоре линии электропередач, содержит последовательно соединенные первые 23, вторые 24 и третьи 25 блоки памяти токов фаз, регистры 26, 27, 28 превышения тока фаз, сумматоры 29, 30, 31 превышенных значений тока фаз, блоки определения разности 32, 33, 34 превышающих значений тока между фазами, сумматоры разности 35, 36, 37 превышающих значений тока между фазами соответственно, вторые входы первого 32, второго 33 и третьего 34 блоков определения разности превышающих значений тока между фазами соединены с выходами второго 27, третьего 28 и первого 26 регистров превышения тока фаз соответственно, первый приемопередатчик 38 с антенной 39 для связи с измерительными модулями 1 соединен с первым концентратором 40 модуля сбора данных и первичной диагностики, выходы которого соединены с входами первого 23, второго 24 и третьего 25 блоков памяти токов фаз, выходы первых 29, вторых 30 и третьих 31 сумматоров тока фаз и блоков определения разности 35, 36, 37 превышающих значений тока между фазами соединены с входами второго концентратора 41 модуля сбора данных и первичной диагностики, вход блока считывания данных 42 соединен с выходом первого 40 и входом второго 41 концентратора, а выход с первым 40 концентратором непосредственно и через таймер 43 с фиксирующими входами первого, 26 второго 27 и 28 третьего регистров значений тока фаз и с первым концентратором 40, идентификатор опоры 44 высоковольтной линии электропередач соединен с входом второго 41 концентратора, второй концентратор 41 соединен со вторым приемопередатчиком 45 с антенной 46 для связи модулей сбора данных и первичной диагностики.

Модуль мониторинга опоры 47 высоковольтной линии электропередач содержит датчик падения 48 опоры, блок фиксации предельного наклона 49 опоры, блок сравнения наклона 50, акселерометр вертикального 51 ускорения, акселерометр ускорения вдоль 52 оси токонесущего провода, акселерометр ускорения поперек 53 оси токонесущего провода, первый 54, второй 55 и третий 56 блоки первичной фильтрации ускорений, первый 57 и второй 58 форсирующие блоки, первый 59, второй 60 и третий 61 делители ускорений, первый 62 и второй 63 перестраиваемые полосовые фильтры, блок настройки 64 полосовых фильтров, первый 65 и второй 66 выпрямители со сглаживающими фильтрами, первый 67 и второй 68 блоки сравнения, блок уровня аварийных 69 отклонений, первый 70 и второй 71 блоки выделения амплитудных значений, первый 72 и второй 73 блоки фиксации удара, блок уровня фиксации удара 74, таймер 75 и идентификатор опоры 76 мониторинга, концентратор 77 с приемопередатчиком 78 и антенной 79 модуля мониторинга опоры высоковольтной линии электропередач.

Измерительный модуль 1 дополнительно содержит датчик температуры токонесущего 80 провода, акселерометр ускорений токонесущего провода в вертикальной плоскости 81, акселерометр ускорений токонесущего провода вдоль его оси 82, акселерометр ускорений токонесущего провода в поперечном относительно его оси направлении 83, первый 84, второй 85 и третий 86 полосовые фильтры вибрации, первый 87, второй 88 и третий 89 настраиваемые полосовые фильтры «пляски» проводов, первый 90 и второй 91 делители ускорений провода, фиксатор 92 угла вибрации провода и фиксатор 93 угла «пляски» провода.

Модуль сбора данных и первичной диагностики 22 дополнительно содержит сумматор токов 94 фаз, двунаправленный канал 95 связи первого 40 и второго 41 концентраторов, фиксатор гололедообразования 96, корректор гололедообразования по температуре 97 токонесущего провода, корректор гололедообразования по вибрации 98 токонесущего провода, корректор гололедообразования по току 99 токонесущего провода, первый 100, второй 101 и третий 102 фиксаторы амплитуд вибрации по осям, первый 103, второй 104 и третий 105 выпрямители амплитуд вибрации по осям, сумматор амплитуд вибрации 106, задатчик частоты 107 перестраиваемых полосовых фильтров проводов, задатчик уровня 108 аварийных отклонений, задатчик предупреждения по амплитуде 109 колебаний, первый 110 и второй 111 блоки предупреждения по амплитуде колебаний, задатчик предупреждения по углу 112 колебаний, первый 113 и второй 114 блоки предупреждения по углу колебаний, первый 115 и второй 116 блоки вычисления арктангенсов, задатчик уровня фиксации удара 117, задатчик предупреждения по механическому воздействию 118, первый 119 и второй 120 блоки предупреждения по механическому воздействию, задатчик 121 настройки частоты полосовых фильтров опор.

В модуле мониторинга опоры 47 высоковольтной линии электропередач, первый вход блока сравнения наклона 50 соединен с выходом датчика падения 48 опоры, а второй с выходом блока фиксации предельного наклона 49 опоры, выход блока сравнения наклона 50 через концентратор 77 с приемопередатчиком 78 и антенной 79 модуля мониторинга опоры 47 по радиоканалу через первый приемопередатчик 38 с антенной 39, концентратор 40, двунаправленный канал 95 связи соединен со вторым 41 концентратором модуля сбора данных и первичной диагностики 22, акселерометр вертикального 51 ускорения через первый 54 блок первичной фильтрации ускорений соединен со вторыми входами первого 59 и второго 60 делителей ускорений и концентратором 77, акселерометр ускорения вдоль 52 оси токонесущего провода через второй 55 блок первичной фильтрации ускорений соединен с первым входом первого 59 делителя ускорений и концентратором 77, акселерометр ускорения поперек 53 оси токонесущего провода через третий 56 блок первичной фильтрации ускорений соединен с первым входом второго 60 делителя ускорений и концентратором 77, акселерометр ускорения вдоль 52 оси токонесущего провода соединен с входом первого 62 перестраиваемого полосового фильтра и, через второй 58 форсирующий блок с входами второго 71 блока выделения амплитудных значений, концентратора 77 и вторым входом третьего 61 делителя ускорений, акселерометр ускорения поперек 53 оси токонесущего провода соединен с входом второго 63 перестраиваемого полосового фильтра и, через первый 57 форсирующий блок с входами первого 70 блока выделения амплитудных значений, концентратора 77 и первым входом третьего 61 делителя ускорений, первый 62 перестраиваемый полосовой фильтр через первый 65 выпрямитель со сглаживающим фильтром соединен с первым 67 блоком сравнения, второй 63 перестраиваемый полосовой фильтр через второй 66 выпрямитель со сглаживающим фильтром соединен со вторым 68 блоком сравнения, выходы первого 65 и второго 66 выпрямителей со сглаживающими фильтрами, первого 67 и второго 68 блоков сравнения, первого 59, второго 60 и третьего 61 делителей ускорений соединены с концентратором 77, первый 70 блок выделения амплитудных значений через первый 72 блок фиксации удара соединен с концентратором 77, второй 71 блок выделения амплитудных значений через второй 73 блок фиксации удара соединен с концентратором 77, концентратор 77 соединен через блок настройки 64 полосовых фильтров с входами настройки частот пропускания первого 62 и второго 63 перестраиваемых полосовых фильтров, через блок уровня аварийных 69 отклонений со вторыми входами первого 67 и второго 68 блоков сравнения, через блок уровня фиксации удара 74 со вторыми входами первого 72 и второго 73 блоков фиксации удара, таймер 75 и идентификатор опоры 76 мониторинга соединены с концентратором 77, концентратор 77 соединен с приемопередатчиком 78 и антенной 79 модуля мониторинга опоры высоковольтной линии электропередач.

В измерительном модуле датчик температуры токонесущего 80 провода соединен с концентратором 7 измерительного модуля, акселерометр ускорений токонесущего провода в вертикальной плоскости 81 через первый 84 полосовой фильтр вибрации, через первый 87 настраиваемый полосовой фильтр «пляски» проводов, через первый вход первого 90 делителя ускорений провода и фиксатор 92 угла вибрации провода соединен с концентратором 7 измерительного модуля, акселерометр ускорений токонесущего провода вдоль его оси 82 соединен с вторыми входами первого 90 и второго 91 делителей ускорений провода и через второй 85 полосовой фильтр вибрации, через второй 88 настраиваемый полосовой фильтр «пляски» проводов соединен с концентратором 7 измерительного модуля, акселерометр ускорений токонесущего провода в поперечном относительно его оси направлении 83 через третий 86 полосовой фильтр вибрации, через третий 89 настраиваемый полосовой фильтр «пляски» провода, через второй вход второго 91 делителя ускорений провода и фиксатор 93 угла «пляски» провода соединен с концентратором 7 измерительного модуля, концентратор 7 измерительного модуля соединен с входами настройки первого 87, второго 88 и третьего 89 настраиваемых полосовых фильтров «пляски» проводов.

В модуле сбора данных и первичной диагностики 22 входы сумматора токов 94 фаз соединены с выходами сумматоров 29, 30, 31 превышенных значений тока фаз, а выход через вход коррекции корректора гололедообразования по току 99 токонесущего провода соединен со вторым концентратором 41 модуля сбора данных и первичной диагностики, двунаправленный канал 95 связи соединен с первым 40 и вторым 41 концентраторами модуля сбора данных и первичной диагностики 22, вход фиксатора гололедообразования 96 через первый 40 концентратор, первый приемопередатчик 38 с антенной 39 модуля сбора данных и первичной диагностики 22 по радиоканалу через приемопередатчик 5 с антенной 6, концентратор 7 измерительного модуля 1 соединен с выходом вычислительного 4 блока, выход фиксатора гололедообразования 96 через корректор гололедообразования по вибрации 98 токонесущего провода, корректор гололедообразования по температуре 97 токонесущего провода и корректор гололедообразования по току 99 токонесущего провода соединен со вторым 41 концентратором модуля сбора данных и первичной диагностики 22, корректирующий вход корректора гололедообразования по температуре 97 токонесущего провода через первый 40 концентратор, первый приемопередатчик 38 с антенной 39 модуля сбора данных и первичной диагностики 22 по радиоканалу через приемопередатчик 5 с антенной 6, концентратор 7 измерительного модуля 1 соединен с выходом датчика температуры токонесущего 80 провода, входы первого 100, второго 101 и третьего 102 фиксаторов амплитуд вибрации по осям через первый 40 концентратор, первый приемопередатчик 38 с антенной 39 модуля сбора данных и первичной диагностики 22 по радиоканалу через приемопередатчик 5 с антенной 6, концентратор 7 измерительного модуля 1 соединены с выходами первого 84, второго 85 и третьего 86 полосовых фильтров вибрации, входы первого 100, второго 101 и третьего 102 фиксаторов амплитуд вибрации по осям через первый 103, второй 104 и третий 105 выпрямители амплитуд вибрации по осям соединены с входами сумматора амплитуд вибрации 106, выход которого соединен с корректирующим входом корректора гололедообразования по вибрации 98 токонесущего провода, выход задатчика частоты 107 перестраиваемых полосовых фильтров проводов через первый 40 концентратор, первый приемопередатчик 38 с антенной 39 модуля сбора данных и первичной диагностики 22 по радиоканалу через приемопередатчик 5 с антенной 6, концентратор 7 измерительного модуля 1 соединен с входами настройки частот первого 87, второго 88 и третьего 89 настраиваемых полосовых фильтров «пляски» проводов, выходы первого 65, второго 66 выпрямителей со сглаживающими фильтрами, первого 59, второго 60 делителей ускорений, первого 57 и второго 58 форсирующих блоков через концентратор 77 с приемопередатчиком 78 и антенной 79 модуля мониторинга опоры 47 по радиоканалу через первый 40 концентратор с приемопередатчиком 38 с антенной 39 модуля сбора данных и первичной диагностики 22 соединены с первыми входами первого 110 и второго 111 блоков предупреждения по амплитуде колебаний, первого 113 и второго 114 блоков предупреждения по углу колебаний и первого 119 и второго 120 блоков предупреждения по механическому воздействию соответственно, вторые входы первого 110 и второго 111 блоков предупреждения по амплитуде колебаний соединены с задатчиком предупреждения по амплитуде 109 колебаний, вторые входы первого 113 и второго 114 блоков предупреждения по углу колебаний соединены с задатчиком предупреждения по углу 112 колебаний, вторые входы первого 119 и второго 120 блоков предупреждения по механическому воздействию соединены с задатчиком предупреждения по механическому воздействию 118, выходы задатчиков уровня 108 аварийных отклонений, уровня фиксации удара 117 и задатчика 121 настройки частоты полосовых фильтров опор первый 40 концентратор, первый приемопередатчик 38 с антенной 39 модуля сбора данных и первичной диагностики 22 по радиоканалу через приемопередатчик 78 и антенной 79 и концентратор 77 с модуля мониторинга опоры 47 соединены с входами блока уровня аварийных 69 отклонений, блока уровня фиксации удара 74 и блока настройки 64 полосовых фильтров модуля мониторинга опоры 47, выходы первого 113 и второго 114 блоков предупреждения по углу колебаний через первый 115 и второй 116 блоки вычисления арктангенсов соединены со вторым 41 концентратором и, через второй приемопередатчик 45, с антенной 46 модуля сбора данных и первичной диагностики 22 соединены с приборами информационно-управляющего пульта оперативно-диспетчерского пункта электросетевой компании обслуживания высоковольтных линий электропередач (на фигуре не показан).

Выходы фиксатора гололедообразования 96, корректора гололедообразования по току 99 токонесущего провода, первого 110 и второго 111 блоков предупреждения по амплитуде колебаний, первого 119 и второго 120 блоков предупреждения по механическому воздействию соединены со вторым 41 концентратором и, через второй приемопередатчик 45, с антенной 46 модуля сбора данных и первичной диагностики 22 соединены с приборами информационно-управляющего пульта оперативно-диспетчерского пункта электросетевой компании обслуживания высоковольтных линий электропередач, входы задатчиков предупреждения по амплитуде 109 колебаний, предупреждения по углу 112 колебаний, предупреждения по механическому воздействию 118 соединены со вторым 41 концентратором и, через второй приемопередатчик 45, с антенной 46 модуля сбора данных и первичной диагностики 22 соединены с приборами информационно-управляющего пульта оперативно-диспетчерского пункта электросетевой компании обслуживания высоковольтных линий электропередач, выходы первого 87, второго 88, третьего 89 настраиваемых полосовые фильтры «пляски» проводов, первого 92 и второго 93 фиксаторов углов «пляски» провода, первого 84, второго 85 и третьего 86 полосовых фильтров вибрации через концентратор 7, приемопередатчик 5 с антенной 6 измерительного модуля 1 по радиоканалу через первый приемопередатчик 38 с антенной 39, первый 40 концентратор, двунаправленный канал 95 связи, второй 41 концентратор, второй приемопередатчик 45 с антенной 46 модуля сбора данных и первичной диагностики 22 соединены с приборами информационно-управляющего пульта оперативно-диспетчерского пункта электросетевой компании обслуживания высоковольтных линий электропередач, выходы первого 67 и второго 68 блоков сравнения, первого 65 и второго 66 выпрямителей со сглаживающими фильтрами, первого 54, второго 55 и третьего 56 блоков первичной фильтрации ускорений, третьего 61 делителя ускорений, первого 72 и второго 73 блоки фиксации удара 47 через концентратор 77, приемопередатчик 78 с антенной 79 модуля мониторинга опоры 47 по радиоканалу через первый приемопередатчик 38 с антенной 39, первый 40 концентратор, двунаправленный канал 95 связи, второй 41 концентратор, второй приемопередатчик 45 с антенной 46 модуля сбора данных и первичной диагностики 22 соединены с приборами информационно-управляющего пульта оперативно-диспетчерского пункта электросетевой компании обслуживания высоковольтных линий электропередач.

Устройство дистанционного мониторинга высоковольтных линий электропередач работает следующим образом.

В установленных на каждой фазе линии электропередач измерительных модулях 1 выходные сигналы от датчиков температуры 2 и влажности 3 подаются на с вычислительный 4 блок, формирующий первичные данные о начале налипания снега или образования льда, которые через концентратор 7, приемопередатчик 5 с антенной 6 измерительного модуля, первый приемопередатчик 38 с антенной 39 и первый 40 концентратор поступают на фиксатор гололедообразования 96 модуля сбора данных и первичной диагностики 22.

При этом датчик температуры 2 фиксирует температуру воздуха ниже 0°С, датчик влажности 3 фиксирует наличие осадков (дождь, снег, туман), вычислительный блок 4 формирует первичный сигнал о возможном налипании снега на проводах или их обледенении.

Трансформатор тока 11, установленный на каждой фазе линии электропередач в измерительном модуле 1, вырабатывает токовый сигнал, пропорциональный значению тока в соответствующей фазе.

Это значение сравнивается на блоке сравнения 12 токов с допускаемыми значениями, установленными посредством задатчика значений 15 токов в фазе линии электропередач.

В случае номинального режима работы линии электропередач, превышения установленных фазных токов не наблюдается, и блок сравнения 12 токов не формирует сигнала о превышении установленных значений. При этом сигнал с трансформатора тока 11 через второй 14 аналоговый ключ и аналого-цифровой преобразователь 18 записывается в блоке памяти 19.

В этом режиме первый 16 инвертор открывает логический элемент «И» 10 и, в случае разряда встроенных аккумуляторов блока питания 8, открывает первый аналоговый ключ 13, через который производится зарядка.

Разряд аккумуляторов блока питания 8 проверяется монитором 9, который через логический элемент «И» 10 открывает первый аналоговый ключ 13. В процессе зарядки второй инвертор 17 закрывает второй аналоговый ключ 14, что не допускает запись значений тока в блок памяти 19. Это позволяет не производить запись искаженных данных в процессе зарядки аккумуляторов блока питания 8.

В случае превышения номинального режима работы линии электропередач при сверхнормативной нагрузке или коротких замыканиях блок сравнения 12 токов срабатывает и на его выходе формируется сигнал предупреждения. Такое решение обеспечивает подзарядку встроенных аккумуляторов блока питания 8 только при номинальном режиме работы линии электропередач, при превышении номинальных токов зарядка не производится.

Этот сигнал через концентратор 7, приемопередатчик 5 с антенной 6 измерительного модуля 1, первый приемопередатчик 38 с антенной 39, первый 40 концентратор, двунаправленный канал 95 связи, второй 41 концентратор, второй приемопередатчик 45 с антенной 46 модуля сбора данных и первичной диагностики 22 поступает на информационно-управляющий пульт оперативно-диспетчерского пункта электросетевой компании обслуживания высоковольтных линий электропередач. В результате сигнал о превышении номинального режима работы линии электропередач поступает в оперативные службы для принятий решений.

Одновременно этот сигнал через первый 16 инвертор и логический элемент «И» 10 закрывает первый аналоговый ключ 13, что обеспечивает защиту встроенных аккумуляторов от зарядки сверхнормативными токами.

Интервалы последовательностей записи токов в блок памяти 19 и значений в вычислительный блок 4 определяются блоком интервалов измерений 21 по заданию от таймера 43 модуля сбора данных и первичной диагностики 22 через последовательность элементов 40, 38, 39, 6, 5 и 7.

Идентификатор фазы 20 формирует адрес измерительного модуля 1 для передачи в модуль сбора данных и первичной диагностики 22.

Сигналы от акселерометра ускорений токонесущего провода в вертикальной плоскости 81, акселерометра ускорений токонесущего провода вдоль его оси 82 и акселерометра ускорений токонесущего провода в поперечном относительно его оси направлении 83 фиксируют значения ускорений по всем трем осям токонесущего провода, которые возникают под действием ветровой нагрузки и других параметров. Эти ускорения вызывают вибрацию и «пляску» проводов, что негативно сказывается на их износе и может привести при определенных условиях к обрывам и перехлестыванию проводов.

Для выделения вибрации проводов, характеризующийся высокой частотой (20-100 Гц), применены первый 84, второй 85 и третий 86 полосовые фильтры вибрации, которые выделяют амплитуды вибрации по трем осям, значения которых последовательно через элементы 7, 5, 6, 39, 38 и 40 поступают на первый 100, второй 101 и третий 102 фиксаторы амплитуд вибрации по осям модуля сбора данных и первичной диагностики 22.

Для выделения «пляски» проводов, характеризующийся достаточно низкой частотой (0,5-2 Гц), применены первый 87, второй 88 и третий 89 настраиваемые полосовые фильтры «пляски» проводов, которые выделяют амплитуды «пляски» проводов, значения которых последовательно через элементы 7, 5, 6, 39, 38, 40, 95, 41, 45 и 46 поступают в оперативно-диспетчерский пункт электросетевой компании обслуживания высоковольтных линий электропередач для принятия оперативных решений.

Более точная подстройка частот первого 87, второго 88 и третьего 89 настраиваемых полосовые фильтров «пляски» проводов производится подачей на входы настройки частот управляющих сигналов от оперативно-диспетчерского пункта электросетевой через элементы 46, 45, 41, 95, 40, 38, 39, 6, 5 и 7.

Наибольшим вибрации и «пляске» токонесущие провода подвержены в вертикальной плоскости и в поперечной относительно его направлении плоскости. Для фиксации приоритетных направлений вибрации и «пляски» в этих плоскостях сигналы от акселерометра ускорений токонесущего провода в вертикальной плоскости 81 и акселерометра ускорений токонесущего провода в поперечном направлении 83 подаются на первые входы первого 90 и второго 91 делителей ускорений провода. На вторые входы первого 90 и второго 91 делители ускорений подается опорный сигнал от акселерометра ускорений токонесущего провода вдоль его оси 82. Полученные сигналы фиксируются на фиксаторе 92 угла вибрации провода и фиксаторе 93 угла «пляски» провода и передаются через элементы 7, 5, 6, 39, 38, 40, 95, 41, 45 и 46 в оперативно-диспетчерский пункт для принятия оперативных решений.

Температура токонесущего провода измеряется датчиком температуры токонесущего 80 провода и передается через элементы 7, 5, 6, 39, 38 и 40 на корректирующий вход корректора гололедообразования по температуре 97 токонесущего провода.

В результате производится коррекция сигнала гололедообразования по температуре токонесущего провода.

В модуле сбора данных и первичной диагностики 22 сигналы от первого 100, второго 101 и третьего 102 фиксаторов амплитуд вибрации по осям через первый 103, второй 104 и третий 105 выпрямители амплитуд вибрации по осям суммируются на сумматоре амплитуд вибрации 106, сигнал с которого подается на корректирующий вход корректора гололедообразования по вибрации 98 токонесущего провода.

В результате производится коррекция сигнала гололедообразования по вибрации токонесущего провода.

Задатчик частоты 107 перестраиваемых полосовых фильтров вырабатывает сигнал настройки полосовых фильтров измерительного блока 1.

Модуль сбора данных и первичной диагностики 22 на опоре линии электропередач посредством первого 23 блока памяти токов фаз через элементы 40, 38, 39, 6, 5 и 7 считывает данные из блока памяти 19 измерительного модуля 1. Аналогично второй 24 и третий 25 блоки считывают данные из блоков памяти измерительных модулей двух других фаз трехфазной линии электропередач. В результате в блоках 23, 24 и 25 формируются значения токов по всем трем фазам линии электропередач.

По синхронизирующему сигналу от таймера 43 из первого 23, второго 24 и третьего 25 блоков памяти токов фаз производится побайтная запись в регистры 26, 27, 28 превышения тока фаз.

На первом 32 блоке определения разности превышающих значений тока между фазами сравниваются значения между первым 26 и вторым 27 регистрами превышения тока фаз. На втором 33 блоке определения разности превышающих значений тока между фазами сравниваются значения между вторым 27 и третьим 28 регистрами превышения значений тока фаз. На третьем 34 блоке определения разности превышающих значений тока между фазами сравниваются значения между третьим 28 и первым 26 регистрами превышения значений тока фаз.

В результате этого, на выходе первого 32 блока определения разности мгновенных превышающих значений тока между фазами формируется сигнал о возможных превышениях и коротких замыканиях й между первой и второй фазами, на выходе второго 33 блока - сигнал о превышениях и коротких замыканиях между второй и третьей фазами, на выходе третьего 34 блока - сигнал о превышениях и коротких замыканиях между первой и третьей фазами линии электропередач.

Полученные сигналы через сумматоры разности 35, 36, 37 превышающих значений тока между фазами соответственно и элементы 41, 45 и 46 передаются в оперативно-диспетчерский пункт для принятия оперативных решений.

На первом 29, втором 30 и третьем 31 сумматорах превышенных значений тока фаз производится дискретное интегрирование сигналов от регистров 26, 27, 28 превышения тока фаз соответственно и через элементы 41, 45 и 46 передача в оперативно-диспетчерский пункт для принятия оперативных решений.

Одновременно эти сигналы суммируются на сумматоре токов 94 фаз, предназначенном для оценки гололедообразования на токонесущих проводах. Сигнал с выхода сумматора токов 94 фаз подается на корректирующий вход корректора гололедообразования по току 99 токонесущего провода.

В результате производится коррекция оценки гололедообразования по значением протекающих по проводам токов.

Блок считывания данных 42 формирует сигналы для считывания данных из блока памяти 19 измерительного блока.

Идентификатор 44 опоры высоковольтной линии электропередач вырабатывает сигнал с номером и техническими параметрами опоры для передачи в оперативно-диспетчерскую службу электросетевой компании.

В модуле мониторинга опоры 47 высоковольтной линии электропередач акселерометр вертикального 51 ускорения формирует сигналы ускорения в вертикальной плоскости, акселерометр ускорения вдоль 52 оси токонесущего провода формирует сигналы ускорения при колебаниях вершины опоры вдоль линии электропередач, акселерометр ускорения поперек 53 оси токонесущего провода формирует сигналы ускорения при колебаниях вершины опоры поперек относительно линии электропередач.

Для измерения колебаний опоры поперек относительно линии электропередач сигнал от акселерометра ускорения поперек 53 оси токонесущего провода подается на второй 63 перестраиваемый полосовой фильтр, второй 66 выпрямитель со сглаживающими фильтрами и первый вход второго 68 блока сравнения модуля мониторинга опоры 47.

В результате на первом входе второго 68 блока сравнения формируется сигнал, пропорциональный колебаниям опоры поперек оси токонесущего провода, который сравнивается с заданным значением от блока уровней аварийных 69 отклонений опоры, подаваемым на второй вход второго 68 блока сравнения.

В случае превышения поперечных колебаний опоры установленных уровней второй 68 блок сравнения формирует сигнал предупреждения, который через элементы 77, 78, 79, 39, 38, 40, 95, 41, 45 и 46 передается в оперативно-диспетчерскую службу электросетевой компании.

В результате контролируются поперечные колебания опоры.

Для измерения колебаний опоры вдоль линии электропередач сигнал от акселерометра ускорения вдоль 52 оси токонесущего провода подается на первый 62 перестраиваемый полосовой фильтр, первый 65 выпрямитель со сглаживающими фильтрами и первый вход первого 67 блока сравнения модуля мониторинга опоры 47.

В результате на первом входе первого 67 блока сравнения формируется сигнал, пропорциональный колебаниям опоры вдоль оси токонесущего провода, который сравнивается с заданным значением от блока уровней аварийных 69 отклонений опоры, подаваемым на второй вход первого 67 блока сравнения.

В случае превышения продольных колебаний опоры установленных уровней первый 67 блок сравнения формирует сигнал предупреждения, который через элементы 77, 78, 79, 39, 38, 40, 95, 41, 45 и 46 передается в оперативно-диспетчерскую службу электросетевой компании.

В результате контролируются продольные колебания опоры.

Сигналы, пропорциональные колебаниям опоры с выходов первого 65 и второго 66 выпрямителей со сглаживающими фильтрами модуля мониторинга опоры 47 через элементы 77, 78, 79, 39, 38 и 40 подаются на входы первого 110 и второго 111 блоков предупреждения по амплитуде колебаний модуля сбора данных и первичной диагностики 22 соответственно.

Первый 54, второй 55 и третий 56 блоки первичной фильтрации ускорений производят фильтрацию высокочастотных составляющих ускорений, не характерных для физических колебаний опоры.

Первый 59 делитель ускорений производит деление отфильтрованных сигналов акселерометров вдоль линии электропередач относительно вертикальной плоскости. Второй 60 делитель ускорений производит деление отфильтрованных сигналов акселерометров поперек линии электропередач относительно вертикальной плоскости. Соотношение этих сигналов определяет вектор отклонения опоры в процессе колебаний.

Сигналы с выходов первого 59 и второго 60 делителей модуля мониторинга опоры 47 через элементы 77, 78, 79, 39, 38 и 40 подаются на входы первого 113 и второго 114 блоков предупреждения по углу колебаний модуля сбора данных и первичной диагностики 22 соответственно.

Для мониторинга механических воздействий на опору линии электропередач в модуле мониторинга опоры 47 сигналы с выходов акселерометра ускорения вдоль 52 оси токонесущего провода и акселерометра ускорения поперек 53 оси токонесущего провода подаются на второй 58 и первый 57 форсирующие блоки, предназначенные для выделения высоких частот колебаний, характерных для механических ударов по опоре в результате наездов транспорта. Эти сигналы подаются на третий 61 делитель ускорений, обеспечивающий вычисление направления удара относительно поперечной оси линии электропередач.

Сигналы с выходов первого 57, второго 58 форсирующих блоков и третьего 61 делителя ускорений через элементы 77, 78, 79, 39, 38, 40, 95, 41, 45 и 45 в оперативно-диспетчерский пункт электросетевой компании.

В результате передается информация об интенсивности и направлению механического воздействия на опору линии электропередач.

Для фиксации удара сигнал от первого 57 форсирующего блока подается на первый 70 блок выделения амплитудных значений и первый 72 блок фиксации удара, а сигнал от второго 58 форсирующего блока подается на второй 71 блок выделения амплитудных значений и второй 73 блок фиксации удара, выходные сигналы которых через элементы 77, 78, 79, 39, 38, 40 подаются на первый 119 и второй 120 блоки предупреждения по механическому воздействию.

Отфильтрованные сигналы от первого 54, второго 55 и третьего 56 блоков первичной фильтрации ускорений через элементы 77, 78, 79, 39, 38, 40, 95, 41, 45 и 45 передаются в оперативно-диспетчерский пункт электросетевой компании.

При падении опоры срабатывает датчик падения 48 опоры, сигнал с которого сравнивается на блоке сравнения наклона 50 с величиной, установленной блоком фиксации предельного наклона 49 опоры.

В результате формируется сигнал падения опоры, который через элементы 77, 78, 79, 39, 38, 40, 95, 41, 45 и 45 передается в оперативно-диспетчерский пункт электросетевой компании для принятия оперативных решений.

Работа модуля мониторинга опоры 47 и идентификация обеспечивается таймером 75 и идентификатором опоры 76.

Задатчик уровня 108 аварийных отклонений опоры модуля сбора данных и первичной диагностики 22 формирует сигнал уровня аварийных отклонений опоры от вертикального положения, который через элементы 40, 38, 39, 79, 78 и 77 подается на блок уровня аварийных 69 отклонений модуля мониторинга опоры 47.

Задатчик уровня фиксации удара 117 модуля сбора данных и первичной диагностики 22 формирует сигнал уровня фиксации удара, который через элементы 40, 38, 39, 79, 78 и 77 подается на блок уровня фиксации удара 74 модуля мониторинга опоры 47.

Задатчик 121 настройки частоты полосовых фильтров опор модуля сбора данных и первичной диагностики 22 формирует сигнал настройки фильтров для выделения приоритетных частот колебаний опоры, который через элементы 40, 38, 39, 79, 78 и 77 подается на блок настройки 64 полосовых фильтров.

На вторые входы первого 110 и второго 111 блоков предупреждения по амплитуде колебаний модуля сбора данных и первичной диагностики 22 подаются предельно-допустимые значения от задатчика предупреждения по амплитуде 109 колебаний.

В результате при превышении предельно-допустимых значений на выходах первого 110 и второго 111 блоков предупреждения по амплитуде колебаний вырабатываются сигналы предупреждения, которые через элементы 41, 45 и 46 подаются в оперативно-диспетчерскую службу электросетевой компании для принятия оперативных решений.

На вторые входы первого 113 и второго 114 блоков предупреждения по углу колебаний модуля сбора данных и первичной диагностики 22 подаются предельно-допустимые значения от задатчика предупреждения по углу 112 колебаний. Первый 115 и второй 116 блоки вычисления арктангенсов обеспечивают перевод отношений значений ускорений по осям в значения приоритетных углов колебаний опоры линии электропередач.

В результате на выходах первого 115 и второго 116 блоков вычисления арктангенсов вырабатываются сигналы пропорциональные углам колебаний опоры, которые через элементы 41, 45 и 46 подаются в оперативно-диспетчерскую службу электросетевой компании.

На вторые входы первого 119 и второго 120 блоков предупреждения по механическому воздействию модуля сбора данных и первичной диагностики 22 подаются предельно-допустимые значения от задатчика предупреждения по механическому воздействию 118.

В результате при превышении предельно-допустимых значений механического воздействия на опору на выходах первого 119 и второго 120 блоков предупреждения по механическому воздействию вырабатываются сигналы предупреждения, которые через элементы 41, 45 и 46 подаются в оперативно-диспетчерскую службу электросетевой компании для принятия оперативных решений.

Предельно-допустимые значения записываются в задатчики предупреждения по амплитуде 109 колебаний, предупреждения по углу 112 колебаний и предупреждения по механическому воздействию 118 через элементы 46, 45 и 41 из оперативно-диспетчерской службы электросетевой компании.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение надежности энергоснабжения посредством проведения комплексного мониторинга опор и проводов, повышения достоверности данных измерения ускорений по трем осям и определения геометрических параметров вибрации и «пляски», оценки гололедообразования с учетом нагрузки, вибрации и температуры провода, мониторинга силы и направления механических ударов на опорах, измерения динамики изменения амплитуды и частоты вибрации опоры во времени и под действием внешних механических воздействий, фиксация допустимого наклона опоры и ее падения.

Claims (1)

1. Устройство модуля дистанционного мониторинга высоковольтных линий электропередач, содержащее измерительные модули, установленные на каждой фазе линии электропередач между опорами и включающие датчики температуры и влажности, соединенные с вычислительным блоком, формирующим данные о начале налипания снега или образования льда, приемопередатчик с антенной соединен с концентратором измерительного модуля, блок питания через монитор питания соединен с концентратором и логическим элементом «И», трансформатор тока соединен с блоком сравнения токов и первым и вторым аналоговыми ключами, задатчик значений токов через блок сравнения токов, первый инвертор, логический элемент «И», первый аналоговый ключ соединен блоком питания, монитор питания через второй инвертор, второй аналоговый ключ, аналого-цифровой преобразователь соединен с блоком памяти, выходы блока сравнения токов, вычислительного блока, блока памяти и идентификатора фазы соединены с концентратором, выходы концентратора соединены с блоком памяти и через блок интервалов измерений с аналого-цифровым преобразователем и вычислительным блоком, модуль сбора данных и первичной диагностики, установленный на каждой опоре линии электропередач, содержащий последовательно соединенные первые, вторые и третьи блоки памяти токов фаз, регистры, превышения тока фаз, сумматоры, превышенных значений тока фаз, блоки определения разности превышающих значений тока между фазами, сумматоры разности превышающих значений тока между фазами соответственно, вторые входы первого, второго и третьего блоков определения разности превышающих значений тока между фазами соединены с выходами второго, третьего и первого регистров превышения тока фаз соответственно, первый приемопередатчик с антенной для связи с измерительными модулями соединен с первым концентратором модуля сбора данных и первичной диагностики, выходы которого соединены с входами первого, второго и третьего блоков памяти токов фаз, выходы первых, вторых и третьих сумматоров тока фаз и блоков определения разности превышающих значений тока между фазами соединены с входами второго концентратора модуля сбора данных и первичной диагностики, вход блока считывания данных соединен с выходом первого и входом второго концентратора, а выход - с первым концентратором непосредственно и через таймер с фиксирующими входами первого, второго и третьего регистров значений тока фаз и с первым концентратором, идентификатор опоры высоковольтной линии электропередач соединен с входом второго концентратора, второй концентратор соединен со вторым приемопередатчиком с антенной для связи модулей сбора данных и первичной диагностики, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены модуль мониторинга опоры высоковольтной линии электропередач, содержащий датчик падения опоры, блок фиксации предельного наклона опоры, блок сравнения наклона, акселерометр вертикального ускорения, акселерометр ускорения вдоль оси токонесущего провода, акселерометр ускорения поперек оси токонесущего провода, первый, второй и третий блоки первичной фильтрации ускорений, первый и второй форсирующие блоки, первый, второй и третий делители ускорений, первый и второй перестраиваемые полосовые фильтры, блок настройки полосовых фильтров, первый и второй выпрямители со сглаживающими фильтрами, первый и второй блоки сравнения, блок уровня аварийных отклонений, первый и второй блоки выделения амплитудных значений, первый и второй блоки фиксации удара, блок уровня фиксации удара, таймер и идентификатор опоры мониторинга, концентратор с приемопередатчиком и антенной модуля мониторинга опоры высоковольтной линии электропередач, в измерительный модуль дополнительно введены датчик температуры токонесущего провода, акселерометр ускорений токонесущего провода в вертикальной плоскости, акселерометр ускорений токонесущего провода вдоль его оси, акселерометр ускорений токонесущего провода в поперечном относительно его оси направлении, первый, второй и третий полосовые фильтры вибрации, первый, второй и третий настраиваемые полосовые фильтры «пляски» проводов, первый и второй делители ускорений провода, фиксатор угла вибрации провода и фиксатор угла «пляски» провода, в модуль сбора данных и первичной диагностики дополнительно введены сумматор токов фаз, двунаправленный канал связи первого и второго концентраторов, фиксатор гололедообразования, корректор гололедообразования по температуре токонесущего провода, корректор гололедообразования по вибрации токонесущего провода, корректор гололедообразования по току токонесущего провода, первый, второй и третий фиксаторы амплитуд вибрации по осям, первый, второй и третий выпрямители амплитуд вибрации по осям, сумматор амплитуд вибрации, задатчик частоты перестраиваемых полосовых фильтров проводов, задатчик уровня аварийных отклонений, задатчик предупреждения по амплитуде колебаний, первый и второй блоки предупреждения по амплитуде колебаний, задатчик предупреждения по углу колебаний, первый и второй блоки предупреждения по углу колебаний, первый и второй блоки вычисления арктангенсов, задатчик уровня фиксации удара, задатчик предупреждения по механическому воздействию, первый и второй блоки предупреждения по механическому воздействию, задатчик настройки частоты полосовых фильтров опор, причем в модуле мониторинга опоры высоковольтной линии электропередач, первый вход блока сравнения наклона соединен с выходом датчика падения опоры, а второй с выходом блока фиксации предельного наклона опоры, выход блока сравнения наклона через концентратор с приемопередатчиком и антенной модуля мониторинга опоры по радиоканалу через первый приемопередатчик с антенной, концентратор, двунаправленный канал связи соединен с вторым концентратором модуля сбора данных и первичной диагностики, акселерометр вертикального ускорения через первый блок первичной фильтрации ускорений соединен со вторыми входами первого и второго делителей ускорений и концентратором, акселерометр ускорения вдоль оси токонесущего провода через второй блок первичной фильтрации ускорений соединен с первым входом первого делителя ускорений и концентратором, акселерометр ускорения поперек оси токонесущего провода через третий блок первичной фильтрации ускорений соединен с первым входом второго делителя ускорений и концентратором, акселерометр ускорения вдоль оси токонесущего провода соединен с входом первого перестраиваемого полосового фильтра и через второй форсирующий блок с входами второго блока выделения амплитудных значений концентратора и вторым входом третьего делителя ускорений, акселерометр ускорения поперек оси токонесущего провода соединен с входом второго перестраиваемого полосового фильтра и через первый форсирующий блок с входами первого блока выделения амплитудных значений, концентратора и первым входом третьего делителя ускорений, первый перестраиваемый полосовой фильтр через первый выпрямитель со сглаживающим фильтром соединен с первым блоком сравнения, второй перестраиваемый полосовой фильтр через второй выпрямитель со сглаживающим фильтром соединен с вторым блоком сравнения, выходы первого и второго выпрямителей со сглаживающими фильтрами, первого и второго блоков сравнения, первого, второго и третьего делителей ускорений соединены с концентратором, первый блок выделения амплитудных значений через первый блок фиксации удара соединен с концентратором, второй блок выделения амплитудных значений через второй блок фиксации удара соединен с концентратором, концентратор соединен через блок настройки полосовых фильтров с входами настройки частот пропускания первого и второго перестраиваемых полосовых фильтров, через блок уровня аварийных отклонений с вторыми входами первого и второго блоков сравнения, через блок уровня фиксации удара со вторыми входами первого и второго блоков фиксации удара, таймер и идентификатор опоры мониторинга соединены с концентратором, концентратор соединен с приемопередатчиком и антенной модуля мониторинга опоры высоковольтной линии электропередач, в измерительном модуле датчик температуры токонесущего провода соединен с концентратором измерительного модуля, акселерометр ускорений токонесущего провода в вертикальной плоскости через первый полосовой фильтр вибрации, через первый настраиваемый полосовой фильтр «пляски» проводов, через первый вход первого делителя ускорений провода и фиксатор угла вибрации провода соединен с концентратором измерительного модуля, акселерометр ускорений токонесущего провода вдоль его оси соединен с вторыми входами первого и второго делителей ускорений провода и через второй полосовой фильтр вибрации, через второй настраиваемый полосовой фильтр «пляски» проводов соединен с концентратором измерительного модуля, акселерометр ускорений токонесущего провода в поперечном относительно его оси направлении через третий полосовой фильтр вибрации, через третий настраиваемый полосовой фильтр «пляски» провода, через второй вход второго делителя ускорений провода и фиксатор угла «пляски» провода соединен с концентратором измерительного модуля, концентратор измерительного модуля соединен с входами настройки первого, второго и третьего настраиваемых полосовых фильтров «пляски» проводов, в модуле сбора данных и первичной диагностики входы сумматора токов фаз соединены с выходами сумматоров превышенных значений тока фаз, а выход через вход коррекции корректора гололедообразования по току токонесущего провода соединен со вторым концентратором модуля сбора данных и первичной диагностики, двунаправленный канал связи соединен с первым и вторым концентраторами модуля сбора данных и первичной диагностики, вход фиксатора гололедообразования через первый концентратор, первый приемопередатчик с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики по радиоканалу через приемопередатчик с антенной, концентратор измерительного модуля соединен с выходом вычислительного блока, выход фиксатора гололедообразования через корректор гололедообразования по вибрации токонесущего провода, корректор гололедообразования по температуре токонесущего провода и корректор гололедообразования по току токонесущего провода соединен с вторым концентратором модуля сбора данных и первичной диагностики, корректирующий вход корректора гололедообразования по температуре токонесущего провода через первый концентратор, первый приемопередатчик с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики по радиоканалу через приемопередатчик с антенной, концентратор измерительного модуля соединен с выходом датчика температуры токонесущего провода, входы первого, второго и третьего фиксаторов амплитуд вибрации по осям через первый концентратор, первый приемопередатчик с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики по радиоканалу через приемопередатчик с антенной, концентратор измерительного модуля соединены с выходами первого, второго и третьего полосовых фильтров вибрации, входы первого, второго и третьего фиксаторов амплитуд вибрации по осям через первый, второй и третий выпрямители амплитуд вибрации по осям соединены с входами сумматора амплитуд вибрации, выход которого соединен с корректирующим входом корректора гололедообразования по вибрации токонесущего провода, выход задатчика частоты перестраиваемых полосовых фильтров проводов через первый концентратор, первый приемопередатчик с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики по радиоканалу через приемопередатчик с антенной, концентратор измерительного модуля соединен с входами настройки частот первого, второго и третьего настраиваемых полосовых фильтров «пляски» проводов, выходы первого, второго выпрямителей со сглаживающими фильтрами, первого, второго делителей ускорений, первого и второго форсирующих блоков через концентратор с приемопередатчиком и антенной модуля мониторинга опоры по радиоканалу через первый концентратор с приемопередатчиком с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики соединены с первыми входами первого и второго блоков предупреждения по амплитуде колебаний, первого и второго блоков предупреждения по углу колебаний и первого и второго блоков предупреждения по механическому воздействию соответственно, вторые входы первого и второго блоков предупреждения по амплитуде колебаний соединены с задатчиком предупреждения по амплитуде колебаний, вторые входы первого и второго блоков предупреждения по углу колебаний соединены с задатчиком предупреждения по углу колебаний, вторые входы первого и второго блоков предупреждения по механическому воздействию соединены с задатчиком предупреждения по механическому воздействию, выходы задатчиков уровня аварийных отклонений, уровня фиксации удара и задатчика настройки частоты полосовых фильтров опор, первый концентратор, первый приемопередатчик с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики по радиоканалу через приемопередатчик с антенной и концентратор модуля мониторинга опоры соединены с входами блока уровня аварийных отклонений, блока уровня фиксации удара и блока настройки полосовых фильтров модуля мониторинга опоры, выходы первого и второго блоков предупреждения по углу колебаний через первый и второй блоки вычисления арктангенсов соединены с вторым концентратором и через второй приемопередатчик с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики соединены с приборами информационно-управляющего пульта оперативно-диспетчерского пункта электросетевой компании обслуживания высоковольтных линий электропередач, выходы фиксатора гололедообразования, корректора гололедообразования по току токонесущего провода, первого и второго блоков предупреждения по амплитуде колебаний, первого и второго блоков предупреждения по механическому воздействию соединены с вторым концентратором и через второй приемопередатчик с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики соединены с приборами информационно-управляющего пульта оперативно-диспетчерского пункта электросетевой компании обслуживания высоковольтных линий электропередач, входы задатчиков предупреждения по амплитуде колебаний, предупреждения по углу колебаний, предупреждения по механическому воздействию соединены со вторым концентратором и через второй приемопередатчик с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики соединены с приборами информационно-управляющего пульта оперативно-диспетчерского пункта электросетевой компании обслуживания высоковольтных линий электропередач, выходы первого, второго, третьего настраиваемых полосовых фильтров «пляски» проводов, первого и второго фиксаторов углов «пляски» провода, первого, второго и третьего полосовых фильтров вибрации через концентратор, приемопередатчик с антенной измерительного модуля по радиоканалу через первый приемопередатчик с антенной, первый концентратор, двунаправленный канал связи, второй концентратор, второй приемопередатчик с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики соединены с приборами информационно-управляющего пульта оперативно-диспетчерского пункта электросетевой компании обслуживания высоковольтных линий электропередач, выходы первого и второго блоков сравнения, первого и второго выпрямителей со сглаживающими фильтрами, первого, второго и третьего блоков первичной фильтрации ускорений, третьего делителя ускорений, первого и второго блоков фиксации удара через концентратор, приемопередатчик с антенной модуля мониторинга опоры по радиоканалу, через первый приемопередатчик с антенной, первый концентратор, двунаправленный канал связи, второй концентратор, второй приемопередатчик с антенной модуля сбора данных и первичной диагностики соединены с приборами информационно-управляющего пульта оперативно-диспетчерского пункта электросетевой компании обслуживания высоковольтных линий электропередач.

Images