RU42918U1

RU42918U1 - HEADLIGHTER

Info

Publication number: RU42918U1
Application number: RU2004124198/22U
Authority: RU
Inventors: С.С. Шляхов
Original assignee: Шляхов Станислав Сергеевич
Priority date: 2004-08-12
Filing date: 2004-08-12
Publication date: 2004-12-20

Abstract

Полезная модель относится к области высокочастотной связи по проводам линий электропередачи, используемой в энергетике для передачи сигналов диспетчерского управления, противоаварийной автоматики и релейной защиты энергетических объектов.Задачей технического решения является расширение полосы заграждения и обеспечение электрической прочности заградителя в условиях перенапряжений в электрических сетях.Технический результат достигается тем, что в заградителе высокочастотном, содержащем силовой реактор, первое защитное устройство в виде ограничителя перенапряжения и блок настройки, состоящий из первого конденсатора и параллельно подключенной к нему цепи из последовательно соединенных второго конденсатора, первой катушки индуктивности и соединенных параллельно между собой резистора и второй катушки индуктивности, в блок настройки введены третий конденсатор, подключенное параллельно второй катушке индуктивности, и второе защитное устройство в виде варистора, включенное параллельно цепи из первой катушки индуктивности и параллельного RLC-контура.Третий конденсатор совместно со второй катушкой индуктивности образуют параллельный LC-контур, который увеличивает полосу заграждения, а варистор ограничивает уровень опасного напряжения при переходных процессах на элементах блока настройки заградителя с любой добротностью.The utility model relates to the field of high-frequency communication over wires of power lines used in power engineering for transmitting supervisory control signals, emergency automation and relay protection of power facilities. The objective of the technical solution is to expand the fencing band and ensure the electrical strength of the trap in case of overvoltage in electric networks. achieved by the fact that in the high-frequency choke containing a power reactor, the first protective device o in the form of a surge suppressor and a tuner consisting of a first capacitor and a circuit connected in parallel from it from a second capacitor connected in series, a first inductance coil and a resistor and a second inductor connected in parallel, a third capacitor connected in parallel to the second coil is introduced into the tuner inductance, and a second protective device in the form of a varistor, connected in parallel to the circuit from the first inductance coil and a parallel RLC circuit. Sator together with the second inductor forming a parallel LC-circuit, which increases the barrier strip and varistor limits the voltage level of a dangerous transient suppressors on the tuner with any Q elements.

Description

Область техники.The field of technology.

Полезная модель относится к области высокочастотной связи по проводам линий электропередачи, используемой в энергетике для передачи сигналов диспетчерского управления, противоаварийной автоматики и релейной защиты энергетических объектов.The utility model relates to the field of high-frequency communication over wires of power lines used in the energy sector for transmitting supervisory control signals, emergency control equipment and relay protection of power facilities.

Предшествующий уровень техники.The prior art.

Заградители высокочастотные (заградители) включаются последовательно в провода линий электропередачи (ЛЭП) и должны сохранять работоспособность после воздействия волн перенапряжений, возникающих в электрических сетях при грозе, коммутационных переключениях и аварийных ситуациях на ЛЭП.High-frequency arresters (arresters) are connected in series to the wires of power lines (power lines) and must remain operational after exposure to surge waves arising in electrical networks during thunderstorms, switching switching and emergency situations on power lines.

Функциональные возможности заградителя оцениваются шириной его полосы заграждения, а его надежность зависит от эффективности защитного устройства и электрической прочности элементов.The functionality of the trap is evaluated by the width of its boom strip, and its reliability depends on the effectiveness of the protective device and the electric strength of the elements.

Известен заградитель, состоящий из силового реактора, блока настройки и схемы защиты в виде двух разрядников с искровыми промежутками и катушкой индуктивности. (Микуцкий Г.В. Высокочастотные заградители и устройства присоединения для каналов высокочастотной связи. Энергоиздат. М., 1984 г. стр.84, рис. 4.3).Known suppressor, consisting of a power reactor, a tuner and a protection circuit in the form of two arresters with spark gaps and an inductor. (GV Mikutsky. High-frequency traps and connection devices for high-frequency communication channels. Energy Publishing House, Moscow, 1984, p. 84, Fig. 4.3).

Пробивное напряжение искрового промежутка разрядника нестабильно и зависит от скорости нарастания напряжения на нем. При предразрядном времени менее 0,1 мкс напряжение его пробоя становится неопределенным.The breakdown voltage of the spark gap of the spark gap is unstable and depends on the rate of rise of voltage on it. With a pre-discharge time of less than 0.1 μs, its breakdown voltage becomes undefined.

Поэтому для защиты от волны перенапряжений с крутым фронтом, набегающих со стороны электрических сетей, применение разрядников становится мало эффективным.Therefore, to protect against surge waves with a steep front, incident from the side of electrical networks, the use of arresters becomes less effective.

В таких случаях катушка индуктивности задерживает скорость роста напряжения, а вследствие этого увеличивается предразрядное время срабатывания разрядника и повышается эффективность схемы защиты.In such cases, the inductor delays the growth rate of the voltage, and as a result, the pre-discharge time of the spark gap increases and the efficiency of the protection circuit increases.

Однако введение защитной катушки сужает полосу заграждения заградителя и существенно усложняет его конструкцию в связи с необходимостью установки катушки и двух разрядников.However, the introduction of a protective coil narrows the fencing strip of the trap and significantly complicates its design due to the need to install a coil and two arresters.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому (его прототипом) является двухконтурная схема заградителя с использованием в качестве защитного устройства, подключенного параллельно силовому реактору, высоконелинейного варистора без искровых промежутков, получившего в нашей стране название ограничителя перенапряжения, (в дальнейшем ОПН), в котором защитный уровень практически не зависит от фронта волны перенапряжения (Шляхов С.С. П №2231925 по заявке №2002132692 от 05.12.2002 г. «Заградитель высокочастотный»).The closest technical solution to the claimed one (its prototype) is a two-circuit protector using a highly non-linear varistor without spark gaps as a protective device connected in parallel with the power reactor, which in our country is called the surge suppressor, (hereinafter referred to as arrester), in which the protective level practically does not depend on the front of the surge wave (Shlyakhov S.S. P No. 2231925 according to the application No. 20022132692 dated 05.12.2002 “High-frequency suppressor”).

Недостатками известного заградителя является опасность появления после срабатывания ОПН переходного процесса в схеме самого заградителя, в результате которого значения напряжений на элементах схемы могут в несколько раз превысить защитный уровень ОПН, а так же недостаточная в ряде случаев полоса заграждения.The disadvantages of the known arrestor are the danger of a transient occurring after the arrester is triggered in the arrester circuit itself, as a result of which the voltage values on the circuit elements can several times exceed the protective arrester level, as well as an inadequate barrage band in some cases.

Сущность полезной модели.The essence of the utility model.

Задачей предложения является расширение полосы заграждения и обеспечение электрической прочности заградителя при переходных процессах в условиях воздействия перенапряжений с крутым фронтом волны со стороны электрической сети.The objective of the proposal is to expand the boom band and ensure the electrical strength of the trap during transients under the influence of overvoltages with a steep wave front from the side of the electric network.

Технический результат состоит в снижении значения перенапряжений на элементах схемы заградителя и увеличении заграждающих возможностей.The technical result consists in reducing the value of overvoltage on the elements of the circuit of the trap and increasing the blocking capabilities.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в заградителе высокочастотном, содержащем силовой реактор с первым и вторым выводами и подключенные к этим выводам параллельно силовому реактору первое защитное устройство в виде ограничителя перенапряжения и блок настройки, состоящий из подключенных к выводам силового реактора параллельных между собой первого конденсатора и цепи из последовательно соединенных второго конденсатора, первый вывод которого соединен с первым выводом реактора, а второй вывод с первой катушкой индуктивности, соединенной последовательно с подключенными параллельно между собой The above technical result is achieved by the fact that in the high-frequency choke containing the power reactor with the first and second conclusions and connected to these conclusions parallel to the power reactor, the first protective device in the form of a surge protector and a tuner consisting of connected to the terminals of the power reactor parallel to each other of the first capacitor and chains of series-connected second capacitor, the first terminal of which is connected to the first terminal of the reactor, and the second terminal with the first coil ind ktivnosti connected in series are connected in parallel with each other

резистором и второй катушкой индуктивности, которые соединены со вторым выводам силового реактора, в блок настройки введены третий конденсатор, подключенный параллельно второй катушки индуктивности, и второе защитное устройство в виде варистора, подключенного между вторым выводом второго конденсатора и вторым выводом силового реактора параллельно последовательной цепи из первой катушки индуктивности и параллельных между собой резистора и второй катушкой индуктивности.a resistor and a second inductor that are connected to the second terminals of the power reactor, a third capacitor connected in parallel with the second inductor, and a second protective device in the form of a varistor connected between the second terminal of the second capacitor and the second terminal of the power reactor in parallel to the serial circuit from the first inductor and a parallel resistor and the second inductor.

Включение третьего конденсатора позволяет создать совместно со второй катушкой индуктивности дополнительный параллельный резонансный контур, что расширяет полосу заграждения устройства, а применение варистора в блоке настройки защищает от перенапряжений его реактивные элементы.The inclusion of the third capacitor allows you to create, together with the second inductor, an additional parallel resonant circuit, which extends the obstacle bar of the device, and the use of a varistor in the tuner protects its reactive elements from overvoltage.

Сущность полезной модели поясняется чертежом фиг.1, на котором приведена электрическая схема заградителя.The essence of the utility model is illustrated by the drawing of figure 1, which shows the electrical diagram of the trap.

Заградитель 1 содержит параллельно подключенные силовой реактор 1, с выводами 2 и 3, первое защитное устройство 4 и блок настройки 5, состоящий из первого конденсатора 6, второго конденсатора 7, второго защитного устройства в виде варистора 8, первой катушки индуктивности 9 и параллельного RLC-контура, состоящего из резистора 10, второй катушки индуктивности 11 и третьего конденсатора 12.The trap 1 contains a parallel connected power reactor 1, with leads 2 and 3, a first protective device 4 and a tuner 5 consisting of a first capacitor 6, a second capacitor 7, a second protective device in the form of a varistor 8, a first inductor 9 and a parallel RLC- a circuit consisting of a resistor 10, a second inductor 11 and a third capacitor 12.

Выводы 2 и 3 предназначены для подключения заградителя к проводу ЛЭП.Conclusions 2 and 3 are designed to connect the trap to the power line wire.

Заградитель работает следующим образом.The trap works as follows.

Высокочастотные сигналы поступают от передатчика по проводам ЛЭП на выводы 2 и 3 и далее на силовой реактор 1, первое защитное устройство 4 и блок настройки 5. Конденсатор 6 совместно с индуктивностью силового реактора 1 и подключенной параллельно к ним цепи из конденсатора 7, катушки индуктивности 9 и параллельного RLC-контура, состоящего из резистора 10, катушки индуктивности 11 и конденсатора 12, образуют сложную резонансную систему с высоким входным сопротивлением, настроенную на частоту высокочастотного сигнала. Резистор 10 служит нагрузкой резонансной системы и обеспечивает необходимое High-frequency signals are transmitted from the transmitter via power lines to conclusions 2 and 3 and then to power reactor 1, the first protective device 4 and tuner 5. Capacitor 6 together with the inductance of power reactor 1 and a circuit connected in parallel from capacitor 7, inductor 9 and a parallel RLC circuit, consisting of a resistor 10, an inductor 11 and a capacitor 12, form a complex resonant system with a high input impedance tuned to the frequency of the high-frequency signal. The resistor 10 serves as the load of the resonant system and provides the necessary

значение заграждающего сопротивления в рабочей полосе устройства для высокочастотных сигналов.the value of the blocking resistance in the working band of the device for high-frequency signals.

Таким образом для заграждения высокочастотных сигналов передатчика создается фильтр - пробка, которая необходима при организации канала связи по проводам ЛЭП для устранения шунтирующего действия электрооборудования электрической подстанции.Thus, to block the high-frequency signals of the transmitter, a filter is created - a plug, which is necessary when organizing the communication channel through power lines to eliminate the shunting effect of the electrical equipment of the electrical substation.

При этом дополнительный конденсатор 12 совместно с катушкой индуктивности 11 создают дополнительный резонансный контур, который расширяет полосу заграждения на 15%. Таким образом, предлагаемое техническое решение обладает преимуществом по ширине полосы заграждения перед прототипом.In this case, the additional capacitor 12 together with the inductor 11 create an additional resonant circuit, which extends the obstacle band by 15%. Thus, the proposed solution has the advantage of the width of the strip barriers over the prototype.

Когда волны перенапряжений с большой амплитудой поступают по проводам ЛЭП через выводы 2 и 3 на силовой реактор 1, защитное устройство 4 и блок настройки 5, то начинается заряд конденсаторов 6, 7 и 12. Рост напряжения на конденсаторе 6 и силовом реакторе 1 прекращается при достижении на них значения защитного уровня защитного устройства 4. Таким образом ограничивается амплитуда перенапряжения на конденсаторе 6 и силовом реакторе 1 до безопасного для них значения. Наибольшую опасность перенапряжения представляют для конденсаторов.When overvoltage waves with large amplitudes arrive through power lines through leads 2 and 3 to power reactor 1, protective device 4 and tuner 5, the charge of capacitors 6, 7 and 12 begins. The voltage rise across capacitor 6 and power reactor 1 stops when it reaches on them the values of the protective level of the protective device 4. Thus, the amplitude of the overvoltage on the capacitor 6 and the power reactor 1 is limited to a safe value for them. The greatest danger of overvoltage is for capacitors.

Далее переходный процесс продолжается в блоке настройки 5: в последовательной цепи из конденсатора 7, катушки индуктивности 9, и параллельного RLC-контура.Next, the transition process continues in the tuner 5: in a series circuit of a capacitor 7, an inductor 9, and a parallel RLC circuit.

Он приобретает колебательный либо апериодический характер в зависимости от добротности схемы, т.к. энергия гасится на активном сопротивлении резистора 10. При большой добротности схемы заградителя, например, с полосами заграждения в области низких частот его рабочего диапазона, переходный процесс сопровождается дальнейшим подъемом напряжения на конденсаторах 7 и 12 за счет воздействия остающегося напряжения на защитном устройстве 4 и магнитной энергии, запасенной в катушках индуктивности 9 и 11.It acquires an oscillatory or aperiodic character depending on the quality factor of the circuit, because the energy is extinguished by the active resistance of the resistor 10. With a high quality factor of the circuit, for example, with barriers in the low frequency range of its operating range, the transition process is accompanied by a further increase in voltage on the capacitors 7 and 12 due to the influence of the remaining voltage on the protective device 4 and magnetic energy stored in inductors 9 and 11.

С повышением напряжения на варисторе 8 его сопротивление уменьшается, а при его срабатывании происходит шунтирование первой катушки индуктивности 9 и параллельного RLC - контура. В результате чего резко снижается добротность блока With increasing voltage at the varistor 8, its resistance decreases, and when it is triggered, the first inductor 9 and the parallel RLC circuit are bypassed. As a result, the quality factor of the block sharply decreases

настройки 5. При этом переходный процесс затухает, и рост напряжения на элементах блока настройки прекращается.settings 5. At the same time, the transient fades, and the voltage increase on the elements of the settings block stops.

Следовательно, благодаря применению второго защитного устройства 8 уровень напряжений на элементах блока настройки 5 может быть снижен до безопасного значения и таким образом существенно повышена надежность заградителя с высокой добротностью при переходном процессе в условиях воздействия волн перенапряжений, возникающих в электрических сетях.Therefore, due to the use of the second protective device 8, the voltage level on the elements of the tuner 5 can be reduced to a safe value, and thus the reliability of the high-Q arrestor is significantly improved during the transient process under the influence of overvoltage waves arising in electric networks.

Claims

High-frequency suppressor, containing a power reactor with first and second terminals and connected to these terminals in parallel with the power reactor, a protective device in the form of a surge suppressor and a tuner, consisting of the first capacitor connected to the terminals of the power reactor and the circuit from the second capacitor connected in series, the first the output of which is connected to the first output of the reactor, and the second output to the first inductor connected in series with parallel to the resistor and the second inductor, which are connected to the second output of the reactor, characterized in that a third capacitor is inserted into the tuner, connected in parallel with the second inductor, and a second protective device in the form of a varistor connected between the second output of the second capacitor and the second output of the power reactor parallel to the circuit of the first inductor and parallel to each other of the resistor and the second inductor.