RU2165675C2

RU2165675C2 - Signal-current lead-in device for three-phase supply mains

Info

Publication number: RU2165675C2
Application number: RU99113169A
Authority: RU
Inventors: К.И. Гутин; С.А. Цагарейшвили; В.А. Новиков; Н.С. Цагарейшвили; А.С. Цагарейшвили; Ю.А. Литвин; В.О. Бородченко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-коммерческая фирма "СЕВКО"
Priority date: 1999-06-15
Filing date: 1999-06-15
Publication date: 2001-04-20

Abstract

FIELD: electrical and communications engineering. SUBSTANCE: lead-in device has power transformer, medium-voltage supply mains, first, second, and third cosine capacitors, first, second, and third passive/active transmitters, and triggering unit. With cosine transformers inserted in low- voltage line signal currents are transmitted through three-phase transformer. EFFECT: provision for organizing communication channels in power transmission lines dispensing with line traps. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение при организации каналов связи с использованием трехфазной электрической сети (0,38-10-35) кВ, при этом сигнал вводят в сеть низкого напряжения, где установлены косинусные конденсаторы без обработки электрической сети высокочастотными заградителями. The invention relates to the field of electrical engineering and can find application in organizing communication channels using a three-phase electric network (0.38-10-35) kV, while the signal is injected into a low voltage network, where cosine capacitors are installed without processing the electric network with high-frequency traps.

Известно устройство образования токов сигналов в трехфазной электрической сети, которое реализовано при помощи трехфазного генератора пассивно-активного типа (а.с. СССР N 1308156). A device is known for generating signal currents in a three-phase electric network, which is implemented using a three-phase passive-active type generator (AS USSR N 1308156).

Основным недостатком известного устройства является потеря его работоспособности при наличии в сети косинусных конденсаторов, которые служат для повышения cos Y. The main disadvantage of the known device is the loss of its performance in the presence of cosine capacitors in the network, which serve to increase cos Y.

Известно также устройство передачи сигналов по проводам трехфазной электрической сети (а.с. СССР N 1477217), которое принято за прототип. There is also known a device for transmitting signals through the wires of a three-phase electric network (AS USSR N 1477217), which is taken as a prototype.

Несмотря на его работоспособность, при наличии косинусных конденсаторов, оно имеет недостаток - падение сетевого напряжения на обмотках трансформаторов, включенных в цепь косинусных конденсаторов, т.е. в конечном счете на нагрузке потребителя электроэнергии. Despite its operability, in the presence of cosine capacitors, it has a drawback - a drop in the mains voltage on the transformer windings included in the cosine capacitor circuit, i.e. ultimately at the load of the consumer of electricity.

В заявленном устройстве ток сигнала вводят в сеть 0,38 кВ не последовательным способом, как это имело место в прототипе, а параллельным, который исключает недостаток прототипа при сохранении работоспособности устройства с косинусными конденсаторами. In the claimed device, the signal current is injected into the 0.38 kV network not in a sequential manner, as was the case in the prototype, but in parallel, which eliminates the disadvantage of the prototype while maintaining the operability of the device with cosine capacitors.

Устройство ввода тока сигнала в трехфазную электрическую сеть, содержащее питающий трансформатор 1, первичные обмотки которого соединены с электрической сетью среднего напряжения 2, а вторичные обмотки соединены с электрической сетью низкого напряжения 3, первый 4, второй 5, третий 6 косинусные конденсаторы, первый 7, второй 8, третий 9 передатчики пассивно- активного типа, блок запуска 10, при этом первый 7, второй 8, третий 9 передатчики пассивно-активного типа соответственно подключены между фазами A, B, C электрической сети низкого напряжения и "земляной шиной" ("земля"), первый 4, второй 5, третий 6 косинусные конденсаторы включены треугольником, вершины которого соединены с фазами A, B, C электрической сети низкого напряжения 3, выход блока запуска 10 соединен с запускающими входами первого 7, второго 8, третьего 9 передатчиков пассивно-активного типа. A device for inputting a signal current into a three-phase electric network containing a supply transformer 1, the primary windings of which are connected to a medium voltage network 2, and the secondary windings are connected to a low voltage network 3, first 4, second 5, third 6 cosine capacitors, first 7, the second 8, third 9 passive-active type transmitters, a start-up block 10, while the first 7, second 8, third 9 passive-active type transmitters are respectively connected between phases A, B, C of the low-voltage electrical network and ground bus (ground), first 4, second 5, third 6 cosine capacitors are connected by a triangle, the vertices of which are connected to the phases A, B, C of the low voltage electric network 3, the output of the launch unit 10 is connected to the triggering inputs of the first 7, second 8, third 9 transmitters passive-active type.

Электрическая функциональная схема устройства приведена на чертеже. The electrical functional diagram of the device is shown in the drawing.

Устройство содержит:
1 - питающий трансформатор;
2 - электрическая сеть среднего напряжения;
3 - электрическая сеть низкого напряжения;
(4-6) - косинусные конденсаторы;
(7-9) - передатчики пассивно-активного типа (передатчик);
10 - блок запуска.The device contains:
1 - supply transformer;
2 - medium voltage electrical network;
3 - low voltage electrical network;
(4-6) - cosine capacitors;
(7-9) - passive-active type transmitters (transmitter);
10 - start block.

Устройство работает следующим образом:
1. Рассмотрим случай, когда к сети 3 подключен передатчик 7. Питающим напряжением передатчика 7 является фазное напряжение сети:
U_ф(t) = Umф sinΩt, (1)
где

Ω = 2ПF;
F = 50 Гц.The device operates as follows:
1. Consider the case when the transmitter 7 is connected to the network 3. The supply voltage of the transmitter 7 is the phase voltage of the network:
U _f (t) = Umf sinΩt, (1)
Where

Ω = 2PF;
F = 50 Hz.

Блок запуска 10 вырабатывает частоту f₀, которую подают на передатчики. Ток передатчика 7, вводимый в фазу А, представляет собой биение колебаний с двойной амплитудой, который циркулирует по цепи: "земля" - передатчик 7, фаза А, обмотка трансформатора 1 - "земля", т.к. косинусные конденсаторы 4-6 непосредственной связи с "землей" не имеют
iA(t) = 2ImsinΩt·sinw_ot = Imcosw₁t-Imcosw₂t, (2)
где w₀ =2Пf₀;
w_ot-Ωt = w₁ = 2Пf1,
w_ot+Ωt = w₂ = 2Пf₂;
f₂-f₁ = 2F = 100 Гц.The trigger unit 10 generates a frequency f ₀ , which is fed to the transmitters. The current of the transmitter 7, introduced into phase A, is a beating of oscillations with a double amplitude, which circulates through the circuit: "ground" - transmitter 7, phase A, the winding of transformer 1 - "ground", because cosine capacitors 4-6 have no direct connection with the "ground"
iA (t) = 2ImsinΩt sinw _o t = Imcosw ₁ t-Imcosw ₂ t, (2)
where w ₀ = 2Pf ₀ ;
w _o t-Ωt = w ₁ = 2Pf1,
w _o t + Ωt = w ₂ = 2Pf ₂ ;
f ₂ -f ₁ = 2F = 100 Hz.

Примечание: В связи с тем, что передатчик 7 включен по схеме фаза A - "земля", он будет генерировать также токи нулевой последовательности, но т. к. эти токи не могут быть трансформированы в сеть среднего напряжения 2, то для нас они интереса не представляют и рассматривать их образование мы не будем. Note: Due to the fact that the transmitter 7 is switched on according to the phase A - ground circuit, it will also generate zero sequence currents, but since these currents cannot be transformed into a medium voltage network 2, they are of interest to us do not represent and consider their education, we will not.

2. Рассмотрим случай, когда к сети 3 подключен только передатчик 8. Ток передатчика 8, вводимый в фазу В, с учетом того, что фаза напряжения питания передатчика отстает на 120^o от фазы А, равен

3. Рассмотрим случай, когда к сети 3 подключен только передатчик 9. Ток, вводимый в фазу C, с учетом того, что фаза напряжения питания отстает на 240^o от фазы А, равен

Выпишем для удобства анализа выражения (2-4), при синхронном запуске передатчиков (7-9).2. Consider the case when only the transmitter 8 is connected to the network 3. The current of the transmitter 8, introduced into phase B, taking into account that the phase of the transmitter supply voltage is 120 ^o behind phase A, is

3. Consider the case when only transmitter 9 is connected to network 3. The current introduced into phase C, taking into account the fact that the phase of the supply voltage is 240 ^o behind phase A, is

For convenience of analysis, we write out the expressions (2-4), with the synchronous start of the transmitters (7-9).

ia(t) = Imcosw₁t - Imcosw₂t;
ib(t) = Imcos(w₁t + 120^o) - cos(w₂t - 120^o);
ic(t) = Imcos(w₁t + 240^o) - cos(w₂t -240^o). (5)
Выражения (5) показывают, что ток на частоте w₁ имеет обратное чередование фаз A, C, B (против часовой стрелки), т.е. имеем I2(f₁), а ток на частоте w₂ - прямое чередование фаз A, B, C, т.е. I1(f₂). . Эти токи трансформируются через трансформатор 1 в линию среднего напряжения 2 и могут быть приняты в пункте приема сигналов.ia (t) = Imcosw ₁ t - Imcosw ₂ t;
ib (t) = Imcos (w ₁ t + 120 ^o ) - cos (w ₂ t - 120 ^o );
ic (t) = Imcos (w ₁ t + 240 ^o ) - cos (w ₂ t -240 ^o ). (5)
Expressions (5) show that the current at the frequency w ₁ has the reverse phase rotation A, C, B (counterclockwise), i.e. we have I2 (f ₁ ), and the current at the frequency w ₂ is the direct alternation of phases A, B, C, i.e. I1 (f ₂ ). . These currents are transformed through a transformer 1 into a medium voltage line 2 and can be received at a signal receiving point.

Мы доказали возможность передачи токов сигналов из сети низкого напряжения 3, где установлены косинусные конденсаторы (4- 6), в сеть среднего напряжения 2 и, соответственно, в сети более высоких напряжений, для дальнейшего приема сигналов, что и является решением цели, поставленной изобретением. We proved the possibility of transmitting signal currents from a low voltage network 3, where cosine capacitors are installed (4-6), to a medium voltage network 2 and, accordingly, to a network of higher voltages, for further receiving signals, which is the solution to the goal set by the invention .

Claims

A device for inputting a signal current into a three-phase electric network containing a supply transformer, the primary windings of which are connected to a medium-voltage electric network, and the secondary windings are connected to a low-voltage electric network, the first, second, third cosine capacitors, characterized in that the first, the second, third passive-active type transmitters, a start-up unit, while the first, second, third passive-active type transmitters are respectively connected between phases A, B, C of the electric network and low voltage and ground bus, the first, second, third cosine capacitors are connected by a triangle, the vertices of which are connected to the phases A, B, C of the low voltage electrical network, the output of the trigger unit is connected to the trigger inputs of the first, second, third passive-active transmitters.