Блок подсоединения датчика системы распознавания аварийных ситуаций в распределительных сетях 6-35 кВ

импульсы , которые подаются на персональный компьютер , анализируются , расшифровываются и передаются на монитор персонального компьютера , установленного на подстанции , и у диспетчера появляется информация о виде произошедшей ситуации , а также , при соответствующем программном обеспечении , о номере отключившегося выключателя . В качестве блока могут быть использованы устройства , описанные в [3, 4, 5].

Подобных схем БПД существует достаточное множество , но они имеет ряд недостатков , таких как необходимость разрыва токовых цепей при подключении , недостаточная защита от аварийных ситуаций и статического электричества , большие габариты и значительная мощность рассеивания .

Для системы предлагается использовать БПД , выполненный на основе токоизмерительных клещей ( к примеру , можно использовать модель DT3266 А ). Принципиальная электрическая схема БПД на основе токоизмерительных клещей приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Принципиальная электрическая схема БПД

Катушки L1 и L2 в узле 1 – это непосредственно часть токоизмерительных клещей , они намотаны на одном размыкающемся сердечнике , который при измерении клещами замыкается и соответственно образует трансформатор , в котором первичная обмотка – это провод , в котором измеряется ток , а вторичная – катушки L1 и L2, соединенные последовательно . В нашем случае , первичной обмоткой выступает провод , идущий от измерительного трансформатора , например , в фазе А . Как видно из схемы узел 2 аналогичен узлу 1, и используется для присоединения в другой фазе .

Таким образом , процесс присоединения БПД по такой схеме представляет собой просто фиксацию узлов 1 и 2 на проводах , отходящих от вторичных обмоток измерительных трансформаторов или непосредственно на проводах линий электропередачи . Это не требует вмешательства в схему измерительных цепей подстанций , что является несомненным преимуществом .

Резистор R1* в узле 1 и резистор R2* в узле 2 ( рис . 1) являются нагрузочными и предназначены для регулировки наклона вольтамперной характеристики , и соответственно требуют подбора в разных цепях . Возможен вариант использования вместо них переменных резисторов соответствующих мощностей - для оперативной настройки .

Так как БПД используется совместно с достаточно сложным цифровым устройством ( БЦОД ), в схеме необходимо предусмотреть защиту от возможности попадания высокого напряжения на вход БЦОД . Для этого в схему установлены предохранитель F1 и варистор VR1. При возникновении какой либо экстренной ситуации , например , обрыве резистора R1* трансформатор тока , образованный проводом токовой цепи и катушками L1 и L2 в узле 1 выйдет из своего нормального режима работы и на выходах L1 и L2 появится достаточно высокое напряжение , которое могло бы легко повредить БЦОД . Но в этом случае варистор VR1 “ закоротит ” цепь , в результате перегорит предохранитель F1 и высокое напряжение не повредит БЦОД .

Варистор VR2 выполняет аналогичную роль , что и варистор VR1, но при этом он еще служит дополнительной защитой от статического и наведенного электричества , защищая как БПД , так и БЦОД .

С вторичных обмоток трансформаторов , образованных катушками L1 и L2 в узле 1 и катушками L3 и L4 в узле 2, снимаются импульсы напряжения и поступают на входы однополупериодных выпрямителей D1 и D2.

Амплитуда напряжения на выходах вторичных обмоток трансформаторов , а соответственно и величина амплитуды импульсов выпрямленного напряжения на выходе выпрямителей D1 и D2, пропорциональна току , протекающему по токовым обмоткам трансформаторов . Следовательно , при изменении тока в контролируемой линии будет пропорционально меняться и амплитуда импульсов напряжения на выходе выпрямителей . Выпрямители D1 и D2 соединены между собой по схеме “ ИЛИ ”. Это приводит к тому , что при коротком замыкании ( КЗ ) между любыми фазами , а соответственно , и при увеличении тока во вторичных обмотках трансформаторов , образованных катушками L1 и L2 в узле 1 и катушками L3 и L4 в узле 2, происходит увеличение напряжения на выходах выпрямителей D1 и D2, соединенных параллельно .

Конденсаторы С 1 и С 2 ( рис . 1) используются для подавления помех и фильтрации снимаемого напряжения , которые могут привести к дополнительному зашумлению измеряемого сигнала .

Транзистор VT1, резистор R3 и стабилитрон VD1 собраны в схему параметрического стабилизатора, что необходимо как и для ограничения возможных значительных повышений импульсов напряжения, снимаемых с конденсатора С1 при КЗ между любыми фазами, так и для придания этим импульсам напряжения необходимой амплитуды (в нашем случае это уровень в 3,3 В – так как БЦОД реагирует на напряжение в интервале 0 - 5 В). Применение такого параметрического стабилизатора увеличивает надежность схемы, так как просто использование стабилитрона в этих целях может быть недостаточно и приводит к неверным оценкам режима работы сети.

Резистор R4 и конденсатор С 2 образует RC- фильтр , который дополнительно снижает уровень возможных возникающих помех . Дополнительно резистор R4 снижает ток , проходящий в схеме , и увеличивает надежность схемы в целом .

Стабилитрон VD2 выполняет защитную роль и в свою очередь исключает возможность попадания напряжения выше уровня его стабилизации ( к примеру 5 В ) на вход блока БЦОД .

Светодиод LED1 служит для контроля работы блока . Резистор R5- ограничивает ток в цепи светодиода для его нормальной работы . Х 1- соединительный разъем , через который БПД соединяется с БЦОД .

На рисунке 2 приведен внешний вид БПД .

Рисунок 2 – Внешний вид БПД

Блок подключения датчика , собранный по такой схеме , имеет ряд достоинств по сравнению с используемым ранее :

• -    нет необходимости разрыва токовых цепей при подключении и вмешательства в токовые цепи ;

• -    обладает большей надежностью и безопасностью за счет использования полной развязки от измеряемой цепи ( соединение с токовыми цепями визуально просматриваемо , а не находится в закрытой коробке );

• -    легкость и оперативность установки ;

• -    имеет меньшие габариты и рассеивает значительно меньше мощности , чем применяемые в настоящее время варианты устройств ;

• -    более приемлем для подключения к сложному цифровому блоку , так как имеет дополнительную защиту от аварийных ситуаций и статического электричества .

Применение предложенного БПД позволит повысить надежность и эффективность работы системы распознавания аварийных ситуаций в распределительных сетях 6-35 кВ , что предполагает значительную перспективу его использования .