Устройство электропитания цепей контроля и управления тиристорных вентилей, размещенных на изолированной от земли платформе

Область техники
Полезная модель относится к области электротехники и может быть применена для питания маломощных электронных схем в составе изолированных от земли устройств различного назначения, гальванически связанных с проводами воздушной линии электропередачи (ВЛ), например, в управляемых тиристорами устройствах последовательной компенсации (УПК).
Уровень техники
Известно устройство питания, находящееся под высоким потенциалом устройств измерения переменного электрического тока, содержащее емкостный делитель, состоящий из конденсатора отбора мощности, подключенного одной обкладкой к высоковольтному проводу линии электропередачи, и конденсатора связи, одна обкладка которого заземлена, и электромагнитную часть, которая подсоединена параллельно к конденсатору отбора мощности и имеет клеммы для подсоединения нагрузки, находящейся под высоким потенциалом [RU 2381585].
Недостаток известного устройства - зависимость питания от состояния линии электропередачи (наличия или отсутствия высокого напряжения на ее проводе).
Известно свободное от этого недостатка устройство электропитания контрольно измерительной аппаратуры, размещенной на изолированной от земли платформе, которая гальванически связана с проводом ВЛ, содержащее первичный источник питания на потенциале земли и средство передачи энергии на вторичный источник питания, размещенный на изолированной платформе [RU 2365922]. Это устройство выбрано в качестве прототипа заявляемой полезной модели.
В прототипе средство передачи энергии на вторичный источник питания, размещенный на изолированной от земли платформе, выполнено в виде батареи светоизлучателей, преобразующих первичную электрическую энергию, вырабатываемую на потенциале земли, в энергетический световой поток, направляемый через оптические каналы связи на размещенную на изолированной платформе батарею фотоэлементов, вырабатывающую электроэнергию для вторичного источника питания.
Недостаток прототипа - ограниченность передаваемой мощности величиной в несколько десятков ватт, что в ряде случаев значительно ниже необходимой (например, в УПК, содержащих 24 мощных высоковольтных тиристора, размещаемых на изолированной платформе, мощность, требуемая для питания системы контроля и управления, достигает 300 В).
Раскрытие сущности полезной модели
Технический результат полезной модели - снятие жестких ограничений на мощность, передаваемую с земли на изолированную от земли платформу, находящуюся под высоким потенциалом, и соответствующих ограничений на мощность потребления размещенной на указанной платформе контрольно-управляющей аппаратуры.
Предметом полезной модели является устройство электропитания цепей контроля и управления тиристорных вентилей, размещенных на изолированной от земли платформе, гальванически связанной с проводом воздушной линии электропередачи, содержащее первичный источник питания на потенциале земли, и средство передачи энергии на вторичный источник питания, размещенный на изолированной от земли платформе, отличающееся тем, что указанное средство выполнено в виде электродвигателя, подключенного к первичному источнику питания, и электрогенератора, размещенного на изолированной от земли платформе, кинематически связанных изоляционным звеном.
Развитие полезной модели состоит в том, что изоляционное звено включает понижающий и повышающий редукторы, валы которых соединены стержневым изолятором, при этом понижающий редуктор находится под потенциалом земли, а повышающий - на изолированной от земли платформе.
Осуществление полезной модели с учетом ее развития
Фигура иллюстрирует заявляемое устройство на примере его использования для питания системы контроля и управления тиристорными вентилями УПК.
На фигуре показана изолированная от земли платформа 1, гальванически связанная с фазным проводом 2 воздушной линии электропередачи. На платформе 1 размещены силовая часть 3 УПК (содержащая батарею высоковольтных конденсаторов, включаемых в разрыв фазового провода ВЛ, и шунтирующую конденсаторы цепь из тиристорных вентилей и токоограничивающего реактора), цепи 4 контроля и управления тиристорными вентилями и ее вторичный источник 5 питания. Заявляемое устройство обеспечивает электропитание источника 5 и содержит первичный источник 6 питания на потенциале земли и средство передачи энергии на вторичный источник 5 питания, размещенный на платформе 2. Указанное средство выполнено в виде находящегося на потенциале земли электродвигателя 7, подключенного к источнику 6, и электрогенератора 8, размещенного на платформе 2, кинематически связанных изоляционным звеном.
Изоляционное звено может содержать понижающий редуктор 9, находящийся под потенциалом земли, и повышающий редуктор 10, размещенный на платформе 2, при этом валы редукторов 9 и 10 соединены стержневым изолятором 11. Изолятор 11 может быть выполнен полым в виде фарфоровой, стеклянной или полимерной трубы, снабженной металлическими фланцами для соединения с ответными фланцами валов редукторов 9 и 10.
Устройство работает следующим образом.
Электродвигатель 7 подключен к первичному источнику 6 электроэнергии, например, электросети или автономному источнику гарантированного электропитания.
Вращение вала электродвигателя 7 через редуктор 9, стержневой изолятор 11 и редуктор 10 передается валу генератора 8, который обеспечивает электроэнергией вторичный источник 5, питающий цепи 4. С помощью редукторов 9 и 10 обеспечивается снижение скорости вращения стержневого изолятора 11 до безопасной величины.
Применение заявляемой полезной модели позволяет независимо от состояния линии электропередачи обеспечить питание цепей контроля и управления, расположенной на изолированной от земли платформе, без жестких ограничений на потребляемую мощность.