Система мониторинга состояния конденсаторов связи
COMMUNICATION CAPACITORS STATE MONITORING SYSTEM

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического круглосуточного наблюдения и отслеживания состояния конденсаторов связи на энергообъектах, может быть использовано для определения начала процесса разрушения конденсатора связи и своевременной его замены.
Для обеспечения безопасного функционирования конденсаторов связи на энергообъектах, предупреждения их разрушения и взрыва требуется их круглосуточный мониторинг.
Из уровня техники известен фильтр присоединения высокочастотных каналов связи к линиям высокого напряжения (патент на полезную модель № RU 6485 от 10.04.1997, опубл. 16.04.1998), состоящий из автотрансформатора, один из выводов обмотки которого соединен с конденсатором связи, а другой заземлен, отличающийся тем, что автотрансформатор совместно с конденсатором связи образуют Г-образный полосовой фильтр, полоса пропускания которого определяется емкостью конденсатора и индуктивностью автотрансформатора. В указанном решении отсутствуют средства контроля емкости конденсатора связи, что приводит к высокой аварийности на энергообъектах из-за полного разрушения конденсаторов связи в результате пробоя его элементов.
Также известен датчик контроля конденсатора связи (патент на изобретение № RU 2675248 от 22.03.2018, опубл. 18.12.2018, бюл. №35), включающий входной и выходной разъемы, трансформатор, первичная обмотка которого посредством вводного разъема включается в разрыв между нижней обкладкой конденсатора связи и  фильтром присоединения, диодный мост, к которому подключены выводы вторичной обмотки трансформатора, первый резистор и два конденсатора, соединенные параллельно и подключенные к выводам диодного моста, второй и третий резисторы, формирующие выходной ток, один из которых является подстроечным резистором, вторые выводы  которых  подключены  к  контактам  выходного  разъёма. Известна выбранная в качестве прототипа система контроля состояния конденсаторов связи (патент на изобретение № RU 2675250 от 22.03.2018, опубл. 18.12.2018, бюл. № 35), включающая, по меньшей мере, один конденсатор связи, подключенный к линии электропередачи, и фильтр присоединения, отличающаяся тем, что содержит контроллер и, по меньшей мере, один датчик контроля конденсатора связи, причем количество датчиков соответствует количеству конденсаторов, конденсатор связи последовательно соединен с датчиком контроля конденсатора связи, с которым последовательно соединена вводная шпилька фильтра присоединения, а выводные клеммы датчика контроля конденсатора связи посредством соединительного кабеля соединены с аналоговым входом контроллера.
Недостатком приведенных технических решений является необходимость адаптации действующих фильтров присоединения для подключения датчиков контроля конденсатора связи.
Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение системы мониторинга состояния конденсаторов связи за счет интегрирования датчика контроля конденсатора связи с фильтром присоединения указанной системы.
Для достижения указанного технического результата предлагается система мониторинга состояния конденсаторов связи, включающая по меньшей мере один конденсатор связи, подключенный к линии электропередачи, по меньшей мере один фильтр присоединения и по меньшей мере один датчик контроля конденсатора связи, причем количество датчиков соответствует количеству конденсаторов связи и фильтров присоединения, а также контроллер, отличающаяся тем, что фильтр присоединения содержит дополнительную отдельную обмотку, к которой подключен датчик контроля конденсатора связи, выход которого соединен с аналоговым входом контроллера.
Датчик контроля конденсатора связи состоит из диодного моста, к которому подключены выводы дополнительной отдельной обмотки трансформатора фильтра присоединения, одного резистора и конденсатора, соединенных параллельно и подключенных к выводам диодного моста, второго резистора, формирующего выходной ток, выходного разъема, к контактам которого подключен выход датчика, соединенный  с аналоговым входом контроллера системы мониторинга.
Заявляемая система мониторинга может содержать n-ное количество подключенных к линии электропередачи конденсаторов связи и равное этому значению количество фильтров присоединения и датчиков контроля конденсатора связи. Фильтр присоединения заявляемой системы состоит из трансформатора, один из выводов обмотки которого соединен с конденсатором связи, а другой вывод заземлен и может дополнительно включать конденсаторы, разрядники, катушку индуктивности. При этом трансформатор фильтра присоединения снабжен дополнительной отдельной обмоткой, к которой подключен датчик контроля конденсатора связи путем соединения выводов дополнительной отдельной обмотки трансформатора фильтра присоединения с диодным мостом. Датчик контроля конденсатора связи, помимо этого, содержит первый резистор и два конденсатора, соединенные параллельно и подключенные к выводам диодного моста, а также второй резистор, формирующий выходной ток, и выходной разъем, к контактам которого подключен выход датчика. Выход датчика контроля конденсатора связи в виде выводных клемм соединен посредством соединительного кабеля с аналоговым входом контроллера заявляемой системы.
Система мониторинга состояния конденсаторов связи работает следующим образом.
При протекании через первичную обмотку трансформатора фильтра присоединения тока промышленной частоты, обусловленного реактивным сопротивлением конденсатора связи, на выводах первичной обмотки образуется напряжение, обусловленное её сопротивлением току промышленной частоты. На дополнительной отдельной обмотке трансформатора фильтра присоединения, соединенной с датчиком контроля конденсатора связи, за счёт трансформаторной или автотрансформаторной связи между обмотками, образуется  переменное  напряжение, которое выпрямляется  диодным  мостом датчика, и после преобразования в виде  сигнала  интерфейса «токовая  петля»  подаётся на  выходной  разъём  датчика контроля конденсатора связи. Сигнал от датчика по соединительным кабелям поступает в контроллер, в контроллере сигнал оцифровывается и выполняются расчеты с отображением полученных результатов на мониторе АРМ.
Таким образом, датчик контроля конденсатора связи, подключенный к дополнительной обмотке фильтра присоединения, осуществляет постоянное измерение силы тока, протекающего через конденсатор связи. В контроллере по переданным от датчика контроля конденсатора связи значениям токов осуществляется расчёт текущей емкости конденсатора связи и сравнение этого значения с заводскими параметрами. При превышении разности значений текущей и заводской емкости 10% система сигнализирует о неисправности. При этом интеграция датчика контроля конденсатора связи в заявляемую систему мониторинга путем его подключения к дополнительной отдельной обмотке трансформатора фильтра присоединения существенно упрощает систему мониторинга состояния конденсаторов связи.