УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Область техники
Полезная модель относится к средствам мониторинга и определения мест повреждения линий электропередачи и может быть применена на электрических подстанциях для дистанционного контроля состояния воздушных и кабельных линий электропередачи.
Уровень техники
Известно, выбранное в качестве прототипа, устройство для дистанционного контроля состояния линии электропередачи, содержащее вычислительный блок в виде микро ЭВМ, к которому подключены генератор зондирующих импульсов, приемник отраженных сигналов, и коммутатор проводов линии [патент RU 2400765 от 18.12.2008].
Устройство-прототип выполнено с возможностью формирования рефлектограмм отраженных сигналов и определения места повреждения по результатам анализа рефлектограмм.
При этом, устройство-прототип генерирует в линию частотно модулированные зондирующие импульсы, а место повреждения определяет непосредственно по рефлектограммам отраженного сигнала.
Недостаток прототипа - низкая информативность и достоверность контроля, зависимость определяемого места повреждения от условий эксплуатации линии в момент ее зондирования.
Сущность полезной модели
Технический результат полезной модели - повышение информативности, достоверности контроля и точности определения места повреждения в различных условиях эксплуатации, включая режим отключенной линии.
Предметом полезной модели является устройство для дистанционного контроля состояния линии электропередачи, содержащее программируемый блок формирования и цифровой обработки сигналов, снабженный пультом оператора, аналого-цифровым и цифроаналоговым преобразователями, и блок сопряжения с линией электропередачи, при этом блок сопряжения связан каналом управления с указанным программируемым блоком и подключен к входу аналого-цифрового и выходу цифроаналогового преобразователей, а программируемый блок выполнен с возможностью формирования широкополосных сигналов на выходе цифроаналогового преобразователя, приема отраженного излучения, формирования его рефлектограммы, вычисления дифференциальных значений волнового сопротивления вдоль линии электропередачи по сформированной рефлектограмме, сравнения этих значений с соответствующими значениями, вычисленными ранее, и определения мест и характера изменений состояния линии электропередачи по результатам указанного сравнения.
В отличие от прототипа предлагаемое устройство генерирует в линию электропередачи не частотно-модулированные, а широкополосные импульсы и по рефлектограмме отраженного сигнала сначала определяет распределение вдоль линии значений ее дифференциального волнового сопротивления и сравнивает это распределение с аналогичным распределением для неповрежденной линии, а затем по полученному разностному распределению дифференциального волнового сопротивления определяет наличие, место и характер повреждения на линии электропередачи.
Полезная модель имеет развития, относящиеся к частным случаям ее реализации и состоящие в том, что:
- программируемый блок формирования и цифровой обработки сигналов снабжен портом для связи с цифровой сетью и/или интерфейсом для связи с аппаратурой релейной защиты и автоматики;
- к программируемому блоку формирования и цифровой обработки сигналов подключен приемник сигналов единого времени от спутниковой системы глобального позиционирования;
- блок сопряжения с линией электропередачи выполнен с возможностью подключения проводов и тросов, по меньшей мере, одной контролируемой линии электропередачи.
Осуществление полезной модели с учетом ее развитий
Блок-схема устройства приведена на фиг.1. На схеме показаны:
- программируемый блок 1 формирования и цифровой обработки сигналов, снабженный пультом 2 оператора, аналого-цифровым преобразователем 3 и цифроаналоговым преобразователем 4;
- блок 5 сопряжения с линией электропередачи;
- канал 6 управления;
- порт 7 для связи с цифровой сетью;
- интерфейс 8 для связи с системой релейной защиты и автоматики (РЗА);
- приемник 9 сигналов единого времени от спутниковой системы глобального позиционирования, снабженный антенной 10;
Блок 5 связан каналом 6 с блоком 1 и подключен к входу преобразователя 3 и выходу преобразователя 4. Приемник 9 подключен к блоку 1. Пульт 2 может иметь дисплей и клавиатуру.
Блок 5 выполнен с возможностью поочередного подключения контролируемых проводов и тросов, по меньшей мере, одной воздушной или кабельной линии электропередачи.
Устройство функционирует следующим образом.
Блок 1 работает под воздействием управляющих команд, которые могут поступать от оператора с пульта 2, из цифровой сети через порт 7 или от аппаратуры РЗА через интерфейс 8.
При поступлении управляющей команды блок 1 через канал 6 воздействует на блок 5, который обеспечивает подключение соответствующего провода или троса контролируемой линии и сопряжение с ней. При этом блок 5 под управлением блока 1 устанавливает требуемые коэффициенты передачи принимаемого сигнала от контролируемой линии до входа преобразователя 3 и посылаемого сигнала от выхода преобразователя 4 до контролируемой линии. Сопряжение, осуществляемое блоком 5, включает также разделение указанных сигналов, например, с помощью направленного разветвителя.
Затем блок 1 с помощью преобразователя 4 формирует модулированный широкополосный сигнал, который преобразуется блоком 5 в широкополосный импульс, зондирующий контролируемую линию.
Широкополосное высокочастотное излучение, отраженное неоднородностями контролируемой линии, принимается блоком 1 с помощью преобразователя 3. Моменты поступления команд с пульта 2, от внешних устройств через порт 7 и интерфейс 8, моменты посылки зондирующего импульса в линию и прихода соответствующих элементов отраженного излучения фиксируются на шкале времени, формируемой блоком 1. Временная синхронизация процессов при работе с внешними устройствами обеспечивается с использованием сигналов единого времени, поступающих в блок 1 от приемника 9.
Блок 1, используя хранимую в его памяти информацию о скорости распространения широкополосных импульсов вдоль контролируемой линии, формирует рефлектограмму принятого отраженного излучения, по которой рассчитывает распределение значений дифференциального волнового сопротивления вдоль контролируемой линии. Сравнивая это распределение с аналогичным распределением, полученным ранее и хранимым в памяти, блок 1 формирует разностное распределение, характеризующее наличие и место изменений дифференциального сопротивления вдоль линии. Эти изменения отражают изменения состояния линии электропередачи в интервале времени между контрольными посылками зондирующих импульсов.
Детальный анализ характера изменений дифференциального волнового сопротивления, проводимый, например, оператором пульта 2, позволяет выделить изменения дифференциального волнового сопротивления, вызванные неопасными естественными процессами на трассе линии, изменения, вызванные явлениями, угрожающими повреждением линии, и изменения, вызванные произошедшими повреждениями линии.