УСТРОЙСТВО АВТОНОМНОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

Полезная модель относится к системам автономного энергоснабжения измерительного оборудования линий электропередач (ЛЭП) на основе ветроэнергетической установки (ВЭУ).
В настоящее время ЛЭП имеют большую протяженность, в связи, с чем контроль электрических параметров магистрали вдали от источника и потребителя серьезно затруднен. Размещение низковольтного оборудования на высоковольтной магистрали осложнено из-за отсутствия источника энергопитания измерительной техники. Данная проблема решается с помощью установки непосредственно на ЛЭП устройств измерения тока. Как правило, эту роль исполняют измерительные трансформаторы. Однако в этом случае необходимо автономное энергопитание, гальванически развязанное с ЛЭП. Для этого в большинстве случаев используют понижающие трансформаторы, выпрямители тока, аккумуляторы и устройства релейной защиты. Устройства измерения при этом работают от аккумуляторов, которые нуждаются в периодической подзарядке. Все это усложняет и удорожает систему, при этом вследствие падения напряжения и возможных коротких замыканий в линии данная система не обладает высокой надежностью. Подведение дополнительных кабелей к измерительному оборудованию, находящемуся на магистрали, также нецелесообразно ни с технической, ни с экономической точек зрения.
Известно устройство контроля тока и напряжения, (RU 2372624, G01R 31/08, публ. 10.11.2009), содержащее питающий и измерительный трансформатор тока, датчик напряжения, блок питания, микроконтроллер, радио-модем, приемник спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования.
Устройство позволяет определить место однофазного замыкания ЛЭП на землю с изолированной нейтралью и междуфазного короткого замыкания в ЛЭП любого класса напряжения.
Известно устройство стабилизированный блок питания для автономных устройств релейной защиты (SU 879576, G05F 3/00, публ. 07.11.1981), состоящее из трансформатора тока, трансформатора напряжения, конденсатора, диодов, тиристоров, стабилитрона и накопительного конденсатора.
Устройство простое и позволяет повысить надежность блока питания, а так же выполнить с меньшим количеством элементов в схеме.
Недостатком этих технических решений является неэкономный расход запасенной в аккумуляторах энергии, а также вследствие большого количества элементов, есть необходимость установки большого электрического ящика с защитой от проникновения влаги. Это приводит к дороговизне и сложности преобразования при передаче электроэнергии.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство (SU 637912, H02J 9/06, публ. 15.12.1978), содержащее источник питания, накопитель, устройство для определения места повреждения на ЛЭП, реле контроля напряжения, пусковой блок. Ближайший аналог позволяет повысить устойчивость к помехам со стороны источника питания и одновременно сэкономить энергию.
Однако, данное устройство предназначено для определения короткого замыкания и не позволяет вести измерения напряжения и тока. При работе на линиях с напряжением выше 110 кВ увеличиваются потери электрической энергии и понижается надежность установки.
Полезная модель решает задачу повышения надежности автономного энергоснабжения измерительного оборудования ЛЭП с одновременным снижением затрат.
Это достигается тем, что в устройстве автономного энергоснабжения измерительного оборудования линий электропередач, содержащем источник питания, накопитель, измерительные приборы и систему управления, в качестве источника питания используется ветроэнергетическая установка с размещенной на ней системой управления, снабженной блоком контроля ветроэнергетической установки и измерительных приборов.
Применение в качестве источника питания ветроэнергетической установки с размещенной на ней системой управления позволяет запитать электрической энергией измерительные приборы и систему управления без использования понижающего трансформатора, изоляторов, кабелей, что увеличивает надежность и понижает стоимость установки. Система управления осуществляет контроль работы ветроэнергетической установки и измерительных приборов.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показано устройство автономного энергоснабжения измерительного оборудования линий электропередач, вид сбоку, на фиг. 2 - вид A-A фигуры 1, на фиг. 3 - вид сверху фигуры 1.
Устройство представляет собой ротор ветроэнергетической установки (ВЭУ), который состоит из направляющих поток ветра пластин 1 и лопастей 2, индуктора 3 с магнитами 4 и двухфазной катушки 5, электрическое оборудование соединено через проводники 6, управление осуществляется при помощи системы управления 7, выработанная электрическая энергия подается в накопитель 8. Измерение осуществляется через измерительное оборудование 9, вращение происходит через подшипники 10, корпус 11 неподвижно закреплен на магистральном проводе 12.
Устройство работает следующим образом.
За счет прохождения обмоток катушки 5 через магнитное поле магнитов 4 в катушке 5 генерируется ЭДС и возникает переменный электрический ток, подаваемый через проводники 6 на систему управления 7, представляющей собой выпрямитель, и далее после выпрямления на накопитель 8 (например, аккумуляторные батареи) и измерительное оборудование 9 (например, измерительный трансформатор). При воздействии потока ветра на лопасти 2 ротор ВЭУ приходит во вращение на подшипниках 10 вокруг корпуса 11.
За счет давления потока ветра на лопасти турбины ветроэнергетической установки обращаемая конструкция приходит во вращение, вследствие чего происходит выработка электроэнергии. За счет системы управления полученная энергия расходуется как на энергопитание измерительного оборудования, так и на аккумулирование в накопителе.
Устройство можно легко устанавливать и перемещать вдоль линий электропередач, так как питание осуществляется от ветроэнергетической установки, которая не подключена к линиям электропередач, поэтому для перемещения не надо производить действий по установке изоляторов и прокладке кабелей на понижающий трансформатор для питания измерительных приборов. Так как в устройстве отсутствуют понижающие трансформаторы, то установка более эффективна, благодаря отсутствию потерь при трансформации электрической энергии. Логика системы управления построена таким образом, что осуществляет контроль работы ветроэнергетической установки и контроль измерительных приборов.