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.
Из уровня техники известна 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 выходные клеммы датчика контроля конденсатора связи посредством соединительного кабеля соединены с аналоговым входом контроллера.
Недостатком известного решения является необходимость адаптации действующих фильтров присоединения для подключения датчиков контроля конденсатора связи.
Также известен способ диагностики и мониторинга технического состояния конденсаторов связи под рабочим напряжением (патент на изобретение № RU2680160от 29.03.2017, опубл. 01.10.2018, бюл. №28), включающий определение значения емкости конденсатора связи перед вводом в работу, измерение значения емкостного тока, протекающего через конденсатор связи под рабочим напряжением, и рабочего напряжения сети в режиме реального времени, расчет величины емкости конденсатора связи по измеренным значениям тока и напряжения, сравнение полученной величины емкости со значением емкости конденсатора связи, определенным перед вводом в работу, осуществление диагностики и мониторинга технического состояния объекта, при этом значение емкости рассчитывают и сравнивают постоянно в режиме реального времени так, что в процессе измерения высокочастотный канал связи находится в работе. При реализации указанного способа задействованы конденсатор связи, трансформатор тока типа ТОН, входящий в состав шкафа отбора напряжения (далее - ШОН), многофункциональный измерительный преобразователь параметров электрической сети, а также устройство сбора и передачи информации – коммуникационный контроллер, персональный компьютер и программное обеспечение.
Недостатком описанного технического решения является необходимость адаптации шкафа отбора напряжения (ШОН) для подключения измерительного устройства для контроля конденсатора связи - многофункционального измерительного преобразователя - по типу применяемого в указанном способе устройства для контроля конденсатора связи.
Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение системы мониторинга состояния конденсаторов связи за счет интегрирования датчика контроля конденсатора связи в шкаф отбора напряжения (ШОН) 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 шкаф отбора напряжения (ШОН) и по меньшей мере одно измерительное устройство,  а также контроллер, отличающаяся тем, что ШОН содержит вход, подключенный к выходу конденсатора связи, выход – подключенный к фильтру присоединения, два трансформатора, один из которых обеспечивает питание приборов синхронизма,  второй обеспечивает питание реле контроля синхронизма и напряжения, при этом один из трансформаторов снабжен дополнительной отдельной обмоткой, к которой подключено измерительное устройство, выполненное в виде датчика контроля конденсатора связи, при этом количество датчиков контроля конденсатора связи соответствует количеству конденсаторов связи и шкафов отбора напряжения.
Заявляемая система мониторинга содержит датчик контроля конденсатора связи, который может состоять из диодного моста, к которому подключены выводы дополнительной отдельной обмотки трансформатора ШОН, 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.
В шкаф отбора напряжения (ШОН) заявляемой системы также устанавливается конденсатор, дроссель и рубильник.
Заявляемая система мониторинга может содержать n-ое количество подключенных к линии электропередачи конденсаторов связи и равное этому значению количество шкафов отбора напряжения (ШОН) и датчиков контроля конденсатора связи. При этом система мониторинга предусматривает, что для каждого высокочастотного присоединения к воздушной линии используется свой конденсатор связи, ШОН, а также датчик контроля конденсатора связи.
Шкаф отбора напряжения (ШОН) имеет вход, подключенный к выходу конденсатора связи, выход, подключенный к фильтру присоединения, включает конденсатор, дроссель, рубильник, два трансформатора, один из которых предназначен для питания приборов синхронизма, второй - для питания реле контроля синхронизма и напряжения. При этом один из трансформаторов, к примеру, второй - снабжен дополнительной отдельной обмоткой, к которой подключен датчик контроля конденсатора связи путем соединения выводов дополнительной отдельной обмотки указанного трансформатора с диодным мостом. Датчик контроля конденсатора связи, помимо этого, содержит один резистор и конденсатор, 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 второго трансформатора типа ТОН тока промышленной частоты, обусловленного реактивным  сопротивлением  конденсатора  связи,  на её выводах образуется  напряжение,  обусловленное  её  сопротивлением  току  промышленной  частоты. На дополнительно введённой отдельной обмотке данного трансформатора за счёт трансформаторной связи между обмотками образуется  переменное  напряжение, которое поступает на датчик контроля конденсатора связи,  и после преобразования в виде сигнала интерфейса «активная  токовая  петля» подаётся на выходной разъём Х5 ШОН. 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 трансформатора шкафа отбора напряжения, 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. Подавая токовый сигнал 0 – 20 мА на контроллер, датчик предупреждает о начале процесса разрушения конденсатора и о необходимости его замены. При этом интеграция датчика контроля конденсатора связи в заявляемую систему мониторинга путем его подключения к дополнительной отдельной обмотке трансформатора ШОН существенно упрощает систему мониторинга состояния конденсаторов связи.