×
10.04.2019
219.017.065c

Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА ОТБОРА МОЩНОСТИ ОТ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение коэффициента полезного действия системы и упрощение конструкции. Система отбора мощности от токов фазных проводов (1, 2 и 3), установленных на одноцепных опорах (4) с поперечной траверсой (5), содержит первичный преобразователь (6), выпрямительный диодный мост (7), отрезок коаксиального кабеля (8), соединяющий выход первичного преобразователя со входом выпрямительного диодного моста (7), выход которого присоединен ко входу стабилизатора напряжения (9), выходные зажимы которого подключены к включенным параллельно нагрузке (10) и аккумуляторной батарее (11). Первичный преобразователь выполнен в виде многовитковой катушки (12) из изолированного медного провода, которая закреплена на изоляторе (13) на одноцепной опоре ниже поперечной траверсы в точке пересечения дуги окружности, описанной вокруг центра в точке половины расстояния между фазными проводами (2) и (3) вдоль поперечной траверсы, и вертикалью проведенной из точки пересечения вертикальной части опоры и поперечной траверсы, причем продольная ось катушки направлена на провод (3), более отдаленный от точки, в которой закреплена катушка, и перпендикулярна направлению на второй провод (2) из точки, в которой закреплена катушка. Ток, протекающий в проводах (1, 2 и 3), наводит на выходе катушки напряжение U, которое по методу наложения состоит из трех составляющих, каждая из которых формируется фазным током в одном из проводов высоковольтной линии передачи, установленных на одноцепных опорах 4. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к вторичным источникам питания при бесконтактном отборе мощности от трехфазных линий передачи высокого напряжения.

Известна система отбора мощности от тока фазного провода, содержащая трансформатор тока, первичная обмотка которого включена между источником питания и его нагрузкой, а вторичная обмотка через выпрямитель каскадно соединена с параллельно включенным конденсатором и нагрузкой преобразователя (патент РФ №2326479, МПК Н02Н 03/08 (2006/01), опубл. 10.06.2008). К вторичной обмотке трансформатора тока встречно-параллельно включены два тиристора, управляющие электроды каждого из которых соединены с анодами тиристоров через включенные последовательно диод и стабилитрон.

Недостатком системы является сложность конструкции, связанная с необходимостью размещения первичной обмотки внутри кольцевой катушки трансформатора тока, а также низкий уровень выходного напряжения.

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является система отбора мощности от тока фазного провода трехфазной линии передачи высокого напряжения, содержащая установленный под высоким потенциалом на опоре высоковольтной линии передачи первичный преобразователь в виде трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в цепь фазного провода, трансформатор напряжения, первичная обмотка которого подключена к вторичной обмотке трансформатора тока, а вторичная обмотка подключена к входу выпрямительного диодного моста с сглаживающей емкостью. Выходные зажимы выпрямительного диодного моста подключены к входным зажимам стабилизатора напряжения, выполненного по схеме DC-DC конвертора. Выходные зажимы DC-DC конвертора подключены к включенным параллельно нагрузке источника питания и аккумуляторной батарее (Бунин А.В., Вишняков С.В., Геворкян В.М., Казанцев Ю.А. и др. Проблема создания источника питания автономного комплексного измерительного устройства высокого напряжения. Тезисы доклада. Труды. XXII Международная конференция «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты» МКЭЭЭ-2008, Крым, Алушта, 24 сентября - 4 октября 2008 г. Секция 2 - Электромеханика, с.297-298.

Недостатком такой системы отбора мощности является сложность конструкции, связанная с необходимостью размещения первичной обмотки внутри кольцевой катушки трансформатора тока - первичного преобразователя.

Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции при повышении коэффициента полезного действия системы отбора мощности от токов в фазных проводах трехфазной линии передачи.

Решение этой задачи достигается тем, что известная система отбора мощности от токов фазных проводов трехфазной линии передачи высокого напряжения, содержащая первичный преобразователь, выпрямительный диодный мост с сглаживающей емкостью, выходные зажимы которого подключены к входным зажимам стабилизатора напряжения, выполненного по схеме DC-DC конвертора, а выходные зажимы DC-DC конвертора подключены к включенным параллельно нагрузке источника питания и аккумуляторной батарее, снабжена одноцепной опорой с поперечной траверсой, отрезком коаксиального кабеля, который соединяет выход первичного преобразователя с входом выпрямительного диодного моста, трехфазная линия передачи установлена на одноцепных опорах с поперечной траверсой, первичный преобразователь выполнен в виде многовитковой катушки из изолированного медного провода, которая закреплена на изоляторе на одноцепной опоре высоковольтной трехфазной линии передачи ниже поперечной траверсы одноцепной опоры в точке пересечения дуги окружности, которая описана вокруг центра в точке половины расстояния между фазными проводами вдоль поперечной траверсы одноцепной опоры и вертикалью, проведенной из точки пересечения вертикальной части опоры и поперечной траверсы, причем продольная ось многовитковой катушки направлена на фазный провод, более отдаленный от точки, в которой закреплена многовитковая катушка, и продольная ось перпендикулярна направлению на второй - менее удаленный от многовитковой катушки фазный провод, из точки, в которой закреплена многовитковая катушка.

Кроме того, выпрямительный диодный мост с сглаживающей емкостью, стабилизатор напряжения, выполненный по схеме DC-DC конвертора, нагрузка источника питания и аккумуляторная батарея, могут быть расположены на земле у одноцепной опоры, а внешняя оболочка коаксиального кабеля присоединена к металлическим частям одноцепной опоры.

Сущность технического решения поясняется чертежом, на котором показана схема системы отбора мощности от токов фазных проводов трехфазной линии передачи высокого напряжения.

Система отбора мощности от токов фазных проводов 1, 2 и 3 трехфазной линии передачи высокого напряжения, установленных на одноцепных опорах 4 с поперечной траверсой 5, содержит первичный преобразователь 6, выпрямительный диодный мост 7 с сглаживающей емкостью, отрезок коаксиального кабеля 8, который соединяет выход первичного преобразователя 6 со входом выпрямительного диодного моста 7, выход которого присоединен ко входу стабилизатора напряжения 9, выполненного по схеме DC-DC конвертора, а выходные зажимы DC-DC конвертора подключены к включенным параллельно нагрузке 10 источника питания и аккумуляторной батарее 11. Первичный преобразователь 6 выполнен в виде многовитковой катушки 12 из изолированного медного провода, которая закреплена через изолятор 13 на одноцепной опоре 4 трехфазной линии передачи с фазными проводами 1, 2, 3 ниже поперечной траверсы 5 одноцепной опоры 4 в точке пересечения дуги окружности, которая описана вокруг центра в точке половины расстояния между фазными проводами 2 и 3 вдоль поперечной траверсы 5 одноцепной опоры 4 и вертикалью, проведенной из точки пересечения вертикальной части одноцепной опоры 4 и поперечной траверсы 5, причем продольная ось многовитковой катушки 12 направлена на фазный провод 3, более отдаленный от точки, в которой закреплена многовитковая катушка 12, и перпендикулярна направлению на второй фазный провод 2 из точки, в которой закреплена многовитковая катушка 12.

Кроме того, в ряде применений система отбора мощности от токов фазных проводов 1, 2 и 3 трехфазной линии передачи высокого напряжения может быть выполнена с размещением выпрямительного диодного моста 7 с сглаживающей емкостью, стабилизатора напряжения 9, выполненного по схеме DC-DC конвертора, нагрузки 10 источника питания и аккумуляторной батареи 11 на земле у одноцепной опоры 4, а внешняя оболочка коаксиального кабеля 8 присоединена проводом 14 к металлическим частям одноцепной опоры 4.

Система отбора мощности от токов фазных проводов трехфазной линии передачи высокого напряжения работает следующим образом.

Ток, протекающий в фазных проводах 1, 2 и 3, наводит на выходе многовитковой катушки 12 напряжение U, которое по методу наложения состоит из трех составляющих, каждая из которых формируется фазным током в одном из проводов высоковольтной линии передачи, установленных на одноцепных опорах 4. В соответствии с законом полного тока напряжение

где i - 1, 2 и 3 - номера фазных токов; ω - круговая частота тока в проводе; µ0 - относительная магнитная проницаемость; S - площадь поперечного сечения многовитковой катушки 12 из изолированного медного провода; Ii - сила тока в i-м фазном проводе; W - число витков многовитковой катушки 12; αi - угол между направлением продольной оси многовитковой катушки 12 и направлением касательной к окружности, которая проходит через точку положения центра многовитковой катушки 12, а центр окружности помещен на оси i-го фазного провода, и которая лежит в плоскости оси фазного провода. Для многовитковой катушки 12 в случае стандартных промежуточных одноцепных свободностоящих опор 4, например, для линии передачи ВЛ 110 кВ (Электротехнический справочник. Том 2, книга 1. Изд. 4 / Гл. редактор М.Г.Чиликин - М.: «Энергия», 1972, 488 с.) величины углов αi составят: для провода 1 (пусть фаза А) величину около 54°, для провода 2 (пусть фаза С) величину около 0°, а для провода 3 (фаза В) величину около 90°. С учетом этих значений и сдвига начальных фаз фазных токов, которые в идеальном случае сдвинуты друг относительно друга на угол 120 градусов, напряжение U на выходных зажимах многовитковой катушки 12 определится выражением где r - расстояние от фазного провода 2 до точки, в которой закреплена многовитковая катушка 12, которое для промежуточных одноцепных свободностоящих опор 4 линии передачи ВЛ 110 кВ составляет примерно 3 м.

Полученное выражение для напряжения U соответствует наибольшему из возможных значений при тех же величинах, определяющих коэффициент ωµ0SW1. Так, в варианте размещения оси многовитковой катушки 12 параллельно траверсе 5 на том же расстоянии r от фазного провода 2 до точки, в которой была закреплена многовитковая катушка 12, напряжение на ее выходе определится выражением: , что в 5,5 раз меньше, чем в варианте предлагаемого изобретения.

Крепление многовитковой катушки 12 к опоре 4 на изоляторе 13 необходимо для защиты системы отбора мощности от токов фазных проводов 1, 2 и 3 трехфазной линии передачи высокого напряжения от высоковольтного пробоя или на землю.

Системы отбора мощности от токов фазных проводов 1, 2 и 3 трехфазной линии передачи высокого напряжения при фазном токе в ней I=500 А, круговой промышленной частоте ω=314 р/с, высоте подвеса фазного провода h≈19 м, площади поперечного сечения S=1 м2 многовитковой катушки 12 с относительной магнитной проницаемостью µr≈1; числе витков многовитковой катушки 12 W=4000, обеспечивает напряжение U≈36 В.

В ряде применений системы отбора мощности от токов фазных проводов 1, 2 и 3 трехфазной линии передачи высокого напряжения выпрямительный диодный мост 7 с сглаживающей емкостью, стабилизатор напряжения 9, выполненный по схеме DC-DC конвертора, нагрузка 10 источника питания и аккумуляторная батарея 11, могут быть расположены на земле у одноцепной опоры 4, а внешняя оболочка коаксиального кабеля 8 присоединена, например, проводом 14 к металлическим частям одноцепной опоры 4. Это присоединение приведет потенциал оболочки коаксиального кабеля 8 к потенциалу земли, что обеспечит электрическую безопасность системы.

Упрощение конструкции системы отбора мощности от токов в фазных проводах трехфазной линии передачи достигается типом и удаленным размещением первичного преобразователя относительно фазных проводов трехфазной линии передачи высокого напряжения при повышении коэффициента полезного действия первичного преобразователя вследствие выбора ориентации его продольной оси.

Использование изобретения позволяет обеспечить устойчивый режим питания автономных автоматических измерительных устройств малой мощности, размещенных под потенциалом земли вблизи проводов высоковольтных линий, без применения дорогостоящих систем преобразования высокого напряжения в напряжения низкого уровня.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-7 из 7.
27.01.2013
№216.012.2125

Технологический пароперегревательный канал прямоточного водо-водяного ядерного реактора

Изобретение относится к ядерной технике, а более конкретно к технологическим испарительно-пароперегревательным каналам прямоточного водо-водяного ядерного реактора, и позволяет расширить функциональные возможности путем интенсификации теплообмена и повысить стабильность работы канала. Канал...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473986
Дата охранного документа: 27.01.2013
08.03.2019
№219.016.d52b

Способ получения энергии и устройство для его реализации

Изобретение относится к области теоретической и экспериментальной физики и предназначено для получения энергии при вращении деталей в магнитном поле, в частности при индукционном нагреве вращающихся деталей в электротермии, и может быть использовано в энергетике и при термообработке и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002416869
Дата охранного документа: 20.04.2011
11.03.2019
№219.016.db43

Устройство приема сигнала 8-фм с кодом грея

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей и повышение точности декодирования цифровых данных при приеме сигнала 8-ФМ с кодом Грея. Для этого выделяют каждый бит принимаемых цифровых данных, при этом устройство содержит первый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002416881
Дата охранного документа: 20.04.2011
11.03.2019
№219.016.dd40

Многоцилиндровая тепловая машина регулируемой мощности с внешним подводом тепла

Изобретение относится к тепловой энергетике. Многоцилиндровая тепловая машина регулируемой мощности с внешним подводом тепла содержит группы цилиндро-поршневых пар на горячей и холодной сторонах машины, муфту регулирования мощности и коленчатые валы. Поршни группы цилиндро-поршневых пар на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002443888
Дата охранного документа: 27.02.2012
20.03.2019
№219.016.e738

Способ автоматического включения резервного электропитания потребителей и устройство для его осуществления

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в повышении надежности определения причин потери нормального электроснабжения и расширении функциональных возможностей управления устройством автоматического включения резервного электропитания. Для этого в способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002326481
Дата охранного документа: 10.06.2008
19.04.2019
№219.017.31a5

Способ изготовления активной массы катода литиевого источника тока

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве литиевых аккумуляторов с катодами на основе литий-железо фосфатов. Техническим результатом является упрощение процесса получения литий-железо фосфата, повышение его дисперсности, емкости и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002424599
Дата охранного документа: 20.07.2011
29.06.2019
№219.017.a143

Способ управления ветроэнергетической установкой и устройство для его реализации

Изобретения относятся к области ветроэнергетики. Способ управления ветроэнергетической установкой характеризуется тем, что формируют сигнал о скорости ветра на высоте оси вращения ветроколеса, сигнал задания общего угла установки лопастей ветроколеса и сигнал об угле установки каждой лопасти...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002444646
Дата охранного документа: 10.03.2012
Показаны записи 11-20 из 20.
13.01.2017
№217.015.6ded

Способ телеметрического измерения и фиксации скорости транспортных средств

Способ телеметрического измерения и фиксации скорости транспортных средств относится к области измерительной техники, в частности к системам телеметрического контроля скорости транспортных средств. Способ заключается в видеонаблюдении за транспортной обстановкой на дороге с помощью видеокамеры,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597328
Дата охранного документа: 10.09.2016
25.08.2017
№217.015.c3cd

Беспилотный летательный аппарат

Изобретение относится к конструкциям беспилотных летательных аппаратов. Беспилотный летательный аппарат содержит несущую раму (1), электродвигатели (2) с несущими винтами (3), укрепленные на консолях (4), электронное оборудование, автономную систему (10) зарядки батареи (9). Система зарядки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617320
Дата охранного документа: 24.04.2017
29.12.2017
№217.015.f22e

Способ увеличения дальности радиовидения без увеличения уровня излучаемой мощности

Изобретение относится к области радиовидения и может быть использовано при проектировании радиотехнических комплексов обнаружения предметных помех движению транспортных средств, действие которых основано на восстановлении «оптического» изображения объекта по его радиоголограмме. Достигаемый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636804
Дата охранного документа: 01.12.2017
22.09.2018
№218.016.896c

Разъёмное соединение фланцев волноводов свч трактов

Разъемное соединение фланцев волноводов СВЧ трактов относится к области СВЧ техники. Заявленное соединение содержит одинаковые пластины 1 с соосными отверстиями 2 и направляющими, которые образованы штырем 3, укрепленным на одной из пластин 1 и соосными с ними отверстиями 4 в другой пластине 1,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667324
Дата охранного документа: 18.09.2018
22.09.2018
№218.016.898b

Соединитель фланцев волноводов свч трактов

Изобретение относится к области СВЧ техники, точнее к техническим решениям соединителей разъемных фланцев волноводов СВЧ трактов, и позволяет упростить процесс крепления фланцев при многократном их соединении и разъединении и ускорить процесс крепления фланцев волноводных труб. Соединитель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667321
Дата охранного документа: 18.09.2018
04.10.2018
№218.016.8ebf

Соединитель фланцев волноводов свч трактов

Изобретение относится к области СВЧ техники, точнее к техническим решениям соединителей разъемных фланцев волноводов СВЧ трактов. Соединитель содержит шляпку 1 в виде диска и цилиндрическую часть 2 меньшего диаметра, размещенную в соосных отверстиях 3 и 4 сочлененных волноводных фланцев 5 и 6,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002668627
Дата охранного документа: 02.10.2018
19.04.2019
№219.017.2e44

Полосно-пропускающий фильтр

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к технике СВЧ. Техническим результатом является улучшение теплоотвода от открытых дисковых диэлектрических резонаторов при сохранении высокой эффективной собственной добротности резонансных звеньев фильтра и высоких электрических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002394317
Дата охранного документа: 10.07.2010
29.08.2019
№219.017.c486

Разъём универсальной последовательной шины

Изобретение относится к области цифровой техники. Технический результат - расширение функциональных возможностей стандартного разъема универсальной последовательной шины за счет увеличения скорости передачи данных на расстояния, соответствующие оптоволоконным линиям. Достигается тем, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698459
Дата охранного документа: 27.08.2019
16.06.2023
№223.018.7a84

Режекторный волноводный свч-фильтр

Изобретение относится к технике СВЧ. Фильтр содержит волноводную линию в виде волновода с прямоугольным поперечным сечением, элементы связи и дополнительные n-1 элементы связи, каждый из которых выполнен в виде отверстия в общей стенке волновода волноводной линии и прямоугольного волноводного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002739969
Дата охранного документа: 30.12.2020
16.06.2023
№223.018.7a8b

Способ измерения собственной добротности диэлектрического резонатора

Изобретение относится к метрологии. Способ измерения собственной добротности открытого диэлектрического резонатора заключается в измерении собственной добротности объемного металлического резонатора в виде параллелепипеда с прямоугольным поперечным сечением, электромагнитно связанного с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002739937
Дата охранного документа: 29.12.2020
+ добавить свой РИД