ОПТИЧНА СИСТЕМА ВИМІРУ СТРУМУ В УМОВАХ ЛІНІЇ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧ ВИСОКОЇ НАПРУГИ

  • О. І. Лобода Таврійський державний агротехнологічний університет
Ключові слова: аналого-цифровий перетворювач, коаксіальний, релейний захист, світлодіод, трансформатор струму, цифровий сигнал, шунт., analog-to-digital converter, coaxial, relay protection, LED, current transformer, digital signal, shunt.

Анотація

Анотація – при створенні пристроїв релейного захисту енергетичних систем в даний час підвищуються вимоги до точності вимірювання електричних параметрів електроенергії: напруги, струму, потужності. Поряд з використанням звичайних електромагнітних трансформаторів струму і напруги, електромеханічних реле, відбувається впровадження мікропроцесорної техніки в автоматизованих системах обліку та контролю електричної енергії, а також додатково виникає необхідність в контролі якості електроенергії. Тому до первинних перетворювачів миттєвих значень струму і напруги як до джерел первинної інформації висувають нові більш жорсткі вимоги.

Застосовувані в даний час електромагнітні вимірювальні трансформатори струму не мають стійкої частотної характеристи, необхідної для повного аналізу якості електроенергії. Крім того, вони мають обмежену електричну міцність і низьку надійність. В якості альтернативи існуючим трансформаторам струму пропонується використовувати безінерційний шунт коаксіального типу з різнорідного матеріалу з подальшою цифровою обробкою миттєвих значень енергетичних параметрів, а в якості ліній передачі інформації запропоновано використовувати волоконно-оптичну лінію зв'язку. Проведено дослідження технічних характеристик існуючих вимірювальних систем на відповідність вимогам, що пред'являються до точності вимірювань, аналізу якості електричної енергії, надійності і робочого частотного діапазону.

Зроблено вибір і розроблена конструкція коаксіального шунта з найбільш підходящими технічними характеристиками для розроблюваної вимірювальної системи і з вибором матеріалу для зовнішнього і внутрішнього циліндрів.

Експериментальні дослідження, виконані за допомогою програмних комплексів: Elcut, Matlab. Запропонована електронно-оптична система вимірювань енергетичних параметрів ліній електропередач високої напруги, за своїми характеристиками перевершує існуючі електромеханічні аналоги. Проведено порівняльний аналіз використовуваних в даний час систем вимірювання на базі електромагнітних трансформаторів струму і пропонованої системи, що розробляється, яка може використовуватися в високовольтних комплексах контролю електроенергії і для сучасних мікропроцесорних пристроїв релейного захисту та автоматики.

 

OPTICAL MEASUREMENT SYSTEM UNDER CURRENT
POWER LINE HIGH VOLTAGE

Nowadays during creating devices for the relay protection of energy systems there are increasing demands on the accuracy of electrical parameter measurement like voltage, current, power. Along with the usage of conventional electromagnetic current and voltage transformers, electromechanical relays, microprocessor technologies are being introduced in automated metering and control systems for electrical energy. Additionally, there is a need for power quality control. Therefore, new requirements that are more stringent are placed on primary converters of instantaneous values of current and voltage as sources of primary information.

The currently used electromagnetic measuring current transformers do not have the stable frequency response necessary for a complete analysis of the electrical power quality. In addition, they have limited electrical strength and low reliability. As an alternative to existing current transformers, it is proposed to use a coaxial type inertialess shunt of dissimilar material, followed by digital processing of instantaneous values of energy parameters, and it is proposed to use a fiber-optic communication line as information transmission lines. A study of the technical characteristics of existing measuring systems was conducted for compliance with the requirements imposed on measurement accuracy, analysis of the quality of electrical energy, reliability and operating frequency range.

A choice was made and a coaxial shunt design was developed with the most suitable technical characteristics for the developed measuring system and with the choice of material for the outer and inner cylinders.

Experimental studies were performed using software systems like Elcut or Matlab. The proposed electro-optical system for measuring the energy parameters of high-voltage power lines surpasses the existing electromechanical counterparts in its characteristics. A comparative analysis of currently with usage of the measurement systems based on electromagnetic current transformers has been carried out and the proposed system being developed and it can be used in high-voltage power control complexes and for modern microprocessor-based devices for relay protection and automation.

Опубліковано
2018-12-28
Розділ
Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка