RU2111610C1 - Device for transmitting data signals over overhead three-phase power transmission line - Google Patents
Device for transmitting data signals over overhead three-phase power transmission line Download PDFInfo
- Publication number
- RU2111610C1 RU2111610C1 RU92005865A RU92005865A RU2111610C1 RU 2111610 C1 RU2111610 C1 RU 2111610C1 RU 92005865 A RU92005865 A RU 92005865A RU 92005865 A RU92005865 A RU 92005865A RU 2111610 C1 RU2111610 C1 RU 2111610C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capacitor
- resistor
- thyristor
- terminals
- terminal
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title abstract 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 51
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- LPXQRXLUHJKZIE-UHFFFAOYSA-N 8-azaguanine Chemical compound NC1=NC(O)=C2NN=NC2=N1 LPXQRXLUHJKZIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может найти применение при организации каналов связи с использованием линий электропередачи (0,38-10-35) кВ. The invention relates to the field of electrical engineering and can find application in organizing communication channels using power lines (0.38-10-35) kV.
Из известных устройство наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство передачи сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи, которое принято за прототип. Несмотря на улучшение спектрального состава генерируемого тока, что повышает КПД, известное устройство имеет низкую надежность из-за выхода его из строя при перегрузках по току. Of the known devices, the closest in technical essence to the invention is a device for transmitting signals through wires of a three-phase power line, which is taken as a prototype. Despite the improvement of the spectral composition of the generated current, which increases the efficiency, the known device has low reliability due to its failure during overcurrents.
Изобретение решает задачу повышения надежности устройства при перегрузках по току, с достижением технического результата - возможность восстановления работоспособности устройства при возникновении перегрузок по току. The invention solves the problem of increasing the reliability of the device during overcurrents, with the achievement of the technical result - the ability to restore the device in case of overcurrents.
На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройства. The drawing shows a functional diagram of the proposed device.
Устройство передачи информационных сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи содержит первую 1, вторую 2, третью 3 катушки индуктивности, первый 4, второй 5, третий 6, четвертый 7, пятый 8, шестой 9 диоды, четвертый конденсатор 10, первый резистор 11, первый тиристор 12, источник информации 13, четвертую катушку индуктивности 14, первый 15, второй 16, третий 17, пятый 18 конденсаторы, шестой резистор 19, источник питания постоянного напряжения 20, второй резистор 21, ключ 22, третий 23, четвертый 24, пятый 25 резисторы, восьмой 26, девятый 27, десятый 28 диоды, второй 29, третий 30, четвертый 31 тиристоры, седьмой диод, 32, седьмой резистор 33, шестой конденсатор 34, одиннадцатый диод 35, восьмой резистор 36. The device for transmitting information signals through wires of a three-phase power line contains the first 1, second 2, third 3 inductors, first 4, second 5, third 6, fourth 7, fifth 8, sixth 9 diodes, fourth capacitor 10, first resistor 11, first thyristor 12, information source 13, fourth inductor 14, first 15, second 16, third 17, fifth 18 capacitors, sixth resistor 19, constant voltage power supply 20, second resistor 21, key 22, third 23, fourth 24, fifth 25 resistors eighth 26, ninth 27, tenth 28 diodes , second 29, third 30, fourth 31 thyristors, seventh diode, 32, seventh resistor 33, sixth capacitor 34, eleventh diode 35, eighth resistor 36.
Устройство передачи информационных сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи работает следующим образом. A device for transmitting information signals through wires of a three-phase power line operates as follows.
Нормальный режим. Normal mode
При отсутствии управляющих импульсов на выходе источника информации 13 четвертый конденсатор 10 заряжен до значения выпрямленного напряжения (полярность заряда) четвертого конденсатора 10 показана на чертеже). In the absence of control pulses at the output of the information source 13, the fourth capacitor 10 is charged to the value of the rectified voltage (charge polarity) of the fourth capacitor 10 is shown in the drawing).
При наличии управляющих импульсов на выходе источника информации 13, которые следуют с частотой сигнала fo (рассматривается интервал времени, кода потенциал фазы A выше, чем потенциал фазы C), через первый тиристор 12 будут протекать три тока i1, i2, i3, где i1 - ток разряда конденсатора 10 на резистор 19, i2 - ток заряда конденсатора 18, который протекает по цепи: "плюс" конденсатора 15 - диод 4 - тиристор 29 - конденсатор 18 - катушка индуктивности 14 - тиристор 12 - диод 9 - "минус" конденсатора 17 - "плюс" конденсатора 17 - "минус" конденсатора 15 (контур 1). Резонансная частота контура 1 определяется из выражения
где
CΣ - емкость последовательно соединенных конденсаторов 15, 17 и 18; L14 - индуктивность катушки индуктивности 14.In the presence of control pulses at the output of the information source 13, which follow with the signal frequency f o (the time interval is considered, the phase A potential is higher than the phase C potential), three currents i 1 , i 2 , i 3 will flow through the first thyristor 12 where i 1 is the discharge current of the capacitor 10 to the resistor 19, i 2 is the charge current of the capacitor 18, which flows along the circuit: the plus of the capacitor 15 is the diode 4 - thyristor 29 is the capacitor 18 is the inductor 14 is the thyristor 12 is diode 9 - "minus" of the capacitor 17 - "plus" of the capacitor 17 - "minus" of the capacitor 15 (circuit 1). The resonant frequency of circuit 1 is determined from the expression
Where
C Σ is the capacitance of series-connected capacitors 15, 17 and 18; L 14 - inductance of the inductor 14.
Причем необходимо выполнить условия
f1 >> f0; С10R19 << T0,
где
f0 - частота тока сигнала; T0=1/f0; f1 - резонансная частота контура 1; C10 - емкость конденсатора 10; R11 - сопротивление резистора 11; R19 - сопротивление резистора 19.Moreover, it is necessary to fulfill the conditions
f 1 >> f 0 ; C 10 R 19 << T 0 ,
Where
f 0 - signal current frequency; T 0 = 1 / f 0 ; f 1 is the resonant frequency of circuit 1; C 10 is the capacitance of the capacitor 10; R 11 is the resistance of the resistor 11; R 19 is the resistance of the resistor 19.
Ток i3, протекающий по цепи: фаза A - катушка индуктивности 1 - диод 4 - тиристор 29 - резистор 11 - катушка индуктивности 14 - тиристор 12 - диод 9 - катушка индуктивности 3 - фаза C (контур 2), в момент закрытия тиристора 12 определяется из выражения
где
RΣ - активное сопротивление контура 2; LΣ - индуктивность контура 2; τ - время открытого состояния тиристора.Current i 3 flowing along the circuit: phase A - inductor 1 - diode 4 - thyristor 29 - resistor 11 - inductor 14 - thyristor 12 - diode 9 - inductor 3 - phase C (circuit 2), at the moment of closing of the thyristor 12 determined from the expression
Where
R Σ is the active resistance of circuit 2; L Σ is the inductance of circuit 2; τ is the open time of the thyristor.
Тиристор 12 закрывается в момент окончания заряда конденсатора 18 током i2 (полярность заряда конденсатора 18 приведена на чертеже).The thyristor 12 closes at the end of the charge of the capacitor 18 with the current i 2 (the charge polarity of the capacitor 18 is shown in the drawing).
После закрытия тиристора 12 начинается подзаряд конденсаторов 15 и 17 током i0 по цепи (контур 3): фаза A - конденсатор 15 - конденсатор 17 - фаза C. Элементы контура выбираются из условия
где
L1,3 - индуктивность катушек индуктивности 1 и 3; C15,17 - емкость конденсаторов 15 и 17 (индуктивностью обмоток питающего трансформатора пренебрегаем).After the thyristor 12 is closed, the charging of the capacitors 15 and 17 with the current i 0 along the circuit (circuit 3) begins: phase A - capacitor 15 - capacitor 17 - phase C. The circuit elements are selected from the condition
Where
L 1,3 - inductance of inductors 1 and 3; C 15.17 - capacitance of capacitors 15 and 17 (neglect the inductance of the windings of the supply transformer).
Ток i0 подзаряда конденсаторов 15 и 17 является током сигнала, который вводится в трехфазную электрическую сеть.The current i 0 of the recharging of the capacitors 15 and 17 is the signal current, which is introduced into the three-phase electric network.
Аналитическое выражение тока i0 имеет вид
где
ω1= 2π(f0-F); ω2= 2π(f0+F); , F = 50 Гц - частота напряжения трехфазной линии электропередачи.The analytical expression of the current i 0 has the form
Where
ω 1 = 2π (f 0 -F); ω 2 = 2π (f 0 + F); , F = 50 Hz - voltage frequency of a three-phase power line.
Таким образом, в трехфазную линию электропередачи вводятся два тока на частотах f1=f0-F и f2=f0+F
После закрывания тиристора 12 конденсаторов 18 разряжается на резистор 11, а конденсатор 10 заряжается током, протекающим по цепи: фаза A - катушка индуктивности 1 - диод 4 - тиристор 29 - резистор 11 - катушка индуктивности 14 - конденсатор 10 - резистор 19 - диод 9 - катушка индуктивности 3 - фаза C.Thus, two currents are introduced into the three-phase power line at frequencies f 1 = f 0 -F and f 2 = f 0 + F
After closing the thyristor 12, the capacitors 18 are discharged to the resistor 11, and the capacitor 10 is charged by the current flowing through the circuit: phase A - inductor 1 - diode 4 - thyristor 29 - resistor 11 - inductor 14 - capacitor 10 - resistor 19 - diode 9 - inductor 3 - phase C.
После разряда конденсатора 18 на резистор 11 и заряда конденсатора 10 коммутационная часть схемы приходит в устойчивое состояние. Аналогично работают и другие колебательные контуры заявленного устройства. After the discharge of the capacitor 18 to the resistor 11 and the charge of the capacitor 10, the switching part of the circuit becomes stable. Similarly, other oscillatory circuits of the claimed device work.
Как следует из описания работы устройства в нормальном режиме, тиристоры 29, 30, 31 должны открываться синхронно соответственно с диодами 4, 5, 6. Это достигается следующим образом. На управляющие электроды тиристоров 29, 30, 31 подают напряжения отпирания тиристоров с источника питания постоянного напряжения 20. Для рассматриваемого интервала времени прямой управляющий ток, необходимый для отпирания тиристора 29, протекает по цепи: "плюс" источника питания постоянного напряжения 20 - резистор 21 - резистор 23 - диод 26 - управляющий электрод тиристора 29 - катод тиристора 29 - "минус" источника питания постоянного напряжения 20. При открывании тиристора 12 на время τ осуществляется заряд конденсатора 34 (полярность конденсатора 34 показана на чертеже) по цепи: первый вывод резистора 11 - "плюс" конденсатора 34 - "минус" конденсатора 34 - диод 35 - резистор 36 - второй вывод резистора 11. При этом выполняют условие
τ ≪ C34R36,
где
C34 - емкость конденсатора 34; R36 - сопротивление резистора 36.As follows from the description of the operation of the device in normal mode, the thyristors 29, 30, 31 should open synchronously, respectively, with the diodes 4, 5, 6. This is achieved as follows. The control electrodes of the thyristors 29, 30, 31 are supplied with the voltage for unlocking the thyristors from a constant voltage power supply 20. For the considered time interval, the direct control current required to unlock the thyristor 29 flows through the circuit: "plus" of the constant voltage power supply 20 - resistor 21 - resistor 23 - diode 26 - thyristor control electrode 29 - thyristor cathode 29 - minus the constant voltage power source 20. When the thyristor 12 is opened for a time τ, the capacitor 34 is charged (the polarity of the capacitor 34 is azan in the drawing) along the chain: a first terminal of the resistor 11 - the "plus" capacitor 34 - "minus" capacitor 34 - diode 35 - resistor 36 - the second terminal of the resistor 11. In this condition operate
τ ≪ C 34 R 36 ,
Where
C 34 is the capacitance of the capacitor 34; R 36 is the resistance of the resistor 36.
Таким образом, конденсатор 34 за время открытого состояния тиристора 12 зарядится до величины Uнорм.. При этом выполняют условие
Uнорм≈0,25 Uпорог,
где
Uнорм - напряжение на конденсаторе 34 при нормальной работе схемы; Uпорог - пороговое напряжение срабатывания ключа 22, прикладываемое конденсатором 34 к управляющему входу ключа 22 по цепи: "плюс" конденсатор 34 - диод 32 - управляющий вход ключа 22 - резистор 33 - "минус" конденсатора 34.Thus, the capacitor 34 during the open state of the thyristor 12 is charged to a value of U norms. . In this case, the condition
U norms ≈0.25 U threshold ,
Where
U norms - voltage across the capacitor 34 during normal operation of the circuit; U threshold is the threshold voltage of the switch 22 applied by the capacitor 34 to the control input of the key 22 in the circuit: “plus” capacitor 34 - diode 32 - control input of the key 22 - resistor 33 - “minus” of the capacitor 34.
Аварийный режим. Emergency mode.
Если по каким-то причинам тиристор 12 не закрылся через время τ и остался в проводящем состоянии, то через него пойдет ток перегрузки
где
Iпер - действующее значение тока перегрузки; E0 - среднее значение выпрямленного напряжения, прикладываемого между катодом и анодом тиристора 12; RΣ - суммарное активное сопротивление элементов цепи, по которым протекает ток перегрузки Iпер. Такая ситуация может быть, когда в цепи управления тиристора 1 возникают помехи, величина которых перемешивает порог отпирания этого тиристора. Природа появления помех известна. Это в основном радиопомехи, вызванные грозовыми явлениями, которые распространяются по проводам линий электропередачи и вызывают ток перегрузки Iпер. Этот ток без специальной защиты устройства вызовет перегорание плавких вставок, включенных последовательно в фазы A, B и C. При этом устройство автоматически восстанавливает свою работоспособность следующим образом.If for some reason the thyristor 12 did not close after time τ and remained in a conducting state, then an overload current will go through it
Where
I per - the effective value of the overload current; E 0 is the average value of the rectified voltage applied between the cathode and the anode of the thyristor 12; R Σ is the total active resistance of the circuit elements through which the overload current I per . This situation may occur when interference occurs in the control circuit of thyristor 1, the value of which mixes the threshold for unlocking this thyristor. The nature of the interference is known. This is mainly radio interference caused by thunderstorms that propagate along the wires of power lines and cause an overload current I per . This current, without special protection of the device, will cause burnout of the fusible inserts connected in series in phases A, B and C. In this case, the device automatically restores its operability as follows.
При открывании тиристора 12 на время, большее τ , все выпрямленное напряжение E0 будет приложено к первому резистору 11 (падениями напряжений в катушке индуктивности 14 и тиристоре 12 пренебрегаем). Начинает заряжаться конденсатор 34 в пределе до величины E0. Этот потенциал прикладывается к управляющему входу ключа 22.When thyristor 12 is opened for a time longer than τ, the entire rectified voltage E 0 will be applied to the first resistor 11 (voltage drops in the inductor 14 and thyristor 12 are neglected). The capacitor 34 starts charging in the limit to the value of E 0 . This potential is applied to the control input of key 22.
При достижении заряда конденсатора 34 величины выше U0 (пороговое напряжение срабатывания ключа 22) он замыкается. Причем выполняют условие
Uпорог≈0,75 U0.When the charge of the capacitor 34 reaches a value higher than U 0 (threshold voltage of operation of the key 22), it closes. Moreover, the condition
U threshold ≈0.75 U 0 .
При срабатывании ключа 22 шунтируют цепи запуска тиристоров 29, 30, 31, что вызовет их закрытие питающим напряжением и прерывание тока перегрузки Iпер через тиристор 12.When the key 22 is activated, the triggering circuits of the thyristors 29, 30, 31 are shunted, which will cause them to close with the supply voltage and interrupt the overload current I per through the thyristor 12.
Конденсатор 34 начнет разряжаться по цепи: "плюс" конденсатора 34 - диод 32 - управляющий вход ключа 22 - резистор 33 - "плюс" конденсатора 34. The capacitor 34 will begin to discharge in a circuit: the plus of the capacitor 34 — the diode 32 — the control input of the key 22 — the resistor 33 — the plus of the capacitor 34.
При снижении заряда конденсатора 34 ниже величины U0 ключ 22 разомкнется и схема перейдет в рабочее состояние.When the charge of the capacitor 34 is lower than the value U 0, the key 22 will open and the circuit will go into working condition.
Выбором величин емкости конденсатора 34 и сопротивления резистора 33 получают необходимое время восстановления работоспособности заявленного устройства. The choice of values of the capacitance of the capacitor 34 and the resistance of the resistor 33 get the necessary recovery time of the claimed device.
Достижение поставленной изобретением цели - повышение надежности работы достигается автоматическим восстановлением работоспособности заявленного устройства из аварийной ситуации. Achieving the goal set by the invention is to increase the reliability is achieved by automatically restoring the health of the claimed device from an emergency.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92005865A RU2111610C1 (en) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | Device for transmitting data signals over overhead three-phase power transmission line |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92005865A RU2111610C1 (en) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | Device for transmitting data signals over overhead three-phase power transmission line |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU92005865A RU92005865A (en) | 1995-03-20 |
| RU2111610C1 true RU2111610C1 (en) | 1998-05-20 |
Family
ID=20131950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU92005865A RU2111610C1 (en) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | Device for transmitting data signals over overhead three-phase power transmission line |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2111610C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2224364C2 (en) * | 2002-04-15 | 2004-02-20 | Цагарейшвили Северьян Александрович | Generator using passive-active method for signal current input in three-phase power mains |
-
1992
- 1992-11-12 RU RU92005865A patent/RU2111610C1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2224364C2 (en) * | 2002-04-15 | 2004-02-20 | Цагарейшвили Северьян Александрович | Generator using passive-active method for signal current input in three-phase power mains |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4578730A (en) | High-voltage DC circuit breaker apparatus | |
| US5436786A (en) | Isolator surge protector for DC isolation and AC grounding of cathodically protected systems | |
| US4203047A (en) | Gate circuit of gate turn-off thyristor | |
| GB1598996A (en) | Apparatus for controlling the operation of power transistors in a switching mode | |
| US3660723A (en) | Current transfer circuit as part of high voltage dc circuit | |
| RU2074472C1 (en) | Overvoltage protective gear for ac mains loads | |
| RU2111610C1 (en) | Device for transmitting data signals over overhead three-phase power transmission line | |
| US4424558A (en) | Freely commutating chopper circuit | |
| EP0230358A2 (en) | RF high voltage power supply | |
| RU2095906C1 (en) | Surge voltage protection device for ac mains loads | |
| RU2014730C1 (en) | Pulse current generator | |
| RU230875U1 (en) | High-voltage supercapacitor protection device against pulse switching overvoltages and supply voltage dips | |
| SU1181050A2 (en) | Device for overvoltage protection of d.c. network | |
| RU2109394C1 (en) | Quasi-resonance constant voltage converter with switching- over under zero voltage | |
| RU2002370C1 (en) | Device for transmission of signals over wires of three-phase power line | |
| RU2123234C1 (en) | High-voltage gate | |
| RU2046543C1 (en) | Electronic commutator of alternating current supply line | |
| SU1644279A1 (en) | Device for leakage-to-ground current protection of cable networks | |
| GB2136227A (en) | Direct Current Circuit Breakers | |
| SU1022256A1 (en) | Device for protecting four-wire network from phase alternation change and phase brake | |
| SU1415325A1 (en) | Device for connecting a capacitor bank | |
| RU2052897C1 (en) | Device transmitting information signals over wires of three-phase power line | |
| SU1557687A1 (en) | Device for shaping voice frequency signals for transmission of information through lines of electric networks | |
| SU845220A1 (en) | System for electric power supply of discharge dc users with technological short-circuitings | |
| JPS58364Y2 (en) | Tripping circuit for circuit breakers |