CC BY
210
4. Способы экономии электроэнергии на производстве и повышение конкурентоспособности выпускаемой продукции. [Электронный ресурс] URL: http://www. energosovet.ru/bul stat.php?idd=380 (дата обращения: 10.11.2018).
5. Рекуперация электрической энергии и ее использование [Электронный ресурс] URL: http://electrik.info/main/fakty/1172-rekuperaciya-elektricheskoy-energii.html (дата обращения: 10.11.2018).
Котеленко Светлана Владимировна, канд. техн. наук, ассистент, S. [email protected], Россия, Тула,Тульский государственный университет,
Сабирова Юлия Ринатовна, студент, julia_sabirova99@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ENERGY SA VING IN LIFTING AND TRANSPORT EQUIPMENT S. V. Kotelenko, J.R. Sabirova
Ways of saving of energy in the hoisting-and-transport equipment at which there is rational use of the electric power are described.
Key words: energy saving, recovery, lifting and transport equipment.
Kotelenko Svetlana Vladimirovna, candidate of technical sciences, assistant, S.V. Kuzmina@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Sabirova Yulia Rinatovna, student, julia_sabirova99@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.314.1; 621.314.2
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
И.М. Базыль, А.Д. Дударенко
Рассмотрены принцип действия оптических трансформаторов тока, их преимущества и недостатки в сравнении с обычными (электромагнитными) трансформаторами тока.
Ключевые слова: оптический трансформатор тока, эффект фарадея, релейная защита.
Во времена повсеместного внедрения микропроцессорных устройств релейной защиты, плюсами которых являются точность измерений, до сих пор используются электромагнитные трансформаторы тока, минусами которых является отсутствие информации о токе в первые периоды аварийного переходного процесса, из-за того что погрешности трансформации тока достигают 90%. В этих условиях системы защиты либо работают ложно, либо не работают до появления информации. В связи с этим были разработаны оптические трансформаторы тока (ОТТ). Данные устройства в традиционном смысле не являются трансформаторами тока (масштабными преобразователями), а относятся скорее к передающим преобразователям, преобразующим переменный или постоянный ток большого масштаба в соответствующий ему измерительный
44
Электроэнергетика
сигнал иного рода. Электромагнитные трансформаторы тока работают по закону электромагнитной индукции. Оптические ТТ работают по принципу поворота плоскости поляризациилинейно поляризованного света в постоянном магнитном поле (эффект Фарадея).
Схема ОТТ состоит из чувствительного элемента в виде нескольких витков оптического волокна, намотанных вокруг токопровода, помещенных в защитную оболочку из немагнитного материала, и электронно-оптического блока, соединенного с чувствительным элементом.
Электронно-оптический блок с помощью лазера генерирует монохроматический циркулярно поляризованный световой сигнал, который проходя через чувствительный элемент меняет плоскость поляризации, и поступает обратно в электронно-оптический блок на оптический вход, где на фазовом детекторе из него формируется электрический измерительный сигнал.
Главными преимуществами ОТТ по сравнению с их электромагнитными аналогами заключаются в следующем:
- возможность измерения переменного (до 100 кА) и постоянного или импульсного (до 600 кА) тока раных уровней напряжений (до 800 кВ);
- оптико-электронное малоинерционное преобразование световых сигналов с отсутствием петли гистерезиса, магнитного насыщения и остаточного намагничивания, характерного для электромагнитных аналогов и сдерживающих их динамический диапазон и точность измерений;
- большой динамический диапазон (0,1...200% 11ном) и высокая точность (0,1...0,2%) для измерений и защиты токовых цепей, достигаемые за счет использования поляризованных световых сигналов и их цифровой обработки; при этом одно и то же изделие, в отличие от электромагнитных аналогов, может использоваться при 10-кратно различающихся первичных номинальных токах за счет электронной перенастройки коэффициентов трансформации;
- широкая полоса пропускания сигналов (до10 кГц), позволяющая производить полный анализ качества электроэнергии в части гармоник (до 100 гармоник) и переходных процессов (для защиты);
- возможность интеграции в измерительные и информационные системы с использованием различных интерфейсов - аналоговых, дискретных и цифровых - и исключением влияния вторичной нагрузки на процессы измерения, что даёт возможность использовать на действующих подстанциях;
- отсутствие вредных веществ и электропроводящих материалов в оптических датчиках, использование маломощных световых сигналов, исключающих возможность возгорания говорит о полной эколого-, пожаро-, взрыво- и электробезопасности;
- высокая помехоустойчивость позволяет монтировать ОТТ в сложной электромагнитной обстановке без ее предварительного анализа и коррекции;
- долговечность, стабильность и высокие показатели повторяемости метрологических параметров изделий;
- слабая чувствительность к вибрациям и изменениям температуры;
- возможность установки в ограниченном пространстве, с установкой на опору или путем подвешивания к жесткой шине, обусловленная малым весом;
- надежность оптических датчиков, самодиагностика электронно-оптических блоков минимизируют требования к техническому обслуживанию и поверке.
Все эти преимущества являются следствием применения маломощных поляризованных световых сигналов, помещенном в магнитное поле измеряемого тока, бесконтактного воздействия поля на данные сигналы в виде эффекта Фарадея и цифровой обработки результатов измерений поворота плоскости поляризации.
Переход на оптические трансформаторы тока даст:
- возможность «замены на ходу» источника сигнала и тем самым - повышение надежности функционирования релейных защит;
- увеличение быстродействия (не требуется защита «от дребезга», уменьшение времени срабатывания исполнительной части - за счет оптических модулей, уменьшения времени выявления аварийного режима).
- улучшение условий в части безопасного производства работ и электромагнитной совместимости (благодаря оптическим связям нет выноса потенциала с ОРУ)
- в виду принципиального отсутствия насыщения, упрощаются принципы и алгоритмы защит (например, не нужно вводить торможение для дифференциальных защит).
Ограничением применения ОТТ на данный момент являются:
-высокая стоимость, которая учитывая научно-технический прогресс, будет неуклонно снижаться;
-отсутствие норм проектирования подобных систем с учетом опыта эксплуатации данных устройств, которые будут создаваться с течением времени.
В связи с описанными выше преимуществами, а также отсутствием критических недостатков ОТТ будут постепенно вытеснять электромагнитные трансформаторы.
Список литературы
1. Физика Большой энциклопедический словарь. М.: Большая российская энциклопедия, 1999.
2. Гречухин В.Н. Электронные трансформаторы тока и напряжения. Состояние, перспективы развития и внедрения на ОРУ 110-750 кВ станций и подстанций энергосистем // Вестник ИГЭУ, 2006. Вып. 4.
3. Дьяков А.Ф., Зеленохат Н.И. Новая концепция создания автоматизированной системы управления переходными режимами в объединенных энергосистемах // Известия «Акдемии электротехнических наук РФ №3(5), 2009. С. 1-11.
Базыль Илья Михалойвич, канд. техн. наук, ассистент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Дударенко Артём Дмитриевич, магистрант, artyomdudarenko@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
THE USE OF OPTICAL CURRENT TRANSFORMERS I.M. Bazyl, A.D. Dudarenko
The principle of operation of optical current transformers, their advantages and disadvantages in comparison with conventional (electromagnetic) current transformers is considered.
Key words: optical current transformer, Faraday effect, relay protection.
Bazyl Ilya Mikhailovich, candidate of technical sciences, assistant, eists@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Dudarenko Artem Dmitrievich, undergraduate, atyomdudarenko@yandex. ru, Russia, Tula, Tula state university
