Постоянный рост энергопотребления и перегруженность энергосетей являются причиной возросшей необходимости обновления стареющей инфраструктуры электроэнергетической отрасли. Данный факт представляет существенную проблему, поскольку из-за окончания срока службы оборудования требуется увеличенный объем техобслуживания. Кроме того, у традиционных э/м трансформаторов есть ряд существенных недостатков, вытекающих из самой природы их работы.
В современной энергетике, как и в остальных отраслях промышленности, происходит стремительное движение в сторону развития цифровых технологий, поэтому, все чаще поднимается вопрос о построении цифровой подстанции и уже сделаны первые шаги в этом направлении. Таким образом, в электроэнергетике существует потребность в цифровых измерителях напряжения, которые бы обеспечили, по сравнению с традиционными трансформаторами, более высокие параметры безопасности и качества измерений, поэтому данный проект является актуальным и представляет особый интерес для развития отрасли в целом.
Предлагаемые оптические цифровые измерительные преобразователи тока и напряжения относятся к новому поколению измерительных систем, которые не просто заменяют традиционные измерительные трансформаторы, а позволяют создавать интеллектуальные электрические, обеспечивая необходимую точность измерений, а также позволяют контролировать и управлять электрическими сетями в режиме реального времени.
Рис. 1. Измерительный преобразователь напряжения с цифровым выходом.
Основными преимуществами таких преобразователей по отношению к традиционным измерительным трансформаторам являются:
• малые габариты и вес;
• низкая чувствительность к внешним электромагнитным наводкам;
• отсутствие эффектов насыщения в чувствительном элементе;
• быстрая реакция на изменение измеряемого напряжения;
• цифровая схема обработки и выдачи информации;
• высокая точность измерения;
• широкий диапазон рабочих температур;
• взрыво- и пожаробезопасность;
• экологичность.
Рис.2. Структурная схема ВОИПН.
В основу построения измерителя положен принцип использования электрооптических элементов. В ВОИПН реализован метод измерения напряжения в высоковольтных линиях, через чувствительный элемент, помещенный в измеряемое электрическое поле.основанный на регистрации изменения параметров оптического излучения при прохождении На Рис.2 представлена структурная схема ВОИПН.
В состав ВОИПН входит высоковольтный электрооптический преобразователь(представлен на Рис.3), располагаемый непосредственно у высоковольтных линий, и блок управления и обработки, вынесенный из зоны высокого напряжения в помещение вычислительного центра на расстояние, необходимое для безвредной работы персонала. Блок управления и обработки формирует информационный сигнал, который передается через телекоммуникационное оптическое волокно или по электрическому кабелю в вышестоящую систему (потребителю).
Рис. 3. Высоковольтный электрооптический преобразователь.
ВОИПН может применяться в таких отраслях, как электроэнергетика и металлургия в качестве измерительного датчика напряжения, а также для учета и контроля электроэнергии, защиты и диагностики электросетей в составе цифровой электроподстанции.
Рис. 4 Сферы применения ВОИПН.
