РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ СЕКЦИОНИРОВАНИЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ Российский патент 2001 года по МПК H02B13/00 H02B5/00 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к коммутационной технике и предназначено для коммутации (реализации режимов автоматического отключения, автоматического повторного включения, секционирования, автоматического ввода резерва, плавки, гололеда и сетевого резервирования и т.д.) воздушных линий электропередач.

Известен реклоузер (автоматический выключатель воздушных линий) серии TEL (см. Патент РФ N 2142187, М.кл. 6 H 02 B 13/00, опубл. 27.11.99), состоящий из вакуумного выключателя серии TEL, трансформатора тока токовых вводов, защитного корпуса, причем вакуумный выключатель с проходными трансформаторами тока и контактными выводами, выполненными в виде токовых вводов, заключен в прозрачную сплошную твердую изоляцию, поверх которой располагается защитный корпус, нижняя часть которого выполнена из пуленепробиваемого атмосферостойкого стекла и позволяет отчетливо видеть индикатор положения реклоузера и визуально контролировать работу вакуумного выключателя.

Недостатком известного устройства автоматического выключения воздушных линий являются неудобства, связанные с монтажем - демонтажем секционирующего пункта; простои линейных потребителей электроэнергии, среди которых есть потребители первой категории надежности; неудобства при установке и контролировании работы устройства, поскольку контроль за работой осуществляется лишь визуально. Кроме того, конструкция реуклоузера позволяет использовать его лишь для линий электропередачи среднего класса напряжения.

Известна распределительная система для секционированной линии электропередач, принятая за прототип (см. Дорошев К.И. Эксплуатация комплектных распределительных устройств 6-220 кВ. М.: Энергоатомиздат, 1987, с. 132-135, рис. 3.35 и рис. 3.36), включающая в себя комплектное распределительное устройство наружной установки, содержащая высоковольтный отсек, в котором расположен вакуумный выключатель с электроприводом, измерительные трансформаторы тока в фазах "A" и "C", измерительные трансформаторы напряжения и отсек управления с устройствами противоаварийной автоматики в виде автоматического повторного включения и автоматического включения резерва релейной максимальной токовой защиты двухступенчатой направленной, устройства подогрева.

Недостатком известной распределительной системы для секционированной линии электропередачи являются: неудобства, связанные с монтажем-демонтажем секционирующего пункта, простои линейных потребителей электроэнергии, среди которых есть потребители первой категории надежности; неудобства при транспортировке к месту установки; высокая себестоимость и материалоемкость; низкие надежность и эксплуатационные качества.

Эти недостатки обусловлены наличием известной распределительной системы для секционированной линии электропередачи секционирующего пункта на высоте нескольких метров, что требует стационарной лестницы и одновременной защиты от доступа посторонних лиц (вандализма); отсутствия системы замыкания на землю в линии, в то время как замыкания на землю составляют большую часть всех повреждений; отсутствия телемеханики и аварийной сигнализации.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является улучшение эксплуатационных качеств, повышение надежности работы и удобства обслуживания при одновременной защите от доступа посторонних лиц, снижение материалоемкости и себестоимости промышленных объектов.

Для достижения указанного технического результата в известной системе для секционирования линии электропередачи, включающей в себя комплектное распределительное устройство наружной установки, содержащее высоковольтный отсек, в котором расположен вакуумный выключатель с электроприводом, измерительные трансформаторы тока в фазах "A" и "C", измерительные трансформаторы напряжения и отсек управления с устройствами противоаварийной автоматики в виде автоматического повторного включения и автоматического включения резерва, релейной максимальной токовой защиты двухступенчатой направленной, устройства подогрева, согласно изобретению отсеки высоковольтной аппаратуры и управления размещены на платформе в одном блок-боксе, внутри высоковольтного отсека по обеим сторонам вакуумного выключателя расположены два измерительных трансформатора напряжения в трехфазном исполнении с дополнительной обмоткой напряжения нулевой последовательности на низкой стороне, дополнительный измерительный трансформатор тока нулевой последовательности с разъединителями внутренней установки, установленными с разных сторон вакуумного выключателя, снабженные механической блокировкой с заземляющими ножами и запорным устройством входной двери в высоковольтный отсек и приводом вакуумного выключателя, комплектами вентильных ограничителей перенапряжения, оснащенными счетчиками и указателями срабатывания, связанными с системой телемеханики, расположенной в отсеке управления, оснащенном источником гарантированного питания, связанного кабелем посредством вводного автомата с расположенным в высоковольтном отсеке сухим силовым трансформатором, греющей панелью с автоматическим отключением, микропроцессорным устройством релейной защиты и автоматики, кроме того, распределительная система для секционирования ЛЭП включает коридор коммуникаций, блок-боксы контроля и управления на узлах задвижек трубопровода, связанные с отсеком управления посредством линий связи, высоковольтный отсек снабжен автоматическим клапаном, сбрасывающим давление, оснащенным сигнальной световой аппаратурой, установленной на крыше блок-бокса, причем автоматический клапан, сбрасывающий давление, выполнен в виде расположенной в полу высоковольтного отсека рамы с поворотной лопаткой, соединенной посредством концевого выключателя с сигнальной световой аппаратурой, представляющей собой сигнальную мигающую, защищенную сеткой лампу оранжевого цвета, запитанную посредством блок-контактов вводного автомата отсека управления, в комплекс средств телемеханики входят системы фиксации мест короткого замыкания на землю фазы ЛЭП и фиксации мест короткого замыкания между фазами, телеуправления, телесигнализации и противоаварийной телемеханики, защиты от перенапряжения, срабатывания автоматического клапана, сбрасывающего давление воздуха при коротком замыкании, несанкционированного открывания дверей, линия связи, фундамент блок-бокса выполнен с приямком, а сам блок-бокс выполнен с поддоном.

Между отличительными признаками и достигнутым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

В отличие от аналогов и прототипа, выполнение распределительной системы для секционирования ЛЭП в виде размещенных на платформе в одном блок-боксе двух отсеков: отсека управления и высоковольтного, значительно снижает ее себестоимость и облегчает ее обслуживание, поскольку не требуется дорогостоящих свайных фундаментов и грузоподъемной техники для ее установки, а для обслуживания и ремонта в процессе работы не требуется стационарных или приставных лестниц. Размещение внутри высоковольтного отсека вакуумного выключателя, измерительных трансформаторов тока в двух фазах "A" и "C" и дополнительно двух измерительных трансформаторов напряжения в трехфазном исполнении с обмотками нулевой последовательности повышает надежность распределительной системы для секционирования ЛЭП, поскольку внутренняя установка в закрытой отапливаемой ячейке двух измерительных трансформаторов напряжения исключает их преждевременный выход из строя, а также снижает себестоимость установки в целом за счет снижения затрат и времени на установку или замену их на высокой свайной платформе непосредственно на улице по обеим сторонам питающей линии электропередачи. При этом применение двух вышеупомянутых измерительных трансформаторов напряжения не в двухфазном, как в объекте-прототипе, а в трехфазном исполнении с дополнительной разомкнутой обмоткой напряжений нулевой последовательности, возникающее при однофазных замыканиях на землю, а установка дополнительного измерительного трансформатора тока нулевой последовательности позволит выявить и подать в устройства релейной защиты и автоматики нулевую составляющую тока замыкания на землю в линии.

Применение разъединителей внутренней установки, расположенных с разных сторон вакуумного выключателя, снабженных механической блокировкой с заземляющими ножами и запорным устройством входной двери в высоковольтный отсек исключает доступ посторонних лиц в высоковольтный отсек, предупреждая вандализм. Оснащение распределительной системы для секционирования ЛЭП комплектом вентильных ограничителей перенапряжения, оснащенного счетчиками и указателями срабатывания, связанными с системой телемеханики, расположенной в отсеке управления, обеспечивает защиту электрооборудования не только от грозовых перенапряжений в весеннне-летний период, но и круглый год от коммутационных перенапряжений, фиксируемых системой телемеханики. Расположенный дополнительно в высоковольтном отсеке сухой силовой трансформатор дает питание посредством кабеля и вводного автомата источнику гарантированного питания, греющей панели с автоматическим отключением, микропроцессорному устройству релейной защиты и автоматики и противоаварийной телемеханики. Применение в заявляемом объекте комплекса средств телемеханики позволит обеспечить максимальную токовую защиту при замыканиях на землю, токовую отсечку в фазах на землю, токовые перегрузки, защиту от повышения напряжения и понижения напряжения, защита от изменения напряжения мощности.

По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемого изобретения "Распределительная система для секционирования ЛЭП" не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

По мнению заявителя, сущность заявляемого изобретения не следует главным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на достигаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупности признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения "Распределительная система для секционирования ЛЭП" критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в производстве распределительных систем для секционирования ЛЭП с получением технического результата, заключающегося в надежной защите упомянутых объектов и надежной работе с высокими эксплуатационными качествами самой системы.

Сущность заявляемого изобретения поясняется примером конкретного выполнения, где:
- на фиг. 1 - схематически изображена распределительная система для секционирования ЛЭП в виде установленного на фундаменте блок-бокса, состоящего из двух отсеков: высоковольтного и отсека управления;
- на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема высоковольтного отсека;
- на фиг. 3 - структурная схема распределительной системы для секционирования ЛЭП;
- на фиг. 4 - принципиальная электрическая схема отсека управления.

Распределительная система для секционирования ЛЭП выполнена в виде размещенных на платформе 1 в одном блок-боксе с полозьями 2 двух отсеков: отсека управления 3 и высоковольтного отсека 4. Внутри высоковольтного отсека 4 расположены вакуумный выключатель 5, измерительные трансформаторы тока в двух фазах "A" и "C" 6, 7. По обеим сторонам от вакуумного выключателя 5 на питающей линии электропередачи 8 расположены два измерительных трансформатора напряжения 9, 10 в трехфазном исполнении с дополнительной разомкнутой обмоткой напряжения нулевой последовательности 11 на низкой стороне. Внутри высоковольтного отсека 4 расположен также дополнительный измерительный трансформатор тока нулевой последовательности 12 с разъединителями внутренней установки 13, установленными с разных сторон вакуумного выключателя 5. Разъединители внутренней установки 13 снабжены механической блокировкой 14 с заземляющими ножами 15 и запорным устройством 16 входной двери 17 в высоковольтный отсек 2 и приводом 18 вакуумного выключателя 5. Распределительная система для секционирования ЛЭП оснащена комплектом вентильных ограничителей перенапряжения 19, снабженным счетчиками 20 и указателями срабатывания 21, связанными с системой телемеханики 22, расположенной в отсеке управления 3. Отсек управления оснащен источником гарантированного питания 23, связанного кабелем посредством вводного автомата 24 с расположенным в высоковольтном отсеке 5 сухим силовым трансформатором 25, греющей панелью 26 с автоматическим отключением, микропроцессорным устройством релейной защиты и автоматики 27 и противоаварийной телемеханики 22. Распределительная система для секционирования ЛЭП включает коридор коммуникаций 28, блок-боксы контроля и управления 29 на узлах задвижек 300 трубопровода 31, связанные с отсеком управления 3. Высоковольтный отсек снабжен автоматическим клапаном 32, сбрасывающем давление, оснащенным сигнальной световой аппаратурой 33, установленной на крыше блок-бокса 2, причем автоматический клапан выполнен в виде расположенной в полу высоковольтного отсека рамы 34 с поворотной лопаткой 35, соединенной посредством концевого выключателя 36 с сигнальной световой аппаратурой 33, представляющей собой сигнальную мигающую, защищенную сеткой 37 лампу оранжевого цвета, запитанную посредством блок-контактов вводного автомата 23 отсека управления 3. В комплекс средств телемеханики входят системы телеуправления, телесигнализации, защиты от перенапряжения, срабатывания автоматического клапана, сбрасывающего давление воздуха при коротком замыкании, несанкционированного открывания дверей, линия связи. Фундамент 38 платформы 1 выполнен с приямком 39, а сам блок-бокс выполнен с поддоном 40. Отсек управления распределительной системы для секционирования ЛЭП включает измерительные приборы 41, фиксаторы места короткого замыкания 42, определяющие место короткого замыкания фазы ЛЭП на землю и между собой, блок противоаварийной автоматики в виде автоматического повторного включения и автоматического включения резерва, релейной двухступенчатой направленной максимальной токовой защиты, устройства подогрева. Блок-боксы контроля и управления 29 на узлах задвижек 30 трубопровода 31, связаны с отсеком управления 3 с помощью линий связи 43.

Комплектация и сборка блок-бокса 2 распределительной системы для секционирования ЛЭП полностью осуществляется на заводе-изготовителе.

Работа распределительной системы для секционирования ЛЭП осуществляется следующим образом.

Блок-бокс 2 с полозьями транспортируется к месту установки на подготовленный заранее фундамент 38 с приямком 39. При коротком замыкании с последующим возгоранием автоматический клапан 32 сбрасывает давление воздуха посредством поворота рамы 34. Поворотная лопатка 35, срабатывающая при появлении ударной волны, поворачивается и освобождает упертый в нее шток концевого выключателя 36, подающего сигнал о работе автоматического клапана 32 также и в систему телемеханики 22 на отключение напряжения, а на крыше блок-бокса загорается мигающая оранжевого цвета лампа аварийного отключения 33 системы или ее неисправности. Прерывистый оранжевый цвет привлекает внимание при вертолетном облете трассы и позволяет обслуживающей бригаде легко отыскать место поломки с вертолета в любое время суток и устранить неисправность в кратчайшее время независимо от удаленности или недоступности места нахождения распределительной системы для секционирования ЛЭП. При контрольном вертолетном облете трассы трубопровода наличие мигающей оранжевого цвета лампы позволяет представить картину работы распределительной системы для секционирования ЛЭП. Кроме того, с помощью тока и напряжения нулевой последовательности легко определяется величина и направление мощности нулевой последовательности, а также с помощью комплекса средств телемеханики определяется характер и место возникновения однофазного короткого замыкания. По каналам телемеханики через блок-бокс контроля и управления 29 на узлах задвижек 30 передаются также данные о характере и месте междуфазного короткого замыкания в районный диспетчерский пункт.

Предложенная распределительная система для секционирования ЛЭП обладает улучшенными эксплуатационными качествами и повышенной надежностью и удобством работы обслуживания при одновременной защите от доступа посторонних лиц, в целом снижается себестоимость распределительной системы для секционирования ЛЭП, а также исключаются пожары на трассах ЛЭП, сохраняя тем самым окружающую среду.

Использование: для воздушных линий электропередач. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных качеств, повышении надежности работы и удобства обслуживания при одновременной защите от доступа посторонних лиц, снижении материалоемкости и себестоимости. Система выполнена в виде размещенных на платформе в одном блок-боксе двух отсеков: отсека управления и высоковольтного отсека, в котором расположены вакуумный выключатель, измерительные трансформаторы тока в фазах А и С. По обеим сторонам от вакуумного выключателя на питающей линии электропередачи расположены два измерительных трансформатора напряжения в трехфазном исполнении с дополнительной разомкнутой обмоткой напряжения нулевой последовательности на низкой стороне. Внутри высоковольтного отсека расположен также дополнительный измерительный трансформатор тока нулевой последовательности с разъединителями внутренней установки, установленными с разных сторон вакуумного выключателя. Разъединители внутренней установки снабжены механической блокировкой с заземляющими ножами и запорным устройством входной двери в высоковольтный отсек и приводом вакуумного выключателя. Кроме того, имеется комплект вентильных ограничителей перенапряжения со счетчиками и указателями срабатывания, связанным с системой телемеханики, расположенной в отсеке управления, отсек управления оснащен источником гарантированного питания, который связан кабелем посредством вводного автомата с расположенным в высоковольтном отсеке сухим силовым трансформатором, греющей панелью с автоматическим отключением, микропроцессорным устройством релейной защиты и автоматики и противоаварийной телемеханики. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Распределительная система для секционирования линии электропередач, включающая в себя комплектное распределительное устройство наружной установки, содержащее высоковольтный отсек, в котором расположен вакуумный выключатель с электроприводом, измерительные трансформаторы тока в фазах А и С, измерительные трансформаторы напряжения и отсек управления с устройствами противоаварийной автоматики в виде автоматического повторного включения и автоматического включения резерва, релейной максимальной токовой защиты двухступенчатой направленной, устройства подогрева, отличающаяся тем, что отсеки высоковольтной аппаратуры и управления размещены на платформе в одном блок-боксе, внутри высоковольтного отсека по обеим сторонам вакуумного выключателя расположены два измерительных трансформатора напряжения в трехфазном исполнении с дополнительной обмоткой напряжения нулевой последовательности на низкой стороне, дополнительный измерительный трансформатор тока нулевой последовательности с разъединителями внутренней установки, установленными с разных сторон вакуумного выключателя, снабженные механической блокировкой с заземляющими ножами и запорным устройством входной двери в высоковольтный отсек и приводом вакуумного выключателя, комплектами вентильных ограничителей перенапряжения, оснащенными счетчиками и указателями срабатывания, связанными с системой телемеханики, расположенной в отсеке управления, оснащенном источником гарантированного питания, связанного кабелем посредством вводного автомата с расположенным в высоковольтном отсеке сухим силовым трансформатором, греющей панелью с автоматическим отключением, микропроцессорным устройством релейной защиты и автоматики.