УСТРОЙСТВО СЕКЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУШНЫХ И КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ДЛЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 35 кВ Российский патент 2010 года по МПК H02B13/00 

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 и кабельных линий электропередач.

Известно устройство для воздушных кабельных линий электропередач - реклоузер (автоматический выключатель воздушных линий) серии TEL (патент РФ N 2142187, М.кл. 6 H02B 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, а поверх изоляции располагается защитный корпус, нижняя часть которого выполнена из пуленепробиваемого атмосферостойкого стекла и позволяет отчетливо видеть индикатор положения устройства и визуально контролировать работу вакуумного выключателя.

Недостатком известного устройства автоматического выключения воздушных линий являются неудобства, связанные с монтажом-демонтажом устройства; 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 устройства позволяет использовать его лишь для линий электропередачи среднего класса напряжения.

Известно устройство секционирования воздушных кабельных линий электропередач (см. Дорошев К.И. Эксплуатация комплектных распределительных устройств 6-220 кВ. М.: Энергоатомиздат, 1987, с.132-135, рис.3.35 и рис.3.36), включающее 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 двухступенчатой направленной релейной максимальной токовой защиты, устройства подогрева.

Недостатком являются: неудобства, связанные с монтажом-демонтажом секционирующего пункта, простои линейных потребителей электроэнергии, среди которых есть потребители первой категории надежности; неудобства при транспортировке к месту установки; относительно большие габариты устройства, низкие 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; отсутствия телемеханики и аварийной сигнализации.

Наиболее близким к заявляемому устройству является комплектное распределительное устройство наружной установки для систем электроснабжения, 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 (патент RU №2170485, МПК⁷ H02B 13/00, H02B 5/00). Это устройство предназначено для высоковольтной линии электропередач.

При этом следует отметить, такое устройство предназначено для линий электропередачи высокого класса напряжения до 220 кВ. Однако при использовании его для линий электропередачи до 35 его сложная конструкция неоправданна, она имеет большие габариты, высокую стоимость.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, повышение удобства обслуживания при одновременной защите от доступа посторонних лиц, снижение материалоемкости и себестоимости.

Для достижения технического результата в устройстве секционирования воздушных кабельных линий, выполненном в виде блок-контейнера, содержащего высоковольтный отсек, в котором расположен вакуумный выключатель, измерительные трансформаторы тока, измерительные трансформаторы напряжения, трансформатор собственных нужд, клапан сброса давления, а также отсек управления с устройствами телемеханики и релейной защиты, при этом устройство снабжено также ограничителями напряжения, разъединителями горизонтально-поворотного типа, ножи которых выполнены с возможностью срабатывания от привода, снабженного устройством электромеханической блокировки главных ножей при включенном вакуумном выключателе, а также блокировки входной двери в высоковольтный отсек при наличии в нем высокого напряжения, причем один из разъединителей подключен к входу вакуумного выключателя, а другой - к выходу через входные и выходные контакты вакуумного выключателя, согласно изобретению ограничители перенапряжения, разъединители горизонтально-поворотного типа установлены на крыше блок-контейнера, причем входные контакты вакуумного выключателя подключены к одному из разъединителей через ограничители перенапряжения, а выходные контакты вакуумного выключателя подключены к другому разъединителю через последовательно соединенные измерительные трансформаторы тока, параллельно соединенные трансформаторы напряжения, трансформатор собственных нужд и ограничители перенапряжения.

Причем привод разъединителя, подсоединенный к устройствам в отсеке управления, может быть установлен на боковой стенке этого отсека.

При этом клапан сброса давления может быть расположен в верхней или нижней части высоковольтного отсека в боковой стенке.

При этом в стенке, разделяющей высоковольтный отсек и отсек управления, установлено окно с защитным остеклением.

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

В отличие от аналогов и прототипа заявляемое выполнение устройства, значительно снижает его себестоимость, так как позволяет применять высоковольтные выключатели с уменьшенными габаритами, предназначенные для внутренней установки, уменьшает габариты блок-контейнера за счет вынесения отдельных узлов на его крышу и боковые стенки. Причем устройство имеет изоляцию, рассчитанную для работы в сетях с напряжением, не превышающем 35-40 кВ. Устройство просто для обслуживания, не требует дорогостоящих свайных фундаментов и грузоподъемной техники для его установки.

Совокупность существенных признаков устройства 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 критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в производстве.

Сущность заявляемого изобретения поясняется примером конкретного выполнения, где:

- на фиг.1 - схематически изображено заявляемое устройство;

- на фиг.2 - принципиальная электрическая схема высоковольтного отсека.

Устройство выполнено в виде размещенных на платформе с полозьями 1 в одном блок-контейнере в двух отсеках: высоковольтного отсека А и отсека управления Б. Внутри высоковольтного отсека А расположены вакуумный выключатель 4, клапан сброса давления 11, измерительные трансформаторы тока 14, измерительные трансформаторы напряжения 13, трансформатор для собственных нужд 12. Внутри отсека управления установлены устройства телемеханики и релейной защиты 2. На крыше блок-контейнера установлены ограничители напряжения 8 для защиты установки от грозовых и коммутационных перенапряжений, связанные с устройствами телемеханики, разъединители горизонтально-поворотного типа 7, ножи которых - главные и заземляющие выполнены с возможностью срабатывания от привода 3, снабженного устройством электромеханической блокировки главных ножей при включенном вакуумном выключателе 4, которым осуществляется коммутация цепи, секционирование линии. Привод 3 снабжен также блокировкой входной двери в высоковольтный отсек А при наличии в нем высокого напряжения. Подключение к воздушной линии осуществляется посредством металлической рамы на крыше, на которой монтируются опорные изоляторы 6. Ввод высокого напряжения в модуль осуществляется через проходные изоляторы 9 через крышу. Входной контакт вакуумного выключателя 4 подключен к одному из разъединителей через ограничители 8 и проходные изоляторы 9, а выходной контакт вакуумного выключателя 4 подключен к другому разъединителю 7 с помощью шин на опорных изоляторах 10, через последовательно соединенные измерительные трансформаторы тока 14, трансформаторы напряжения 13, трансформатор собственных нужд 12 и другой ограничитель перенапряжения 8 - через проходные изоляторы 9. Выключатель может управляться в автоматическом или ручном режиме от устройств управления 2. Привод 3 разъединителя 7, подсоединенный также к устройствам в отсеке управления, может быть установлен на боковой стенке этого отсека. Также на крыше могут быть установлены опорные изоляторы 6 для восприятия тяжести подходящих проводов от воздушных линий.

Клапан сброса давления может быть расположен в верхней или нижней части высоковольтного отсека на боковой стенке, который срабатывает при возникновении избыточного давления в результате короткого замыкания внутри отсека.

В стенке, разделяющей высоковольтный отсек А и отсек управления Б, установлено смотровое окно 5 с остеклением.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Блок-контйнер 1 с полозьями транспортируется к месту установки на подготовленный заранее фундамент. При коротком замыкании с последующим возгоранием автоматический клапан 11 сбрасывает давление воздуха и подает сигнал в систему телемеханики отсека Б на отключение напряжения. Срабатывают все устройства. Измерительные трансформаторы тока и напряжения позволяют контролировать состояние цепи, передавая значение тока и напряжения на микропроцессорное устройство, которое находится в шкафу релейной защиты в отсеке Б. При возникновении аварийных ситуаций происходит изменение режима цепи, это фиксируют трансформаторы тока и напряжения, они передают сигнал к устройству защиты, затем происходит автоматическое отключение поврежденного участка цепи. Благодаря наличию трансформатора напряжения возможно производить технический и коммерческий учет электроэнергии. Трансформатор собственных нужд полностью обеспечивает все внутренние системы отопления, освещения, вентиляции, работы вторичных цепей блок-контейнера. В случае исчезновения питающего напряжения аккумуляторные батареи обеспечивают работу вторичных цепей в течение определенного промежутка времени. В случае возникновения короткого замыкания в высоковольтном отсеке под действием дуги в отсеке возникает избыточное давление, которое ограничивается срабатыванием клапана. Трансформаторы тока 14, установленные в цепи, подают сигнал на устройство защиты, которое в свою очередь отключает выключатель 4.

Заявляемое устройство обладает улучшенными эксплуатационными качествами и повышенной надежностью и удобством работы обслуживания при одновременной защите от доступа посторонних лиц, в целом снижается себестоимость устройства. Содержит все необходимое для работы сети при напряжениях до 35 кВ.

Изобретение относится к коммутационной технике. Устройство выполнено в виде блок-контейнера, внутри высоковольтного отсека (А) которого расположены вакуумный выключатель (4), клапан сброса давления (11), измерительные трансформаторы тока (14), измерительные трансформаторы напряжения (13), трансформатор для собственных нужд (12), а внутри отсека управления (Б) которого установлены устройства телемеханики и релейной защиты (2). На крыше блок-контейнера установлены ограничители перенапряжения (8), разъединители горизонтально-поворотного типа (7), ножи которых (главные и заземляющие) выполнены с возможностью срабатывания от привода (3). Входной контакт вакуумного выключателя (4) подключен к одному из разъединителей через ограничители (8) и проходные изоляторы 9. Выходной контакт вакуумного выключателя (4) подключен к другому разъединителю (7) через последовательно соединенные измерительные трансформаторы тока (14), трансформаторы напряжения (13), трансформатор собственных нужд (12) и ограничители перенапряжения (8). Технический результат - упрощение конструкции, повышение удобства обслуживания, защита от доступа посторонних лиц, снижение материалоемкости и себестоимости. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство секционирования воздушных и кабельных линий для систем электроснабжения 35 кВ, выполненное в виде блок-контейнера, содержащего высоковольтный отсек, в котором расположен вакуумный выключатель, измерительные трансформаторы тока, измерительные трансформаторы напряжения, трансформатор собственных нужд, клапан сброса давления, а также отсек управления с устройствами телемеханики и релейной защиты, при этом устройство снабжено также ограничителями напряжения, разъединителями горизонтально-поворотного типа, ножи которых выполнены с возможностью срабатывания от привода, снабженного устройством электромеханической блокировки главных ножей при включенном вакуумном выключателе, а также блокировки входной двери в высоковольтный отсек при наличии в нем высокого напряжения, причем один из разъединителей подключен к входу вакуумного выключателя, а другой - к выходу через входные и выходные контакты вакуумного выключателя, отличающееся тем, что ограничители перенапряжения, разъединители горизонтально-поворотного типа установлены на крыше блок-контйнера, причем входные контакты вакуумного выключателя подключены к одному из разъединителей через ограничители перенапряжения, а выходные контакты вакуумного выключателя подключены к другому разъединителю через последовательно соединенные измерительные трансформаторы тока, параллельно соединенные трансформаторы напряжения, трансформатор собственных нужд и ограничители перенапряжения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что привод разъединителя, подсоединенный к устройствам в отсеке управления, установлен на боковой стенке этого отсека.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при этом клапан сброса давления расположен в верхней или нижней части высоковольтного отсека на боковой стенке.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в стенке, разделяющей высоковольтный отсек и отсек управления, установлено окно с остеклением.