Устройство определения короткого замыкания и защитного отключения воздушных линий электропередачи Российский патент 2017 года по МПК G01R31/02 

Изобретение относится к секционным изоляторам и переключателям на линиях энергоснабжения, контактирующих с токоприемниками транспортных средств.

Уровень техники

Известно решение, патент RU 2376609 С1, 18.08.2008, принято за прототип, в котором описано устройство, позволяющее точно определить опору контактной сети, на которой произошло замыкание.

К техническим недостаткам решения по патенту RU 2376609 С1 относятся следующие особенности:

1. Решение не может фиксировать короткие замыкания, которые происходят вне опор контактной сети, что делает ее неэффективной (на единицу длины контактной сети) особенно на таких участках, как крупные узловые станции, локомотивные и моторвагонные депо, малодеятельные линии, тракционные пути.

2. Система имеет усложненную конструкцию за счет применения более мощного источника питания и накопителя энергии.

Предлагаемое изобретение устраняет данные технические недостатки путем применения датчиков тока и питающей линии 220 В.

Раскрытие изобретения

Для усовершенствования автоматизации электроснабжения тяговой сети железнодорожной станции предлагается устройство определения короткого замыкания и защитного отключения воздушных линий электропередачи.

Сущность изобретения выражается совокупностью таких существенных признаков, как:

- наличие датчика тока с микропроцессором;

- наличие модуля фиксации;

- наличие модуля управления;

- наличие разъединителя;

- наличие двигательного привода секционного разъединителя.

Ключевым преимуществом устройства определения короткого замыкания и защитного отключения воздушных линий электропередачи является возможность автоматического отключения именно того участка контактной сети, где произошло короткое замыкание, что существенно сокращает время простоя, а также уменьшает износ выключателей на тяговых подстанциях.

Осуществление изобретения

Устройство определения короткого замыкания и защитного отключения воздушных линий электропередачи предназначено для автоматического отключения двигательных приводов разъединителей линий электропередач в случае возникновения перегрузки по току через разъединитель.

Состав устройства (фигура 1):

- разъединитель (1), установленный на опоре (2) воздушной линии электропередачи;

- датчик тока (3), установленный на питающем шлейфе воздушной линии электропередачи (4);

- модуль фиксации (5), установленный на опоре рядом с двигательным приводом (6) на высоте не выше 2 метров;

- модуль фиксации, оснащенный светодиодным дисплеем (7) и кнопками настройки;

- двигательный привод, связанный с разъединителем с помощью тяги (8);

- модуль управления (9), электрически связанный с двигательным приводом разъединителя.

Аппаратура непрерывно измеряет ток через разъединитель. Датчик тока вырабатывает аналоговый сигнал, пропорциональный току, протекающего через разъединитель.

В модуле фиксации с помощью светодиодного дисплея и кнопок настроек устанавливают уставку тока короткого замыкания, уставку тока холостого хода, уставку предельного времени между возникновением тока короткого замыкания и падением тока до холостого хода.

Модуль фиксации каждые 0,5 мс сравнивает значение тока в датчике с уставкой тока короткого замыкания. Если ток через разъединитель превысит уставку тока короткого замыкания, аппаратура фиксирует это событие. Если в течение предельного времени ток через разъединитель снизится до уставки тока холостого хода, то будет выдана команда на отключение разъединителя. Если предельное время будет превышено, то команды на отключение не будет. Команда на отключение разъединителя поступает в модуль управления, в котором происходит объединение сигналов от модуля фиксации и от аппаратуры телемеханики.

После получения команды двигательный привод при помощи тяги отключает разъединитель. Разъединитель отключает питающую линию, на которой произошло короткое замыкание, а остальная станция остается в рабочем состоянии.

Модуль фиксации расположен на высоте 2 м, что удобно для доступа к органам управления для установки уставок и проведения технического обслуживания.

Модуль управления располагается рядом с аппаратурой управления приводами. В нем происходит сопряжение сигналов от аппаратуры телемеханики с сигналами от модуля фиксации, что позволяет энергодиспетчеру контролировать ситуацию на участке, а также отключать подачу напряжения при необходимости дистанционно.

Принятая в эксплуатацию аппаратура должна быть постоянно включена, для этого необходимо убедиться в том, что питание 220 В подается как на модуль фиксации, так и на модуль управления.

Техническим результатом заявленного изобретения является возможность автоматического оперативного отключения участка воздушных линий электропередачи при прохождении тока короткого замыкания через датчик тока, фиксации его значения в модуле фиксации и передачи сигнала в модуль управления с целью отключения двигательного привода секционного разъединителя и определения места короткого замыкания.

В качестве примера реализации предлагается устройство определения короткого замыкания и защитного отключения разъединителя на железнодорожной воздушной линии электропередачи.

При эксплуатационных испытаниях данное устройство зафиксировало факт короткого замыкания на соответствующем участке железнодорожной воздушной линии электропередачи. В момент бестоковой паузы устройство осуществило автоматическое отключение разъединителя. При подаче испытательного напряжения 95 кВ от высоковольтной испытательной станции перекрытий и коронирования не наблюдалось.

Таким образом, в предложенном устройстве достигается заявленный технический результат, а именно произошло отключение данного участка воздушных линий электропередачи.

Изобретение относится к устройствам определения короткого замыкания и защитного отключения воздушных линий электропередач. Сущность: устройство содержит разъединитель (1), установленный на опоре (2) воздушной линии электропередачи, датчик тока (3), установленный на питающем шлейфе воздушной линии электропередачи (4), модуль фиксации (5), установленный на опоре рядом с двигательным приводом (6) на высоте не выше 2 метров, модуль фиксации, оснащенный светодиодным дисплеем и кнопками настройки, двигательный привод, связанный с разъединителем с помощью тяги, модуль управления (9), электрически связанный с двигательным приводом разъединителя. Технический результат: возможность автоматического оперативного отключения участка воздушных линий электропередачи. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство определения короткого замыкания и защитного отключения воздушных линий электропередачи, содержащее элемент, обеспечивающий отключение линий электропередачи и связанный с ним датчик тока короткого замыкания, отличающееся тем, что элемент, обеспечивающий отключение линии электропередачи выполнен в виде разъединителя открытого типа и установлен на одной опоре вместе с датчиком тока, вход которого электрически соединен с проводом линии электропередачи, а выход с микропроцессором модуля фиксации, установленного на этой же опоре, снабженного светодиодным дисплеем и связанного управляющей связью с модулем управления, связанного управляющей связью с двигательным приводом разъединителя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модуль фиксации установлен на опоре на высоте человеческого роста.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что связанный с модулем фиксации модуль управления имеет управляющую связь с пультом энергодиспетчера.