Пункт секционирования до 1 кВ, совмещенный с пунктом учета электроэнергии и контроля качества электроэнергии, контроля количества и времени отключения напряжения Российский патент 2020 года по МПК H02B7/06 

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к устройствам секционирования линий электропередачи и предназначено для коммутации, защиты электрической сети, учета электроэнергии, учета качества электроэнергии, контроля количества и времени отключения напряжения в распределительных сетях трехфазного тока.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является пункт секционирования для коммутации и защиты линий электропередач, включающий в себя высоковольтный модуль и низковольтный блок управления и защиты, закрепленные на одной опоре, расположенные в отдельных корпусах и соединенные кабелем, высоковольтный модуль содержит на крышке и боковой стенке высоковольтные вводы для подключения к линии электропередачи, трансформаторы тока и вакуумный выключатель, а низковольтный блок управления и защиты содержит элементы управления вакуумным выключателем, устройства релейной или микропроцессорной защиты и автоматики и аккумуляторную батарею (патент РФ №52276, МПК Н02В 11/00, опубл. 10.03.2006, Бюл.№7).

Недостатком известного пункта секционирования для коммутации и защиты линий электропередач является его ограниченная область применения и, соответственно, невозможность его применения для коммутации, защиты электрической сети, учета электроэнергии, учета качества электроэнергии, контроля количества и времени отключения напряжения в распределительных сетях трехфазного тока напряжением до 1 кВ.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение функциональных возможностей и области его использования за счет применения для коммутации, защиты электрической сети, учета электроэнергии, учета качества электроэнергии, контроля количества и времени отключения напряжения в распределительных сетях трехфазного тока напряжением до 1 кВ.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности осуществлять функции коммутации, защиты электрической сети, учета электроэнергии, учета качества электроэнергии, контроля количества и времени отключения напряжения в распределительных сетях трехфазного тока напряжением до 1 кВ. Это достигается за счёт управления контактами пункта секционирования на основе контроля режимов его работы и режимов сети, в которой он установлен. Также это позволяет уменьшить недоотпуск электроэнергии потребителям, сократить убытки энергоснабжающих организаций и, таким образом, повысить надежность и эффективность систем электроснабжения потребителей.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что предлагаемый пункт секционирования до 1 кВ, совмещенный с пунктом учета электроэнергии и контроля качества электроэнергии, контроля количества и времени отключения напряжения, включающий в себя коммутационный элемент и блок управления и защиты, согласно изобретению, содержит вводной коммутационный элемент ручного управления, установленный в силовой цепи и предназначенный для её ручной коммутации на вводе пункта секционирования, вакуумный коммутационный элемент дистанционного управления, установленный в силовую цепь после вводного коммутационного элемента ручного управления и предназначенный для её коммутации с использованием дистанционных средств управления, выводной коммутационный элемент ручного управления, подключенный к силовой цепи после вакуумного коммутационного элемента дистанционного управления и предназначенный для её ручной коммутации на выводе пункта секционирования, блок управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления, соединённый с вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления и передающий на него команды включения и отключения, блок дистанционного управления пунктом секционирования по силовой сети, соединённый с силовой цепью между вводным коммутационным элементом ручного управления и вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления, также соединённый с блоком управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления и передающий команды, поступившие по силовой сети, на блок управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления, блок дистанционного управления пунктом секционирования по каналам связи, соединённый с блоком управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления и передающий команды, поступившие по каналам связи, на блок управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления, блок местного управления пунктом секционирования, соединённый с силовой цепью и с блоком управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления и передающий команды ручного управления на блок управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления, блок контроля тока, соединённый с силовой цепью пункта секционирования между вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления и выводным коммутационным элементом ручного управления, также соединённый с блоком управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления и передающий команды отключения на блок управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления при превышении тока в силовой цепи более заданного значения тока, принятого за ток перегрузки или ток короткого замыкания, а также соединённого с блоком передачи данных для передачи значений тока в силовой цепи по запросу, блок передачи данных, осуществляющий передачу информации о работе пункта секционирования диспетчеру компании, обслуживающей электрическую сеть, в которой установлен пункт секционирования, блок контроля положения коммутационных элементов, соединённый с блоком передачи данных и коммутационными элементами, установленными в пункте секционирования, контролирующий положения вводного коммутационного элемента ручного управления, вакуумного коммутационного элемента дистанционного управления и выводного коммутационного элемента ручного управления и передающий данные об их положении в блок передачи данных, блок учёта потребления электроэнергии и контроля качества электрической энергии, соединённый с силовой цепью между вводным коммутационным элементом ручного управления и вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления, также соединённый с блоком передачи данных, осуществляющий учёт потребления электроэнергии, переданной через пункт секционирования и контроль параметров качества электрической энергии в силовой цепи и передающий данные о них в блок передачи данных, блок контроля количества и продолжительности отключений напряжения, соединённый с силовой цепью до вводного коммутационного элемента ручного управления и после выводным коммутационным элементом ручного управления, осуществляющий контроль количества и продолжительности отключений напряжения, связанных с исчезновением напряжения в цепи до пункта секционирования и после него и передающий эти данные в блок передачи данных, с которым он также соединён.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где представлена структурная схема пункта секционирования.

Пункт секционирования до 1 кВ, совмещенный с пунктом учета электроэнергии и контроля качества электроэнергии, контроля количества и времени отключения напряжения содержит вводной коммутационный элемент ручного управления (ВКЭРУ 1), вакуумный коммутационный элемент дистанционного управления (ВКЭДУ 2), выводной коммутационный элемент ручного управления (ВыКЭРУ 3), блок управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления (БУВКЭДУ 4), блок дистанционного управления пунктом секционирования по силовой сети (БДУПСпоСС 5), блок дистанционного управления пунктом секционирования по каналам связи (БДУПСпоКС 6), блок местного управления пунктом секционирования (БМУПС 7), блок контроля тока (БКТ 8), блок передачи данных (БПД 9), блок контроля положения коммутационных элементов (БКПКЭ 10), блок учёта потребления электроэнергии и контроля качества электрической энергии (БУПЭиККЭ 11), блок контроля количества и продолжительности отключений напряжения (БККиПОН 12).

ВКЭРУ 1 установлен в силовой цепи. ВКЭДУ 2 установлен в силовую цепь после ВКЭРУ 1. ВыКЭРУ 3 установлен в силовой цепи после ВКЭДУ 2. БУВКЭДУ 4 соединён с ВКЭДУ 2. БДУПСпоСС 5 соединён с силовой цепью между ВКЭРУ 1 и ВКЭДУ 2, также соединён с БУВКЭДУ 4. БДУПСпоКС 6 соединён с БУВКЭДУ 4. БМУПС 7 соединён с силовой цепью и с БУВКЭДУ 4. БКТ 8 соединён с силовой цепью между ВКЭДУ 2 и ВыКЭРУ 3, также соединён с БУВКЭДУ 4. а также соединён с БПД 9. БКПКЭ 10 соединён с БПД 9 и с ВКЭДУ 2, с ВКЭРУ 1, с ВыКЭРУ 3. БУПЭиККЭ 11 соединён с силовой цепью между ВКЭРУ 1 и ВКЭДУ 2, также соединён с БПД 9. БККиПОН 12 соединён с силовой цепью до ВКЭРУ 1 и после ВыКЭРУ 3, также соединён с БПД 9.

Устройство работает следующим образом.

Подача напряжения на силовую цепь пункта секционирования осуществляется с помощью вводного коммутационного элемента ручного управления (ВКЭРУ 1), установленного в силовой цепи. При этом питание подаётся на блок местного управления пунктом секционирования (БМУПС 7), в результате чего им автоматически подаётся команда на блок управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления (БУВКЭДУ 4) на включение вакуумного коммутационного элемента дистанционного управления (ВКЭДУ 2). ВКЭДУ 2 включается и подаёт питание на силовую цепь за ним. При включении выводного коммутационного элемента ручного управления (ВыКЭРУ 3) напряжение будет подано на силовую цепь за пунктом секционирования. При местном управлении пунктом секционирования команда на его отключение подаётся с помощью БМУПС 7. При этом команда отключения пункта секционирования подаётся от БМУПС 7 на БУВКЭДУ 4, который, в свою очередь, отключает ВКЭДУ 2 за счёт прекращения подачи питания на катушку ВКЭДУ. При этом в цепи за ВКЭДУ 2 исчезает напряжение. Также отключение пункта секционирования можно осуществить с помощью команд, поданных на БУВКЭДУ 4 от блока дистанционного управления пунктом секционирования по силовой сети (БДУПСпоСС 5) или блока дистанционного управления пунктом секционирования по каналам связи (БДУПСпоКС 6). С помощью данных блоков можно осуществить и дистанционное включение пункта секционирования. БДУПСпоСС 5 получает команды на включение или отключение пункта секционирования с помощью кодированного сигнала, передаваемого по силовой сети с применением существующих технологий передачи сигналов по ней или с помощью кодированной последовательности включения и отключения напряжения в ней. БДУПСпоКС 6 получает команды на включение или отключение пункта секционирования с помощью сигнала получаемого через канал связи, например JPS, JPRS, Глонасс, радио или другой канал. При возникновении в силовой цепи за пунктом секционирования, или внутри него после ВКЭДУ 2, тока перегрузки или тока короткого замыкания, то блок контроля тока (БКТ 8) подаст сигнал на БУВКЭДУ 4 на отключение ВКЭДУ 2. В этом случае, если в логике работы БУВКЭДУ 4 заложен алгоритм осуществления автоматического повторного включения (АПВ) ВКЭДУ 2, то после выдержки времени будет осуществлено АПВ ВКЭДУ 2 и если оно будет неуспешным, то есть в силовой сети за пунктом секционирования, или внутри него после ВКЭДУ 2, повторно появится ток перегрузки или ток короткого замыкания, то БКТ 8 повторно подаст сигнал на БУВКЭДУ 4 на отключение ВКЭДУ 2, при этом будет заблокирована возможность дистанционного включения пункта секционирования до устранения повреждений в силовой цепи за ВКЭДУ 2. Также при этом будет отправлено сообщение о повреждении за ВКЭДУ 2. Если АПВ будет успешным, то пункт секционирования продолжит работу в нормальном режиме. Положение коммутационных элементов пункта секционирования контролируется с помощью блока контроля положения коммутационных элементов (БКПКЭ 10), который при изменении положения коммутационных элементов ВКЭДУ 2, ВКЭРУ 1, ВыКЭРУ 3 передаёт соответствующие данные в блок передачи данных (БПД 9). Блок учёта потребления электроэнергии и контроля качества электрической энергии (БУПЭиККЭ 11) осуществляет учёт электроэнергии, переданный через пункт секционирования, а также контролирует показатели качества электрической энергии в точке установки пункта секционирования. Данные о потреблении электроэнергии и о качестве электрической энергии передаются в блок передачи данных и через него диспетчеру энергокомпании или компании, на чьём балансе находится оборудование пункта секционирования. Блок контроля количества и продолжительности отключений напряжения (БККиПОН 12) контролирует напряжение до и после пункта секционирования и ток в данных точках. При исчезновении напряжения до или после пункта секционирования начинается отсчёт времени отсутствия напряжения в соответствующей точке, а также передаётся информация в БПД 9 об отключении напряжения в ней. Контроль тока с помощью БККиПОН 12 позволяет определять наличие повреждений в пункте секционирования или за ним и передавать эту информацию в БПД 9.

Предлагаемое устройство позволяет осуществить коммутацию и защиту линий до 1 кВ, учет электроэнергии, контроль качества электроэнергии, контроль количества и продолжительности отключения напряжения. Его применение предотвращает развитие аварийной ситуации и позволяет уменьшить недоотпуск электроэнергии потребителям, сократить убытки энергоснабжающих организаций и, таким образом, повысить надежность и эффективность систем электроснабжения потребителей.

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к устройствам секционирования линий электропередачи и предназначена для коммутации, защиты электрической сети, учета электроэнергии, учета качества электроэнергии, контроля количества и времени отключения напряжения в распределительных сетях трехфазного тока. Пункт секционирования до 1 кВ, совмещенный с пунктом учета электроэнергии и контроля качества электроэнергии, контроля количества и времени отключения напряжения, содержит вводной коммутационный элемент ручного управления, вакуумный коммутационный элемент дистанционного управления, выводной коммутационный элемент ручного управления, блок управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления, блок дистанционного управления пунктом секционирования по силовой сети, блок дистанционного управления пунктом секционирования по каналам связи, блок местного управления пунктом секционирования, блок контроля тока, блок передачи данных, блок контроля положения коммутационных элементов, блок учёта потребления электроэнергии и контроля качества электрической энергии, блок контроля количества и продолжительности отключений напряжения. 1 ил.

Пункт секционирования до 1 кВ, совмещенный с пунктом учета электроэнергии и контроля качества электроэнергии, контроля количества и времени отключения напряжения, включающий в себя коммутационный элемент и блок управления и защиты, отличающийся тем, что содержит вводной коммутационный элемент ручного управления, установленный в силовой цепи и предназначенный для её ручной коммутации на вводе пункта секционирования, вакуумный коммутационный элемент дистанционного управления, установленный в силовую цепь после вводного коммутационного элемента ручного управления и предназначенный для её коммутации с использованием дистанционных средств управления, выводной коммутационный элемент ручного управления, подключенный к силовой цепи после вакуумного коммутационного элемента дистанционного управления и предназначенный для её ручной коммутации на выводе пункта секционирования, блок управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления, соединённый с вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления и передающий на него команды включения и отключения, блок дистанционного управления пунктом секционирования по силовой сети, соединённый с силовой цепью между вводным коммутационным элементом ручного управления и вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления, также соединённый с блоком управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления и передающий команды, поступившие по силовой сети, на блок управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления, блок дистанционного управления пунктом секционирования по каналам связи, соединённый с блоком управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления и передающий команды, поступившие по каналам связи, на блок управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления, блок местного управления пунктом секционирования, соединённый с силовой цепью и с блоком управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления и передающий команды ручного управления на блок управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления, блок контроля тока, соединённый с силовой цепью пункта секционирования между вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления и выводным коммутационным элементом ручного управления, также соединённый с блоком управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления и передающий команды отключения на блок управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления при превышении тока в силовой цепи более заданного значения тока, принятого за ток перегрузки или ток короткого замыкания, а также соединённого с блоком передачи данных для передачи значений тока в силовой цепи по запросу, блок передачи данных, осуществляющий передачу информации о работе пункта секционирования диспетчеру компании, обслуживающей электрическую сеть, в которой установлен пункт секционирования, блок контроля положения коммутационных элементов, соединённый с блоком передачи данных и коммутационными элементами, установленными в пункте секционирования, контролирующий положения вводного коммутационного элемента ручного управления, вакуумного коммутационного элемента дистанционного управления и выводного коммутационного элемента ручного управления и передающий данные об их положении в блок передачи данных, блок учёта потребления электроэнергии и контроля качества электрической энергии, соединённый с силовой цепью между вводным коммутационным элементом ручного управления и вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления, также соединённый с блоком передачи данных, осуществляющий учёт потребления электроэнергии, переданной через пункт секционирования и контроль параметров качества электрической энергии в силовой цепи и передающий данные о них в блок передачи данных, блок контроля количества и продолжительности отключений напряжения, соединённый с силовой цепью до вводного коммутационного элемента ручного управления и после выводным коммутационным элементом ручного управления, осуществляющий контроль количества и продолжительности отключений напряжения, связанных с исчезновением напряжения в цепи до пункта секционирования и после него и передающий эти данные в блок передачи данных, с которым он также соединён.