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 H02B13/00 

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 электропередачи, 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, кл. 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, 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 коммутационного элемента дистанционного управления и предназначенный для её ручной коммутации на выводе пункта секционирования, блок управления коммутационным элементом дистанционного управления, соединённый с коммутационным элементом дистанционного управления и передающий на него команды включения и отключения, также соединенный с блоком управления пунктом секционирования, блок управления пунктом секционирования соединён вводным коммутационным элементом ручного управления, выводным коммутационным элементом ручного управления, коммутационным элементом дистанционного управления и контролирует их положение, соединён с блоком управления коммутационным элементом дистанционного управления и осуществляет передачу команд на него включения и отключения коммутационного элемента дистанционного управления, соединён с силовой цепью пункта секционирования между коммутационным элементом дистанционного управления и вводным и выводными коммутационными элементами ручного управления и контролирует ток и напряжения в данной силовой цепи, осуществляет учёт потребления электроэнергии в данной цепи и контроль качества электроэнергии в ней, соединён с блоком передачи данных и осуществляет передачу в него данных о работе пункта секционирования и получает с него команды управления коммутационным элементом дистанционного управления, соединён с блоком бесперебойного питания для получения питания при отключении напряжения в силовой цепи, блок бесперебойного питания соединён с блоком управления пунктом секционирования и блоком приёма и передачи данных для обеспечения их питания.

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), коммутационный элемент дистанционного управления (КЭДУ 2), выводной коммутационный элемент ручного управления (ВыКЭРУ 3), блок управления коммутационным элементом дистанционного управления (БУКЭДУ 4), блок управления пунктом секционирования (БУПС 5), блок приема и передачи данных (БПД 6), блок бесперебойного питания (ББП 7).

ВКЭРУ 1 установлен в силовой цепи. КЭДУ 2 установлен в силовую цепь после ВКЭРУ 1. ВыКЭРУ 3 установлен в силовой цепи после ВКЭДУ 2. БУКЭДУ 4 соединён с КЭДУ 2. БУПС 5 соединен с ВКЭРУ 1, КЭДУ 2, ВыКЭРУ 3, БУКЭДУ 4, соединён с силовыми цепями пункта секционирования между коммутационным элементом дистанционного и коммутационными элементами ручного управления, соединён с БПД 6, соединён с ББП 7. ББП 7 соединён с БУПС 5 и с БПД 6, а также с силовыми цепями до пункта секционирования.

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 управления пунктом секционирования (БУПС 5), в результате чего им автоматически подаётся команда на блок управления вакуумным коммутационным элементом дистанционного управления (БУКЭДУ 4) на коммутационного элемента дистанционного управления (КЭДУ 2). КЭДУ 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 также с помощью БУПС 5. При этом команда отключения пункта секционирования подаётся от БУПС 5 на БУКЭДУ 4, который, в свою очередь, отключает КЭДУ 2 за счёт прекращения подачи питания на катушку КЭДУ. При этом в цепи за КЭДУ 2 исчезает напряжение. Также отключение пункта секционирования можно осуществить с помощью команд, поданных на БУКЭДУ 4 от блока приёма и передачи данных (БПД 6), обработаннных с помощью БУПС 5. С помощью данного блока можно осуществить и дистанционное включение пункта секционирования. БПД 6 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. БПД 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 БУПС 5 подаст сигнал на БУКЭДУ 4 на отключение КЭДУ 2. В этом случае, если в логике работы БУКЭДУ 4 заложен алгоритм осуществления автоматического повторного включения (АПВ) КЭДУ 2, то после выдержки времени будет осуществлено АПВ КЭДУ 2 и если оно будет неуспешным, то есть в силовой сети за пунктом секционирования, или внутри него после КЭДУ 2, повторно появится ток перегрузки или ток короткого замыкания, то БУПС 5 повторно подаст сигнал на БУКЭДУ 4 на отключение КЭДУ 2, при этом будет заблокирована возможность дистанционного включения пункта секционирования до устранения повреждений в силовой цепи за КЭДУ 2. Также при этом будет отправлено сообщение о повреждении за КЭДУ 2. Если АПВ будет успешным, то пункт секционирования продолжит работу в нормальном режиме. Положение коммутационных элементов пункта секционирования контролируется с помощью блока управления пунктом секционирования (БУПС 5), который при изменении положения коммутационных элементов КЭДУ 2, ВКЭРУ 1, ВыКЭРУ 3 передаёт соответствующие данные в блок приема и передачи данных (БПД 6). Блок управления пунктом секционирования (БУПС 5) также 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 управления пунктом секционирования (БУПС 5) 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 6 об отключении напряжения в ней. Контроль тока с помощью БУПС 5 позволяет определять наличие повреждений в пункте секционирования или за ним и передавать эту информацию в БПД 6. Блок бесперебойного питания ББП 7 осуществляет питание БУПС 5 и БПД 6 как от силовых сетей, так и от содержащегося в нём независимого источника питания, например, аккумулятора, конденсатора или другого источника.

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.

Использование: в области электроэнергетики и электротехники. Технический результат - обеспечение 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. 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, коммутационный элемент дистанционного управления, выводной коммутационный элемент ручного управления, блок управления коммутационным элементом дистанционного управления, блок управления пунктом секционирования, блок приема и передачи данных, блок бесперебойного питания. 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, 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 коммутационного элемента дистанционного управления и предназначенный для её ручной коммутации на выводе пункта секционирования, блок управления коммутационным элементом дистанционного управления, соединённый с коммутационным элементом дистанционного управления и передающий на него команды включения и отключения, также соединенный с блоком управления пунктом секционирования, блок приёма и передачи данных соединён с блоком управления пунктом секционирования и блоком бесперебойного питания, осуществляющий передачу информации о работе пункта секционирования диспетчеру компании, обслуживающей электрическую сеть, в которой установлен пункт секционирования, блок управления пунктом секционирования соединён с вводным коммутационным элементом ручного управления, выводным коммутационным элементом ручного управления, коммутационным элементом дистанционного управления, контролирует их положение, соединён с блоком управления коммутационным элементом дистанционного управления и осуществляет передачу команд на него включения и отключения коммутационного элемента дистанционного управления, соединён с силовой цепью пункта секционирования между коммутационным элементом дистанционного управления и вводным и выводным коммутационными элементами ручного управления и контролирует ток и напряжение в данной силовой цепи, осуществляет учёт потребления электроэнергии в данной цепи и контроль качества электроэнергии в ней, соединён с блоком передачи данных и осуществляет передачу в него данных о работе пункта секционирования и получает с него команды управления коммутационным элементом дистанционного управления, соединён с блоком бесперебойного питания для получения питания при отключении напряжения во всех силовых цепях, блок бесперебойного питания соединён с блоком управления пункта секционирования и блоком приёма и передачи данных для обеспечения их питания.