Вводно-учётно-распределительное устройство с возможностью подключения генератора и функцией автоматической частотной разгрузки Российский патент 2021 года по МПК H02B1/00 H02B13/00 H02J4/00 

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к вводно-учётно-распределительным устройствам и предназначено для коммутации, защиты электрической сети потребителя, реверсивного учета электроэнергии, частичного и полного ограничения потребления при превышении договорной потребляемой мощности, контроля количества и продолжительности перерывов в электроснабжении потребителя, контроля количества и продолжительности отклонений напряжения на вводе потребителя, выявления причин отключений коммутационных аппаратов, установленных в вводно-учётно-распределительном устройстве, автоматического восстановления питания потребителя после отключений, предотвращения в необходимых случаях несанкционированной подачи напряжения от сети потребителя в общую сеть, обеспечения возможности подключения генератора, находящегося на балансе потребителя к общей сети, или только для питания нагрузок потребителя, осуществления функций автоматической частотной разгрузки при снижении частоты напряжения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является вводно-учётно-распределительное устройство с возможностью подключения генератора, содержащее коммутационные аппараты, счетчик электроэнергии, контроллер, модем, датчики напряжения и тока, блок бесперебойного питания, устройство сбора, приема и передачи данных, жидкокристаллический экран, блок индикации, четыре кнопки «Пуск», четыре кнопки «Стоп», предназначенное для обеспечения коммутации, защиты электрической сети потребителя, учета электроэнергии, частичного и полного ограничения потребления при превышении договорной потребляемой мощности, контроля количества и продолжительности перерывов в электроснабжении потребителя, контроля количества и продолжительности отклонений показателей качества электроэнергии на вводе потребителя, выявления причин отключений коммутационных аппаратов, установленных в вводно-учётно-распределительном устройстве, автоматического восстановления питания потребителя после отключений, предотвращения в необходимых случаях несанкционированной подачи напряжения от сети потребителя в общую сеть, обеспечения возможности подключения генератора, находящегося на балансе потребителя, к общей сети, или только для питания нагрузок потребителя (патент РФ № 2739064, МПК Н02В 1/00, Н02В 13/00, Н02J 4/00, опубл. 21.12.2020, Бюл. № 36).

Недостатком известного вводно-учётно-распределительного устройства с возможностью подключения генератора является его недостаточная функциональность, в том числе невозможность осуществления функций автоматической частотной разгрузки, функций реверсивного учёта электроэнергии, защиты сети потребителя от искрения, а также ограниченность разделения нагрузки только на две группы.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей за счёт обеспечения возможности автоматической частотной разгрузки и реверсивного учёта электроэнергии, обеспечения возможности разделения нагрузки на две и более групп, защиты сети потребителя от искрения.

В результате использования предлагаемого изобретения расширяются функциональные возможности вводно-учётно-распределительного устройства за счёт осуществления им функций автоматической частотной разгрузки, реверсивного учёта электроэнергии, обеспечения возможности разделения нагрузки на две и более групп, защиты сети потребителя от искрения.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что предлагаемое вводно-учётно-распределительное устройство с возможностью подключения генератора и функцией автоматической частотной разгрузки, содержащее коммутационные аппараты, счетчик электроэнергии, контроллер, модем, датчики напряжения и тока, блок бесперебойного питания, устройство сбора, приема и передачи данных, жидкокристаллический экран, блок индикации, четыре кнопки «Пуск», четыре кнопки «Стоп», согласно изобретения, содержит вводной коммутационный аппарат, предназначенный для ручной коммутации вводной силовой сети, реверсивный электрический счётчик, предназначенный для учёта электроэнергии в прямом и обратном направлении, контроля качества электроэнергии, контроля тока и напряжения в вводной силовой сети, передачи данных о потреблении электроэнергии, значении тока и напряжения во вводной силовой сети в контроллер устройства, коммутационный аппарат с возможностью дистанционного управления, установленный в вводную силовую сеть, коммутационные аппараты, установленные в силовые сети групп распределения нагрузки между коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления, установленным во вводную силовую сеть и дифференциальными коммутационными аппаратами, предназначенные для коммутации силовых сетей в точке их установки с использованием местных и дистанционных средств управления, дифференциальные коммутационные аппараты, установленные в силовых сетях после коммутационных аппаратов с возможностью дистанционного управления, предназначенные для коммутации силовых сетей в точке их установки и защиты силовых сетей от перегрузок, коротких замыканий и токов утечки, коммутационный аппарат с возможностью дистанционного управления, установленный в силовую сеть подключения генератора между коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления, установленным во вводную силовую сеть и дифференциальным коммутационным аппаратом, установленным в силовую сеть подключения генератора, предназначенный для коммутации силовой сети в точке его установки с использованием местных и дистанционных средств управления, дифференциальный коммутационный аппарат, установленный в силовой цепи подключения генератора между коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления и генератором, предназначенный для коммутации силовой сети подключения генератора в точке его установки и защиты силовой сети подключения генератора от перегрузок, коротких замыканий и токов утечки, датчик напряжения, соединенный с вводной силовой сетью перед вводным коммутационным аппаратом, соединенный с контроллером и предназначенный для контроля напряжения в точке его установки и передачи информации в контроллер, датчик напряжения, соединенный с вводной силовой сетью после коммутационного аппарата с возможностью дистанционного управления, соединённый с контроллером и предназначенный для контроля напряжения в вводной силовой сети в точке его установки и передачи информации в контроллер, датчики напряжения, соединённые с силовыми сетями групп распределения нагрузки между коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления, установленным во вводной силовой сети и соответствующими дифференциальными коммутационными аппаратами, соединенные с контроллером, предназначенные для контроля напряжения в точке их установки и передачи информации в контроллер, датчик напряжения, соединенный с силовой сетью подключения генератора между соответствующим коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления и дифференциальным коммутационным аппаратом, соединенный с контроллером, предназначенный для контроля напряжения в точке его установки и передачи информации в контроллер, датчики тока, соединённые с силовыми сетями групп распределения нагрузки между соответствующими коммутационными аппаратами с возможностью дистанционного управления и дифференциальными коммутационными аппаратами, соединенные с контроллером, предназначенные для контроля тока в точке их установки и передачи информации в контроллер, датчик тока, соединенный с силовой сетью подключения генератора между соответствующими коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления и дифференциальным коммутационным аппаратом, соединенный с контроллером, предназначенный для контроля тока в точке его установки и передачи информации в контроллер, датчики положения каждого коммутационного аппарата, установленного в устройстве, соединённые с соответствующими коммутационными аппаратами и контроллером устройства, предназначенные для контроля положения коммутационных аппаратов и передачи информации о положении коммутационных аппаратов в контроллер, первый датчик частоты, соединённый с вводной силовой сетью и с контроллером и предназначенный для контроля частоты во вводной силовой сети и передачи информации о частоте в точке его установки в контроллер, второй датчик частоты, соединённый с силовой сетью подключения генератора и контроллером и предназначенный для контроля частоты во вводной силовой сети и передачи информации о частоте в точке его установки в контроллер, контроллер, соединенный с датчиками положения, датчиками напряжения, датчиками тока, датчиками частоты, коммутационными аппаратами с возможностью дистанционного управления, блоком бесперебойного питания, устройством сбора, приема и передачи данных, жидкокристаллическим экраном, блоком индикации, кнопками «Пуск» и кнопками «Стоп», реверсивным счётчиком электроэнергии, осуществляющий функции включения и отключения коммутационных аппаратов с возможностью дистанционного управления с помощью местного и дистанционного управления, а также автоматически в соответствии с заложенным алгоритмом, в частности для частичного или полного ограничения потребления при превышении потребляемой мощности договорным условиям, при отключении питания от сети и для подключения генератора, находящегося на балансе потребителя к общей сети, или только для питания нагрузок потребителя, выполняющий контроль качества электроэнергии, контроль положения всех коммутационных аппаратов и выявление причин их отключения на основе обработки данных с датчиков напряжения, датчиков тока, датчиков положения, датчиков частоты и значения тока во вводной силовой сети, блокирование в необходимых случаях возможности несанкционированной подачи напряжения в общую сеть от сети потребителя за счёт отключения первого коммутационного аппарата с возможностью дистанционного управления, автоматическое включение коммутационных аппаратов с возможностью дистанционного управления после восстановления напряжения на вводе, осуществления функций автоматической частотной разгрузки при снижении частоты во вводной силовой сети, или в сети подключения генератора в том случае, когда питание нагрузок осуществляется от генератора, осуществления функций отключения питания нагрузок при фиксации искрения в электропроводке потребителя, блок бесперебойного питания, соединенный с контроллером, осуществляющий питание контроллера при отсутствии напряжения во всех силовых сетях вводно-учетно-распределительного устройства, устройство сбора, приема и передачи данных, соединенное с контроллером, осуществляющее прием и передачу данных, команд управления работой вводно-учетно-распределительного устройства, жидкокристаллический экран, соединенный с контроллером, осуществляющий местный вывод информации на дисплей, блок индикации, соединенный с контроллером, осуществляющий местную индикацию режимов работы вводно-учетно-распределительного устройства, кнопки «Пуск», соединенные с контроллером, предназначенные для местного включения соответствующих коммутационных аппаратов с возможностью дистанционного управления, кнопки «Стоп», соединенные с контроллером, предназначенные для местного отключения соответствующих коммутационных аппаратов с возможностью дистанционного управления.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема вводно-учетно-распределительного устройства с возможностью подключения генератора и функцией автоматической частотной разгрузки, предполагающая разделение нагрузок на две группы. Аналогично выполняется схема при разделении нагрузок на большее количество групп.

Вводно-учетно-распределительное устройство содержит вводной коммутационный аппарат ВКА 1, коммутационный аппарат с возможностью дистанционного управления КА 2, коммутационный аппарат с возможностью дистанционного управления КА 3, коммутационный аппарат с возможностью дистанционного управления КА 4, дифференциальный коммутационный аппарат ДА 5, дифференциальный коммутационный аппарат ДА 6, дифференциальный коммутационный аппарат ДА 7, датчик напряжения ДН 8, датчик напряжения ДН 9, датчик напряжения ДН 10, датчик напряжения ДН 11, датчик тока ДТ12, датчик тока ДТ13, датчик тока ДТ14, датчик положения ДП 15, датчик положения ДП 16, датчик положения ДП 17, датчик положения ДП 18, датчик положения ДП 19, датчик положения ДП 20, датчик положения ДП 21, устройство контроля и управления генератором УКиУГ22, реверсивный электрический счетчик РЭС 23, кнопка «ПУСК» КП 24, кнопка «ПУСК» КП 25, кнопка «СТОП» КС 26, кнопка «СТОП» КС 27, жидкокристаллический экран ЖК-экран 28, блок индикации Блок Индикации 29, блок бесперебойного питания ББП 30, устройство сбора, приема и передачи данных УСППД 31, контроллер КОНТРОЛЛЕР 32, датчик положения ДП 33, коммутационный аппарат с возможностью дистанционного управления КА 34, генератор Г35, датчик напряжения ДН 36, кнопка «ПУСК» КП 37, кнопка «ПУСК» КП 38, кнопка «СТОП» КС 39, кнопка «СТОП» КС 40, датчик частоты ДЧ 41, датчик частоты ДЧ 42. При разделении нагрузки на большее, чем две количестве групп в соответствующие силовые сети также устанавливаются коммутационные аппараты с возможностью дистанционного управления, дифференциальные коммутационные аппараты, а также подключаются датчики тока, напряжения.

ВКА 1 установлен в вводной силовой сети. КА 2 установлен в первую силовую сеть между КА 34 и ДА 5. КА 3 установлен во вторую силовую сеть между КА 34 и ДА 6. КА 4 установлен в третью силовую сеть между КА 34 и ДА 7. ДА 5 установлен в первую силовую сеть после КА 2. ДА 6 установлен во вторую силовую сеть после КА 3. ДА 7 установлен во вторую силовую сеть после КА 4. ДН 8 соединен с КОНТРОЛЛЕР 32 и с вводной силовой сетью перед ВКА1. ДН 9 соединен с КОНТРОЛЛЕР 32 и с первой силовой сетью между КА 2 и ДА 5. ДН 10 соединен с КОНТРОЛЛЕР 32 и со второй силовой сетью между КА 3 и ДА 6. ДН 11 соединен с КОНТРОЛЛЕР 32 и с третьей силовой сетью между КА 4 и ДА 7. ДТ 12 соединен с КОНТРОЛЛЕР 32 и с первой силовой сетью между КА 2 и ДА 5. ДТ 13 соединен с КОНТРОЛЛЕР 32 и со второй силовой сетью между КА 3 и ДА 6. ДТ 14 соединен с КОНТРОЛЛЕР 32 и с третьей силовой сетью между КА 4 и ДА 7. ДП 15 соединен с ВКА 1 и с КОНТРОЛЛЕР 32. ДП 16 соединен с КА 2 и с КОНТРОЛЛЕР 32. ДП 17 соединен с ДА 5 и с КОНТРОЛЛЕР 32. ДП 18 соединен с КА 3 и с КОНТРОЛЛЕР 32. ДП 19 соединен с ДА 6 и с КОНТРОЛЛЕР 32. ДП 20 соединен с КА 4 и с КОНТРОЛЛЕР 32. ДП 21 соединен с ДА 7 и с КОНТРОЛЛЕР 32. УКиУГ 22 соединено с Г 35 и с КОНТРОЛЛЕР 32. РЭС 23 установлен в вводной силовой сети между ВКА 1 и КА 34. КП 24 соединена с КОНТРОЛЛЕР 32. КП 25 соединена с КОНТРОЛЛЕР 32. КС 26 соединена с КОНТРОЛЛЕР 32. КС 27 соединена с КОНТРОЛЛЕР 32. ЖК-экран 28 соединен с КОНТРОЛЛЕР 32. Блок индикации 29 соединен с КОНТРОЛЛЕР 32. ББП 30 соединен с КОНТРОЛЛЕР 32. УСППД 31 соединен с КОНТРОЛЛЕР 32. КОНТРОЛЛЕР 32 соединен с КА 2, КА 3, KA4, ДН 8, ДН 9, ДН 10, ДП 11, ДТ 12, ДТ 13, ДТ 14, ДП 15, ДП 16, ДП 17, ДП 18, ДП 19 ДП 20, ДП 21, УКиУГ 22, РЭС 23, КП 24, КП 25, КС 26, КС 27, ЖК-экран 28, Блок индикации 29, ББП 30, УСППД 31, ДП 33, КА 34, Г 35, ДН 36, КП 37, КП 38, КС 39, КС 40. ДП 33 соединен с КА 34 и с КОНТРОЛЛЕР 32. КА 34 установлен в силовой цепи между РЭС 23 и КА2, КА 3, КА4. Г 35 установлен в силовой цепи после ДА 7 и соединен с УКиУГ 22. ДН 36 соединен с силовой цепью между КА 34 и КА 2, КА 3, КА 4. КП 37 соединена с КОНТРОЛЛЕР 32. КП 38 соединена с КОНТРОЛЛЕР 32. КС 39 соединена с КОНТРОЛЛЕР 32. КС 40 соединена с КОНТРОЛЛЕР 32. ДЧ 41 соединён с вводной силовой сетью и КОНТРОЛЛЕР 32. ДЧ 42 соединён с силовой сетью подключения генератора и КОНТРОЛЛЕР 32.

Устройство работает следующим образом.

С помощью датчика напряжения ДН 8 контролируется напряжение на вводе перед ВКА 1 для получения информации о наличии, или отсутствии напряжения на вводе со стороны питающей линии электропередачи (ЛЭП). С помощью ДН 9 и ДН 10 контролируется напряжение на сетях, питающих нагрузку потребителя, с помощью ДН 11 – напряжение в сети генератора, а с помощью ДН 36 – напряжение во вводной сети после КА 34. С помощью электросчётчика РЭС 23 контролируется напряжение и ток в точке его установки, а также потребление электроэнергии. При этом потребление электроэнергии учитывается как при передаче от общей сети к нагрузкам потребителя, так и при передаче электроэнергии от генератора в общую сеть, то есть реверсивно. Датчиками положения ДП 15…ДП 21, ДП 33 контролируется положение всех коммутационных аппаратов. Датчиками тока ДТ 12…ДТ 14 контролируется ток в силовых сетях в точках установки соответствующих датчиков. Наличие указанной выше информации позволяет запрограммировать КОНТРОЛЛЕР 32 таким образом, чтобы он мог выявлять разные режимы работы сети потребителя и управлять ими. Датчиками ДЧ 41, ДЧ 42 контролируется частота напряжения в точках их установки.

Включение и выключение силовых сетей питания нагрузок потребителя осуществляется с помощью местного (кнопками КП 24, КП 25, КП 37, КП 38, КС 26, КС 27, КС 39, КС 40) и дистанционного (с помощью команд, подаваемых через УСППД 31 диспетчером сети) управления, а также автоматически при исчезновении напряжения на вводе (в этом случае КА 2, КА 3, КА 34 отключаются, а при появлении напряжения снова автоматически включаются по команде, сформированной контроллером КОНТРОЛЛЕР 32);

Ограничение потребляемой мощности выполняется следующим образом. При превышении потребляемой мощности заданного значения (договорного значения потребляемой мощности) КОНТРОЛЛЕР 32 с выдержкой времени (для избежание отключений при кратковременных пиковых значениях мощности выше заданной) подаёт команду на отключение КА 2, через который подключена часть нагрузки потребителя. Этим достигается частичное ограничение потребления. Если и после этого потребляемая нагрузка выше заданной, КОНТРОЛЛЕР 32 подаёт команду на отключение КА 3. Этим обеспечивается полное ограничение потребления. При распределении нагрузки, подключаемой к первой и второй силовым сетям, питаемым через КА 2 и КА 3 следует ко второй силовой сети (после КА 3) подключать наиболее важные электроприёмники, отключение которых приведёт к ущербам (для бытовых электроприёмников, например, это холодильник, компьютер, цепи освещения), а к первой силовой сети (после КА 2) – остальные электроприёмники.

Контроль количества и продолжительности перерывов в электроснабжении потребителя выполняется за счёт анализа сигналов, поступающих от датчика напряжения ДН 8. При отсутствии сигнала с ДН 8 делается вывод, что напряжение на вводе отсутствует и начинается отсчёт времени перерыва в электроснабжении. При восстановлении напряжения на вводе появится сигнал с ДН 8, который остановит отсчёт продолжительности перерыва. Данные о перерыве сохраняются на съёмную карту памяти, установленную в КОНТРОЛЛЕР 32 с привязкой ко времени событий. Все продолжительности перерывов за отчётный период, например, за год, суммируются и хранятся на съёмной карте памяти (могут быть выведены на ЖК-экран 28) и передаются диспетчеру сети для осуществления контроля надёжности электроснабжения потребителей.

Контроль количества и продолжительности отклонений показателей качества электроэнергии (ПКЭ) на вводе потребителя выполняется за счёт анализа значений напряжения, переданных РЭС 23 в КОНТРОЛЛЕР 32. При значении отклонения того или иного ПКЭ выше нормативного делается вывод, что данный ПКЭ на отклоняется выше допустимого значения в ту или иную сторону и начинается отсчёт времени отклонения ПКЭ. При фиксации отклонения ПКЭ в пределах нормы отсчёт продолжительности отклонения останавливается. Данные об отклонениях сохраняются на съёмную карту памяти, установленную в КОНТРОЛЛЕР 32 с привязкой ко времени событий. Все продолжительности отклонений за отчётный период, например, за год, суммируются и хранятся на съёмной карте памяти (могут быть выведены на ЖК-экран 28) и передаются диспетчеру сети для осуществления контроля качества электроэнергии, поставляемой потребителям.

Выявление причин отключений коммутационных аппаратов, установленных в вводно-учётно-распределительном устройстве, осуществляются за счёт сопоставления фактов отключения данных аппаратов, контролируемых с помощью датчиков положения ДП 15…ДП 21, ДП 33 и значений тока и напряжения, получаемых от РЭС 23, ДТ 12, ДТ 13, ДТ 14 и ДН 8…ДН 11, ДН 36. При появлении тока в вводной силовой сети выше заданного значения срабатывания коммутационного аппарата ДА 5, ДА 6, ДА 7 или ВКА 1 (если ВКА 1 оснащён средствами защиты от токов короткого замыкания и перегрузок) по току перегрузки или короткого замыкания, и последующем отключении одного из данных аппаратов делается вывод, что отключение данного аппарата произошло вследствие перегрузки, или короткого замыкания. Если аппарат отключается, но при этом токи короткого замыкания, или перегрузки отсутствовали, делается вывод, что отключение было ручным. При отключении с помощью кнопок КС 26, КС 27, КС 39, КС 40 коммутационных аппаратов КА 2, КА 3, КА 4, КА 34 делается вывод об их ручном отключении. При исчезновении или провале напряжения во вводной силовой сети фиксируется отключение КА 2, КА 3, КА 34 вследствие перерыва в электроснабжении. При отключении КА 2, КА 3 вследствие превышения договорного уровня потребляемой мощности фиксируется данная причина отключения. При отключении КА 2, КА 3, КА 4, КА 34 в соответствии с командами диспетчера или на основании команд КОНТРОЛЛЕРа 32, фиксируется факт такого отключения. При отключении КА 2, КА 3, КА 4, КА 34 в соответствии с функцией автоматической частотной разгрузкой фиксируется данная причина отключения. Если зафиксировано отключение КА 2, КА 3, КА 34, КА 4 не по указанным выше причинам, то фиксируется их ложное отключение или отключение вследствие выхода из строя.

Автоматическое восстановление питания потребителя после отключений выполняется в следующих случаях. После перерыва в электроснабжении автоматически включаются КА 2, КА 3, КА 34 и подают напряжение в первую и вторую силовую сети. КА 4 в этом случае отключен. После полного ограничения потребления включение производится автоматически после выдержки заданного времени сначала КА 3, если при этом нет превышения значения потребляемой мощности, то затем, также с выдержкой времени, КА 2. Если будет повторно при автоматическом включении КА 2 или КА 3 зафиксировано превышение значения потребляемой мощности, то данные коммутационные аппараты отключаются и повторно могут быть включены только вручную с помощью кнопок КП 24, КП 25.

Предотвращение несанкционированной подачи напряжения от сети потребителя в общую сеть достигается за счёт того, что при исчезновении напряжения на вводе (отсутствует сигнал с ДН 8), происходит отключение КА 34, за счёт чего связь между сетью потребителя и общей сетью разрывается. Включение КА 34 при отсутствии сигнала с ДН 8 и при отсутствии сигнала снятия блокировки диспетчером сети блокируется КОНТРОЛЛЕРом 32.

Защита сети потребителя от перегрузок, коротких замыканий и токов утечки осуществляется коммутационными аппаратами ДА5 , ДА 6 и ДА 7, а также ВКА 1 (если он оснащён соответствующими средствами защиты). Защита от провалов напряжения и отклонения напряжения выше допустимого значения осуществляется за счёт отключения КА 2 и КА 3 по сигналу с КОНТРОЛЛЕРа 32, анализирующего данные с датчиков напряжения и РЭС 23.

Автоматическая частотная разгрузка осуществляется при снижении частоты питающей сети ниже допустимого значения. При этом датчик ДЧ 41, при питании нагрузок потребителя от общей сети, или датчик ДЧ 42, при питании от генератора, фиксируют снижение частоты, передают информацию об этом в КОНТРОЛЛЕР 32. КОНТРОЛЛЕР 32 осуществляет отключение вначале части нагрузок, формируя команду на отключение КА 2, а затем, если частота не восстанавливает допустимые значения за заданный промежуток времени, осуществляет отключение остальных нагрузок, отключая КА 3. Через заданный промежуток времени КОНТРОЛЛЕР 32 осуществляет повторное включение вначале КА 3, и, если частота находится в лдопустимых значениях, то и КА 2, восстанавливая, таким образом, питание нагрузок потребителя.

Защита от искрения в электропроводке потребителя осуществляется за счёт обработки информации с датчиков тока и напряжения, установленных в устройстве и выявления высших гармоник, других признаков, характерных для искрения. При выявлении искрения КОНТРОЛЛЕР 32 формирует сигнал на отключение соответствующего коммутационного аппарата с возможностью дистанционного управления.

Дистанционное управление предполагает передачу команд диспетчером на отключение КА 34, КА 2, КА 3 при необходимости ограничения потребления, при необходимости отключения сети потребителя от общей сети, например, при выполнении на ней регламентных работ, в других необходимых случаях. При этом вводится блокировка на самостоятельное включение КА 34, КА 2, КА 3 потребителем. Снятие блокировки производится диспетчером сети.

Блок индикации 29 служит для отображения следующей информации: наличие напряжения на вводе; наличие блокировки включения КА 2, КА 3; положение КА 2, КА 3; наличие ограничений по мощности.

Блок бесперебойного питания обеспечивает питание контроллера при отключениях напряжения в силовой сети. УСППД 31 служит для передачи и приёма информации и команд диспетчера сети. ЖК-экран 28 служит для выведения информации о режимах работы устройства.

Управление генератором, если не разрешено подключение его к общей сети, и он работает как резервный источник электроэнергии, производится следующим образом. При отключении питания от общей сети, то есть при отсутствии сигнала с датчика ДН 8 отключается КА 34 и блокируется возможность его включения. Также отключаются КА 2 и КА 3. Контроллером КОНТРОЛЛЕР 32 подаётся команда УКиУГ 22 на пуск генератора Г 35, он запускается. После этого выполняется включение КА 4, а затем КА 2 и КА 3. Питание нагрузок, подключенных к 1-й и 2-й силовой сетям осуществляется от Г 35. При появлении сигнала с датчика ДН 8 отключается генератор Г 35, отключается и блокируется КА 4, включается КА 34, а затем включаются КА 2 и КА 3. Питание нагрузок, подключенных к 1-й и 2-й силовой сетям осуществляется от общей сети.

Управление генератором, если разрешено подключение его к общей сети, и он работает как основной источник электроэнергии для нагрузок потребителя и кроме того может отдавать энергию в общую сеть, производится следующим образом. Контроллером КОНТРОЛЛЕР 32 подаётся команда УКиУГ 22 на пуск генератора Г 35, он запускается. После этого выполняется включение КА 4, а затем КА 2, КА 3, КА 34. Питание нагрузок, подключенных к 1-й и 2-й силовой сетям осуществляется от Г 35, электроэнергия отдаётся также в общую сеть (ВКА 1 при этом должен быть включен, а счётчик РЭС 23 должен быть реверсивным). При отключении генератора по какой-либо причине или вручную, отключается КА 4. Питание нагрузок, подключенных к 1-й и 2-й силовой сетям осуществляется от общей сети.

Могут быть реализованы другие алгоритмы управления генератором, коммутационными аппаратами вводно-учётно-распределительного устройства.

Предлагаемое устройство позволяет осуществить ручную и дистанционную коммутацию сети потребителя, защиту электрической сети потребителя, реверсивный учет электроэнергии, частичное и полное ограничение потребления при превышении договорной потребляемой мощности, контроль количества и продолжительности перерывов в электроснабжении потребителя, контроль количества и продолжительности отклонений показателей качества электроэнергии на вводе потребителя, выявление причин отключений коммутационных аппаратов, установленных в вводно-учётно-распределительном устройстве, автоматическое восстановление питания потребителя после отключений, предотвращения в необходимых случаях несанкционированной подачи напряжения от сети потребителя в общую сеть, обеспечения возможности подключения генератора, находящегося на балансе потребителя к общей сети, или только для питания нагрузок потребителя, позволяет разделять нагрузки потребителя на две и более групп, осуществляет функции защиты от искрения, осуществляет функции автоматической частотной разгрузки.

№ 2739064 – прототип

Задачей предлагаемого изобретения является расширение области применения за счёт обеспечения возможности частичного или полного ограничения потребления при превышении договорной потребляемой мощности, контроля количества и продолжительности перерывов в электроснабжении потребителя, контроля количества и продолжительности отклонений показателей качества электроэнергии на вводе потребителя, выявления причин отключений коммутационных аппаратов, установленных в вводно-учётно-распределительном устройстве, автоматического восстановления питания потребителя после отключений, предотвращения в необходимых случаях несанкционированной подачи напряжения от сети потребителя в общую сеть, обеспечения возможности подключения генератора, находящегося на балансе потребителя к общей сети, или только для питания нагрузок потребителя.

Технический результат заключается в обеспечении коммутации, защиты электрической сети потребителя, учета электроэнергии, частичного и полного ограничения потребления при превышении договорной потребляемой мощности, контроля количества и продолжительности перерывов в электроснабжении потребителя, контроля количества и продолжительности отклонений показателей качества электроэнергии на вводе потребителя, выявления причин отключений коммутационных аппаратов, установленных в вводно-учётно-распределительном устройстве, автоматического восстановления питания потребителя после отключений, предотвращения в необходимых случаях несанкционированной подачи напряжения от сети потребителя в общую сеть, обеспечения возможности подключения генератора, находящегося на балансе потребителя, к общей сети, или только для питания нагрузок потребителя. Достигается тем, что устройство содержит коммутационные аппараты, счетчик электроэнергии, контроллер, модем, датчики напряжения и тока, блок бесперебойного питания, устройство сбора, приема и передачи данных, жидкокристаллический экран, блок индикации, четыре кнопки «Пуск», четыре кнопки «Стоп».

Формула изобретения

Вводно-учётно-распределительное устройство с возможностью подключения генератора, содержащее коммутационные аппараты, счётчик электроэнергии, контроллер, модем, предназначенное для контроля за потреблением электроэнергии и недопущением ее потребления сверх установленных норм и лимитов, отличающееся тем, что содержит вводной коммутационный аппарат, предназначенный для ручной коммутации вводной силовой сети, электрический счётчик, предназначенный для учёта электроэнергии, контроля качества электроэнергии, контроля тока и напряжения в вводной силовой сети, передачи данных о потреблении электроэнергии, значении тока и напряжения во вводной силовой сети в контроллер устройства, первый коммутационный аппарат с возможностью дистанционного управления, установленный в водную силовую сеть, второй коммутационный аппарат, установленный в первую силовую сеть между первым коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления и первым дифференциальным коммутационным аппаратом, предназначенный для коммутации первой силовой сети в точке его установки с использованием местных и дистанционных средств управления, третий коммутационный аппарат с возможностью дистанционного управления, установленный во вторую силовую сеть между первым коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления и вторым дифференциальным коммутационным аппаратом, предназначенный для коммутации второй силовой сети в точке его установки с использованием местных и дистанционных средств управления, первый дифференциальный коммутационный аппарат, установленный в первой силовой цепи после второго коммутационного аппарата, предназначенный для коммутации первой силовой сети в точке его установки и защиты первой силовой сети от перегрузок, коротких замыканий и токов утечки, второй дифференциальный коммутационный аппарат, установленный во второй силовой сети после третьего коммутационного аппарата с возможностью дистанционного управления, предназначенный для коммутации второй силовой сети в точке его установки и защиты второй силовой сети от перегрузок, коротких замыканий и токов утечки, четвёртый коммутационный аппарат с возможностью дистанционного управления, установленный в силовую сеть подключения генератора между первым коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления и третьим дифференциальным коммутационным аппаратом, предназначенный для коммутации второй силовой сети в точке его установки с использованием местных и дистанционных средств управления, третий дифференциальный коммутационный аппарат, установленный в силовой цепи подключения генератора между четвёртым коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления и генератором, предназначенный для коммутации силовой сети подключения генератора в точке его установки и защиты силовой сети подключения генератора от перегрузок, коротких замыканий и токов утечки, первый датчик напряжения, соединенный с вводной силовой сетью перед вводным коммутационным аппаратом, соединенный с контроллером и предназначенный для контроля напряжения в точке его установки и передачи информации в контроллер, второй датчик напряжения, соединенный с вводной силовой сетью после первого коммутационного аппарата с возможностью дистанционного управления, соединённый с контроллером и предназначенный для контроля напряжения в вводной силовой сети в точке его установки и передачи информации в контроллер, третий датчик напряжения, соединённый с первой силовой сетью между вторым коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления и первым дифференциальным коммутационным аппаратом, соединенный с контроллером, предназначенный для контроля напряжения в точке его установки и передачи информации в контроллер, четвёртый датчик напряжения, соединенный со второй силовой сетью между третьим коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления и вторым дифференциальным коммутационным аппаратом, соединенный с контроллером, предназначенный для контроля напряжения в точке его установки и передачи информации в контроллер, пятый датчик напряжения, соединенный с силовой сетью подключения генератора между четвёртым коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления и третьим дифференциальным коммутационным аппаратом, соединенный с контроллером, предназначенный для контроля напряжения в точке его установки и передачи информации в контроллер, первый датчик тока, соединённый с первой силовой сетью между вторым коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления и первым дифференциальным коммутационным аппаратом, соединенный с контроллером, предназначенный для контроля тока в точке его установки и передачи информации в контроллер, второй датчик напряжения, соединенный со второй силовой сетью между третьим коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления и вторым дифференциальным коммутационным аппаратом, соединенный с контроллером, предназначенный для контроля тока в точке его установки и передачи информации в контроллер, третий датчик тока, соединенный с силовой сетью подключения генератора между четвёртым коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления и третьим дифференциальным коммутационным аппаратом, соединенный с контроллером, предназначенный для контроля напряжения в точке его установки и передачи информации в контроллер, датчики положения каждого коммутационного аппарата, установленного в устройстве, соединённые с соответствующими коммутационными аппаратами и контроллером устройства, предназначенные для контроля положения коммутационных аппаратов и передачи информации о положении коммутационных аппаратов в контроллер, контроллер, соединенный с датчиками положения, датчиками напряжения, датчиками тока, коммутационными аппаратами с возможностью дистанционного управления, блоком бесперебойного питания, устройством сбора, приема и передачи данных, жидкокристаллическим экраном, блоком индикации, кнопками «Пуск» и кнопками «Стоп», осуществляющий функции включения и отключения коммутационных аппаратов с возможностью дистанционного управления с помощью местного и дистанционного управления, а также автоматически в соответствии с заложенным алгоритмом, в частности для частичного или полного ограничения потребления при превышении потребляемой мощности договорным условиям, при отключении питания от сети и для подключения генератора, находящегося на балансе потребителя, к общей сети, или только для питания нагрузок потребителя, выполняющий контроль качества электроэнергии, контроль положения всех коммутационных аппаратов и выявление причин их отключения на основе обработки данных с датчиков напряжения, датчиков тока, датчиков положения и значения тока во вводной силовой сети, блокирование в необходимых случаях возможности несанкционированной подачи напряжения в общую сеть от сети потребителя за счёт отключения первого коммутационного аппарата с возможностью дистанционного управления, автоматическое включение коммутационных аппаратов с возможностью дистанционного управления после восстановления напряжения на вводе, блок бесперебойного питания, соединенный с контроллером, осуществляющий питание контроллера при отсутствии напряжения во всех силовых сетях вводно-учётно-распределительного устройства, устройство сбора, приема и передачи данных, соединенное с контроллером, осуществляющее прием и передачу данных, команд управления работой вводно-учётно-распределительного устройства, жидкокристаллический экран, соединенный с контроллером, осуществляющий местный вывод информации на дисплей, блок индикации, соединенный с контроллером, осуществляющий местную индикацию режимов работы вводно-учётно-распределительного устройства, первую кнопку «Пуск», соединенную с контроллером, предназначенную для местного включения первого коммутационного аппарата с возможностью дистанционного управления, вторую кнопку «Пуск», соединенную с контроллером, предназначенную для местного включения второго коммутационного аппарата с возможностью дистанционного управления, третью кнопку «Пуск», соединенную с контроллером, предназначенную для местного включения третьего коммутационного аппарата с возможностью дистанционного управления, четвёртую кнопку «Пуск», соединенную с контроллером, предназначенную для местного включения четвёртого коммутационного аппарата с возможностью дистанционного управления, первую кнопку «Стоп», соединенную с контроллером, предназначенную для местного отключения первого коммутационного аппарата с возможностью дистанционного управления, вторую кнопку «Стоп», соединенную с контроллером, предназначенную для местного отключения второго коммутационного аппарата с возможностью дистанционного управления, третью кнопку «Стоп», соединенную с контроллером, предназначенную для местного отключения третьего коммутационного аппарата с возможностью дистанционного управления, четвёртую кнопку «Стоп», соединенную с контроллером, предназначенную для местного отключения четвёртого коммутационного аппарата с возможностью дистанционного управления.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к вводно-учётно-распределительным устройствам. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, в обеспечении возможности разделения нагрузки на две и более групп и в обеспечении защиты сети потребителя от искрения. Достигается тем, что устройство позволяет осуществить ручную и дистанционную коммутацию сети потребителя, контроль количества и продолжительности отклонений показателей качества электроэнергии на вводе потребителя, выявление причин отключений коммутационных аппаратов, установленных в вводно-учётно-распределительном устройстве, автоматическое восстановление питания потребителя после отключений, предотвращения в необходимых случаях несанкционированной подачи напряжения от сети потребителя в общую сеть, обеспечения возможности подключения генератора, находящегося на балансе потребителя, к общей сети, или только для питания нагрузок потребителя, позволяет разделять нагрузки потребителя на две и более групп, осуществляет функции защиты от искрения, осуществляет функции автоматической частотной разгрузки. 1 ил.

Вводно-учётно-распределительное устройство с возможностью подключения генератора и функцией автоматической частотной разгрузки, содержащее коммутационные аппараты, счетчик электроэнергии, контроллер, модем, датчики напряжения и тока, блок бесперебойного питания, устройство сбора, приема и передачи данных, жидкокристаллический экран, блок индикации, четыре кнопки «Пуск», четыре кнопки «Стоп», отличающееся тем, что содержит вводной коммутационный аппарат, предназначенный для ручной коммутации вводной силовой сети, реверсивный электрический счётчик, предназначенный для учёта электроэнергии в прямом и обратном направлении, контроля качества электроэнергии, контроля тока и напряжения в вводной силовой сети, передачи данных о потреблении электроэнергии, значении тока и напряжения во вводной силовой сети в контроллер устройства, коммутационный аппарат с возможностью дистанционного управления, установленный в вводную силовую сеть, коммутационные аппараты, установленные в силовые сети групп распределения нагрузки между коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления, установленным во вводную силовую сеть, и дифференциальными коммутационными аппаратами, предназначенными для коммутации силовых сетей в точке их установки с использованием местных и дистанционных средств управления, дифференциальные коммутационные аппараты, установленные в силовых сетях после коммутационных аппаратов с возможностью дистанционного управления, предназначенные для коммутации силовых сетей в точке их установки и защиты силовых сетей от перегрузок, коротких замыканий и токов утечки, коммутационный аппарат с возможностью дистанционного управления, установленный в силовую сеть подключения генератора между коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления, установленным во вводную силовую сеть, и дифференциальным коммутационным аппаратом, установленным в силовую сеть подключения генератора, предназначенный для коммутации силовой сети в точке его установки с использованием местных и дистанционных средств управления, дифференциальный коммутационный аппарат, установленный в силовой цепи подключения генератора между коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления и генератором, предназначенный для коммутации силовой сети подключения генератора в точке его установки и защиты силовой сети подключения генератора от перегрузок, коротких замыканий и токов утечки, датчик напряжения, соединенный с вводной силовой сетью перед вводным коммутационным аппаратом, соединенный с контроллером и предназначенный для контроля напряжения в точке его установки и передачи информации в контроллер, датчик напряжения, соединенный с вводной силовой сетью после коммутационного аппарата с возможностью дистанционного управления, соединённый с контроллером и предназначенный для контроля напряжения в вводной силовой сети в точке его установки и передачи информации в контроллер, датчики напряжения, соединённые с силовыми сетями групп распределения нагрузки между коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления, установленным во вводной силовой сети, и соответствующими дифференциальными коммутационными аппаратами, соединенные с контроллером, предназначенные для контроля напряжения в точке их установки и передачи информации в контроллер, датчик напряжения, соединенный с силовой сетью подключения генератора между соответствующим коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления и дифференциальным коммутационным аппаратом, соединенный с контроллером, предназначенный для контроля напряжения в точке его установки и передачи информации в контроллер, датчики тока, соединённые с силовыми сетями групп распределения нагрузки между соответствующими коммутационными аппаратами с возможностью дистанционного управления и дифференциальными коммутационными аппаратами, соединенные с контроллером, предназначенные для контроля тока в точке их установки и передачи информации в контроллер, датчик тока, соединенный с силовой сетью подключения генератора между соответствующими коммутационным аппаратом с возможностью дистанционного управления и дифференциальным коммутационным аппаратом, соединенный с контроллером, предназначенный для контроля тока в точке его установки и передачи информации в контроллер, датчики положения каждого коммутационного аппарата, установленного в устройстве, соединённые с соответствующими коммутационными аппаратами и контроллером устройства, предназначенные для контроля положения коммутационных аппаратов и передачи информации о положении коммутационных аппаратов в контроллер, первый датчик частоты, соединённый с вводной силовой сетью и с контроллером и предназначенный для контроля частоты во вводной силовой сети и передачи информации о частоте в точке его установки в контроллер, второй датчик частоты, соединённый с силовой сетью подключения генератора и контроллером и предназначенный для контроля частоты во вводной силовой сети и передачи информации о частоте в точке его установки в контроллер, контроллер, соединенный с датчиками положения, датчиками напряжения, датчиками тока, датчиками частоты, коммутационными аппаратами с возможностью дистанционного управления, блоком бесперебойного питания, устройством сбора, приема и передачи данных, жидкокристаллическим экраном, блоком индикации, кнопками «Пуск» и кнопками «Стоп», реверсивным счётчиком электроэнергии, осуществляющий функции включения и отключения коммутационных аппаратов с возможностью дистанционного управления с помощью местного и дистанционного управления, а также автоматически в соответствии с заложенным алгоритмом, в частности для частичного или полного ограничения потребления при превышении потребляемой мощности договорным условиям, при отключении питания от сети и для подключения генератора, находящегося на балансе потребителя к общей сети, или только для питания нагрузок потребителя, выполняющий контроль качества электроэнергии, контроль положения всех коммутационных аппаратов и выявление причин их отключения на основе обработки данных с датчиков напряжения, датчиков тока, датчиков положения, датчиков частоты и значения тока во вводной силовой сети, блокирование в необходимых случаях возможности несанкционированной подачи напряжения в общую сеть от сети потребителя за счёт отключения первого коммутационного аппарата с возможностью дистанционного управления, автоматическое включение коммутационных аппаратов с возможностью дистанционного управления после восстановления напряжения на вводе, осуществления функций автоматической частотной разгрузки при снижении частоты во вводной силовой сети, или в сети подключения генератора в том случае, когда питание нагрузок осуществляется от генератора, осуществления функций отключения питания нагрузок при фиксации искрения в электропроводке потребителя, блок бесперебойного питания, соединенный с контроллером, осуществляющий питание контроллера при отсутствии напряжения во всех силовых сетях вводно-учетно-распределительного устройства, устройство сбора, приема и передачи данных, соединенное с контроллером, осуществляющее прием и передачу данных, команд управления работой вводно-учетно-распределительного устройства, жидкокристаллический экран, соединенный с контроллером, осуществляющий местный вывод информации на дисплей, блок индикации, соединенный с контроллером, осуществляющий местную индикацию режимов работы вводно-учетно-распределительного устройства, кнопки «Пуск», соединенные с контроллером, предназначенные для местного включения соответствующих коммутационных аппаратов с возможностью дистанционного управления, кнопки «Стоп», соединенные с контроллером, предназначенные для местного отключения соответствующих коммутационных аппаратов с возможностью дистанционного управления.