Экономичное распределительное устройство 10 кВ Российский патент 2023 года по МПК H02H7/26 

Предполагаемое изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам автоматического отключения выключателей. Может быть использовано для избирательного отключения выключателей нагрузки в распределительном устройстве 10 кВ.

Известен выключатель нагрузки высоковольтной цепи в распределительном устройстве 10 кВ [1], содержащий в приводе пружину, систему заводки пружины, ключ (кнопки) управления. В широко используемых приводах, такие как пружинные и ручные, для коммутации используется энергия предварительно заряженных пружин. Пружина привода заряжается электродвигателем, получающим питание от системы собственных нужд распределительного устройства 10 кВ.

Недостатком привода выключателя [1] является то, что выключатель нагрузки не может отключать токи короткого замыкания в электрической высоковольтной цепи, способен отключать только токи нагрузки потребителя электроэнергии. Для коммутации используется громоздкое и сложное оборудование. В частности, для гашения дуги необходимы специальные дугогасящие камеры, а для заводки пружин применяются мощные приводы с большим потреблением электрической энергии.

Также известен выключатель нагрузки автогазовый (ВНА) [2].

Упомянутый выключатель нагрузки [2] имеет недостаток, состоящий в том, что коммутация не согласуется во времени с предшествующей и последующей за ним устройствами и релейных защит.

Известен также выключатель нагрузки устройства в высоковольтной электрической цепи [3], состоящий из двух пар контактов коммутации - первичный, основной, и вторичный, вспомогательный. Вспомогательный контакт предназначен для гашения дуги, тока коммутации не превышающим по величине тока нагрузки. Выключатель также снабжен приводом, содержащим силовую пружину, аккумулятор механической энергии, для коммутации высоковольтной электрической цепи и электрическую катушку для дистанционного и местного управления отключением. Недостаток этого высоковольтного выключателя [3] состоит в том, что невозможна коммутация оборудования, работающего по заданному алгоритму режима работы.

Целью предполагаемого изобретения является удешевление распределительного устройства 10 кВ за счет использования автоматизации и релейной защиты.

Цель достигается тем, что в экономичное распределительное устройство 10 кВ, состоящий из выключателей нагрузки с пружинными приводами, снабженными релейной защитой на постоянном оперативном токе, блоком бесперебойного питания, а также снабженным, нормально отключенным, секционным выключателем нагрузки, с запретом на включение при работе релейной защиты, при чем выключатели в головном участке, питающих линий 10 кВ, снабжены автоматикой повторного включения, при этом пружинные привода выключателей нагрузки отключаются без токовой паузе; при чем селективное срабатывание предусмотрена всех комплектов релейной защиты, без токовой паузе, с помощью предусмотренных датчиков наличие (отсутствие) выходного напряжения на трансформаторах напряжения 10 кВ, при этом в случае отказа пргзода выключателя нагрузки отходящей линии 10 кВ, то предусмотрена селективная работа привода выключателя нагрузки ввода 10 кВ.

Сущность заявляемого изобретения поясняется Фиг. 1 и Фиг. 2. На фиг. 1 показана поясняющая схема. На фиг. 2 показана схема алгоритма работы терминала автоматики, реализуемая различными микропроцессорными средствами, например, «ОРИОН-РТЗ».

Условные обозначения для фиг. 1 и фиг. 2:

1 - 1Q…2Q - вaкyyмный выключатель в головном участке, питающих линий 10 кВ;

2 - QS1…QS7 - выключатель нагрузки распределительного устройства (РУ) 10 кВ;

3 - ТА1-ТА7 - трансформатор тока;

4 - ТV1, ТV2 - трансформатор напряжения с датчиками РН1 (РН2) наличие или отсутствие напряжения на шинах 10 кВ;

5 - Т1, Т2 с иловой трансформатор 10/0,4 кВ;

6 - 1РЗ…Р3-релейная защита на 1Q (2Q);

7 - 1РЗА…2РЗА - релейная защита и автоматика на QS1…QS7;

8 - 1АПВ…2АПВ автоматика повторного включения на 1Q (2Q) с уставкой по времени.

Предлагаемое техническое решение работает следующим образом:

Режимы работы схемы: заданный алгоритм работы поясняющей схемы фиг. 1

При возникновении короткого замыкания на отходящей линии 10 кВ распределительного устройства (РУ) не селективно сработают уставкой релейной защитой, токовой отсечкой, на выключателе 1Q (2Q) головного участка, питающих (РУ) линий 10 кВ, на выключателе нагрузки ввода РУ на кВ QS1 (QS2) и на выключателе нагрузки QS4 (QS5), на отходящей линии 10 кВ от распределительного устройства (РУ). В следствии произведут отключение 1Q (2Q) далее с отсутствием блокирующего импульса (наличие - отсутствие напряжения на шинах 10 кВ) отключится QS4 (QS5) спустя время селективности на присутствие блокирующего импульса (не отключенное состояние QS4 (QS5), то отключится QS1 (QS2), при отсутствии блокирующего импульса от приводов QS4 (QS5), то не отключится QS1 (QS2). Через время уставки автоматика повторного включения (АПВ) включит выключатель 1Q (2Q) головного участка, питающих (РУ), и в последнем восстановится рабочее напряжение.

При возникновении короткого замыкания на сборных шинах 10 кВ распределительного устройства (РУ), то не селективно сработают уставкой релейной защитой, токовой отсечкой, на выключателе 1Q (2Q) головного участка и на выключателе нагрузки ввода РУ на 10 кВ QS1 (QS2), при этом на выключателе нагрузки QS4 (QS5), на отходящей линии 10 кВ от распределительного отходящей линии 10 кВ распределительного устройства (РУ) релейной защитой, токовой отсечкой не срабатываю, по сколько не обтекаются токами короткого замыкания. Условия срабатывания выключателя нагрузки ввода РУ на 10 кВ QS1 (QS2) тоже - отсутствием блокирующего импульса (наличие-отсутствие напряжения на шинах 10 кВ), а также отсутствием блокирующего импульса (наличие-отсутствие срабатывание релейной защитой, токовой отсечкой на выключателе нагрузки QS4 (QS5), на отходящей линии 10 кВ от РУ.

Предполагаемое техническое решение удовлетворяет критериям новизны, так как при определении уровня техники не обнаружено средство, которому присущи признаки, идентичные (то есть совпадающие по исполняемой ими функции и форме выполнения этих признаков) всем признакам, перечисленным в формуле изобретения, включая характеристику назначения.

Использованные источники

1. Патент №RU 2676467 С2, Российская Федерация, МПК Н01H 9/00, СПК Н01H 9/00. ПРИВОД ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ НАГРУЗКИ. Опубл. 29.12.2018 Бил. №1. Заявка: 2014142962, 27.10.2014/ Геграев Х.И.

2. ТУ 16-674.087-87.

3. Авторское свидетельство СССР N 1697133, 1991.

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение автоматического отключения выключателей нагрузки. Распределительное устройство 10 кВ состоит из выключателей головного участка, выключателей нагрузки с пружинными приводами и блока бесперебойного питания. Согласно изобретению введены выключатели нагрузки ввода распределительного устройства (РУ) 10 кВ и нормально отключенные выключатели нагрузки отходящих линий. Все выключатели нагрузки снабжены релейной защитой с токовой отсечкой на постоянном токе и автоматикой блокировки коммутации с запретом на включение при работе релейной защиты, а выключатели головного участка снабжены релейной защитой с токовой отсечкой и автоматикой повторного включения с выдержкой времени. Пружинные приводы всех выключателей нагрузки отключают в бестоковой паузе по сигналам с датчиков напряжения на трансформаторах напряжения 10 кВ. В случае отказа привода выключателя нагрузки отходящей линии и при отсутствии блокирующего импульса отключают выключатель нагрузки ввода РУ 10 кВ, а через время выдержки времени автоматика повторного включения включит выключатель головного участка и восстановит рабочее напряжение. 2 ил.

Распределительное устройство 10 кВ, состоящее из выключателей головного участка, выключателей нагрузки с пружинными приводами и блоком бесперебойного питания, отличающееся тем, что содержит выключатели нагрузки ввода распределительного устройства (РУ) 10 кВ и нормально отключенные выключатели нагрузки отходящих линий, все выключатели нагрузки снабжены релейной защитой с токовой отсечкой на постоянном токе и автоматикой блокировки коммутации с запретом на включение при работе релейной защиты, а выключатели головного участка снабжены релейной защитой с токовой отсечкой и автоматикой повторного включения с выдержкой времени, при этом пружинные приводы всех выключателей нагрузки отключают в бестоковой паузе по сигналам с датчиков напряжения на трансформаторах напряжения 10 кВ, в случае отказа привода выключателя нагрузки отходящей линии и при отсутствии блокирующего импульса отключают выключатель нагрузки ввода РУ 10 кВ, через время выдержки времени автоматика повторного включения включает выключатель головного участка и восстанавливает рабочее напряжение.