Распределительная электрическая сеть Российский патент 2025 года по МПК H02J3/00 H02H5/10 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при электроснабжении групп одно- и трехфазных потребителей.

Известна распределительная электрическая сеть, содержащая питающую трансформаторную подстанцию, выполненную с силовым трехобмоточным трансформатором 6(10)/0,95/0,4 кВ, питающие линии электропередач, содержащие минимум одну электрическую цепь напряжением 0,4 кВ и одну электрическую цепь напряжением 0,95 кВ, к которой присоединены трехфазные силовые трансформаторы напряжением 0,95/0,4 кВ и (или) однофазные силовые трансформаторы напряжением 0,55/0,23 кВ (патент RU 2554098 C1, H02J 3/00, 2015 г., Бюл. №18).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является электрическая сеть с нейтралью (патент RU 134709 U1, H02J 3/00, 2013 г., Бюл. №32), содержащая участок питающей сети высокого напряжения и питающий трансформатор со схемой соединения обмоток "звезда-звезда", подключенный первичной обмоткой к питающей сети высокого напряжения, а вторичной обмоткой низкого напряжения подключенный к распределительной сети низкого напряжения с глухим заземлением четвертого нейтрального проводника, выполненной в виде двух участков: повышенного номинального напряжения и пониженного номинального напряжения, причем участок низковольтной распределительной сети повышенного напряжения выполнен в виде трехпроводной разветвленной линии и подключен ко вторичной обмотке питающего трансформатора, выполненной по схеме "звезда"; а участок сети пониженного напряжения выполнен в виде четырехпроводной разветвленной линии с глухо заземленной нейтралью и подключен к участку распределительной сети повышенного напряжения посредством трансформатора связи со схемой соединения обмоток "треугольник-звезда с нейтралью", причем его первичная обмотка по схеме "треугольник" подключена к трехпроводной линии низковольтной распределительной сети повышенного напряжения.

Недостатками прототипа являются наличие трансформатора со схемой соединения обмоток «треугольник-звезда с нейтралью», четырехпроводной трехфазной разветвленной линии пониженного напряжения и глухое заземление четвертого нейтрального проводника, что снижает условия безопасной эксплуатации электрической сети за счет электрического контакта ее с «землей».

Техническим результатом является обеспечение электробезопасности эксплуатации распределительной электрической сети и снижение технико-экономических показателей ее сооружения.

Технический результат достигается тем, что в распределительной электрической сети, содержащей трехпроводную разветвленную линию, соединяющую питающий и распределительный элементы, согласно изобретению в качестве питающего и распределительного элементов использованы трехфазные питающая и распределительная трансформаторные подстанции и имеет группу трехфазных потребителей с защитным заземлением, подключенную к трехпроводной разветвленной линии и три группы однофазных потребителей, при этом трехфазная питающая трансформаторная подстанция имеет рабочее заземление нулевой точки вторичной обмотки трансформатора подстанции, причем обмотки трансформатора трехфазной распределительной подстанции соединены по схеме «звезда-звезда», а каждая группа однофазных потребителей соединена двумя проводниками с фазами трехфазной распределительной трансформаторной подстанции, а третьим проводником соединена с защитным заземлением корпуса трехфазной распределительной трансформаторной подстанции.

Новизна обусловлена тем, что предлагаемая совокупность существенных признаков не известна из сведений об уровне техники, а именно питание групп однофазных потребителей от трехфазной распределительной трансформаторной подстанции со схемой соединения обмоток трансформатора «звезда-звезда» по двухфазной трехпроводной сети с проводником, соединенным с заземленным корпусом самой подстанции. Исполнение схемы соединения обмоток трансформатора «звезда-звезда» на трехфазной распределительной трансформаторной подстанции позволяет снизить величину капиталовложений по сравнению с прочими схемами соединения обмоток, повысить условия электробезопасности у групп однофазных потребителей за счет применения двухфазной трехпроводной сети с нулевым защитным проводником, для которой характерно отсутствие электрической связи сети с потенциалом «земли».

Промышленная применимость подтверждается возможностью использования уже существующих питающих трансформаторных подстанций без необходимости осуществлять их реконструкцию, а также возможностью исполнения трехфазной распределительной подстанции в виде компактного индивидуального трехфазного трансформатора с предустановленной коммутационно-защитной аппаратурой, устанавливаемого на опоре линии электропередач вблизи от групп однофазных потребителей.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, где представлена структурная схема распределительной электрической сети.

Распределительная электрическая сеть содержит трехпроводную разветвленную линию 1, соединяющую трехфазные питающую и распределительную трансформаторные подстанции 2 и 3 соответственно, группу трехфазных потребителей 4 с защитным заземлением 5, подключенную к трехпроводной разветвленной линии 1 и три группы однофазных потребителей 6, при этом трехфазная питающая трансформаторная подстанция 2 имеет рабочее заземление 7 нулевой точки вторичной обмотки трансформатора подстанции 2, обмотки трансформатора трехфазной распределительной подстанции 3 соединены по схеме «звезда-звезда», а каждая группа однофазных потребителей 6 соединена двумя проводниками 8 с фазами трехфазной распределительной трансформаторной подстанции 3, а третьим проводником 9 соединена с защитным заземлением 10 корпуса трехфазной распределительной трансформаторной подстанции 3.

Распределительная электрическая сеть работает следующим образом. Высокое входное трехфазное напряжение понижается трехфазной питающей трансформаторной подстанцией 2 и передается по трехпроводной разветвленной линией 1 до трехфазной распределительной трансформаторной подстанции 3 и группы трехфазных потребителей 4. Трехфазное пониженное напряжение понижается на трехфазной распределительной трансформаторной подстанции 3 до номинального напряжения питания групп однофазных потребителей 6 и передается до каждой из них по двум проводникам 8. При этом для обеспечения нормальной работы силового трансформатора на трехфазной питающей трансформаторной подстанции 2 имеется рабочее заземление 7 нулевой точки вторичной обмотки трансформатора подстанции 2, функцию защиту от поражения электрическим током у группы трехфазных потребителей 4 выполняет защитное заземление 5, устанавливаемое у самих потребителей, что позволяет отказаться от четырехпроводной системы передачи трехфазного напряжения. Трехфазная распределительная трансформаторной подстанция 3 не имеет рабочего заземления нулевой точки вторичной обмотки трансформатора, но при этом имеется защитное заземление 10 корпуса трехфазной распределительной трансформаторной подстанции 3, что позволяет отказаться от индивидуального заземляющего устройства, устанавливаемого у каждой группы однофазных потребителей 6 ввиду незначительной протяженности такой низковольтной сети у однофазных групп, и выполнять подключение каждой группы однофазных потребителей 6 к двум различным фазам электрической сети напрямую с помощью двух проводников 8 и одного проводника 9, подключаемого к защитному заземлению 10 корпуса трехфазной распределительной трансформаторной подстанции 3.

Выполнение схемы соединения обмоток трансформатора «звезда-звезда» на трехфазной распределительной трансформаторной подстанции 3 позволяет снизить стоимость затрат на сооружение такой подстанции и позволяет отказаться от электрического контакта с сети с «землей» за счет отсутствия рабочего заземления нулевой точки вторичной обмотки трансформатора.

Заявленная распределительная электрическая сеть обладает следующими преимуществами: отсутствует необходимость реконструкции существующих трехфазных питающих трансформаторных подстанций при переходе к предлагаемой схеме сети, применяется трансформаторная подстанция со схемой соединения обмоток трансформатора «звезда-звезда», требующей меньших капиталовложений по сравнению с прочими схемами соединения обмоток, повышение условий электробезопасности у однофазных потребителей за счет применения двухфазной трехпроводной сети с нулевым защитным проводником ввиду отсутствия электрической связи сети с потенциалом «земли».

Таким образом, предлагаемая распределительная электрическая сеть является оптимальным вариантом электроснабжения одновременно и однофазных, и трехфазных потребителей.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при электроснабжении групп одно- и трехфазных потребителей. Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение электробезопасности эксплуатации распределительной электрической сети. Для обеспечения электробезопасности у потребителей в распределительной электрической сети, включающей трехпроводную разветвленную линию (1), соединяющую питающий и распределительный элементы, согласно изобретению в качестве питающего и распределительного элементов использованы трехфазные питающая (2) и распределительная (3) трансформаторные подстанции, и группу трехфазных потребителей (4) с защитным заземлением (5), подключенную к трехпроводной разветвленной линии 1, и три группы однофазных потребителей (6). Трехфазная питающая трансформаторная подстанция (2) имеет рабочее заземление (7) нулевой точки вторичной обмотки трансформатора подстанции (2). Причем обмотки трансформатора трехфазной распределительной подстанции (3) соединены по схеме «звезда-звезда», а каждая группа однофазных потребителей (6) соединена двумя проводниками (8) с фазами трехфазной распределительной трансформаторной подстанции (3), а третьим проводником соединена с защитным заземлением (10) корпуса трехфазной распределительной трансформаторной подстанции (3). 1 ил.

Распределительная электрическая сеть, включающая трехпроводную разветвленную линию, соединяющую питающий и распределительный элементы, отличающаяся тем, что в качестве питающего и распределительного элементов использованы трехфазные питающая и распределительная трансформаторные подстанции и имеет группу трехфазных потребителей с защитным заземлением, подключенную к трехпроводной разветвленной линии, и три группы однофазных потребителей, при этом трехфазная питающая трансформаторная подстанция имеет рабочее заземление нулевой точки вторичной обмотки трансформатора подстанции, причем обмотки трансформатора трехфазной распределительной подстанции соединены по схеме «звезда-звезда», а каждая группа однофазных потребителей соединена двумя проводниками с фазами трехфазной распределительной трансформаторной подстанции, а третьим проводником соединена с защитным заземлением корпуса трехфазной распределительной трансформаторной подстанции.