Устройство секционирования линии электропередачи
Владельцы патента RU 2767501:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) (RU)
Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение секционирования линии электропередачи с повышением управляемости и сокращением времени перерывов в электроснабжении потребителей при аварийных отключениях линии электропередачи. Устройство включает коммутационный элемент дистанционного управления, установленный в разрыв линии электропередачи в заданной точке для деления линии электропередачи на участки, датчик тока, датчик напряжения, датчик положения дверцы шкафа, блок местного управления, устройство приёма и передачи данных. С вышеуказанными блоками соединен блок обработки информации, осуществляющий обработку и сопоставление данных, формирование управляющих команд и выявление причин отключения коммутационного элемента. 1 ил.
Изобретение относится к области электротехники и предназначено для секционирования линии электропередачи.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является пункт секционирования до 1 кВ, совмещённый с пунктом учёта электроэнергии и контроля качества электроэнергии, контроля количества и времени отключения напряжения, включающий в себя коммутационный элемент дистанционного управления (патент РФ №2731874, МПК Н02В 7/06, опубл. 08.09.2020 Бюл.№25).
Недостатком известного способа является ограниченность области применения в связи с невозможностью интеграции устройства секционирования в связанную работу с другими устройствами, установленными в электрической сети посредством приёма команд управления от устройств, установленных в электрической сети и передачи команд управления на эти устройства.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение устройства, которое приведёт к его удешевлению и расширение области применения посредством обеспечения возможности приёма команд управления от устройств, установленных в электрической сети и передачи команд управления на эти устройства и обеспечении, таким образом, повышения степени автоматизации электрической сети посредством обеспечения возможности интеграции устройства секционирования в связанную работу с другими устройствами, установленными в электрической сети посредством приёма команд управления от устройств, установленных в электрической сети и передачи команд управления на эти устройства, повышении наблюдаемости электрической сети и её управляемости, сокращении времени перерывов в электроснабжении потребителей при аварийных отключениях и при плановом обслуживании линии электропередачи.
Технический результат изобретения заключается в обеспечении секционирования линии электропередачи, обеспечении повышения степени автоматизации электрической сети за счёт обеспечения возможности интеграции устройства секционирования в связанную работу с другими устройствами, установленными в электрической сети, повышении наблюдаемости электрической сети и её управляемости за счёт возможности приёма команд управления от устройств, установленных в электрической сети и передачи команд управления на эти устройства и информирования диспетчера о работе устройства секционирования, обеспечении сокращении времени перерывов в электроснабжении потребителей при аварийных отключениях линии электропередачи за счёт обеспечения информирования диспетчера сети об отключении устройства секционирования с указанием причин отключения, что позволяет диспетчеру оперативно принимать решения по восстановлению электроснабжения потребителей, обеспечении сокращении времени перерывов в электроснабжении потребителей при плановом обслуживании линии электропередачи за счёт возможности отключения устройства секционирования и возможности, таким образом, обслуживать участок линии за устройством секционирования без отключения потребителей, подключенных до устройства секционирования.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство секционирования линии электропередачи, включающее в себя коммутационный элемент дистанционного управления, согласно изобретению, содержит коммутационный элемент дистанционного управления, устанавливаемый в разрыв линии электропередачи в заданной точке и предназначенный для деления линии электропередачи на участки, размещённый в щите со степенью защиты, позволяющей использовать его на открытом воздухе, и имеющем возможность крепления на опору линии электропередачи, датчик тока, соединённый с силовой цепью за коммутационным элементом дистанционного управления и с блоком обработки информации и управления, датчик напряжения, соединённый с силовой цепью до и после коммутационного элемента дистанционного управления и соединённый с блоком обработки информации и управления, предназначенный для контроля напряжения в точках его подключения и передачи информации о значении напряжения в блок обработки информации и управления, датчик положения дверцы щита, соединённый с блоком обработки информации и управления, предназначенный для контроля положения дверцы шкафа и передачи информации о её положении в блок обработки информации и управления блок местного управления, соединённый с коммутационным элементом дистанционного управления и блоком обработки информации и управления, предназначенный для местного управления коммутационным элементом дистанционного управления, блок обработки информации и управления, соединённый с датчиком тока, датчиком напряжения, датчиком положения дверцы шкафа, блоком местного управления, устройством приёма и передачи данных, осуществляющий обработку и сопоставление данных, поступающих с указанных датчиков и блоков для формирования управляющих команд на основе полученных данных от датчиков, или от устройства приёма и передачи данных, а также для выявления причин отключения коммутационного элемента дистанционного управления и передачи, с помощью устройства приёма и передачи данных информации о фактах и причинах отключения коммутационного элемента дистанционного управления, команд диспетчеру сети, устройствам, установленным в сети, устройство приёма и передачи данных, соединённое с блоком обработки данных и управления и предназначенное для приёма команд управления от диспетчера сети, устройств, установленных в сети и передачи этих команд в блок обработки информации и управления и передачи информации, команд, получаемых от блока обработки данных.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема устройства секционирования линии электропередачи.
Устройство секционирования линии электропередачи содержит коммутационный элемент дистанционного управления КЭ1, щит с возможностью крепления на опору 2, датчик тока ДТ3, датчик напряжения ДН4, датчик положения дверцы щита ДПДЩ5, блок обработки информации и управления БОИиУ6, устройство приёма и передачи данных УПД7, блок местного управления БМУ8, участок линии электропередачи Участок ЛЭП 9, участок линии электропередачи Участок ЛЭП 10.
КЭ1 установлен в щите 2 и соединён с участками ЛЭП 9 и 10. ДТ3 соединён с силовой цепью после КЭ1 и соединён с БОИИУ6. ДН4 соединён с силовой цепью перед и после КЭ1 и с БОИИУ6. ДПДЩ5 соединён с БОИИУ6. БОИИУ6 соединён с ДТ3, ДН4, ДПДЩ5, УППД7, БМУ8. УППД7 соединён с БОИИУ6.
Устройство секционирования линии электропередачи работает следующим образом.
Устройство устанавливается в разрыв линии электропередачи в заданном месте. При этом КЭ1 соединяется с участками ЛЭП 9 и 10. Датчик тока ДТ3 осуществляет контроль тока, протекающего через КЭ1 и передаёт данные о значении тока в БОИИУ6. ДН4 осуществляет контроль напряжения до и после КЭ1 и передаёт данные о значении напряжения в БОИИУ6. ДПДЩ5 контролирует положение дверцы щита, в котором установлен КЭ1.
При исчезновении напряжения на участке ЛЭП 9 и участке ЛЭП 10 ДН4 передаёт эту информацию в БОИИУ6, который в этом случае формирует команду отключения КЭ1, секционируя линию электропередачи и формирует сообщение об отключении КЭ1, которое передаёт диспетчеру сети и в устройства, установленные в сети, например, пункты автоматического включения резерва (пункты АВР), секционирующие пункты (СП), выключатели отходящих линий трансформаторных подстанций (ТП) при условии, что устройство секционирования и указанные выше устройства имеют канал связи между друг другом и связаны логикой работы. При появлении напряжения со стороны участка ЛЭП 9 и отсутствии напряжения со стороны участка ЛЭП 10 ДН4 передаёт эту информацию в БОИИУ6, который в этом случае формирует команду включения КЭ1 и формирует сообщение о включении КЭ1, которое передаёт диспетчеру сети и в устройства, установленные в сети и связанные с ним. Если же напряжение появится со стороны участка ЛЭП 10, при отсутствии его со стороны участка ЛЭП 9, ДН4 передаёт эту информацию в БОИИУ6, который в этом случае не формирует команду включения КЭ1 и формирует сообщение о появлении напряжения на участке ЛЭП 10, которое передаёт диспетчеру сети и устройства, установленные в сети и связанные с ним. При последующем появлении напряжения на участке ЛЭП9 БОИИУ6, формирует сообщение об этом и отправляет его диспетчеру и устройствам, установленным в сети и, в зависимости от заложенного алгоритма работы, формирует и передаёт команды на последовательное отключение пункта АВР, установленного на участке ЛЭП 10 и включение КЭ1.
При появлении тока короткого замыкания на участке ЛЭП 10 за точкой установки КЭ1, ДТ3 передаёт информацию об этом в БОИИУ6, который, в зависимости от исполнения КЭ1 и возможности размыкания им тока короткого замыкания, или формирует команду на отключение КЭ1 (если КЭ1 позволяет размыкать ток короткого замыкания), или формирует команду на отключение защитного коммутационного аппарата, установленного в начале участка ЛЭП 9. После отключения указанного аппарата исчезнет напряжение на участке ЛЭП 9 и, соответственно, на участке ЛЭП 10, что приведёт к отключению КЭ1 как было описано выше. В этом случае произойдёт секционирование линии с целью отключения короткого замыкания. После отключения КЭ1 БОИИУ6 сформирует сигнал автоматического повторного включения защитного коммутационного аппарата, установленного в начале участка ЛЭП 9 и команду запрета включения КЭ1 для предотвращения подачи напряжения на повреждённый участок ЛЭП 10. Также БОИИУ6 сформирует сообщение об отключении КЭ1 вследствие короткого замыкания на участке ЛЭП 10, который передаст диспетчеру и устройствам в сети, связанным с устройством секционирования, например, сигнал запрета АВР на пункт АВР, установленный на участке ЛЭП 10.
УППД 7 во всех случаях передаёт сообщения, команды по любому каналу связи и протоколу, принятому в компании, обслуживающей линию электропередачи, в которой установлено устройство секционирования.
Через УППД7 могут быть переданы команды на включение и отключение КЭ1 от диспетчера, от устройств, установленных в сети и связанных с устройством секционирования.
Местное отключение КЭ1 может быть осуществлено с помощью БМУ8. При этом БМУ8 установлен внутри щита 2. Поэтому для местного отключения КЭ1 необходимо открыть дверцу щита 2, информация о чём будет передана от ДПДЩ5 в БОИИУ6. После отключения КЭ1 с помощью БМУ8 БОИИУ6 сформирует команду запрета дистанционного и автоматического включения КЭ1 и сообщение о местном отключении КЭ1 и блокировке его включения всеми способами, кроме местного управления и отправит его с помощью УППД7 диспетчеру и устройствам в сети, связанным с устройством секционирования.
Могут быть реализованы другие алгоритмы работы устройства секционирования линии электропередачи.
Получив информацию об отключении КЭ1 диспетчер сети оперативно принимает решение о дальнейших действиях, что позволяет сократить время перерыва в электроснабжении потребителей, подключенных к участку ЛЭП 10 за устройство секционирования. Также устройство позволяет предотвратить необоснованные перерывы в электроснабжении потребителей, подключенных к участку ЛЭП9 до КЭ1 и повышает электробезопасность, обеспечивая отключение токов коротких замыканий при возникновении замыканий на участке ЛЭП10. Возможность ручного отключения КЭ1 позволяет сократить перерывы в электроснабжении потребителей, подключенных к участку ЛЭП 9 при плановом ремонте и обслуживании участка ЛЭП 10 за КЭ1.
Предлагаемое устройство позволяет осуществить секционирование линии электропередачи в разных ситуациях, обеспечивает информирование диспетчера сети об отключении устройства секционирования с указанием причин отключения, обеспечивает повышение степени автоматизации электрической сети за счёт обеспечения возможности интеграции устройства секционирования в связанную работу с другими устройствами, установленными в электрической сети. Также устройство повышает наблюдаемость электрической сети и её управляемость, сокращает время перерывов в электроснабжении потребителей при аварийных отключениях и при плановом обслуживании линии электропередачи.
Устройство секционирования линии электропередачи, включающее в себя коммутационный элемент дистанционного управления, отличающееся тем, что содержит коммутационный элемент дистанционного управления, устанавливаемый в разрыв линии электропередачи в заданной точке и предназначенный для деления линии электропередачи на участки, размещённый в щите со степенью защиты, позволяющей использовать его на открытом воздухе, и имеющем возможность крепления на опору линии электропередачи, датчик тока, соединённый с силовой цепью за коммутационным элементом дистанционного управления и с блоком обработки информации и управления, датчик напряжения, соединённый с силовой цепью до и после коммутационного элемента дистанционного управления и соединённый с блоком обработки информации и управления, предназначенный для контроля напряжения в точках его подключения и передачи информации о значении напряжения в блок обработки информации и управления, датчик положения дверцы щита, соединённый с блоком обработки информации и управления, предназначенный для контроля положения дверцы шкафа и передачи информации о её положении в блок обработки информации и управления, блок местного управления, соединённый с коммутационным элементом дистанционного управления и блоком обработки информации и управления, предназначенный для местного управления коммутационным элементом дистанционного управления, блок обработки информации и управления, соединённый с датчиком тока, датчиком напряжения, датчиком положения дверцы шкафа, блоком местного управления, устройством приёма и передачи данных, осуществляющий обработку и сопоставление данных, поступающих с указанных датчиков и блоков для формирования управляющих команд на основе полученных данных от датчиков, или от устройства приёма и передачи данных, а также для выявления причин отключения коммутационного элемента дистанционного управления и передачи, с помощью устройства приёма и передачи данных информации о фактах и причинах отключения коммутационного элемента дистанционного управления, команд диспетчеру сети, устройствам, установленным в сети, устройство приёма и передачи данных, соединённое с блоком обработки данных и управления и предназначенное для приёма команд управления от диспетчера сети, устройств, установленных в сети и передачи этих команд в блок обработки информации и управления и передачи информации, команд, получаемых от блока обработки данных.
