Результат интеллектуальной деятельности: Мультиконтактная коммутационная система с тремя силовыми контактными группами, соединенными в одну общую точку, и четырьмя выводами

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам секционирования линий электропередачи, и предназначено для коммутации, защиты электрической сети, учета электроэнергии, контроля 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 электропередач, 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, 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, контроля качества электроэнергии, контроля количества и времени отключения напряжения в распределительных сетях трехфазного тока, невозможность независимого управления тремя силовыми контактными группами для осуществления секционирования трех участков линии электропередачи.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение функциональных возможностей и области его использования за счет применения для коммутации, защиты электрической сети, учета электроэнергии, контроля качества электроэнергии, контроля количества и времени отключения напряжения в распределительных сетях трехфазного тока с возможностью независимого управления тремя силовыми контактными группами для осуществления секционирования трех участков линии электропередачи.

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность осуществлять функции коммутации, защиты электрической сети, учета электроэнергии, контроля качества электроэнергии, контроля напряжения в распределительных сетях трехфазного тока с возможностью независимого управления тремя силовыми контактными группами для осуществления секционирования трех участков линии электропередачи. Это достигается за счёт независимого управления контактными группами мультиконтактной коммутационной системы и контроля режимов её работы и режимов сети, в которой она установлена. 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 предлагаемая мультиконтактная коммутационная система с тремя силовыми контактными группами, соединенными в одну общую точку, и четырьмя выводами, включающая 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 мультиконтактной коммутационной системы, первый коммутационный элемент дистанционного управления, установленный в силовую цепь между вводным коммутационным элементом ручного управления и первым выводным коммутационным элементом ручного управления, предназначенный для коммутации первой силовой цепи с использованием дистанционных средств управления, второй коммутационный элемент дистанционного управления, установленный в силовую цепь между вводным коммутационным элементом ручного управления и вторым выводном коммутационным элементом ручного управления, предназначенный для коммутации второй силовой цепи с использованием дистанционных средств управления, третий коммутационный элемент дистанционного управления, установленный в силовую цепь между вводным коммутационным элементом ручного управления и третьим выводном коммутационным элементом ручного управления, предназначенный для коммутации третьей силовой цепи с использованием дистанционных средств управления, первый выводной коммутационный элемент ручного управления, подключенный к силовой цепи после первого коммутационного элемента дистанционного управления и предназначенный для ручной коммутации первой силовой цепи на первом выводе мультиконтактной коммутационной системы, второй выводной коммутационный элемент ручного управления, подключенный к силовой цепи после второго коммутационного элемента дистанционного управления и предназначенный для ручной коммутации второй силовой цепи на втором выводе мультиконтактной коммутационной системы, третий выводной коммутационный элемент ручного управления, подключенный к силовой цепи после третьего коммутационного элемента дистанционного управления и предназначенный для ручной коммутации третьей силовой цепи на третьем выводе мультиконтактной коммутационной системы, блок управления первым коммутационным элементом дистанционного управления, соединённый с первым коммутационным элементом дистанционного управления и передающий на него команды включения и отключения, также соединенный с блоком управления мультиконтактной коммутационной системой, блок управления вторым коммутационным элементом дистанционного управления, соединённый со вторым коммутационным элементом дистанционного управления и передающий на него команды включения и отключения, также соединенный с блоком управления мультиконтактной коммутационной системой, блок управления третьим коммутационным элементом дистанционного управления, соединённый со третьим коммутационным элементом дистанционного управления и передающий на него команды включения и отключения, также соединенный с блоком управления мультиконтактной коммутационной системой, блок приёма и передачи данных соединён с блоком управления мультиконтактной коммутационной системой и блоком бесперебойного питания, блок управления мультиконтактной коммутационной системой соединён с каждым из коммутационных элементов дистанционного управления и контролирует их положение, соединён с каждым из блоков управления коммутационными элементами дистанционного управления и осуществляет передачу команд на них включения и отключения соответствующего коммутационного элемента дистанционного управления, соединён с силовыми цепями мультиконтактной системы между всеми коммутационными элементами дистанционного и ручного управления и контролирует ток и напряжения в данных силовых цепях, осуществляет учёт потребления электроэнергии в данных цепях и контроль качества электроэнергии в них, соединён с блоком передачи данных и осуществляет передачу в него данных о работе мультиконтактной коммутационной системе и получает с него команды управления коммутационными элементами дистанционного управления, соединён с блоком бесперебойного питания для получения питания при отключении напряжения во всех силовых цепях, блок бесперебойного питания соединён с силовыми цепями мультиконтактной коммутационной системы, блоком управления мультиконтактной коммутационной системой и блоком приёма и передачи данных для обеспечения их питания.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена общая схема мультиконтактной коммутационной системы, имеющей независимое управление тремя силовыми контактными группами.

Мультиконтактная коммутационная система, имеющая независимое управление тремя силовыми контактными группами содержит вводной коммутационный элемент ручного управления (ВКЭРУ 1), первый коммутационный элемент дистанционного управления (КЭДУ 2), второй коммутационный элемент дистанционного управления (КЭДУ 3), третий коммутационный элемент дистанционного управления (КЭДУ 4), первый выводной коммутационный элемент ручного управления (ВыКЭРУ 5), второй выводной коммутационный элемент ручного управления (ВыКЭРУ 6), третий выводной коммутационный элемент ручного управления (ВыКЭРУ 7), блок управления первым коммутационным элементом дистанционного управления (БУКЭДУ 8), блок управления вторым коммутационным элементом дистанционного управления (БУКЭДУ 9), блок управления третьим коммутационным элементом дистанционного управления (БУКЭДУ 10), блок управления мультиконтактной коммутационной системой (БУМКС 11), блок приема и передачи данных (БПД 12), блок бесперебойного питания (ББП 13).

ВКЭРУ 1 установлен в силовой цепи. КЭДУ 2 установлен в силовую цепь после ВКЭРУ 1. КЭДУ 3 установлен во вторую силовую цепь после ВКЭРУ 1. КЭДУ 4 установлен в третью силовую цепь после ВКЭРУ 1. ВыКЭРУ 5 подключен к силовой цепи после КЭДУ 2. ВыКЭРУ 6 подключен к силовой цепи после КЭДУ 3. ВыКЭРУ 7 подключен к силовой цепи после КЭДУ 4. БУКЭДУ 8 соединён с КЭДУ 2. БУКЭДУ 9 соединён с КЭДУ 3. БУКЭДУ 10 соединен с КЭДУ 4. БПД 12 соединён с БУМКС 11 и с ББП 13. БУМКС 11 соединён с КЭДУ 2, с КЭДУ 3, с КЭДУ 4, с ВКЭРУ 1, с ВыКЭРУ 5, с ВыКЭРУ 6, с ВыКЭРУ 7, соединён с БУКЭДУ 8, с БУКЭДУ 9, с БУКЭДУ 10, соединён с силовыми цепями мультиконтактной системы между всеми коммутационными элементами дистанционного и ручного управления, соединён с БПД 12, соединён с ББП 13. ББП 13 соединён с БУМКС 11 и с БПД 12.

Устройство работает следующим образом.

Подача напряжения на силовую цепь мультиконтактной коммутационной системы осуществляется с помощью вводного коммутационного элемента ручного управления (ВКЭРУ 1), установленного в силовой цепи. При этом питание подаётся на блок управления мультиконтактной коммутационной системой (БУМКС 11) в результате чего им автоматически подаётся команда на блоки управления первым, вторым и третьим коммутационными элементами дистанционного управления (БУКЭДУ 8, БУКЭДУ 9 и БУКЭДУ 10) на включение первого коммутационного элемента дистанционного управления (КЭДУ 2), второго коммутационного элемента дистанционного управления (КЭДУ 3) и третьего коммутационного элемента дистанционного управления (КЭДУ 4) соответственно. КЭДУ 2, КЭДУ 3 и КЭДУ 4 включаются и подают питание на первую, вторую и третью силовые цепь мультиконтактной коммутационной системы. При включении первого выводного коммутационного элемента ручного управления (ВыКЭРУ 5) напряжение будет подано на первую силовую сеть за мультиконтактной коммутационной системой. При включении второго выводного коммутационного элемента ручного управления (ВыКЭРУ 6) напряжение будет подано на вторую силовую сеть за мультиконтактной коммутационной системой. При включении третьего выводного коммутационного элемента ручного управления (ВыКЭРУ 7) напряжение будет подано на третью силовую сеть за мультиконтактной коммутационной системой. При местном управлении мультиконтактной коммутационной системой команда на отключение первой силовой цепи подаётся также с помощью БУМКС 11. При этом команды отключения соответствующих силовых цепей подаются от БУМКС 11 на БУКЭДУ 8, БУКЭДУ 9 и БУКЭДУ 10, которые, в свою очередь, отключают КЭДУ 2, КЭДУ 3 и КЭДУ 4 за счёт прекращения подачи питания на их электромагниты. Также отключение мультиконтактной коммутационной системы можно осуществить с помощью команд, поданных на БУКЭДУ 8, БУКЭДУ 9 и БУКЭДУ 10 от блока приема и передачи данных (БПД 12), обработанных с помощью БУМКС 11. С помощью данного блока можно осуществить дистанционное включение мультиконтактной коммутационной системы. БПД 12 получает команды на включение или отключение мультиконтактной коммутационной системы 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 или получает команды на включение или отключение мультиконтактной коммутационной системы с помощью сигнала получаемого через канал связи, например, JPS, JPRS, Глонасс, радио или другой канал. При возникновении в силовой цепи за мультиконтактной коммутационной системой, или внутри неё после КЭДУ 2, или КЭДУ3, или КЭДУ 4, тока перегрузки или тока короткого замыкания, то БУМКС 11 подаст сигнал на БУКЭДУ 8, или на БУКЭДУ 9, или на БУКЭДУ 10, соответственно на отключение КЭДУ 2, или КЭДУ 3, или КЭДУ 4. В этом случае, если в логике работы БУКЭДУ 8, БУКЭДУ 9 и БУКЭДУ 10 заложен алгоритм осуществления автоматического повторного включения (АПВ) КЭДУ 2 (КЭДУ 3, КЭДУ 4), то после выдержки времени будет осуществлено АПВ КЭДУ 2, или АПВ КЭДУ 3, или АПВ КЭДУ 4, и, если оно будет неуспешным, то есть в первой, или во второй, или, соответственно, в третьей силовой сети за мультиконтактной коммутационной системой, или внутри неё после КЭДУ 2, или после КЭДУ 3, или после КЭДУ 4, повторно появится ток перегрузки или ток короткого замыкания, то БУМКС 11 повторно подаст сигнал на БУКЭДУ 8, или БУКЭДУ 9, или БУКЭДУ 10, на отключение КЭДУ 2, или КЭДУ 3, или КЭДУ 4. При этом будет заблокирована возможность дистанционного включения мультиконтактной коммутационной системы до устранения повреждений в силовой цепи за КЭДУ 2, или КЭДУ 3, или КЭДУ 4. Также при этом будет отправлено сообщение о повреждении за КЭДУ 2, или КЭДУ 3, или КЭДУ 4. Если АПВ будет успешным, то мультиконтактная коммутационная система продолжит работу в нормальном режиме. Положение коммутационных элементов мультиконтактной коммутационной системы контролируется с помощью блока управления мультиконтактной коммутационной системой (БУМКС 11), который при изменении положения коммутационных элементов КЭДУ 2, КЭДУ 3, КЭДУ 4, ВКЭРУ 1, ВыКЭРУ 5, ВыКЭРУ 6, ВыКЭРУ 7 передаёт соответствующие данные в блок передачи данных (БПД 12). БУМКС 11 также осуществляет учёт электроэнергии, переданный через первую, вторую и третью силовую цепь мультиконтактной коммутационной системы, а также контролируют показатели качества электрической энергии в точке их подключения. Данные о потреблении электроэнергии и о качестве электрической энергии передаются в блок передачи данных и через него диспетчеру компании, обслуживающей оборудование мультиконтактной коммутационной системы. БУМКС 11 контролирует напряжение в силовых цепях мультиконтактной коммутационной системы между ВКЭРУ 1, и КЭДУ 2, и КЭДУ 3, и КЭДУ 4, между КЭДУ 2 и ВыКЭРУ 5, между КЭДУ 3 и ВыКЭРУ 6, между КЭДУ 4 и ВыКЭРУ 7 и передает информацию о наличии или отсутствии напряжения на БПД 12 и на БУКЭДУ 8, БУКЭДУ 9 и БУКЭДУ 10.

Предлагаемое устройство позволяет осуществить коммутацию и защиту линий электропередачи, учет электроэнергии, контроль качества электроэнергии, контроль напряжения одновременно в трех силовых сетях. 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.