ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ

Название	ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ
Разработчик (Авторы)	Шаззо Аскер Байсланович, Чернигин Роман Александрович, Колесникова Татьяна Петровна, Кравченко Игорь Игоревич
Вид объекта патентного права	Полезная модель
Регистрационный номер	168605
Дата регистрации	21.06.2016
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет"
Область применения (класс МПК)	H02B 5/00 (2006.01) H02H 3/08 (2006.01)

Описание изобретения

Полезная модель относится к электротехнике, объектам энергетики, ЛЭП, к устройствам для резервной релейной защиты ЛЭП.

Известна система автоматического выключения ЛЭП при перегрузках (см. патент RU 2014705), содержащая измерительные трансформаторы тока и напряжения, первичные обмотки которых включены в цепь защищаемой линии и питающих ее шин, реле направления мощности с замыкающим контактом, токовая обмотка и обмотка напряжения которого подключены к вторичным обмоткам трансформаторов тока и напряжения соответственно, реле тока с замыкающим контактом, обмотка которого подключена к вторичной обмотке трансформатора тока, источник оперативного питания, реле времени с замыкающим контактом, выходное реле с замыкающим контактом.

Известна система сигнализации при перегрузках (см. патент RU 2097895), состоящая из чувствительного элемента и узла сигнализации, в который входят фильтр, блок переключения диапазонов, первый компаратор с задатчиком опорного напряжения, сигнализатор и выходной блок запрещающего сигнала, выход которого является выходом узла сигнализации устройства, где чувствительный элемент установлен в узле индикации электрического поля, который содержит блок согласования и блок узкополосной фильтрации и усиления, а фильтр выполнен сглаживающим.

Наиболее близким является трансформаторная подстанция типа «Башня» (см. патент RU 2420846), содержащая фундамент, вертикальную опору для крепления проводов воздушных линий электропередачи, секции для размещения трансформатора, высоковольтное и низковольтное электрическое оборудование, заземляющее устройство, в средней секции установлено защитное устройство от перегрузки в линиях высокого и низкого напряжений.

Недостаток прототипа: невысокая надежность, что не позволяет обеспечить полноценной защитой, время устранения перегрузки, стоимость всего устройства.

Техническим результатом является повышение надежности электроснабжения и уровня электробезопасности, а также повышения эффективности защиты.

Технический результат достигается тем, что в трансформаторной подстанции, содержащей фундамент, вертикальную опору для крепления проводов воздушных линий электропередачи, секции для размещения трансформатора, высоковольтное и низковольтное электрическое оборудование, заземляющее устройство, согласно полезной модели в средней секции установлено защитное устройство от перегрузки в линиях низкого напряжения, при этом в качестве защитного устройства использованы последовательно соединенные системы сигнализации и автоматического отключения при перегрузке ЛЭП, которые подключены к линии низкого напряжения в трансформаторной подстанции, при этом система сигнализации выполнена из чувствительного элемента и узла сигнализации, в который входят фильтр, блок переключения диапазонов, первый компаратор с задатчиком опорного напряжения, сигнализатор и выходной блок запрещающего сигнала, выход которого является выходом узла сигнализации устройства, при этом чувствительный элемент установлен в узле индикации электрического поля, который содержит блок согласования и блок узкополосной фильтрации и усиления, а фильтр выполнен сглаживающим, а система автоматического отключения выполнена из измерительного трансформатора тока и напряжения, первичные обмотки которых включены в цепь защищаемой линии и питающих ее шин, реле направления мощности с замыкающим контактом, токовая обмотка и обмотка напряжения которого подключены к вторичным обмоткам трансформаторов тока и напряжения соответственно, реле тока с замыкающим контактом, обмотка которого подключена к вторичной обмотке трансформатора тока, источник оперативного питания, реле времени с замыкающим контактом и выходное реле с замыкающим контактом.

Обоснование критериев охраноспособности полезной модели

Новизна обусловлена тем, что предлагаемая совокупность существенных признаков не известна из сведений об уровне техники, а именно: установка в средней секции защитного устройства от перегрузки в линиях низкого напряжения, при этом в качестве защитного устройства использованы последовательно соединенные системы сигнализации и автоматического отключения при перегрузке ЛЭП, которые подключены к линии низкого напряжения в трансформаторной подстанции, у трансформаторной подстанции, содержащей фундамент, вертикальную опору для крепления проводов воздушных линий электропередачи, секции для размещения трансформатора, высоковольтное и низковольтное электрическое оборудование, заземляющее устройство.

Промышленная применимость подтверждается возможностью применения в распределительных электрических сетях при электроснабжении объектов промышленности и сельского хозяйства.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фигуре 1 изображена блок-схема трансформаторной подстанции.

Трансформаторная подстанция 1 содержит крепления для проводов, воздушные линии электропередач, секции для размещения трансформатора, заземляющее устройство (на чертеже не показаны), а также последовательно соединенные система сигнализации 2 и система автоматического отключения 3. Система сигнализации 2 состоит из узла 4 индикации электрического поля и узла 5 сигнализации. Узел 4 индикации электрического поля содержит чувствительный элемент 6, подключенный к входу первого блока 7 согласования, выходы которого соединены с соответствующими входами блока 8 узкополосной фильтрации и усиления. Выход блока 8 подключен к первому входу сумматора 9 и входу блока 10 оперативного контроля, выход которого соединен с вторым входом сумматора 9. Выход сумматора 9, являющийся выходом узла 4 индикации электрического поля, подключен к входу узла 5 сигнализации. Узел 5 сигнализации содержит сглаживающий фильтр 11, вход которого является входом узла 5 сигнализации. Выход сглаживающего фильтра 11 соединен с входом второго блока 12 согласования и с информационным входом первого компаратора 13, на опорный вход которого подается опорное напряжение от задатчика 14 опорного напряжения. Первый, третий выходы второго блока 12 согласования соединены с информационными входами соответственно второго и четвертого компараторов 15 и 16. Выход компаратора 16 подключен к входу сигнализатора 17. Выходы третьего и первого компараторов 18 и 13 соединены соответственно с первым и вторым входами выходного блока 19, выход которого является выходом узла 5 сигнализации. Выход компаратора 15 соединен с входом блока 20 переключения диапазонов. Выход сумматора 9 в узле 4 и вход сглаживающего фильтра 11 в узле 5 подключены соответственно через первый резистор 21 к шине нулевого потенциала и через второй резистор 22 к шине питания постоянного напряжения.

Система автоматического отключения 3 содержит измерительные трансформаторы 23 тока, трансформаторы 24 напряжения, реле 25 направления мощности, реле 26 тока, реле 27 тока обратной последовательности.

Защищающая линия 28 подключена через выключатель 29 к шинам 30 опорной подстанции с трансформаторами 31 и 32 ответвлений на ней, с другой стороны линия 28 подключена секционным выключателем 33 с устройством АВР 34 при питании его от трансформаторов 32 и 35, при этом трансформатор 35 подключен к примыкающей линии 36 с трансформатором 37 ответвления, включенной через выключатель 38 к шинам противоположной опорной подстанции 39.

Система автоматического выключения работает следующим образом.

В нормальном режиме выключатель 33 отключен, и ЛЭП 28 и 36 питаются через выключатели 29 и 38 от своих опорных подстанций посредством шин 30 и 39 с обеспечением резервирования защит трансформаторов 31 и 32 ответвлений с одной стороны и трансформаторов 37 и 35 ответвлений с другой стороны своими резервными защитами. Ток линии 28 через трансформатор 23 тока поступает на реле 25 направления мощности, которое срабатывает при направлении тока от шин в линию по отношению к напряжению трансформатора 24 напряжения, реле 27 тока обратной последовательности срабатывает при уставке чувствительности к несимметричным КЗ за трансформаторами 31, 32, 35 или 37 ответвлений, а реле 26 тока настроено на уставку чувствительности к трехфазным КЗ на указанных ответвлениях, при этом отстроено от нагрузки линий 28 и 36 в тупиковом режиме их работы. В указанном режиме обеспечиваются оптимальные условия работы ЛЭП без лишних потерь на ней из-за отсутствия дополнительного перетока и сохраняется необходимая чувствительность для резервирования защит трансформаторов ответвлений.

При нарушении двустороннего питания подстанции с секционным выключателем 33 по причине отключения трансформатора 35, выключателя 38 или обесточения шин подстанции 39 срабатывает устройство АВР 34 с действием на выключение выключателя 33 для взаимного резервирования. При отключении выключателя 38 действием АВР обеспечивается взаимное питание трансформаторов 35 и 37 в аналогичных условиях использования резервной защиты выключателя 29. При включенном выключателе 38, кроме резервирования указанных ответвлений, обеспечивается резервное питание подстанции 39 с сохранением резервирования защит трансформаторов при суммарной нагрузке меньше уставки реле тока.

При возникновении симметричной перегрузки защита автоматически блокируется. Указанное свойство защиты обеспечивает ей необходимую чувствительность при нормальных режимах работы ЛЭП с нагрузкой меньше ее уставки по току и предотвращает ложное срабатывание чувствительной защиты в режимах перегрузки ЛЭП для обеспечения надежности питания сети и подключенных к ней трансформаторов при оптимальном нормальном режиме с минимальными потерями на защищаемой ЛЭП.

Формула полезной модели

1. Трансформаторная подстанция, содержащая фундамент, вертикальную опору для крепления проводов воздушных линий электропередачи, секции для размещения трансформатора, высоковольтное и низковольтное электрическое оборудование, заземляющее устройство, отличающееся тем, что в средней секции установлено защитное устройство от перегрузки в линиях низкого напряжения, при этом в качестве защитного устройства использованы последовательно соединенные системы сигнализации и автоматического отключения при перегрузке ЛЭП, которые подключены к линии низкого напряжения в трансформаторной подстанции.

2. Трансформаторная подстанция по п. 1, отличающаяся тем, что система сигнализации выполнена из чувствительного элемента и узла сигнализации, в который входят фильтр, блок переключения диапазонов, первый компаратор с задатчиком опорного напряжения, сигнализатор и выходной блок запрещающего сигнала, выход которого является выходом узла сигнализации устройства, при этом чувствительный элемент установлен в узле индикации электрического поля, который содержит блок согласования и блок узкополосной фильтрации и усиления, а фильтр выполнен сглаживающим.

3. Трансформаторная подстанция по п. 1, отличающаяся тем, что система автоматического отключения выполнена из измерительного трансформатора тока и напряжения, первичные обмотки которых включены в цепь защищаемой линии и питающих ее шин, реле направления мощности с замыкающим контактом, токовая обмотка и обмотка напряжения которого подключены к вторичным обмоткам трансформаторов тока и напряжения соответственно, реле тока с замыкающим контактом, обмотка которого подключена к вторичной обмотке трансформатора тока, источник оперативного питания, реле времени с замыкающим контактом и выходное реле с замыкающим контактом.

Изобретение "ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ" (Шаззо Аскер Байсланович, Чернигин Роман Александрович, Колесникова Татьяна Петровна, Кравченко Игорь Игоревич ) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога