ТЕЛЕУПРАВЛЯЕМЫЙ РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ ИНДИКАТОРНОГО ТИПА
REMOTE-OPERATED DISCONNECTOR OF INDICATOR TYPE

Изобретение относится к воздушным линиям электропередачи и может быть использовано при строительстве, ремонте и эксплуатации распределительных электрических сетей трехфазного переменного тока 6(10) кВ с изолированной и компенсированной нейтралью.
Из существующего уровня техники известен вакуумный реклоузер, предназначенный для коммутации воздушных линий электропередачи преимущественно среднего класса напряжений. Реклоузер включает в себя вакуумный выключатель, контактные выводы которого выполнены в виде токовых вводов реклоузера, трансформаторы тока проходного типа, укрепленные на токовых вводах. Все перечисленные составляющие имеют сплошную твердую изоляцию и располагаются в защитном металлическом корпусе. Нарушение герметичности корпуса мало сказывается на работоспособности реклоузера, так как все его токоведущие части изолированы (патент RU №2142187, МПК Н02В 13/00, опубл. 27.11.1999).
Недостатком аналога является дороговизна, делающая нецелесообразным его применение для секционирования участков сети, питающих малые группы потребителей.
Известен линейный разъединитель для разрыва высоковольтной линии, содержащий изолятор продолговатой формы, на каждом конце которого закреплен шинный зажим для подключения соответствующего провода высоковольтной линии, выполненный с кронштейном с контактной площадкой, а также закрепленную с возможностью поворота на одном кронштейне пластину, на другом конце которой смонтирован поворотно-двуплечий рычаг, несущий на одном конце проушину под оперативную изолирующую штангу, а на другом конце загнутый выступ для упирания в ответный выступ на другом кронштейне, при этом пластина подпружинена в сторону ее поворота в направлении от противоположно лежащего кронштейна при выходе загнутого выступа из контакта с ответным выступом. К каждой контактной площадке прикреплен отдельный контакт в виде Г-образного элемента, вертикально направленные полки которых введены в контакт в пластиной, и на одной из этих полок закреплен ответный выступ для контакта с загнутым выступом двуплечего рычага, поворотно закрепленного на пластине и подпружиненного в сторону ответного выступа, а пружина поворота пластины выполнена в виде прутка, одним концом закрепленного на этой пластине, а другой ее конец выведен за габариты пластины и введен в контакт с плоской удлиненной вниз стенкой другого кронштейна (патент RU №183736, МПК H01H 31/00, опубл. 02.10.2018).
Недостатком аналога является отсутствие возможности дистанционного управления данным устройством, а также отсутствие индикации направления протекания токов короткого замыкания и тока однофазного замыкания на землю.
Наиболее близким заявленному техническому решению по совокупности существенных признаков является устройство определения короткого замыкания и защитного отключения воздушных линий электропередачи. Данное устройство содержит элемент, обеспечивающий отключение линий электропередачи и связанный с ним датчик тока короткого замыкания, отличающееся тем, что элемент, обеспечивающий отключение линии электропередачи выполнен в виде разъединителя открытого типа и установлен на одной опоре вместе с датчиком тока, вход которого электрически соединен с проводом линии электропередачи, а выход с микропроцессором модуля фиксации, установленного на этой же опоре, снабженного светодиодным дисплеем и связанного управляющей связью с модулем управления, связанного управляющей связью с двигательным приводом разъединителя. (патент RU №2616073, МПК G01R 31/02, опубл. 12.04.2017).
Недостатком прототипа является:
- невозможность регистрации однофазных замыканий на землю;
- отсутствие индикации направления протекания тока однофазного замыкания на землю;
- пригодность к эксплуатации только в тяговых сетях постоянного тока.
Задачей изобретения является создание простого и недорогого устройства, способного минимизировать продолжительность отключения потребителей при повреждении воздушной линии среднего напряжения при помощи оперативного дистанционного секционирования воздушных линий и селективного определения устойчивых и неустойчивых аварийных процессов, включая все виды замыканий на землю.
Техническим результатом при реализации заявленного телеуправляемого разъединителя индикаторного типа является быстрая локализация мест повреждения, улучшение показателей надежности электроснабжения, снижение недоотпуска электроэнергии от аварийного простоя сети.
Технический результат достигается тем, что телеуправляемый разъединитель индикаторного типа, содержащий трехфазный разъединитель открытого типа, установленный на опоре, обеспечивающий отключение линий электропередачи, три индикатора аварийного режима, входы которых электрически соединены с проводом линии электропередачи, а выходы посредством беспроводного канала с микропроцессорным модулем управления, установленного на этой же опоре, снабженного светодиодным дисплеем, и связанного управляющей связью с двигательным приводом разъединителя, отличающийся тем, что имеет общий блок управления как для разъединителя, так и для индикаторов короткого замыкания, снабженный GSM-роутером для связи со SCADA-системой для селективного определения устойчивых и неустойчивых аварийных процессов, а также дистанционного секционирования воздушных линий как в полуавтоматическом режиме по команде диспетчера, так и в полностью автоматическом режиме по сигналу SCADA-системы.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условиям патентноспособности «новизна» и «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется иллюстрациями:
фиг. 1 - профильный вид телеуправляемого разъединителя индикаторного типа;
фиг. 2 - фронтальный вид телеуправляемого разъединителя индикаторного типа.
Принцип работы светового индикатора состояния изолирующей конструкции, заложенный в изобретении, поясняется следующим. Устройство (Фиг. 1, Фиг. 2) содержит разъединитель (1), предназначенный для непосредственной коммутации сети. Разъединитель размещается на высоте проводов воздушной линии электропередачи. Индикаторы короткого замыкания (2) в количестве 3 штук (по одному на каждую фазу) для непрерывного осциллографирования электромагнитных процессов. Каждый индикатор имеет в своем составе аккумулятор для обеспечения связи со шкафом управления в бестоковую паузу. Индикаторы оснащены сверхъяркими светодиодами, которые сигнализируют о протекании тока короткого замыкания по заданному участку сети. Цвет светодиода указывает на направление протекания тока. Шкаф управления крепится к опоре воздушной линии электропередачи на высоте 1,5 м для быстрого доступа обслуживающего персонала. Шкаф управления (3) имеет в своем составе блок питания, аккумуляторную батарею, GSM роутер, обогреватель с терморегулятором, привод с блок управления. Для питания привода разъединителя и блока управления применен однофазный трансформатор (4).
Устройство устанавливается на опоре воздушной линии электропередачи среднего класса напряжения. Место установки выбирается из соображений сохранения электроснабжения большинства потребителей при отделении поврежденного участка (отпайки) линии. В случае повреждении линии за устройством аварийный процесс регистрируется индикаторами короткого замыкания и сигнал об этом передается в блок управления разъединителем. От протекания тока короткого замыкания происходит автоматическое отключение выключателя на подстанции (или реклоузера перед разъединителем), от чего обесточивается вся линия. Сигнал с указанием поврежденного участка сети поступает в SCADA. После этого в бестоковую паузу поступает автоматический сигнал об отключении разъединителя (1). Отключение осуществляется за счет использования приводом энергии, запасенной в аккумуляторе. Для электропитания системы управления разъединителя во время бестоковой паузы в шкафу управления и каждом индикаторе предусмотрены аккумуляторы. Алгоритм срабатывания устройства прописывается в SCADA-системе, таким образом, чтобы отключение поврежденного участка происходило в бестоковую паузу после срабатывания выключателя на подстанции. Диспетчер, видя в каком именно участке сети произошло замыкание, направляет ремонтную бригаду непосредственно к месту повреждения. Бригада, подходя к месту повреждения ориентируется на мерцание светодиодов, определяя тем самым направление протекания тока короткого замыкания. Тем самым существенно сокращается время поиска места повреждения.
Трехполюсный разъединитель наружной установки предназначен для оперативного дистанционного секционирования воздушных линий и селективного определения устойчивых и неустойчивых аварийных процессов, включая замыкания на землю. Интеллектуальный разъединитель создает видимый разрыв в цепи между оборудованием, которое выведено в ремонт и оборудованием, которое находится под рабочим напряжением. Состояние разъединителя (включен/отключен) отображается на пульте управления диспетчера и непосредственно на блоке управления разъединителя.
Устройство определяет тип повреждения (короткое замыкание, однофазное замыкание на землю (ОЗЗ)) на линии, направление тока повреждения при ОЗЗ, передает сигнал на диспетчерский пункт о состоянии контролируемого участка. Устройство выполняет включение и отключение под напряжением обесточенных участков электрической цепи до 10 кВ с помощью дистанционного управления с пульта диспетчера, а также автоматизированного местного и ручного управления.
Включение разъединителя в систему секционирования ВЛ 6-10 кВ с интеграцией в SCADA. Для передачи информации в управляющие системы используются технологии беспроводной связи Bluetooth 4.0 LE и сети сотовой связи с использованием стандартов GSM/3G/4G.
Устройство обеспечивает наблюдаемость участка сети за счет использования индикаторов короткого замыкания с функционалом определения направления протекания аварийных токов и индикацией аварийного процесса при помощи сверхъярких светодиодов.
Устройство обеспечивает селективное определение всех типов аварийных ситуаций, включая ОЗЗ с низкими токами и неустойчивые аварийные процессы.
Отключение поврежденного участка может производиться как вручную, так и дистанционно при помощи средств телемеханики. Дистанционное отключение свою очередь может производиться как в полуавтоматическом режиме по команде диспетчера, так и в полностью автоматическом режиме по сигналу SCADA-системы.
Заявленное техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и может быть изготовлено на стандартном оборудовании с применением современных материалов и технологий, и прошло апробацию на объектах филиала ОАО «Сетевая компания» Буинские электрические сети.