Устройство контроля количества и продолжительности отключений и отклонения напряжения в электрических сетях 0,38 кВ

Полезная модель относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники и может быть использована в электроэнергетике для контроля количества и продолжительности отключений электроснабжения и отклонения электроэнергии.
Известно устройство контроля работоспособности электроэнергетического оборудования и учета его рабочего ресурса, включающее в себя микроконтроллер, блок индикации и сигнализации, датчики тока со схемами интерфейса, радио модем с блоком сопряжения, три датчика напряжения, флеш-память (патент РФ № 2534704, МПК G01R19/00, опубл. 10.12.2014, Бюл. № 34).
Недостатком известного устройства является невозможность использования устройства для анализа причин и последствий аварийных режимов работы элементов электрической сети.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство контроля количества и продолжительности отключений  электроэнергии и контроля уровня отклонения напряжения на вводах потребителей, включающее в себя коммутационный аппарат, датчик напряжения, блок обработки информации, датчик повышенного напряжения и датчик пониженного напряжения (Виноградов А. В., Виноградова А. В., Большев В. Е. Устройства и система мониторинга надежности электроснабжения и отклонения напряжения в электрических сетях 0,38 кВ. // Вестник НГИЭИ. – 2017. - №11(78). – С. 69-81).
Недостатком известного устройства является невозможность фиксации факта прерывания напряжения после вводного коммутационного аппарата на стороне потребителя, отсутствие элементов отображения информации о параметрах электрической сети, хранения архивных данных и использования обратной связи для проверки работоспособности устройства.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение точности определения причин отказов в электрических сетях напряжением 0,38 кВ, отображение информации о параметрах электрической сети, хранение архивных данных и использование обратной связи для проверки работоспособности устройства.
В результате использования предлагаемой полезной модели появляется возможность фиксировать факт прерывания напряжения после вводного коммутационного аппарата на стороне потребителя, отображать информации о параметрах электрической сети, хранить архивные данные и использовать обратную связь для проверки работоспособности устройства за счет того, что устройство снабжено датчиком наличия напряжения, датчиком тока, устройством приема и передачи информации, устройством хранения архивных данных, ЖК дисплеем.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство контроля количества и продолжительности отключений и отклонения напряжения в электрических сетях 0,38 кВ, содержащее коммутационный аппарат, датчик напряжения, блок обработки информации, датчик повышенного напряжения и датчик пониженного напряжения, согласно полезной модели, снабжено датчиком наличия напряжения, датчиком тока, устройством приема и передачи информации, устройством хранения архивных данных, ЖК дисплеем, при этом ко входу коммутационного аппарата подключен вход датчика напряжения, выход которого подключен к третьему входу блока обработки информации, к выходу коммутационного аппарата подключены датчик наличия напряжения и датчик тока, выходы которых подключены к первому и второму выходам блока обработки информации, входы датчика повышенного напряжения и датчика пониженного напряжения подключены к датчику напряжения, а их выходы к четвертому и пятому входам блока обработки информации, первый выход которого подключен к устройству приема и передачи данных,  второй – к устройству хранения архивных данных, третий – к ЖК-дисплею, а устройство приема и передачи данных в свою очередь также имеет связь с  блоком обработки информации через его шестой вход.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема устройства контроля количества и продолжительности отключений и отклонения напряжения в электрических сетях 0,38 кВ.
Устройство контроля количества и продолжительности отключений и отклонения напряжения (УККПОиОН) содержит коммутационный аппарат КА1, датчик напряжения ДН2, датчик наличия напряжения ДНН3, датчик тока ДТ4, блок обработки информации БОИ5, устройством приема и передачи информации УППД6, диспетчерская электросетевой компании ДЭК7, устройство хранения архивных данных УХАД8, ЖК дисплей 9, датчик повышенного напряжения Дповн10 и датчик пониженного напряжения Дпонн11.
Ко входу коммутационного аппарата КА1 подключен вход датчика напряжения ДН2, выход которого подключен к третьему входу блока обработки информации БОИ5,  к выходу коммутационного аппарата КА1 подключены датчик наличия напряжения ДНН3 и датчик тока ДТ4, выходы которых подключены к первому и второму выходам блока обработки информации БОИ5, входы датчика повышенного напряжения Дповн10 и датчика пониженного напряжения Дпонн11 подключены к датчику напряжения ДН2, а их выходы к четвертому и пятому входам блока обработки информации БОИ5, первый выход которого подключен к устройству приема и передачи данных УППД6,  второй – к устройству хранения архивных данных УХАД8, третий – к ЖК-дисплею 9, а устройство приема и передачи данных УХАД8 в свою очередь также имеет связь с  блоком обработки информации БОИ5 через его шестой вход.
Устройство контроля количества и продолжительности отключений и отклонения напряжения в электрических сетях 0,38 кВ работает следующим образом.
Датчик напряжения ДН2 и датчик тока ДТ4 регистрируют напряжение и ток в линии потребителя и отправляют эти данные в блок обработки информации БОИ5. Датчик наличия напряжения ДНН3 в нормальном состоянии всегда замкнут, а сигнал о наличии напряжения присутствует на БОИ5, в случае прерывания напряжения, сигнал о наличии напряжения пропадает.  Датчики повышенного напряжения Дповн10 и пониженного напряжения Дпонн11 срабатывают только при напряжении в сети выше или ниже допустимого (10%) соответственно.
Если в сети произойдет прерывание напряжения, устройство определит это посредством блока обработки информации БОИ5 и датчика напряжения ДН2, после чего зафиксирует факт прерывания напряжения в устройстве хранения архивных данных УХАД8 и начнет отсчёт времени этого прерывания, а затем с помощью устройства приема и передачи данных УППД6 передаст сигнал о прерывании напряжения в диспетчерскую электросетевой компании (ДЭК7), как только напряжение в сети появится БОИ5 остановит отсчёт времени, зафиксирует это в УХАД8 и передаст ДЭК7 через УППД6.
В случае отклонения напряжения ниже допустимого уровня датчик пониженного напряжения Дпонн11 подаст сигнал об этом на блок обработки информации БОИ5, и устройство зафиксирует этот факт в УХАД8 и начнет отсчёт времени этого отклонения. Затем устройство зафиксирует время и величину отклонения напряжения в УХАД8 в зависимости от сигнала, полученного с ДН2, и передаст эту информацию в ДЭК7. УККПОиОН будет фиксировать время и величину отклонения напряжения и передавать эту информацию в ДЭК7 с периодичностью в 1 минуту до тех пор, пока отклонение напряжение не вернется в допустимый предел, после чего  устройство зафиксирует это в УХАД8 и отправит сигнал в ДЭК7 об окончании отклонения.
Отклонение напряжения выше допустимого уровня определяется датчиком повышенного напряжения Дповн10, а алгоритм работы устройства аналогичен фиксации отклонение напряжения ниже допустимого уровня.
При появлении тока КЗ в сети потребителя УККПОиОН определить это посредством блока обработки информации БОИ5 и датчика тока ДТ4, зафиксирует КЗ в УХАД8, начнет отсчет времени и передаст посредством УППД6 в ДЭК7 сигнал о начале короткого замыкания во внутренней сети. Как только ток КЗ пропадет в сети, устройство завершит отсчет времени короткого замыкания, зафиксирует это в УХАД8 и передаст эту информацию в ДЭК7.
Далее устройство проверяет напряжение с помощью датчика напряжения ДН2 и если оно отсутствует, то зафиксирует факт прерывания напряжения после КЗ во внутренней сети потребителя в УХАД8 и передает эту информацию в ДЭК. Следует отметить, что таким образом, УККПОиОН позволяет фиксировать прерывание напряжение сразу же после окончание тока КЗ, но определение неселективного отключения коммутационного аппарата, питающего ЛЭП, по причине данного тока КЗ производится только в ДЭК7 после анализа сигналов УККПОиОН остальных потребителей.
Если напряжение во внешней сети присутствует, то устройство начинает проверку наличия сигнала с ДНН3, и в случае его отсутствия фиксирует в УХАД8 факт срабатывания коммутационного аппарата на стороне потребителя после КЗ и передает эту информацию в ДЭК7.
Если напряжение будет присутствовать до коммутационного аппарата и после него, значит причина тока КЗ самоустранилась без срабатывания коммутационных устройств и УККПОиОН вернется в исходное состояние мониторинга параметров электросети.
Работа УККПОиОН при появлении тока перегрузки аналогичны работе при появлении токов КЗ, за исключением того факта что устройство после фиксации факта КЗ в УХАД8 и отправки информации об этом в ДЭК7, производит проверку на ток КЗ на тот случай, чтобы зафиксировать КЗ, являющееся следствием тока перегрузки.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет автоматически производить контроль количества и продолжительности отключений электроснабжения и отклонения напряжения.