ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ

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.