RU2237960C2 - Switchgear for power system feeding power consumers of building - Google Patents
Switchgear for power system feeding power consumers of building Download PDFInfo
- Publication number
- RU2237960C2 RU2237960C2 RU2001127947/09A RU2001127947A RU2237960C2 RU 2237960 C2 RU2237960 C2 RU 2237960C2 RU 2001127947/09 A RU2001127947/09 A RU 2001127947/09A RU 2001127947 A RU2001127947 A RU 2001127947A RU 2237960 C2 RU2237960 C2 RU 2237960C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power
- buses
- building
- lines
- consumer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике и касается конструкции распределительного устройства системы электропитания потребителей здания или группы зданий.The invention relates to energy and relates to the design of the switchgear of the power supply system of consumers of a building or group of buildings.
Известная практика подвода и распределения электропитания в здании в основном базировалась на обеспечении непосредственной связи кабелей питающих линий здания с источником высокого напряжения, понижении напряжения на питающих трансформаторах и обеспечении разводки по шине или по нескольким шинам с использованием автоматических выключателей в линиях питания потребителей, которые прокладываются по зданию. Бесперебойность такой системы электроснабжения здания полностью зависела от наличия напряжения в кабелях питающих линий и от исправности линий питания потребителей. При аварийных работах в магистральных линиях возникала необходимость отключения питающей линии от здания, в результате чего здание обесточивалось. Такой принцип упрощенного энергоснабжения вполне оправдывал себя в условиях обеспечения здания освещением, отоплением, вентиляцией, то есть тогда, когда здание не относилось к категории интеллектуальных зданий.The well-known practice of supplying and distributing power in a building was mainly based on providing direct connection of the building’s power supply cables to a high voltage source, reducing voltage on the supply transformers and ensuring wiring on the bus or on several buses using circuit breakers in the consumer power lines, which are laid on the building. The uninterrupted operation of such a building power supply system depended entirely on the presence of voltage in the cables of the supply lines and on the serviceability of the consumer supply lines. During emergency operations in the main lines, it became necessary to disconnect the supply line from the building, as a result of which the building was de-energized. This principle of simplified energy supply fully justified itself in terms of providing the building with lighting, heating, ventilation, that is, when the building was not classified as intelligent buildings.
Под выражением “интеллектуальное здание” согласно определению Института интеллектуального здания, расположенного в Вашингтоне, понимается “здание, обеспечивающее продуктивное и эффективное использование рабочего пространства, благодаря оптимизации его четырех основных элементов”, а именно: структуры, систем, служб и управления, а также взаимоотношений между ними. Под структурой понимается обеспечение здания общей кабельной платформой для силовых потребителей, телекоммуникаций, функций автоматизации здания в целом и отдельных его служб. Под общей кабельной платформой здания понимается инсталлированная в здании на стадии строительно-монтажных или завершающих перед сдачей в эксплуатацию работ или работ по капитальной реконструкции многофункциональная кабельная сеть, реализующая функции электропитания силового оборудования, телекоммуникаций слаботочных систем различного рода, автоматизации подразделений здания и здания в целом. Поэтому под понятием “многофункциональная кабельная система здания” понимается инсталлированная в здании комплексная кабельная сеть для современных и будущих высокотехнологичных систем и служб, представляющая собой набор встроенных в здание в качестве неотъемлемой его части независимо от назначения здания кабельных и соединительных компонентов, интегрированных в архитектуру здания с использованием специфических правил инженерного конструирования.The term “intelligent building,” as defined by the Washington Institute of Intelligent Building, refers to “a building that provides a productive and efficient use of the workspace by optimizing its four core elements,” namely, structure, systems, services, and management, as well as relationships between them. Under the structure is meant the provision of the building with a common cable platform for power consumers, telecommunications, automation functions of the building as a whole and its individual services. A common cable platform of a building is understood to mean a multifunctional cable network installed in the building at the stage of construction and completion or before the commissioning of works or works on major reconstruction, which implements the power supply of power equipment, telecommunications of low-current systems of various kinds, automation of the building and the building as a whole. Therefore, the term “multifunctional cable system of a building” refers to the integrated cable network installed in a building for modern and future high-tech systems and services, which is a set of cable and connecting components integrated into the building’s architecture integrated into the building’s architecture as part of the building’s architecture using specific engineering design rules.
Таким образом, кроме систем непосредственного жизнеобеспечения, в здании инсталлированы специальные системы, например системы противопожарной безопасности, локальные компьютерные информационные сети, системы управления пассивным и активным оборудованием, функционирование которых в зависимости от решаемых задач порой не предусматривает обесточивание здания по причине внешнего отключения от магистральных линий или в результате функциональных нарушений части цепей распределительного устройства самого здания. При таком исполнении самого здания к системе его электропитания предъявляются повышенные требования, основным из которых является живучесть распределительного устройства и обеспечение гарантированного питания линий потребителей здания. При этом решение таких задач в здании возможно с использованием введения контролирующих и управляющих устройств с компьютерной обработкой параметров линий и выработкой алгоритма функционирования распределительного устройства в зависимости от создавшейся ситуации вне здания или внутри здания. При этом как правило к таким задачам прибавляется задача по обеспечению экономичного энергосберегающего режима питания потребителей здания, что возможно лишь с использованием компьютерных систем управления.Thus, in addition to direct life support systems, special systems have been installed in the building, for example, fire safety systems, local computer information networks, passive and active equipment control systems, the functioning of which, depending on the tasks being addressed, sometimes does not provide for a blackout of the building due to external disconnection from the main lines or as a result of functional violations of part of the switchgear circuits of the building itself. With this design of the building itself, increased requirements are imposed on its power supply system, the main of which is the survivability of the switchgear and providing guaranteed power to the building's consumer lines. In this case, the solution of such problems in the building is possible using the introduction of monitoring and control devices with computer processing of line parameters and the development of an algorithm for the functioning of the switchgear, depending on the situation outside the building or inside the building. Moreover, as a rule, the task of ensuring an economical energy-saving power supply regime for building consumers is added to such tasks, which is possible only with the use of computer control systems.
Известно распределительное устройство системы электропитания потребителей здания, содержащее подключенные к отдельным высоковольтным магистральным кабелям кабели питающих α- и β-линий, каждый из которых через соответствующий понижающий трансформатор подключен к соответствующей секционной шине низкого напряжения, к каждой из которых через управляемые выключатели подключены линии питания потребителей, при этом в линии связи трансформаторов с секционными шинами установлены нормально закрытые выключатели, а шины секций соединены между собой через секционный выключатель (Г.Е.Поляков. Устройство электрических станций, подстанций и линий электропередач. М.: Всесоюзное учебно-педагогическое издательство ПРОФТЕХИЗДАТ, 1961, стр. 222, рис. 165 б).A switchgear of a building’s power supply system is known, comprising cables for supplying α- and β-lines connected to separate high-voltage trunk cables, each of which is connected through a corresponding step-down transformer to a corresponding sectional low-voltage bus, each of which is connected to consumer supply lines through controlled switches at the same time, normally closed switches are installed in the communication line of transformers with section buses, and section buses are connected between I’m through a sectional switch (G.E. Polyakov. The device of electric stations, substations and power lines. M.: All-Union Educational and Pedagogical Publishing House PROFTEHIZDAT, 1961, p. 222, Fig. 165 b).
Данное распределительное устройство реализует принцип разделения системы питания на два секционных шинных блока, каждый из которых запитывается от отдельного источника питания высокого напряжения и обеспечивает питание отдельных линий потребителя. А за счет наличия между секционными шинами секционного выключателя обеспечивается передача напряжения с одной шины на другую при отключении одной из шин от магистрального кабеля высокого напряжения.This switchgear implements the principle of dividing the power system into two sectional bus units, each of which is powered by a separate high voltage power source and provides power to individual consumer lines. And due to the presence of a sectional switch between sectional tires, voltage is transferred from one bus to another when one of the buses is disconnected from the high-voltage main cable.
Недостатком данной конструкции является зависимость функционирования от наличия напряжения в обоих магистральных кабелях высокого напряжения. При отключении обоих кабелей здание обесточивается полностью. При этом в схеме распределительного устройства введены автоматические выключатели в линиях питания потребителей, что приводит при замыкании этих выключателей к постоянной нагрузке каждой линии. Такое исполнение ведет к необоснованному расходу электроэнергии за счет питания всех систем жизнеобеспечения здания. Регулирование включением или отключением незадействованных линий питания в данной схеме распределительного устройства возможно диспетчеризацией, но данная задача решается ручным образом, что снижает эффективность из-за несвоевременного отключения или подключения линий.The disadvantage of this design is the dependence of operation on the presence of voltage in both high-voltage trunk cables. When both cables are disconnected, the building is completely de-energized. At the same time, circuit breakers are introduced in the switchgear circuit in the consumer power lines, which leads to a constant load of each line when these switches are closed. This design leads to unreasonable energy consumption due to the power supply of all building life support systems. Regulation by turning on or off idle power lines in this switchgear circuit is possible by dispatching, but this problem is solved manually, which reduces efficiency due to untimely shutdown or connection of lines.
Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по обеспечению бесперебойной подачи электроэнергии потребителям при отключении от магистральных кабелей высокого напряжения за счет введения резервной дизель-генераторной электростанции, по сокращению монтажных габаритов распределительного устройства за счет схемного совмещения системы распределения напряжения в устройстве с указанной электростанцией, по автоматизации диспетчеризации за счет введения управляющих выключателями по заданному алгоритму контроллеров, по обеспечению энергосберегающих и безаварийных режимов работы потребителей питания и линий цепей связей устройства за счет осуществления контроля за параметрами работы линий и цепей и корректировки режимов работы через управляющие выключателями контроллеры.The present invention is directed to solving the technical problem of ensuring uninterrupted power supply to consumers when disconnecting from high-voltage main cables by introducing a backup diesel generator power plant, to reduce the installation dimensions of the switchgear due to circuit combination of the voltage distribution system in the device with the specified power plant, for automation scheduling due to the introduction of control switches according to a given algorithm of controllers, to ensure energy-saving and trouble-free operation modes of power consumers and lines of communication circuits of the device by monitoring the parameters of the lines and circuits and adjusting operating modes through controllers controlling the switches.
Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эксплуатационной эффективности распределительного устройства за счет обеспечения безаварийности работы, бесперебойной подачи напряжения и обеспечения экономичного и безопасного функционирования линий питания потребителей интеллектуального здания.The technical result achieved in this case is to increase the operational efficiency of the switchgear by ensuring trouble-free operation, uninterrupted power supply and ensuring the economical and safe operation of power lines of consumers of an intelligent building.
Указанный технический результат достигается тем, что распределительное устройство системы электропитания потребителей здания, содержащее подключенные к магистральным кабелям кабели питающих α- и β- линий, каждый из которых через соответствующий трансформатор подключен к соответствующей секционной шине, к каждой из которых через управляемые выключатели подключены линии питания потребителей, при этом в линии связи трансформаторов с секционными шинами установлены нормально закрытые выключатели, а шины секций соединены между собой через секционный выключатель, снабжено источником гарантированного питания в виде резервной дизельной электростанции, выход которой через нормально открытый выключатель связан непосредственно с одной из секционных шин, по крайней мере одним контроллером, выходами связанным с управляемыми выключателями в связи линий питания потребителей с секционными шинами и с управляемым механизмом переключения сблокированных выключателей и выполненным с возможностью отключения по крайней мере части потребителей при запуске резервной дизельной электростанции или в случае нарушения функционирования линий питания потребителей и их включения в соответствии с введенным в него алгоритмом по показаниям контрольных датчиков состояния электроцепей или с сервера, оснащенного соответствующим программным обеспечением по параметрическому контролю за состоянием электроцепей и помещений, при этом нормально открытый выключатель резервной дизельной электростанции и нормально закрытые выключатели связи трансформаторов с секционными шинами механически сблокированы между собой и связаны с управляемым механизмом переключения, резервная дизельная электростанция снабжена установленным в линии связи на участке до расположения нормально открытого выключателя управляемыми дополнительными выключателями для обеспечения вывода оборотов генератора на заданный режим в условиях его отключения от секционной шины, а указанный контроллер выполнен с возможностью реализации дополнительной функции по замыканию нормально открытого управляемого выключателя при отсутствии напряжения в одной из питающих линий и отключения связи трансформаторов с секционными шинами при отсутствии напряжения в обоих указанных шинах для обеспечения запуска резервной дизельной электростанции и их подключения при возникновении напряжения в по крайней мере одной из указанных шин с отключением указанной электростанции.The indicated technical result is achieved by the fact that the switchgear of the building’s power supply system containing the cables of the α and β lines connected to the main cables, each of which is connected through the corresponding transformer to the corresponding section bus, to each of which the power lines are connected via controlled switches consumers, while in the communication line of the transformers with the section buses, normally closed switches are installed, and the section buses are interconnected by Without a sectional switch, it is equipped with a guaranteed power source in the form of a backup diesel power station, the output of which through a normally open switch is connected directly to one of the sectional buses, at least one controller, outputs connected to controlled switches in connection with consumer power lines with sectional buses and with controlled a mechanism for switching interlocked circuit breakers and configured to turn off at least a portion of consumers when starting a backup diesel power station or in the event of a malfunction of consumer power lines and their inclusion in accordance with the algorithm introduced into it according to the testimony of electrical circuit status sensors or from a server equipped with appropriate software for parametric monitoring of the status of electrical circuits and rooms, while the normally open backup diesel power station switch and normally closed communication switches of transformers with section buses are mechanically interlocked and connected controlled by a switching mechanism, the standby diesel power station is equipped with controlled additional switches installed in the communication line on the site until the normally open switch is located to ensure that the generator speed is output to the specified mode when it is disconnected from the section bus, and the specified controller is configured to implement an additional function to close normally open controlled switch in the absence of voltage in one of the supply lines and disconnect informants with sectional buses in the absence of voltage in both of these tires to ensure the start-up of a standby diesel power station and their connection when voltage occurs in at least one of these tires with the disconnection of the specified power station.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These features are significant and interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.The present invention is illustrated by a specific example, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving the above set of features of the required technical result.
На чертеже представлена блок-схема распределительного устройства системы электропитания потребителей здания.The drawing shows a block diagram of a switchgear of the power supply system of consumers of the building.
Согласно настоящему изобретению распределительное устройство системы электропитания потребителей здания содержит подключенные к отдельным высоковольтным магистральным кабелям 1, 2 кабели питающих α- и β- линий 3, 4, каждый из которых через соответствующий понижающий трансформатор 5 подключен к соответствующей секционной шине 6 и 7, к каждой из которых через управляемые выключатели 8 подключены линии питания потребителей 9. В линии связи трансформаторов 5 с секционными шинами 6 и 7 установлены механически сблокированные между собой нормально закрытые выключатели 10, а шины секций соединены между собой через секционный выключатель 11.According to the present invention, the switchgear of the building’s power supply system for consumers contains connected to separate high-voltage trunk cables 1, 2 cables of supply α- and β- lines 3, 4, each of which is connected through a corresponding step-down transformer 5 to the corresponding sectional bus 6 and 7, to each of which, via controlled switches 8, consumer power lines are connected 9. In the communication line of transformers 5 with section buses 6 and 7, normally interlocked mechanically interlocked are installed about closed switches 10, and the bus sections are interconnected through a section switch 11.
Распределительное устройство выполнено с источником гарантированного питания в виде резервной дизель-генераторной электростанции 12, выход которой через нормально открытый выключатель 13 связан непосредственно с одной из секционных шин, например с секционной шиной 6. Нормально открытый выключатель 13 резервной дизель-генераторной электростанции и нормально закрытые выключатели 10 связи трансформаторов 5 с секционными шинами 6, 7 механически сблокированы между собой и связаны с управляемым механизмом переключения (не показан).The switchgear is provided with a guaranteed power source in the form of a backup diesel generator power station 12, the output of which through a normally open switch 13 is connected directly to one of the section buses, for example, with a section bus 6. A normally open switch 13 of the reserve diesel generator power station and normally closed switches 10, the connection of transformers 5 with sectional buses 6, 7 is mechanically interlocked and connected to a controlled switching mechanism (not shown).
С шинами также связаны отключаемые узлы 14 компенсации реактивного напряжения.Disconnected reactive voltage compensation nodes 14 are also connected to the buses.
Линии питания потребителей распределены по четырем категориям в зависимости от типа потребителя. К особой группе первой категории относятся системы кондиционирования и вентиляции помещений, системы автоматизации и диспетчеризации инженерных систем, системы дымоудаления и подпора воздуха, наружное, аварийное и эвакуационное освещение, светоограждение, системы пожарного водоснабжения, пожаротушения, пожарные лифты. К первой категории относятся пассажирские лифты, насосы систем теплоснабжения и отопления, холодильные камеры пищеблока. Остальные потребители относятся к второй и третьей категориям (информационные и телефонные системы и т.д.).Consumer food lines are divided into four categories depending on the type of consumer. A special group of the first category includes air conditioning and ventilation systems, automation and dispatch systems for engineering systems, smoke removal and air intake systems, outdoor, emergency and evacuation lighting, light barriers, fire water supply systems, fire extinguishing systems, fire lifts. The first category includes passenger elevators, pumps of heat supply and heating systems, refrigerators of the catering unit. The remaining consumers belong to the second and third categories (information and telephone systems, etc.).
В соответствии с условиями безопасности функционирования здания в случае отсутствия напряжения на выходах обоих трансформаторов электроснабжение потребителей, относящихся к особой группе первой категории, реализуется от резервной электростанции.In accordance with the safety conditions for the functioning of the building, in the absence of voltage at the outputs of both transformers, power supply to consumers belonging to a special group of the first category is provided from a backup power station.
Для электроснабжения высокотехнологичного оборудования, чувствительного к ухудшению качества электрической энергии: компьютеров, активного оборудования вычислительных сетей, телекоммуникационной аппаратуры, систем безопасности, системы пожарной безопасности и оповещения и т.п., - распределительное устройство выполнено с системой бесперебойного электроснабжения с установкой источников бесперебойного питания с аккумуляторными батареями (не представлена).For power supply of high-tech equipment that is sensitive to deterioration in the quality of electric energy: computers, active equipment of computer networks, telecommunication equipment, security systems, fire safety and warning systems, etc., - the switchgear is made with an uninterruptible power supply system with the installation of uninterruptible power supplies with rechargeable batteries (not provided).
Распределительное устройство снабжено системой контроля и управления, включающей в себя сервер 15 диспетчеризации, контроллер 16, датчики 17 контроля за состоянием электроцепей и датчики 18 контроля за состоянием помещений и освещенности.The switchgear is equipped with a monitoring and control system including a scheduling server 15, a controller 16, sensors 17 for monitoring the state of electrical circuits and sensors 18 for monitoring the condition of the rooms and lighting.
Сервер диспетчеризации оснащен соответствующим программным обеспечением по параметрическому контролю за состоянием электроцепей по показаниям датчиков 17 и контроля за состоянием помещений по показаниям датчиков, например, системы пожарной сигнализации и выдачи управляющих сигналов на указанный контроллер или выдачи на указанный контроллер сменного алгоритма. В качестве программируемого сервера диспетчеризации можно использовать компьютерную серверную станцию, описанную в DE 4125839, US №5684374 или станцию семейства AlphaServer корпорации DIGITAL (см. проспект корпорации DIGITAL “Семейство AlphaServer”, 1997).The dispatch server is equipped with appropriate software for parametric monitoring of the state of electrical circuits according to the readings of sensors 17 and monitoring the status of rooms according to the readings of sensors, for example, a fire alarm system and issuing control signals to a specified controller or issuing a replaceable algorithm to a specified controller. As a programmable scheduling server, you can use the computer server station described in DE 4125839, US No. 5684374 or a station of the AlphaServer family of DIGITAL corporation (see DIGITAL prospectus “AlphaServer Family”, 1997).
Программное обеспечение на базе SCADA-системы типа CiTect®5.21 для Microsoft Windows® включает в себя набор алгоритмов, рассчитанных на различные режимы содержания здания в зависимости от времени суток и времени года и состояния окружающей среды.The software based on the SCADA-system type CiTect®5.21 for Microsoft Windows® includes a set of algorithms designed for different modes of building maintenance depending on the time of day and time of year and the state of the environment.
Программное обеспечение на базе пакета CiTect®5.21 позволяет формировать отчетную документацию и выводить ее на принтер. Используя графический редактор можно создавать на экране дисплея картинки, которые будут отображать физические процессы, происходящие на реальных объектах и необходимые для контроля оператором. С помощью пакета CiTect®5.21 можно задавать команды на управление конкретным элементом объекта автоматизации (например, краном, двигателем, задвижкой, вентилем и так далее). При просмотре картинки на экране дисплея в динамическом режиме происходит связь с контролером нижнего уровня через базу данных и соответствующий драйвер связи CiTect®5.21. Для связи с контроллерами различных фирм-изготовителей имеется набор драйверов для наиболее распространенных контроллеров с нестандартными протоколами обмена.The software based on the CiTect®5.21 package allows you to generate reporting documentation and print it to the printer. Using a graphical editor, you can create pictures on the display screen that will display the physical processes occurring at real objects and necessary for operator control. Using the CiTect®5.21 package, you can specify commands to control a specific element of an automation object (for example, a crane, motor, gate valve, valve, and so on). When viewing a picture on the display screen in dynamic mode, communication with the lower level controller occurs through the database and the corresponding CiTect®5.21 communication driver. To communicate with controllers of various manufacturers, there is a set of drivers for the most common controllers with non-standard communication protocols.
Оператор может наблюдать за текущими значениями контролируемых параметров, состояниями аварийных и других объектов, осуществлять при необходимости, ручное управление, изменять коэффициенты регулирования и так далее. Управление объектом автоматизации оператор может осуществлять с помощью манипулятора типа "мышь", с функциональной клавиатуры, со стандартной клавиатуры или со специального пульта управления. При совместной работе программируемых логических контролеров с пакетом CiTect®5.21 создается база данных формата DBF, которая представляет собой перечень аналоговых или дискретных сигналов. Каждый сигнал имеет свой адрес, по которому происходит обращение ПЭВМ к контролеру нижнего уровня. Количество сигналов в базе данных определяется необходимым количеством контролируемых или управляющих сигналов, заданных техническим заданием и к которым обеспечен доступ со стороны управляющих контролеров. Процесс создания программного обеспечения верхнего уровня заключается в последовательности написания программы для управляющих контролеров нижнего уровня, с формированием исходных данных для базы данных в CiTect®5.21, создание картинки или картинок на экране дисплея объекта автоматизации и подключение базы данных к элементам картинок. После этого определяются параметры и текущие значения, необходимые для хранения в виде отдельных файлов и протоколов в виде отчетных документов.The operator can monitor the current values of the monitored parameters, the status of emergency and other objects, carry out manual control if necessary, change the regulation coefficients and so on. The operator can control the automation object using a mouse-type manipulator, from a functional keyboard, from a standard keyboard, or from a special control panel. When programmable logic controllers work together with CiTect®5.21, a DBF format database is created, which is a list of analog or discrete signals. Each signal has its own address, at which the PC accesses the lower level controller. The number of signals in the database is determined by the required number of monitored or control signals specified by the technical task and to which access is provided by the controllers. The process of creating top-level software consists in the sequence of writing a program for lower-level controllers, with the formation of the source data for the database in CiTect®5.21, creating pictures or pictures on the display screen of the automation object and connecting the database to picture elements. After that, the parameters and current values necessary for storage in the form of separate files and protocols in the form of reporting documents are determined.
Резервная дизельная электростанция снабжена установленным в линии связи на участке до расположения нормально открытого выключателя 13 по крайней мере одним управляемым дополнительным выключателем 19 для обеспечения вывода оборотов генератора на заданный режим в условиях его отключения от секционной шины.The standby diesel power station is equipped with at least one controllable auxiliary switch 19 installed in the communication line in the area up to the location of the normally open switch 13 to ensure that the generator speed is output to the specified mode when it is disconnected from the section bus.
Контроллер, с одной стороны, связан с сервером диспетчеризации, а с другой стороны, связан с управляемыми выключателями в связи линий питания потребителей с секционными шинами и с управляемым механизмом переключения сблокированных выключателей, а также выполнен в соответствии с веденным в него сменным алгоритмом по крайней мере:The controller, on the one hand, is connected to the scheduling server, and on the other hand, it is connected to controlled switches in connection with consumer power lines with section buses and to a controlled switching mechanism of interlocked switches, and is also made in accordance with the shift algorithm at least :
- с возможностью реализации функции по отключению по крайней мере части линий питания потребителей при запуске резервной дизельной электростанции или в случае нарушения функционирования линий питания потребителей и их включения,- with the possibility of implementing the function of shutting down at least part of the consumer power lines when starting a standby diesel power station or in the event of a malfunction of the consumer power lines and turning them on,
- с возможностью реализации функции отключения линии питания системы вентиляции здания по сигналу датчика системы пожарной сигнализации,- with the possibility of implementing the function of disconnecting the power line of the ventilation system of the building by the signal from the sensor of the fire alarm system,
- с возможностью реализации функции по замыканию нормально открытого управляемого выключателя при отсутствии напряжения в одной из питающих линий,- with the possibility of implementing the function of closing a normally open controlled circuit breaker in the absence of voltage in one of the supply lines,
- с возможностью реализации функции по отключению связи понижающих трансформаторов с секционными шинами при отсутствии напряжения в обоих указанных шинах для обеспечения запуска резервной дизельной электростанции и их подключения при возникновении напряжения в по крайней мере одной из указанных шин с отключением указанной электростанции.- with the possibility of implementing the function of disconnecting the connection of step-down transformers with section buses in the absence of voltage in both of these tires to ensure the start of the backup diesel power station and their connection when voltage occurs in at least one of these tires with the disconnection of the specified power station.
В качестве контроллера можно использовать многоканальный контроллер, описанный в US, №5684374 (поз. 16), известный под названием “IMC S Class Compact”, выпускаемый компанией Allen-Bradley Company, US, или контроллеры серии АС 31 концерна ABB (см. проспект концерна ABB “AC 31 a new opening for automation”, 1998, стр. 1-23). В этом же проспекте концерна ABB представлены модули (контроллеры) удаленного ввода-вывода, которые могут быть использованы в качестве модулей 6 удаленного ввода-вывода в рамках настоящего изобретения. Эти контроллеры содержат программные и аппаратные средства для организации процесса обмена данными с автономными системами, имеющими последовательный интерфейс.As the controller, you can use the multi-channel controller described in US No. 5684374 (key 16), known as “IMC S Class Compact”, manufactured by Allen-Bradley Company, US, or the ABB series AC 31 controllers (see prospectus ABB Group “AC 31 a new opening for automation”, 1998, pp. 1-23). In the same prospectus of ABB concern modules (controllers) of remote I / O are presented, which can be used as modules 6 of remote I / O in the framework of the present invention. These controllers contain software and hardware for organizing the process of data exchange with autonomous systems with a serial interface.
Распределительное устройство эксплуатируется следующим образом.The switchgear is operated as follows.
При наличии высокого напряжения в кабелях питающих α- и β-линий происходит запитка понижающих трансформаторов 5 и выдача низкого напряжения на секционную шину 6 от кабеля питающей α-линии и на секционную шину 7 кабеля питающей β-линии через соответствующие нормально закрытые выключатели 10. По заданному алгоритму контроллер 16 выдает управляющие сигналы на соответствующие управляемые выключатели 8 и соединяет линии питания потребителей с секционными шинами. Так как нормально закрытые выключатели 10 сблокированы с нормально открытым выключателем 13, то цепь связи резервной электростанции 12 с секционной шиной 6 разорвана. Компенсация реактивного напряжения осуществляется в узлах 14 компенсации реактивного напряжения, подключаемых к секционным шинам.If there is a high voltage in the cables of the supply α- and β-lines, the step-down transformers 5 are energized and low voltage is output to the sectional bus 6 from the cable of the α-line supply and to sectional bus 7 of the supply β-line cable through the corresponding normally closed switches 10. In a given algorithm, the controller 16 provides control signals to the corresponding controlled switches 8 and connects the consumer power lines to the section buses. Since the normally closed circuit breakers 10 are interlocked with the normally open circuit breaker 13, the communication circuit of the standby power plant 12 with the section bus 6 is broken. Compensation of reactive voltage is carried out in the nodes 14 compensation of reactive voltage connected to the sectional buses.
Во время функционирования распределительного устройства на контроллер 16 поступают сигналы от датчиков 17 контроля за состоянием электроцепей и датчиков 18 контроля за состоянием помещений и освещенности. Данные параметры в виде сигналов через контроллер поступают в сервер диспетчеризации, где оцениваются, анализируются и сравниваются с заложенными оптимальными параметрами нормального функционирования линий и звеньев связи потребителей.During the operation of the switchgear, the controller 16 receives signals from the sensors 17 for monitoring the state of electrical circuits and sensors 18 for monitoring the state of the premises and lighting. These parameters in the form of signals through the controller go to the dispatch server, where they are evaluated, analyzed and compared with the optimal parameters laid down for the normal functioning of consumer communication lines and links.
При поступлении сигнала от датчика контроля за состоянием напряжения в кабеле 3 питающей линии или на секционной шине 6 об отсутствии высокого или низкого напряжения контроллер 16 выдает управляющий сигнал на включение секционного выключателя 11 и соединения секционных шин 6 и 7 между собой. В этом случае напряжение от другого кабеля 4 питающей линии поступает на секционную шину 7, а затем на секционную шину 6. Для исключения перегрузки контроллер в соответствии с заложенным в нем сменным алгоритмом может осуществлять отключение части линий питания потребителей.When a signal is received from the sensor for monitoring the state of the voltage in the cable 3 of the supply line or on the section bus 6 about the absence of high or low voltage, the controller 16 gives a control signal to turn on the section switch 11 and to connect the section buses 6 and 7 to each other. In this case, the voltage from another cable 4 of the supply line is supplied to the sectional bus 7, and then to the sectional bus 6. To prevent overload, the controller, in accordance with the plug-in algorithm embedded in it, can disconnect part of the consumers' power lines.
При отсутствии напряжения на секционных шинах 6 и 7 вследствие прекращения подачи высокого напряжения по отдельным высоковольтным магистральным кабелям 1 и 2, контроллер выдает управляющий сигнал на отключение линий питания линий потребителей первой, второй и третьей категорий, за исключением линий, питающих потребителей особой группы первой категории. Затем выдается управляющий сигнал на управляемый механизм переключения сблокированных выключателей 10, в результате чего цепи связи трансформаторов 5 с секционными шинами 6 и 7 разрываются, а выключатель 13 соединяет секционную шину 6 с резервной дизель-генераторной электростанцией с выдачей сигнала на запуск дизель-генератора, отключенного от секционной шины 6 по крайней мере одним управляемым дополнительным выключателем 19 для обеспечения вывода оборотов генератора на заданный режим. После вывода дизель-генератора на нормированные обороты контроллер осуществляет выдачу сигнала на включение дополнительного выключателя 19, что обеспечивает передачу напряжения на секционную шину 6 и запитку линий питания потребителей особой группы первой категории, с возможностью реализации функции по отключению связи понижающих трансформаторов с секционными шинами при отсутствии напряжения в обоих указанных шинах для обеспечения запуска резервной дизельной электростанции и их подключения.If there is no voltage on the section buses 6 and 7 due to the interruption of the high voltage supply for individual high-voltage trunk cables 1 and 2, the controller generates a control signal to turn off the power lines of the consumer lines of the first, second and third categories, with the exception of the lines supplying consumers of a special group of the first category . Then, a control signal is issued to the controlled switching mechanism of the interlocked switches 10, as a result of which the communication circuits of the transformers 5 with the section buses 6 and 7 are broken, and the switch 13 connects the section bus 6 to the standby diesel generator power station with a signal to start the diesel generator, which is turned off from the section bus 6 by at least one controllable auxiliary switch 19 to ensure that the generator speed is output to a predetermined mode. After the diesel generator is output to normalized speeds, the controller issues a signal to turn on the additional switch 19, which ensures the transmission of voltage to the section bus 6 and power supply lines for consumers of a special group of the first category, with the possibility of implementing the function of disconnecting the connection of step-down transformers with section buses in the absence of voltage in both of these tires to ensure the start-up of a standby diesel power station and their connection.
При возникновении напряжения в по крайней мере одной из указанных секционных шин контроллер выдает управляющий сигнал на управляемый механизм переключения сблокированных выключателей 10, в результате чего цепи связи трансформаторов 5 с секционными шинами 6 и 7 восстанавливаются, а выключатель 13 разъединяет секционную шину 6 с резервной дизель-генераторной электростанцией, с возможностью реализации функции по отключению по крайней мере части линий питания потребителей при запуске резервной дизельной электростанции.When voltage arises in at least one of the indicated section buses, the controller gives a control signal to the controlled switching mechanism of the interlocked switches 10, as a result of which the communication circuits of the transformers 5 with the section buses 6 and 7 are restored, and the switch 13 disconnects the section bus 6 from the standby diesel generator power station, with the possibility of implementing the function of shutting down at least part of the consumer power lines when starting a standby diesel power station.
В случае нарушения функционирования линий питания потребителей, которое определяется по показаниям датчиков 17 и сравнения этих показателей с заданными, контроллер обеспечивает их включение. А по сигналу датчика системы пожарной сигнализации контроллер осуществляет отключение линии питания системы вентиляции здания.In the event of a malfunction of the consumer power lines, which is determined by the readings of the sensors 17 and comparing these indicators with the set ones, the controller ensures their inclusion. And according to the signal from the fire alarm system sensor, the controller disconnects the power line of the building ventilation system.
Сервер диспетчеризации постоянно получает через контроллер данные от датчиков и формирует график функционирования той или иной линии питания потребителей и график состояния звеньев соединений в распределительном устройстве, а также степень загрузки линий питания потребителей во времени. Наличие таких графиков позволяет оптимизировать алгоритм включения и отключения линий питания и звеньев распределительного устройства не только в аварийном режиме работы системы электропитания потребителей здания, но и в плановом режиме, который корректируется с учетом времени дня, сезона года, освещенности помещений, освещенности снаружи здания, температуры снаружи здания, температуры внутри помещений, задействованности отдельных помещений и т.д. В базе данных сервера диспетчеризации находится таблица алгоритмов, рассчитанных на любые возможные варианты эксплуатации здания как в плановом режиме, так и в аварийном. В результате анализа поступающих данных сервер диспетчеризации может не изменять введенного в контроллер алгоритма его работы, а если при данном алгоритме не достигается экономичный оптимальный режим электроснабжения потребителей здания, и необходимо перейти на другой алгоритм, то с сервера производится перенастройка контроллера за счет смены его алгоритма.The dispatch server constantly receives data from sensors through the controller and generates a graph of the operation of a particular consumer power line and a graph of the status of the links in the switchgear, as well as the degree of load of the consumer power lines over time. The presence of such schedules allows us to optimize the algorithm for turning on and off the power lines and links of the switchgear, not only in emergency operation of the building’s power supply system, but also in the scheduled mode, which is adjusted taking into account the time of day, season, illumination of rooms, illumination outside the building, temperature outside the building, indoor temperature, the involvement of individual rooms, etc. In the database of the dispatch server is a table of algorithms designed for any possible options for the operation of the building both in planned mode and in emergency mode. As a result of the analysis of the incoming data, the dispatch server may not change the algorithm of its operation entered into the controller, and if this algorithm does not achieve an economical optimal mode of power supply to the building’s consumers, and it is necessary to switch to another algorithm, then the controller is reconfigured from the server by changing its algorithm.
Наличие источника бесперебойного питания на аккумуляторных батареях в качестве отдельного самостоятельного узла позволяет по сигналу контроллера в момент начала нарушения функционирования силовой линии питания компьютеров перейти на автономное питание до восстановления параметров источника питания линии для этих компьютеров.The presence of an uninterruptible power supply on rechargeable batteries as a separate independent unit allows the controller to switch to an autonomous power supply at the time of the beginning of a disruption in the functioning of the power line of computers to restore the parameters of the line power source for these computers.
Таким образом, распределительное устройство представляет собой конструкцию виртуального узла, обеспечивающего не только преобразование напряжения, его распределение по линиям питания потребителей, но и обеспечивающего переход с одного источника питания (с магистральных кабелей высокого напряжения) на другой источник питания (от резервной дизель-генераторной электростанции) с обеспечением гибкого перенастраиваемого алгоритма нагрузки и функционирования линий связи с самом распределительном устройстве и в линиях питания потребителей при обеспечении возможности автоматического перевода здания из режима плановой в режим аварийной эксплуатации.Thus, the switchgear is a virtual unit design that provides not only voltage conversion, its distribution along consumer power lines, but also provides a transition from one power source (from high-voltage main cables) to another power source (from a standby diesel generator power station) ) providing a flexible reconfigurable load algorithm and the functioning of communication lines with the switchgear itself and in the consumer power lines while providing the ability to automatically transfer the building from planned to emergency operation.
Настоящее изобретение позволяет повысить эксплуатационную эффективность распределительного устройства за счет обеспечения безаварийности работы, бесперебойной подачи напряжения и обеспечения экономичного и безопасного функционирования линий питания потребителей интеллектуального здания. Использование такого виртуального распределительного устройства позволит существенно сократить непроизводственное расходование электроэнергии и обеспечить целостную сохранность важнейших элементов структурированных сетей интеллектуального здания.The present invention improves the operational efficiency of the switchgear by ensuring trouble-free operation, uninterrupted voltage supply and ensuring the economical and safe operation of power lines of consumers of an intelligent building. The use of such a virtual switchgear will significantly reduce non-production energy consumption and ensure the integrity of the most important elements of structured networks of an intelligent building.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001127947/09A RU2237960C2 (en) | 2001-10-16 | 2001-10-16 | Switchgear for power system feeding power consumers of building |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001127947/09A RU2237960C2 (en) | 2001-10-16 | 2001-10-16 | Switchgear for power system feeding power consumers of building |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001127947A RU2001127947A (en) | 2003-07-27 |
| RU2237960C2 true RU2237960C2 (en) | 2004-10-10 |
Family
ID=33536880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001127947/09A RU2237960C2 (en) | 2001-10-16 | 2001-10-16 | Switchgear for power system feeding power consumers of building |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2237960C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450406C1 (en) * | 2008-03-10 | 2012-05-10 | Абб Рисерч Лтд | Power distribution control |
| RU2471277C1 (en) * | 2011-12-05 | 2012-12-27 | Сергей Иванович Бурдюгов | Method of emergency power supply of anti-accident systems of hazardous industrial object and device for its realisation |
| RU2474943C1 (en) * | 2011-12-05 | 2013-02-10 | Сергей Иванович Бурдюгов | Plant of anti-emergency power supply of gas pumping unit |
| RU2479087C2 (en) * | 2007-07-30 | 2013-04-10 | Абб Рисерч Лтд | Control of electric energy distribution |
| CN107682467A (en) * | 2017-10-01 | 2018-02-09 | 北京迪利科技有限公司 | A kind of bus address distribution that communication is realized by powering step by step is with knowing method for distinguishing |
| CN107947351A (en) * | 2017-12-26 | 2018-04-20 | 江西清华泰豪三波电机有限公司 | A kind of power supply unit and system |
-
2001
- 2001-10-16 RU RU2001127947/09A patent/RU2237960C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2479087C2 (en) * | 2007-07-30 | 2013-04-10 | Абб Рисерч Лтд | Control of electric energy distribution |
| RU2450406C1 (en) * | 2008-03-10 | 2012-05-10 | Абб Рисерч Лтд | Power distribution control |
| RU2471277C1 (en) * | 2011-12-05 | 2012-12-27 | Сергей Иванович Бурдюгов | Method of emergency power supply of anti-accident systems of hazardous industrial object and device for its realisation |
| RU2474943C1 (en) * | 2011-12-05 | 2013-02-10 | Сергей Иванович Бурдюгов | Plant of anti-emergency power supply of gas pumping unit |
| CN107682467A (en) * | 2017-10-01 | 2018-02-09 | 北京迪利科技有限公司 | A kind of bus address distribution that communication is realized by powering step by step is with knowing method for distinguishing |
| CN107947351A (en) * | 2017-12-26 | 2018-04-20 | 江西清华泰豪三波电机有限公司 | A kind of power supply unit and system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7680561B2 (en) | Method of facilitating communications across open circuit breaker contacts | |
| US20110051325A1 (en) | Power supply system | |
| CN201286030Y (en) | 10kV complicated electricity supply and distribution control system based on PLC | |
| BR9600042A (en) | First computer for use in conjunction with a second microcomputer to control the operation of a plurality of electrical loads on the premises of a secondary controller customer for use with a master controller system to control the operation of an electrical charge monitor device to allow remote determination of the current state in an electrical branch circuit supply driver in an electrical load monitor to determine parameters of electrical energy consumption by an electrical load in a branch circuit. electric power process to facilitate preventive maintenance in an electric power distribution system from an etheric power provider appliance system to control the operation of an electric charge device method to provide information on the use of electric power | |
| US20070176767A1 (en) | Device for automating building engineering | |
| Martirano et al. | Building automation and control systems (BACS): a review | |
| US8086357B2 (en) | Offline configuration using USB download in an integrated power distribution system | |
| Wong et al. | Building automation in the 21st century | |
| CN102305455B (en) | Intelligent through-flow air-interchange ventilation control system and control device and method thereof | |
| CN111668940B (en) | Power station control system and control method | |
| CN211958263U (en) | Internet of things intelligent power box and management system | |
| RU2237960C2 (en) | Switchgear for power system feeding power consumers of building | |
| CN206922507U (en) | A kind of intelligent integrated switch board | |
| CN205123407U (en) | Finance site low -voltage distribution intelligent system based on remote network control | |
| CN201114874Y (en) | Intelligent lighting control device | |
| DE19501582A1 (en) | Circuit arrangement for monitoring and controlling a safety lighting system | |
| CN216052706U (en) | Intelligent laboratory management system | |
| WO2015163652A1 (en) | Household distribution box for forcible power interruption and forcible power interruption system | |
| CN203070068U (en) | Perception transmission equipment | |
| CN111880465B (en) | General assembly workshop repair area exhaust fan control management system and method | |
| CN107124039A (en) | A kind of intelligent integrated switch board | |
| JP2021197865A (en) | Power supply control unit for detached house | |
| CN111930035A (en) | Comprehensive management system and method for indoor electricity utilization | |
| CN111478450A (en) | Building electrical comprehensive monitoring protection device | |
| CN212231173U (en) | Power station control system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051017 |