RU2785219C1 - Automatic remote-controlled three-phase load switch of outdoor installation with double break and the method for its operation - Google Patents
Automatic remote-controlled three-phase load switch of outdoor installation with double break and the method for its operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2785219C1 RU2785219C1 RU2022102440A RU2022102440A RU2785219C1 RU 2785219 C1 RU2785219 C1 RU 2785219C1 RU 2022102440 A RU2022102440 A RU 2022102440A RU 2022102440 A RU2022102440 A RU 2022102440A RU 2785219 C1 RU2785219 C1 RU 2785219C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- load switch
- circuit
- knives
- main
- auxiliary transformer
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 5
- 230000001681 protective Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к высоковольтному оборудованию, в частности, к коммутационным аппаратам наружной установки с возможностью коммутации нагрузочных токов, создания видимого разрыва и заземления, и может быть применено в электрических сетях среднего напряжения для автоматического отключения поврежденных участков сети, дистанционного мониторинга параметров сети, оперирования в нормальном режиме работы под нагрузкой, создания видимого разрыва электрической цепи и заземления ее участков.The invention relates to high-voltage equipment, in particular, to outdoor switching devices with the ability to switch load currents, create a visible break and ground, and can be used in medium voltage electrical networks for automatically disconnecting damaged sections of the network, remote monitoring of network parameters, operating in normal operating mode under load, creating a visible break in the electrical circuit and grounding its sections.
Из уровня техники известны различные устройства вакуумных выключателей нагрузки, используемых в электрических сетях среднего напряжения.In the prior art, various devices for vacuum load break switches are known for use in medium voltage electrical networks.
Наиболее близким техническим решением является патент RU 204 455 U1, опубл. 25.05.2021, в котором раскрыто устройство управления разъединителем содержащим линейный привод предназначенный для управления включением и выключением главных контактов и до двух линейных приводов для управления валами заземления и, по меньшей мере, одну вертикально расположенную тягу.The closest technical solution is patent RU 204 455 U1, publ. 05/25/2021, which discloses a disconnector control device containing a linear drive designed to control the on and off of the main contacts and up to two linear drives to control the grounding shafts and at least one vertically located thrust.
Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:
Отсутствие возможности автоматического отключения повреждённого участка линии электропередач без участия оператора, отсутствие возможности отключения токов нагрузки и номинальных токов, наличие сложных и продолжительных кинематических связей (тяг) между приводом и разъединителем, потенциально создающим опасность выхода из строя устройства и отсутствие сигнализации об аварии на диспетчерский пункт.The inability to automatically disconnect the damaged section of the power line without the participation of the operator, the inability to disconnect the load currents and rated currents, the presence of complex and lengthy kinematic links (pulls) between the drive and the disconnector, potentially creating a danger of failure of the device and the absence of an accident alarm to the control room .
Задачей изобретения является повышение качества электроснабжения потребителей за счет возможности автоматического отключения повреждённого участка сети без участия оператора, сокращение времени на поиск повреждения, вывод участка сети 10кВ защищаемого данным устройством без отключения магистральной линии, а также интеграция в систему сбора и обработки информации электросети, фиксации прохождения токов КЗ и передачи нормальных и аварийных сигналов в центр управления.The objective of the invention is to improve the quality of power supply to consumers due to the possibility of automatically disconnecting a damaged section of the network without the participation of an operator, reducing the time to search for damage, outputting a section of the 10 kV network protected by this device without disconnecting the main line, as well as integrating into the system for collecting and processing information from the power grid, fixing the passage short circuit currents and transmission of normal and emergency signals to the control center.
Технический результат предлагаемого устройства - повышение качества электроснабжения потребителей, сокращение затрат на поиск места повреждения, преобразование выключателя нагрузки в самостоятельное защитное устройство.The technical result of the proposed device is to improve the quality of power supply to consumers, reduce the cost of finding the fault location, converting the load switch into an independent protective device.
Технический результат достигается тем, что автоматический телеуправляемый трехфазный выключатель нагрузки наружной установки с двойным разрывом, устанавливаемый на защищаемом участке цепи - ответвлении от магистральной линии, содержащий, раму, по меньшей мере три вакуумные дугогасительные камеры, шесть опорных изоляторов, в верхней части которых зафиксированы неподвижные контакты, поворотные главные ножи, выполненные с возможностью замыкать неподвижные контакты и связанные с дугогасительными камерами, моторный привод, установленный в раме и выполненный с возможностью поворачивать главные ножи, подпружиненный тяговый изолятор, по меньшей мере, три датчика тока, трансформатор собственных нужд и шкаф управления выключателем нагрузки. Шкаф управления выключателем нагрузки выполнен на основе блока микроконтроллера, который выполнен с возможностью получения команд с диспетчерского пункта управления для удаленного включения и отключения защищаемого участка цепи и передачи показаний на диспетчерский пункт, а при возникновении короткого замыкания блок микроконтроллера по показаниям датчиков тока и значению напряжения трансформатора собственных нужд посредством моторного привода главных ножей и вакуумной дугогасительной камеры осуществляет в автоматическом режиме отключение повреждённого участка цепи в бестоковую паузу цикла автоматического повторного включения вышестоящего пункта секционирования и передает сигнал об аварийной ситуации на диспетчерский пункт, при этом привод заземляющих ножей осуществляется в ручном режиме с помощью переносной тяги, а трансформатор собственных нужд и шкаф управления выключателем нагрузки установлены на единой опоре.The technical result is achieved by the fact that an automatic remote-controlled three-phase outdoor load switch with a double break, installed on the protected section of the circuit - a branch from the main line, containing a frame, at least three vacuum arc chutes, six support insulators, in the upper part of which fixed contacts, rotary main blades capable of closing fixed contacts and connected to arc chutes, motor drive installed in the frame and configured to rotate the main blades, spring-loaded traction insulator, at least three current sensors, auxiliary transformer and control cabinet load switch. The load switch control cabinet is made on the basis of a microcontroller unit, which is configured to receive commands from the dispatch control center to remotely turn on and off the protected section of the circuit and transmit readings to the control station, and in the event of a short circuit, the microcontroller unit is based on the readings of the current sensors and the voltage value of the transformer own needs by means of a motor drive of the main knives and a vacuum arc chute, it automatically disconnects the damaged section of the circuit during the dead pause of the automatic reclosing cycle of the higher sectioning point and transmits an emergency signal to the control center, while the drive of the grounding knives is carried out in manual mode using portable traction, and the auxiliary transformer and the load switch control cabinet are installed on a single support.
Способ работы автоматического телеуправляемого трехфазного выключателя нагрузки наружной установки с двойным разрывом заключается в том, что при возникновении короткого замыкания на защищаемом участке цепи - ответвлении от магистральной линии блок микроконтроллера по показаниям датчиков тока, фиксирующих превышение тока выше уставки, и трансформатора собственных нужд, фиксирующего падение напряжения до нулевого значения, определяет бестоковую паузу цикла автоматического повторного включения вышестоящего пункта секционирования и передает сигнал моторному приводу на размыкание цепи посредством подпружиненного тягового изолятора, главных ножей и вакуумной дугогасительной камеры во время бестоковой паузы цикла автоматического повторного включения вышестоящего пункта секционирования, а также и передает сигнал об аварийной ситуации на диспетчерский пункт, при этом привод заземляющих ножей осуществляется в ручном режиме с помощью переносной тяги.The method of operation of an automatic remote-controlled three-phase load switch of an outdoor installation with a double break lies in the fact that in the event of a short circuit in the protected section of the circuit - a branch from the main line, the microcontroller unit, according to the readings of the current sensors, fixing the excess current above the setting, and the auxiliary transformer, fixing the drop voltage to zero, determines the dead time of the auto-reclosing cycle of the upstream isolator and transmits a signal to the motor drive to open the circuit by means of a spring-loaded traction insulator, main knives and a vacuum arc chute during the dead time of the auto-reclosing cycle of the upstream isolator, and also transmits an emergency signal to the control room, while the drive of the grounding knives is carried out in manual mode using a portable traction.
Устройство и способ его работы поясняются фигурами 1-2, на которых обозначены следующие элементы:The device and the method of its operation are illustrated by figures 1-2, on which the following elements are indicated:
1 - Вакуумная камера;1 - Vacuum chamber;
2 - Главные ножи;2 - Main knives;
3 - Тяговый изолятор главных ножей;3 - Traction insulator of the main knives;
4 - Опорный изолятор;4 - Support insulator;
5 - Пружина;5 - Spring;
6 - Рама;6 - Frame;
7 - Заземляющие ножи;7 - Grounding knives;
8 - Моторный привод;8 - Motor drive;
9 - Датчик тока;9 - Current sensor;
10 - Шкаф управления выключателем нагрузки;10 - Load switch control cabinet;
11 - трансформатор собственных нужд (ТСН);11 - auxiliary transformer (TSN);
12 - Опора;12 - Support;
13 - Питающий центр;13 - Feeding center;
14, 15, 16 - реклоузеры (пункты секционирования воздушной линии электропередач) установленные на магистральной линии;14, 15, 16 - reclosers (points of sectioning of overhead power lines) installed on the main line;
17, 18, 19 - телеуправляемые выключатели нагрузки установленные на ответвлениях;17, 18, 19 - remotely controlled load switches installed on the branches;
20, 21, 22, 23, 24, 25 - ответвления от магистральной линии;20, 21, 22, 23, 24, 25 - branches from the main line;
26 - место короткого замыкания.26 - place of short circuit.
Автоматический дистанционно управляемый выключатель нагрузки наружной установки с двойным разрывом, выполнен следующим образом и содержит, установленные на раме 6 опорных изоляторов (4), в верхней части которых зафиксированы неподвижные контакты, 3 тяговых изолятора (3) соединённых с поворотными главными ножами и передающие усилие от привода на главные ножи. Моторный привод (8), установленный в нижней части рамы и выполненный с возможностью поворачивать главные ножи вокруг своей оси посредством тяговых изоляторов (4) и создающий видимый разрыв главной цепи в двух точках. По меньшей мере 3, вакуумных дугогасительных камеры (1) связанных с главными ножами. Автоматический дистанционно управляемый выключатель нагрузки наружной установки с двойным разрывом также содержит шкаф управления выключателем нагрузки (10), датчики тока по одному на фазу (9) и трансформатор собственных нужд (11).Automatic remote-controlled load switch for outdoor installation with a double break, made as follows and contains 6 support insulators (4) mounted on the frame, in the upper part of which fixed contacts are fixed, 3 traction insulators (3) connected to the rotary main knives and transmitting force from drive to the main knives. Motor drive (8) installed at the bottom of the frame and made with the ability to rotate the main knives around its axis by means of traction insulators (4) and creating a visible break in the main circuit at two points. At least 3 vacuum interrupters (1) connected to the main knives. Automatic remotely controlled outdoor load switch with double break also contains a load switch control cabinet (10), current sensors one per phase (9) and an auxiliary transformer (11).
Шкаф управления выключателя нагрузки выполнен на основе программируемого контроллера, который по показанию датчика тока (9) осуществляет в автоматическом режиме управление приводом для видимого разрыва главной цепи, а также выполнен с возможностью получения команд с диспетчерского пункта управления для удалённого включения и отключения главной цепи и передачи показаний сети на диспетчерский пункт управления для мониторинга сети.The control cabinet of the load switch is made on the basis of a programmable controller, which, according to the indication of the current sensor (9), automatically controls the drive for a visible break in the main circuit, and is also made with the ability to receive commands from the dispatch control center for remote switching on and off the main circuit and transmission network indications to the dispatching control center for monitoring the network.
Также устройство включает заземляющие ножи привод которых осуществляется в ручном режиме с помощью тяги.Also, the device includes grounding knives, the drive of which is carried out in manual mode with the help of traction.
При этом устройство, показанное на фиг.1 работает следующим образом:The device shown in figure 1 works as follows:
В нормальном режиме работы, т.е. при отсутствии аварий, при подаче сигнала отключения со шкафа управления (11) или же с удалённого диспетчерского пункта на моторный привод (8) через систему тяг и подпружиненные тяговые изоляторы крутящий момент передаётся на главные ножи (2), которые начинают вращение на своей оси против часовой стрелки, при этом в начале движения происходит размыкание главной цепи в вакуумной камере (1), что позволяет погасить электрическую дугу возникающую при отключении номинальных токов, при дальнейшем движении происходит видимый разрыв штанги, вмонтированной в главный нож со статичными контактами. При подаче сигнала на включение устройства происходит видимое замыкание через главные ножи (2) с последующей фактической коммутацией основной цепи в вакуумной камере (1). Также, устройство имеет заземляющие ножи (7) привод которых осуществляется в ручном режиме с помощью переносной тяги.In normal operation, i.e. in the absence of accidents, when a shutdown signal is given from the control cabinet (11) or from a remote control room to the motor drive (8), the torque is transmitted through the system of rods and spring-loaded traction insulators to the main knives (2), which begin to rotate on their axis against clockwise, at the same time, at the beginning of the movement, the main circuit opens in the vacuum chamber (1), which makes it possible to extinguish the electric arc that occurs when the rated currents are turned off, with further movement, a visible break occurs in the rod mounted in the main knife with static contacts. When a signal is given to turn on the device, a visible circuit occurs through the main knives (2) with subsequent actual switching of the main circuit in the vacuum chamber (1). Also, the device has grounding blades (7) which are driven manually by means of a portable rod.
В аварийном режиме отключение возможно в бестоковую паузу автоматического повторного включения вышестоящего магистрального пункта секционирования. Автоматический режим работы и отключение повреждённого участка цепи устройством без участия оператора становится возможным благодаря трансформатору собственных нужд (11) осуществляющему питание привода включателя, датчикам тока (9), осуществляющим измерение актуальных значений тока и регистрирующих токи коротких замыканий связанному с блоком микроконтроллера, расположенным в шкафу управления выключателем (10), который по совокупным сигналам датчика тока (сигнал - превышение номинального тока выше уставки) и трансформатора собственных нужд (сигнал - падение напряжения до нулевого значения) определяет бестоковую паузу цикла автоматического повторного включения магистрального реклоузера и передает сигнал моторному приводу на размыкание цепи и передачи оператору сигнала о аварийной ситуации на диспетчерский пункт. При этом трансформатор собственных нужд и шкаф управления телеуправляемого выключения нагрузки устанавливают на единой опоре.In emergency mode, switching off is possible during the dead time of automatic reclosing of the higher main sectioning point. Automatic operation and disconnection of the damaged section of the circuit by the device without the participation of an operator becomes possible thanks to the auxiliary transformer (11) supplying power to the switch drive, current sensors (9) that measure the current values and register short circuit currents associated with the microcontroller unit located in the cabinet switch control (10), which, based on the combined signals of the current sensor (signal - excess of the rated current above the setting) and auxiliary transformer (signal - voltage drop to zero), determines the dead pause of the automatic reclosing cycle of the main recloser and transmits a signal to the motor drive to open circuits and transmission to the operator of an emergency signal to the control room. In this case, the auxiliary transformer and the control cabinet for remotely controlled load shutdown are installed on a single support.
Способ работы предлагаемого устройства пояснен фигурой 2.The method of operation of the proposed device is illustrated by figure 2.
При возникновении короткого замыкания на ответвлении (20) от магистральной линии цепи 10кВ находящимся за телеуправляемым выключателем нагрузки (17), датчик тока устройства регистрирует превышение заданной уставки по току, тем самым определяя КЗ на защищаемом участке, после чего происходит отключение ближайшего к месту повреждения пункта секционирования воздушной линии электропередач (14) со стороны питающего центра (13) оснащённого вакуумным выключателем, и, соответственно снижение до нуля уровня напряжения на защищаемой выключателем нагрузки отпайке. По совокупности сигналов:In the event of a short circuit on the branch (20) from the main line of the 10 kV circuit located behind the remotely controlled load switch (17), the current sensor of the device registers the excess of the set current setting, thereby determining the short circuit in the protected area, after which the nearest point to the damage point is disconnected sectioning of the overhead power line (14) from the side of the supply center (13) equipped with a vacuum circuit breaker, and, accordingly, reducing to zero the voltage level on the tap protected by the load circuit breaker. According to the totality of signals:
• Превышение уставки по току (Сигнал от датчиков тока (9));• Exceeding the current setting (Signal from current sensors (9));
• Снижение напряжения до 0 (Сигнал от трансформатора собственных нужд выключателя нагрузки (11))• Voltage drop to 0 (Signal from load break switch auxiliary transformer (11))
Поступившим на блок микроконтроллера, расположенный в шкафу (10), им формируется сигнал на работу моторного привода (8) и размыкание главной цепи, тем самым отключается повреждённый участок цепи, а питание всех неповреждённых участков цепи восстанавливается за счёт работы цикла автоматического повторного включения пункта секционирования воздушной линии электропередач (14).Having arrived at the microcontroller unit located in the cabinet (10), it generates a signal for the operation of the motor drive (8) and opening of the main circuit, thereby turning off the damaged section of the circuit, and power to all undamaged sections of the circuit is restored due to the operation of the cycle of automatic re-closing of the sectioning point overhead power lines (14).
Таким образом описать работу устройства в аварийном режиме возможно следующей последовательностью:Thus, it is possible to describe the operation of the device in emergency mode in the following sequence:
Возникновение короткого замыкания на защищаемой отпайке > Превышение уставки по току (датчик тока телеуправляемого выключателя нагрузки) > Отключение магистрального вышестоящего пункта секционирования (14) > снижение напряжения до значения близкого нулю > Бестоковая пауза цикла автоматического повторного включения > сигнал на отключение телеуправляемого выключателя нагрузки (17) > отключение телеуправляемого выключателя нагрузки в бестоковую паузу (17) > включение пункта секционирования (14) > возобновление нормального режима работы сети при отключенном аварийном участке.Occurrence of a short circuit on the protected tap > Exceeding the current setting (current sensor of the remotely controlled load switch) > Shutdown of the main upstream sectioning point (14) > Voltage drop to a value close to zero > Dead pause of the automatic reclosing cycle > signal to turn off the remotely controlled load switch (17 ) > disconnection of the remotely controlled load switch during the dead time (17) > switching on the sectioning point (14) > resuming the normal operation of the network when the emergency section is off.
Автоматический дистанционно управляемый выключатель нагрузки наружной установки с двойным разрывом прошёл испытания и зарекомендовал себя как высокоэффективное, современное устройство, которое не требует частого обслуживания и тем более ремонта, то есть его использование не требует дорого обслуживанияAutomatic remote controlled outdoor load switch with double break has been tested and proved to be a highly efficient, modern device that does not require frequent maintenance and even less repair, that is, its use does not require expensive maintenance
Данное устройство надежнее по сравнению с известными аналогами и призвано расширить арсенал известных технических средств и устройств, относящихся к данной области техники на рынке.This device is more reliable in comparison with known analogues and is designed to expand the arsenal of known technical means and devices related to this field of technology on the market.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2785219C1 true RU2785219C1 (en) | 2022-12-05 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU239402A1 (en) * | Л. П. Зуйков, В. Б. Козлов, М. С. Козодон, В. С. Потокин , В. И. Раховский | VACUUM LOAD SWITCH | ||
| RU2130212C1 (en) * | 1996-07-26 | 1999-05-10 | Мамхегов Мухамед Абдулкеримович | Load switch |
| RU2195734C2 (en) * | 1997-07-23 | 2002-12-27 | Хитачи, Лтд. | Vacuum switch and vacuum switchgear |
| US8125751B2 (en) * | 2004-08-03 | 2012-02-28 | Abb Technology Ag | Method for sectioning with a section switch a medium-voltage electric power distribution line exhibiting a disturbance, section switch for medium-voltage electric power distribution line applicable thereon and electronic circuit for detecting a fault current and comprised by said section switch |
| CN105958432A (en) * | 2016-06-29 | 2016-09-21 | 尹之仁 | Electronic transformer-based circuit breaker and zero-sequence direction over-current protection method thereof |
| RU183736U1 (en) * | 2018-06-28 | 2018-10-02 | Владимир Николаевич Хорохорин | Line disconnector for breaking the high voltage line |
| RU204455U1 (en) * | 2020-10-26 | 2021-05-25 | Акционерное общество "Курский электроаппаратный завод" | Disconnector control device |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU239402A1 (en) * | Л. П. Зуйков, В. Б. Козлов, М. С. Козодон, В. С. Потокин , В. И. Раховский | VACUUM LOAD SWITCH | ||
| RU2130212C1 (en) * | 1996-07-26 | 1999-05-10 | Мамхегов Мухамед Абдулкеримович | Load switch |
| RU2195734C2 (en) * | 1997-07-23 | 2002-12-27 | Хитачи, Лтд. | Vacuum switch and vacuum switchgear |
| US8125751B2 (en) * | 2004-08-03 | 2012-02-28 | Abb Technology Ag | Method for sectioning with a section switch a medium-voltage electric power distribution line exhibiting a disturbance, section switch for medium-voltage electric power distribution line applicable thereon and electronic circuit for detecting a fault current and comprised by said section switch |
| CN105958432A (en) * | 2016-06-29 | 2016-09-21 | 尹之仁 | Electronic transformer-based circuit breaker and zero-sequence direction over-current protection method thereof |
| RU183736U1 (en) * | 2018-06-28 | 2018-10-02 | Владимир Николаевич Хорохорин | Line disconnector for breaking the high voltage line |
| RU204455U1 (en) * | 2020-10-26 | 2021-05-25 | Акционерное общество "Курский электроаппаратный завод" | Disconnector control device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102037534B (en) | Circuit breaker with high speed mechanically-interlocked grounding switch | |
| RU2662236C2 (en) | Multiphase circuit breaker system having short-circuit link | |
| RU179417U1 (en) | OUTLET ELEMENT IN A COMPLETE DISTRIBUTION CABINET CABINET | |
| RU2785219C1 (en) | Automatic remote-controlled three-phase load switch of outdoor installation with double break and the method for its operation | |
| CN104051180A (en) | 10kV pole-mounted vacuum load switch | |
| CN116053097A (en) | Fuse and fuse monitoring system | |
| WO2020263291A1 (en) | Gas insulated grounding switch | |
| CN104821508A (en) | Outdoor integrated intelligent combined electric appliance | |
| RU2719552C1 (en) | Remote-operated disconnector of indicator type | |
| CN203326465U (en) | Intelligent SF6 insulation ring main unit | |
| KR200420586Y1 (en) | a Potential Transformer with a Handy Disconnector for a Gas Insulated Switchgear | |
| KR102617698B1 (en) | Gas Insulated Switchgear with embedded rechargeable DC power supply | |
| CN201708446U (en) | Vacuum disconnector combined electrical apparatus | |
| WO2014201475A1 (en) | Ring main unit | |
| KR102543989B1 (en) | Disconnector linked type recloser and its control method | |
| KR102244377B1 (en) | Smart control type local control panel for electric power distribution | |
| CN216436799U (en) | 10kV overhead line ground fault rapid tripping device for hydropower station | |
| Andrei et al. | Medium voltage networks automation to improve the electrical energy distribution service | |
| CN103123874A (en) | Outdoor high-voltage alternating-current automatic recloser | |
| RU2170485C1 (en) | Distribution system for sectionalizing power transmission line | |
| EP2620969B1 (en) | High-voltage electrical switchgear | |
| CN209766310U (en) | High-voltage isolating switch operated in linkage mode | |
| CN210956555U (en) | Novel electric loop thermal relay reset circuit | |
| KR101874450B1 (en) | Remote connection device for load break switch | |
| JPH06197419A (en) | Leading-in device for aerial wire |