Комплектная трансформаторная подстанция напряжением 6-20/0,4 кВ

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОМПЛЕКТНАЯ ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ НАПРЯЖЕНИЕМ 6-20/0,4 кВ(71) Заявитель Сталович Виталий Валерьевич(72) Авторы Сталович Виталий Валерьевич Радкевич Владимир Николаевич(73) Патентообладатель Сталович Виталий Валерьевич(57) Комплектная трансформаторная подстанция напряжением 6-20/0,4 кВ, содержащая вводное устройство со стороны высокого напряжения, силовые трансформаторы, распределительное устройство низшего напряжения, включающее вводные, секционную и линейные панели с коммутационными и защитными аппаратами, приводами включения,приборами учета и контрольно-измерительными приборами, аппаратами управления,сборные шины и другие элементы, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена устройством контроля технического состояния кабельных присоединений высшего напряжения. 102422014.08.30 Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для приема,преобразования, накопления и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц в сетях электроснабжения производственных объектов и городов. Из предшествующего уровня техники известна простейшая комплектная трансформаторная подстанция (например, 1) содержащая вводное устройство со стороны высокого напряжения, силовой трансформатор, распределительное устройство низкого напряжения,включающее вводные и линейные панели с коммутационными и защитными аппаратами,приводами включения, приборами учета и контрольно-измерительными приборами, аппаратами управления, сборные шины и другие элементы. Комплектная трансформаторная подстанция напряжением 6-20/0,4 кВ представляет собой транспортабельное электротехническое изделие, внутри которого смонтировано, отрегулировано, испытано в заводских условиях и защищено от атмосферных воздействий основное и вспомогательное электрооборудование. Подстанция поставляется в собранном или полностью подготовленном для сборки виде. Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в расширении функциональных возможностей комплектной трансформаторной подстанции и повышении надежности электроснабжения производственных объектов и городов. Для решения поставленной задачи в конструкцию комплектной трансформаторной подстанции напряжением 6-20/0,4 кВ, содержащей вводное устройство со стороны высокого напряжения, силовые трансформаторы, распределительное устройство низшего напряжения, включающее вводные, секционную и линейные панели с коммутационными и защитными аппаратами, приводами включения, приборами учета и контрольно-измерительными приборами, аппаратами управления, сборные шины и другие элементы, предложено согласно настоящей полезной модели ввести устройство контроля технического состояния кабельных присоединений высшего напряжения. Результатом, обеспечиваемым устройством контроля технического состояния кабельных присоединений, является определение износа изоляции и остаточного срока службы кабелей, контроль длительности перегрузки кабельной линии в течение суток и всего срока службы, а также сокращение количества аварий и незапланированных ремонтов за счет непрерывного контроля их токовой нагрузки. Полезная модель поясняется фигурой, на которой изображена структурная схема предлагаемой комплектной трансформаторной подстанции напряжением 6-20/0,4 кВ, которая дополнительно снабжена устройством контроля технического состояния кабельных присоединений высшего напряжения. Комплектная трансформаторная подстанция напряжением 6-20/0,4 кВ связана с энергосистемой кабелями 1 и 2, к которым подключены силовые трансформаторы 3, 4 через соответственно высоковольтные выключатели 5 и 6 вводного устройства высокого напряжения. На стороне 0,4 кВ комплектная трансформаторная подстанция имеет распределительное устройство 7 низшего напряжения, включающее вводные, секционную и линейные панели с коммутационными и защитными аппаратами, приводами включения, приборами учета и контрольно-измерительными приборами, аппаратами управления, сборные шины и другие элементы. Устройство контроля технического состояния кабельных присоединений высшего напряжения состоит из подключенного к измерительным трансформаторам 8 и 9 тока, датчика 10 тока, который соединяется с блоком 11 сравнения, первый и второй выходы которого подключены к блокам 12 и 13 обработки соответственно, а третий - к пороговому элементу 14. К блоку 11 сравнения данного устройства подключен задатчик 15 параметров настройки блока сравнения. Первый выход блока 12 обработки связан с блоком 13 обработки, а второй - с блоком 16 регистрации. Первый выход блока 13 обработки связан с блоком 16 регистрации, а второй - с таймером 17. Первый выход блока 16 регистрации связан с блоком 18 памяти, а второй - с блоком 19 управления, входы у кото 2 102422014.08.30 рого также связаны с выходом порогового элемента 14 и выходом таймера 17. Первый и второй выходы блока 19 управления подключены соответственно к выключателям 3 и 4,третий выход - к распределительному устройству 7 низшего напряжения, а четвертый - к блоку 20 индикации. Работает устройство контроля технического состояния кабельных присоединений высшего напряжения следующим образом. Сигналы с датчика 10 тока, пропорциональные мгновенным значениям тока, протекающего по кабелям 1 и 2, поступают на вход блока 11 сравнения. Блок 11 сравнения анализирует полученные сигналы и сравнивает их с параметрами допустимого длительного тока кабеля, которые настраиваются с помощью задатчика 15 параметров в зависимости от сечения и материала жилы кабеля, типа изоляции,условий прокладки, температуры окружающей среды и теплового сопротивления земли. Если ток находится в допустимых пределах, то сигнал передается в блок 12 обработки, где ведется запись времени работы кабеля с нагрузкой и рассчитывается коэффициент загрузки кабеля за последние 2,5 ч. При перегрузке кабеля сигнал из блока 11 сравнения передается в блок 13 обработки, в который также поступает информация из блока 12 обработки о коэффициенте предварительной нагрузки. В блоке 13 обработки ведется непрерывный отсчет износа кабелей в относительных единицах по сравнению с нормальным режимом работы. Информация из блоков 12, 13 обработки поступает на блок 16 регистрации, в котором анализируется износ кабелей за весь срок службы, фиксируются измеренные и расчетные величины, дата и время, а также блок 16 регистрации передает обобщенную оценку состояния кабелей в блок 19 управления, который, в свою очередь, с помощью блока 20 индикации выдает эксплуатирующему персоналу эту информацию в виде светового или звукового сигнала. При отключении комплектной трансформаторной подстанции сохранность информации и надежная работы блока 20 индикации обеспечивается встроенной аккумуляторной батареей. Вся информация, полученная в ходе работы устройства,хранится в блоке 18 памяти и может в любой момент быть извлечена по запросу. Блок 18 памяти также имеет встроенную аккумуляторную батарею. Во избежание термического повреждения изоляции кабелей при протекании токов выше допустимых перегрузочных,третий выход блока 11 сравнения связан через пороговый элемент 14 с входом блока 19 управления, который в зависимости от заданной программы подает сигнал или производит отключение потребителей на шинах распределительного устройства 7 низшего напряжения или отключение высоковольтных выключателей 5, 6. Величина срабатывания порогового элемента 14 и выдержка времени, с целью отстройки от пиковых токов, устанавливается в зависимости от предъявляемых требований к условиям работы кабелей. Для контроля допустимого времени работы кабельной линии с перегрузкой в течение суток и всего срока службы второй выход блока 13 обработки соединен с таймером 17. Таймер 17 производит обратный отсчет допустимого времени работы кабельной линии с перегрузкой в течение суток, а также отдельно в течение всего срока службы кабеля, и в случае окончания отсчета подает сигнал на блок 19 управления, который передает соответствующую информацию на блок 20 индикации или отключает кабельную линию. При контроле времени суточных перегрузок кабеля у таймера 17 в двенадцать часов ночи происходит автоматический сброс данных значений за предыдущие сутки и устанавливаются начальные значения. Таким образом, устройство контроля технического состояния кабельных присоединений высшего напряжения обеспечивает определение износа изоляции и остаточного срока службы кабелей, контроль длительности перегрузки кабельной линии в течение суток и всего срока службы, а также сокращение количества аварий и незапланированных ремонтов за счет непрерывного контроля их токовой нагрузки. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3