Пристрій для автоматичного визначення аварійного фідера

Реферат: Пристрій для автоматичного визначення аварійного фідера належить до вимірювальної техніки і може бути використаний для виявлення фідера з однофазним замиканням на землю в електромережах з ізольованою нейтраллю. Пристрій містить силовий трансформатор, контур заземлення, системи трифазних збірних шин, розподільні трифазні фідери, вимірювальний трансформатор напруги з обмотками, з'єднаними за схемою "зірка з нулем-зірка з нулемрозімкнутий трикутник", трансформатор власних потреб, причому силовий трансформатор підключений до системи трифазних збірних шин, до яких приєднані розподільні трифазні фідери, введено гальванічну розв'язку, мікроконтролер, GSM/GPRS-модем, блок керування високовольтним комутаційним апаратом, високовольтний комутаційний апарат, спеціальний вивід нульової точки обмотки вищої напруги трансформатора власних потреб, причому вхід гальванічної розв'язки приєднано до вторинної обмотки вимірювального трансформатора напруги, вихід гальванічної розв'язки приєднано до входу мікроконтролера, перший вихід мікроконтролера приєднано до GSM/GPRS-модема, а другий вихід мікроконтролера приєднано до входу блока керування високовольтним комутаційним апаратом, вихід якого приєднано до приводу високовольтного комутаційного апарата, вихід високовольтного комутаційного апарта приєднано до контуру заземлення, вхід високовольтного комутаційного апарата приєднано до спеціального виводу нульової точки обмотки вищої напруги трансформатора власних потреб. Технічним результатом є усунення порушення режиму електропостачання в мережах з ізольованою нейтраллю та скорочення часу і затрат праці на виявлення пошкодженої лінії за рахунок штучного короткочасного з'єднання нульової точки обмотки вищої напруги трансформатора власних потреб з контуром заземлення. UA 109095 C2 (12) UA 109095 C2 UA 109095 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до області електровимірювальної техніки і може бути використаний для виявлення фідера з однофазним замиканням на землю в електромережах з ізольованою нейтраллю. Відомо (аналог) пристрій для автоматичного пошуку пошкодженої лінії (Авторское свидетельство СРСР № 339882, кл. G01R31/08, 29.08.72), що містить кроковий електродвигун з редуктором, верн'єрний механізм, фіксуючі імпульсні блоки. Недоліком цього пристрою є необхідність тривалої попередньої підготовки і знання топографії мережі з еквіструмовими лініями замикань, а також необхідність у разі пошкодження виконання почергового відключення кожного фідера від мережі для пошуку пошкодженого фідера. Найбільш близьким за технічною суттю (прототип) є пристрій для автоматичного пошуку пошкодженої лінії (Высочин Б.А. Эксплуатация и ремонт электроустановок, К. - Урожай. - 1969. 226 с), що містить силовий трансформатор, системи трифазних збірних шин, розподільні трифазні фідери, вимірювальний трансформатор з обмотками, з'єднаними за схемою "зірка з нулем-зірка з нулем-розімкнений трикутник", з підключеним до обмотки "розімкнений трикутник" виходом вимірювального блока з елементом пам'яті. Недоліком цього пристрою є необхідність у разі однофазних замикань на землю виконання почергового відключення кожного фідера від мережі для виявлення пошкодженого фідера. Задачею винаходу є скорочення часу і затрат праці на виявлення фідера з однофазним замиканням на землю в процесі усунення порушень режиму електропостачання в мережах з ізольованою нейтраллю. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрій, що містить силовий трансформатор, контур заземлення, системи трифазних збірних шин, розподільні трифазні фідери, вимірювальний трансформатор напруги з обмотками, з'єднаними за схемою "зірка з нулем-зірка з нулем-відкритий трикутник", трансформатор власних потреб, причому силовий трансформатор підключений до системи трифазних збірних шин, до яких приєднані розподільні трифазні фідери, додатково введено гальванічну розв'язку, мікроконтролер, GSM/GPRS-модем, блок керування високовольтним комутаційним апаратом, високовольтний комутаційний апарат, спеціальний вивід нульової точки обмотки вищої напруги трансформатора власних потреб, причому вхід гальванічної розв'язки приєднано до вторинної обмотки вимірювального трансформатора напруги, вихід гальванічної розв'язки приєднано до входу мікроконтролера, перший вихід мікроконтролера приєднано до GSM/GPRS-модема, а другий вихід мікроконтролера приєднано до входу блока керування високовольтним комутаційним апаратом, вихід якого приєднано до приводу високовольтного комутаційного апарата, вихід високовольтного комутаційного апарата приєднано до контуру заземлення, вхід високовольтного комутаційного апарата приєднано до спеціального виводу нульової точки обмотки вищої напруги трансформатора власних потреб. Введення вказаних ознак дозволяє скоротити час і затрати праці на виявлення пошкодженого фідера у разі однофазних замикань на землю в електромережах з ізольованою нейтраллю. Суть винаходу є скорочення часу усунення однофазних замикань на землю в мережах з ізольованою нейтраллю за рахунок автоматичного визначення пошкодженого фідера. Це досягається за рахунок можливості штучного короткочасного з'єднання спеціального виводу нульової точки обмотки вищої напруги трансформатора власних потреб з контуром заземлення. На кресленні представлена структурна схема запропонованого пристрою для автоматичного визначення аварійного фідера, де 1 - силовий трансформатор, 2 - система трифазних збірних шин, 3 - розподільні трифазні фідери, 4 - вимірювальний трансформатор напруги з обмотками, з'єднаними за схемою "зірка з нулем-зірка з нулем-розімкнений трикутник", 5 - гальванічна розв'язка, 6 - мікроконтролер, 7-GSM/GPRS-модем, 8 - блок керування високовольтним комутаційним апаратом, 9 - високовольтний комутаційний апарат, 10 - контур заземлення, 11 трансформатор власних потреб, 12 - спеціальний вивід нульової точки обмотки вищої напруги трансформатора власних потреб. Силовий трансформатор 1 підключений до системи трифазних збірних шин 2, до яких приєднані розподільні трифазні фідери 3, вхід гальванічної розв'язки 5 приєднано до вторинної обмотки "розімкнений трикутник" вимірювального трансформатора напруги з обмотками, з'єднаними за схемою "зірка з нулем-зірка з нулем-відкритий трикутник" 4, вихід гальванічної розв'язки 5 приєднано до входу мікроконтролера 6, перший вихід мікроконтролера 6 приєднано до GSM/GPRS-модема 7, а другий вихід мікроконтролера 6 приєднано до входу блока керування високовольтним комутаційним апаратом 8, вихід якого приєднано до приводу високовольтного комутаційного апарата 9, вихід високовольтного комутаційного апарата 9 1 UA 109095 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 приєднано до контуру заземлення 10, вхід високовольтного комутаційного апарату 9 приєднано до спеціального виводу нульової точки обмотки вищої напруги 12 трансформатора власних потреб 11. Пристрій працює таким чином. У нормальному режимі роботи за відсутності на фідерах замикань на землю, у вторинній обмотці виконаній за схемою "відкритий трикутник" вторинній обмотці вимірювального трансформатора 4, напруга нульової послідовності відсутня. Всі блоки пристрою для автоматичного визначення аварійного фідера і високовольтний комутаційний апарат 9 вимкнені. Спеціальний вивід нульової точки обмотки вищої напруги 12 трансформатора власних потреб 11 від'єднано від контуру заземлення. У разі замикання на землю на якомусь з фідерів у вторинній обмотці "розімкнений трикутник" вимірювального трансформатора 4 з'явиться напруга, рівна U=3 U0, де U0 - напруга нульової послідовності. Сигнал від напруги нульової послідовності U0 надходить через гальванічну розв'язку 5 до мікроконтролера 6. В свою чергу мікроконтролер 6 із затримкою часу дає керуючий сигнал на блок керування високовольтним комутаційним апаратом 8 на одноразове замикання високовольтного комутаційного апарату 9, в результаті чого високовольтний комутаційний апарат 9 замикає свої контакти, тим самим спеціальний вивід нульової точки обмотки вищої напруги 12 трансформатора власних потреб 11 з'єднується з контуром заземлення 10. Крім того, мікроконтролер 6 дає керуючий сигнал на GSM/GPRS-модем 7, який сповіщає диспетчера РРЕМ про замикання на землю. При цьому струм замикання на землю протікає по колу: обмотка ушкодженої фази силового трансформатора 1 - ушкоджена фаза системи трифазних збірних шин 2 - замкнений на землю провід одного з фідерів 3 - земля - контур заземлення підстанції 10 - спеціальний вивід нульової точки обмотки вищої напруги 12 трансформатора власних потреб 11 - обмотки неушкоджених фаз трансформатора власних потреб 11 - обмотки неушкоджених фаз силового трансформатора 1. При цьому пристрої захисту пошкодженого фідера сприймають однофазне замикання на землю як однофазне коротке замикання (к.з.) і за рахунок налагодженої селективності та витримки часу спрацьовують раніше, ніж захист системи трифазних збірних шин 2, і комутаційний апарат в голові пошкодженої лінії відключає фідер (за умови, що всі комірки фідерів забезпечені трансформаторами струму і захистом від к.з. у всіх трьох фазах). Оскільки пошкоджений фідер знеструмлюється, зникає напруга на вторинній обмотці "розімкнений трикутник" вимірювального трансформатора 4. Мікроконтролер 6 через гальванічну розв'язку 5 отримує сигнал про зникнення напруги на вторинній обмотці "розімкнений трикутник" вимірювального трансформатора 4 і в свою чергу дає керуючий сигнал на блок керування високовольтним комутаційним апаратом 8 на вимикання високовольтного комутаційного апарата 9. Високовольтний комутаційний апарат 9 вимикається і відключає спеціальний вивід нульової точки обмотки вищої напруги 12 трансформатора власних потреб 11 від контуру заземлення 10. Після цього пристрій АПВ знову включає пошкоджений фідер. Але тепер уже спеціальний вивід нульової точки обмотки вищої напруги 12 трансформатора власних потреб 11 від'єднано від контуру заземлення 10, фідер знову повертається в режим мережі з ізольованою нейтраллю, і, оскільки мікроконтролер 6 може видавати команду лише на одноразове замикання високовольтного комутаційного апарата 9, подальшого спрацювання захисту фідера не відбувається. Короткочасне автоматичне відключення пошкодженого фідера викликає спрацьовування вказівного реле (блінкер) або сигнальної лампи на підстанції, і таким чином, визначає пошкоджений фідер. Крім того, поки не буде усунуто пошкодження фідера, на вторинній обмотці вимірювального трансформатора 4 буде наводитися напруга, в результаті чого мікроконтролер 6 буде подавати на GSM/GPRS-модем 7 керуючий сигнал, який буде сповіщати диспетчера РРЕМ про наявність пошкодження. Для наступного спрацювання пристрою після усунення аварійного пошкодження диспетчер дає керуючий сигнал по GSM/GPRS-каналу на повернення програми контролера 6 у початковий стан. В запропонованому пристрої гальванічна розв'язка наприклад, може бути виконана на основі трансформатора напруги, мікроконтролер може бути фірми Atmel, високовольтний комутаційний апарат може бути виконаний на основі однополюсного вакуумного вимикача. Таким чином, за рахунок штучного короткочасного з'єднання нульової точки обмотки вищої напруги трансформатора власних потреб з контуром заземлення з'являється можливість усунути порушення режиму електропостачання в мережах з ізольованою нейтраллю та скоротити час і затрати праці на виявлення пошкодженої лінії. 2 UA 109095 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 Пристрій для автоматичного визначення аварійного фідера, що містить силовий трансформатор, контур заземлення, системи трифазних збірних шин, розподільні трифазні фідери, вимірювальний трансформатор напруги з обмотками, з'єднаними за схемою "зірка з нулем-зірка з нулем-розімкнутий трикутник", трансформатор власних потреб, причому силовий трансформатор підключений до системи трифазних збірних шин, до яких приєднані розподільні трифазні фідери, який відрізняється тим, що додатково введено гальванічну розв'язку, мікроконтролер, GSM/GPRS-модем, блок керування високовольтним комутаційним апаратом, високовольтний комутаційний апарат, вивід нульової точки обмотки вищої напруги трансформатора власних потреб, причому вхід гальванічної розв'язки приєднано до вторинної обмотки вимірювального трансформатора напруги, вихід гальванічної розв'язки приєднано до входу мікроконтролера, перший вихід мікроконтролера приєднано до GSM/GPRS-модема, а другий вихід мікроконтролера приєднано до входу блока керування високовольтним комутаційним апаратом, вихід якого приєднано до приводу високовольтного комутаційного апарата, вихід високовольтного комутаційного апарата приєднано до контуру заземлення, вхід високовольтного комутаційного апарата приєднано до виводу нульової точки обмотки вищої напруги трансформатора власних потреб. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3