RU168605U1

RU168605U1 - TRANSFORMER SUBSTATION

Info

Publication number: RU168605U1
Application number: RU2016124823U
Authority: RU
Inventors: Аскер Байсланович Шаззо; Роман Александрович Чернигин; Татьяна Петровна Колесникова; Игорь Игоревич Кравченко
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2017-02-13

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, объектам энергетики, ЛЭП, к устройствам для резервной релейной защиты ЛЭП и может быть использована при электроснабжении потребителей электроэнергии бытового, сельскохозяйственного и промышленного характера потребления.Для повышения надежности электроснабжения и уровня электробезопасности, а также повышения эффективности защиты в трансформаторной подстанции, содержащей фундамент, вертикальную опору для крепления проводов воздушных линий электропередачи, секции для размещения трансформатора, высоковольтное и низковольтное электрическое оборудование, заземляющее устройство, согласно полезной модели в средней секции установлено защитное устройство от перегрузки в линиях низкого напряжения, при этом в качестве защитного устройства использованы последовательно соединенные системы сигнализации и автоматического отключения при перегрузке ЛЭП, которые подключены к линии низкого напряжения в трансформаторной подстанции.The utility model relates to electrical engineering, energy facilities, power lines, to devices for backup relay protection of power lines and can be used to power consumers of electricity for domestic, agricultural and industrial consumption. To increase the reliability of power supply and the level of electrical safety, as well as increase the efficiency of protection in a transformer substation containing a foundation, a vertical support for attaching wires of overhead power lines, sections for transformers ator, high-voltage and low-voltage electrical equipment, grounding device, according to the utility model, a protective device against overload in the low voltage lines is installed in the middle section, while the signaling and automatic shut-off systems when overloading power lines, which are connected to the low line, are used as a protective device voltage in a transformer substation.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, объектам энергетики, ЛЭП, к устройствам для резервной релейной защиты ЛЭП.The utility model relates to electrical engineering, energy facilities, power lines, to devices for backup relay protection of power lines.

Известна система автоматического выключения ЛЭП при перегрузках (см. патент RU 2014705), содержащая измерительные трансформаторы тока и напряжения, первичные обмотки которых включены в цепь защищаемой линии и питающих ее шин, реле направления мощности с замыкающим контактом, токовая обмотка и обмотка напряжения которого подключены к вторичным обмоткам трансформаторов тока и напряжения соответственно, реле тока с замыкающим контактом, обмотка которого подключена к вторичной обмотке трансформатора тока, источник оперативного питания, реле времени с замыкающим контактом, выходное реле с замыкающим контактом.A known system for automatically shutting down power lines during overloads (see patent RU 2014705), comprising measuring current and voltage transformers, the primary windings of which are included in the circuit of the protected line and the busbars supplying it, a power direction relay with a closing contact, the current winding and voltage winding of which are connected to the secondary windings of current and voltage transformers, respectively, a current relay with a make contact, the winding of which is connected to the secondary winding of the current transformer, an operational power supply, a relay Belt with a normally open contact, relay output with NO contact.

Известна система сигнализации при перегрузках (см. патент RU 2097895), состоящая из чувствительного элемента и узла сигнализации, в который входят фильтр, блок переключения диапазонов, первый компаратор с задатчиком опорного напряжения, сигнализатор и выходной блок запрещающего сигнала, выход которого является выходом узла сигнализации устройства, где чувствительный элемент установлен в узле индикации электрического поля, который содержит блок согласования и блок узкополосной фильтрации и усиления, а фильтр выполнен сглаживающим.A known alarm system for overloads (see patent RU 2097895), consisting of a sensitive element and an alarm unit, which includes a filter, a range switching unit, a first comparator with a reference voltage adjuster, a signaling device and an inhibit signal output unit, the output of which is an output of the signaling unit devices where the sensing element is installed in the electric field indication unit, which contains a matching unit and a narrow-band filtering and amplification unit, and the filter is made smoothing.

Наиболее близким является трансформаторная подстанция типа «Башня» (см. патент RU 2420846), содержащая фундамент, вертикальную опору для крепления проводов воздушных линий электропередачи, секции для размещения трансформатора, высоковольтное и низковольтное электрическое оборудование, заземляющее устройство, в средней секции установлено защитное устройство от перегрузки в линиях высокого и низкого напряжений.The closest is a tower-type transformer substation (see patent RU 2420846), containing a foundation, a vertical support for attaching overhead power lines, sections for transformer placement, high-voltage and low-voltage electrical equipment, a grounding device, and a protective device against overload in high and low voltage lines.

Недостаток прототипа: невысокая надежность, что не позволяет обеспечить полноценной защитой, время устранения перегрузки, стоимость всего устройства.The disadvantage of the prototype: low reliability, which does not allow to provide complete protection, time to eliminate overload, the cost of the entire device.

Техническим результатом является повышение надежности электроснабжения и уровня электробезопасности, а также повышения эффективности защиты.The technical result is to increase the reliability of power supply and the level of electrical safety, as well as increase the efficiency of protection.

Технический результат достигается тем, что в трансформаторной подстанции, содержащей фундамент, вертикальную опору для крепления проводов воздушных линий электропередачи, секции для размещения трансформатора, высоковольтное и низковольтное электрическое оборудование, заземляющее устройство, согласно полезной модели в средней секции установлено защитное устройство от перегрузки в линиях низкого напряжения, при этом в качестве защитного устройства использованы последовательно соединенные системы сигнализации и автоматического отключения при перегрузке ЛЭП, которые подключены к линии низкого напряжения в трансформаторной подстанции, при этом система сигнализации выполнена из чувствительного элемента и узла сигнализации, в который входят фильтр, блок переключения диапазонов, первый компаратор с задатчиком опорного напряжения, сигнализатор и выходной блок запрещающего сигнала, выход которого является выходом узла сигнализации устройства, при этом чувствительный элемент установлен в узле индикации электрического поля, который содержит блок согласования и блок узкополосной фильтрации и усиления, а фильтр выполнен сглаживающим, а система автоматического отключения выполнена из измерительного трансформатора тока и напряжения, первичные обмотки которых включены в цепь защищаемой линии и питающих ее шин, реле направления мощности с замыкающим контактом, токовая обмотка и обмотка напряжения которого подключены к вторичным обмоткам трансформаторов тока и напряжения соответственно, реле тока с замыкающим контактом, обмотка которого подключена к вторичной обмотке трансформатора тока, источник оперативного питания, реле времени с замыкающим контактом и выходное реле с замыкающим контактом.The technical result is achieved by the fact that in a transformer substation containing a foundation, a vertical support for fastening the wires of overhead power lines, sections for transformer placement, high-voltage and low-voltage electrical equipment, a grounding device, according to a utility model, a protective device against overload in low lines is installed in the middle section voltage, while as a protective device used in series connected alarm systems and automatic overloading of power lines, which are connected to a low voltage line in a transformer substation, while the alarm system is made of a sensitive element and an alarm unit, which includes a filter, a range switching unit, a first comparator with a reference voltage adjuster, a signaling device and a blocking signal output unit, the output of which is the output of the device’s signaling unit, while the sensitive element is installed in the electric field indication unit, which contains the matching unit and the unit narrow-band filtering and amplification, and the filter is smoothing, and the automatic shutdown system is made of a current and voltage measuring transformer, the primary windings of which are included in the circuit of the protected line and its supply bus, the power direction relay with a closing contact, the current winding and voltage winding of which are connected to the secondary windings of current and voltage transformers, respectively, a current relay with a make contact, the winding of which is connected to the secondary winding of the current transformer, an op source a power supply, a time relay with a make contact and an output relay with a make contact.

Обоснование критериев охраноспособности полезной моделиJustification of the eligibility criteria of a utility model

Новизна обусловлена тем, что предлагаемая совокупность существенных признаков не известна из сведений об уровне техники, а именно: установка в средней секции защитного устройства от перегрузки в линиях низкого напряжения, при этом в качестве защитного устройства использованы последовательно соединенные системы сигнализации и автоматического отключения при перегрузке ЛЭП, которые подключены к линии низкого напряжения в трансформаторной подстанции, у трансформаторной подстанции, содержащей фундамент, вертикальную опору для крепления проводов воздушных линий электропередачи, секции для размещения трансформатора, высоковольтное и низковольтное электрическое оборудование, заземляющее устройство.The novelty is due to the fact that the proposed set of essential features is not known from the information on the prior art, namely: the installation in the middle section of a protective device against overload in low voltage lines, while the signaling and automatic shutdown systems during power line overload are used as a protective device which are connected to the low voltage line in the transformer substation, at the transformer substation containing the foundation, a vertical support for fastening wire overhead line section to accommodate the transformer, high-voltage and low-voltage electrical equipment grounding device.

Промышленная применимость подтверждается возможностью применения в распределительных электрических сетях при электроснабжении объектов промышленности и сельского хозяйства.Industrial applicability is confirmed by the possibility of use in distribution electric networks for power supply of industrial and agricultural facilities.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фигуре 1 изображена блок-схема трансформаторной подстанции.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, where figure 1 shows a block diagram of a transformer substation.

Трансформаторная подстанция 1 содержит крепления для проводов, воздушные линии электропередач, секции для размещения трансформатора, заземляющее устройство (на чертеже не показаны), а также последовательно соединенные система сигнализации 2 и система автоматического отключения 3. Система сигнализации 2 состоит из узла 4 индикации электрического поля и узла 5 сигнализации. Узел 4 индикации электрического поля содержит чувствительный элемент 6, подключенный к входу первого блока 7 согласования, выходы которого соединены с соответствующими входами блока 8 узкополосной фильтрации и усиления. Выход блока 8 подключен к первому входу сумматора 9 и входу блока 10 оперативного контроля, выход которого соединен с вторым входом сумматора 9. Выход сумматора 9, являющийся выходом узла 4 индикации электрического поля, подключен к входу узла 5 сигнализации. Узел 5 сигнализации содержит сглаживающий фильтр 11, вход которого является входом узла 5 сигнализации. Выход сглаживающего фильтра 11 соединен с входом второго блока 12 согласования и с информационным входом первого компаратора 13, на опорный вход которого подается опорное напряжение от задатчика 14 опорного напряжения. Первый, третий выходы второго блока 12 согласования соединены с информационными входами соответственно второго и четвертого компараторов 15 и 16. Выход компаратора 16 подключен к входу сигнализатора 17. Выходы третьего и первого компараторов 18 и 13 соединены соответственно с первым и вторым входами выходного блока 19, выход которого является выходом узла 5 сигнализации. Выход компаратора 15 соединен с входом блока 20 переключения диапазонов. Выход сумматора 9 в узле 4 и вход сглаживающего фильтра 11 в узле 5 подключены соответственно через первый резистор 21 к шине нулевого потенциала и через второй резистор 22 к шине питания постоянного напряжения.Transformer substation 1 contains fasteners for wires, overhead power lines, sections for placing a transformer, a grounding device (not shown in the drawing), as well as a series-connected alarm system 2 and an automatic shutdown system 3. The alarm system 2 consists of an electric field indication unit 4 and node 5 alarm. The electric field indicating unit 4 comprises a sensing element 6 connected to the input of the first matching unit 7, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the narrow-band filtering and amplification unit 8. The output of unit 8 is connected to the first input of the adder 9 and the input of the operational control unit 10, the output of which is connected to the second input of the adder 9. The output of the adder 9, which is the output of the electric field indication unit 4, is connected to the input of the signaling unit 5. The signaling unit 5 contains a smoothing filter 11, the input of which is the input of the signaling unit 5. The output of the smoothing filter 11 is connected to the input of the second matching unit 12 and to the information input of the first comparator 13, to the reference input of which a reference voltage is supplied from the reference voltage setter 14. The first, third outputs of the second matching unit 12 are connected to the information inputs of the second and fourth comparators 15 and 16. The output of the comparator 16 is connected to the input of the signaling device 17. The outputs of the third and first comparators 18 and 13 are connected respectively to the first and second inputs of the output unit 19, the output which is the output of the signaling unit 5. The output of the comparator 15 is connected to the input of the range switching unit 20. The output of the adder 9 in the node 4 and the input of the smoothing filter 11 in the node 5 are connected respectively through the first resistor 21 to the zero potential bus and through the second resistor 22 to the DC power bus.

Система автоматического отключения 3 содержит измерительные трансформаторы 23 тока, трансформаторы 24 напряжения, реле 25 направления мощности, реле 26 тока, реле 27 тока обратной последовательности.The automatic shutdown system 3 comprises measuring current transformers 23, voltage transformers 24, power direction relay 25, current relay 26, reverse sequence current relay 27.

Защищающая линия 28 подключена через выключатель 29 к шинам 30 опорной подстанции с трансформаторами 31 и 32 ответвлений на ней, с другой стороны линия 28 подключена секционным выключателем 33 с устройством АВР 34 при питании его от трансформаторов 32 и 35, при этом трансформатор 35 подключен к примыкающей линии 36 с трансформатором 37 ответвления, включенной через выключатель 38 к шинам противоположной опорной подстанции 39.The protective line 28 is connected through a switch 29 to the buses 30 of the supporting substation with transformers 31 and 32 branches on it, on the other hand, line 28 is connected by a sectional switch 33 with an ABP 34 device when it is powered by transformers 32 and 35, while the transformer 35 is connected to the adjacent line 36 with a branch transformer 37 connected through a switch 38 to the tires of the opposite reference substation 39.

Система автоматического выключения работает следующим образом.The automatic shutdown system operates as follows.

В нормальном режиме выключатель 33 отключен, и ЛЭП 28 и 36 питаются через выключатели 29 и 38 от своих опорных подстанций посредством шин 30 и 39 с обеспечением резервирования защит трансформаторов 31 и 32 ответвлений с одной стороны и трансформаторов 37 и 35 ответвлений с другой стороны своими резервными защитами. Ток линии 28 через трансформатор 23 тока поступает на реле 25 направления мощности, которое срабатывает при направлении тока от шин в линию по отношению к напряжению трансформатора 24 напряжения, реле 27 тока обратной последовательности срабатывает при уставке чувствительности к несимметричным КЗ за трансформаторами 31, 32, 35 или 37 ответвлений, а реле 26 тока настроено на уставку чувствительности к трехфазным КЗ на указанных ответвлениях, при этом отстроено от нагрузки линий 28 и 36 в тупиковом режиме их работы. В указанном режиме обеспечиваются оптимальные условия работы ЛЭП без лишних потерь на ней из-за отсутствия дополнительного перетока и сохраняется необходимая чувствительность для резервирования защит трансформаторов ответвлений.In normal mode, switch 33 is turned off, and power lines 28 and 36 are fed through switches 29 and 38 from their support substations via buses 30 and 39, providing redundant protection for transformers 31 and 32 of the branches on the one hand and transformers 37 and 35 of the branches on the other for their backup protections. The current of line 28 through the current transformer 23 is supplied to the power direction relay 25, which is triggered when the current from the tires is connected to the line with respect to the voltage of the voltage transformer 24, the reverse sequence current relay 27 is triggered when the sensitivity to asymmetrical short-circuit is set behind the transformers 31, 32, 35 or 37 branches, and the current relay 26 is configured to set the sensitivity to three-phase faults on the indicated branches, while being disconnected from the load of lines 28 and 36 in the dead-end mode of their operation. In this mode, the optimal working conditions of the power transmission line are provided without unnecessary losses on it due to the absence of additional overflow and the necessary sensitivity is maintained for redundant protection of branch transformers.

При нарушении двустороннего питания подстанции с секционным выключателем 33 по причине отключения трансформатора 35, выключателя 38 или обесточения шин подстанции 39 срабатывает устройство АВР 34 с действием на выключение выключателя 33 для взаимного резервирования. При отключении выключателя 38 действием АВР обеспечивается взаимное питание трансформаторов 35 и 37 в аналогичных условиях использования резервной защиты выключателя 29. При включенном выключателе 38, кроме резервирования указанных ответвлений, обеспечивается резервное питание подстанции 39 с сохранением резервирования защит трансформаторов при суммарной нагрузке меньше уставки реле тока.If the two-way power supply of the substation with the sectional switch 33 is violated due to the shutdown of the transformer 35, the circuit breaker 38 or the bus voltage of the substation 39, the ABP 34 device is activated with the action of turning off the switch 33 for mutual redundancy. When the circuit breaker 38 is turned off, the ATS provides mutual power supply to transformers 35 and 37 under similar conditions of using the backup protection of circuit breaker 29. When the circuit breaker 38 is turned on, in addition to redundantly indicated branches, backup power is provided to substation 39 while maintaining the redundancy of transformer protections at total load less than the current relay setting.

При возникновении симметричной перегрузки защита автоматически блокируется. Указанное свойство защиты обеспечивает ей необходимую чувствительность при нормальных режимах работы ЛЭП с нагрузкой меньше ее уставки по току и предотвращает ложное срабатывание чувствительной защиты в режимах перегрузки ЛЭП для обеспечения надежности питания сети и подключенных к ней трансформаторов при оптимальном нормальном режиме с минимальными потерями на защищаемой ЛЭП.When a symmetrical overload occurs, the protection is automatically blocked. The specified property of protection provides it with the necessary sensitivity under normal operating conditions of power lines with a load less than its current setting and prevents false triggering of sensitive protection in power line overload modes to ensure the reliability of power supply to the network and the transformers connected to it under optimal normal mode with minimal losses on the protected power line.

Claims

1. A transformer substation containing a foundation, a vertical support for attaching wires of overhead power lines, sections for transformer placement, high-voltage and low-voltage electrical equipment, a grounding device, characterized in that a protective device against overload in low-voltage lines is installed in the middle section, as a protective device used in series connected alarm systems and automatic shutdown when overloaded power lines, which are connected to a low voltage line in a transformer substation.

2. The transformer substation according to claim 1, characterized in that the alarm system is made of a sensitive element and an alarm unit, which includes a filter, a range switching unit, a first comparator with a reference voltage adjuster, a signaling device and an inhibit signal output unit, the output of which is an output the device’s signaling unit, the sensitive element being installed in the electric field indication unit, which contains a matching unit and a narrow-band filtering and amplification unit, and the filter is made with lazhivayuschim.

3. The transformer substation according to claim 1, characterized in that the automatic shutdown system is made of a current and voltage measuring transformer, the primary windings of which are included in the circuit of the protected line and the busbars supplying it, the power direction relay with a make contact, the current winding and voltage winding of which connected to the secondary windings of current and voltage transformers, respectively, a current relay with a make contact, the winding of which is connected to the secondary winding of the current transformer, an operational source power supply, time relay with make contact and output relay with make contact.