RU2550810C2

RU2550810C2 - High-voltage switchgear and control gear

Info

Publication number: RU2550810C2
Application number: RU2013137906/07A
Authority: RU
Inventors: Борис Юрьевич Шолохович
Original assignee: Борис Юрьевич Шолохович
Priority date: 2013-08-13
Filing date: 2013-08-13
Publication date: 2015-05-20
Also published as: RU2013137906A

Abstract

FIELD: electricity.SUBSTANCE: invention is related to electric engineering, to devices supplying and distributing electric power with the rated voltage of 6 or 10 kV of the industrial frequency of 50 or 60 Hz. A high-voltage switchgear and control gear (SWCG) is designed so that it may be used as a separate switchgear and maintained at one or two sides; it comprises two high-voltage vacuum or thyristor contactors (VC) with their potential remote control by switching on/off and the microprocessor protection and protection of the main circuits bus bars in the form of an arc barrier and relief valves. It has two high-voltage inputs: one from the network of 10(6) kV, the other from a high-voltage frequency converter or high-voltage soft starter (SS), and one outgoing circuit - to a high-voltage electric motor. At that electric input circuits from the network of 10(6) kV, input from FC or SS and outgoing circuit are equipped with a disconnect switch with visual break and earthing device each. Between VCs there is an electrical and/or mechanical interlocking device intended to prevent their simultaneous switching on and VCs in the input circuit from FC or SS are made so that they may be controlled by their switching on/off by FC or SS automatic equipment directly bypassing automatic equipment of SWCG.EFFECT: reduced number of switchgear and control gears up to one set required to receive electric energy from two sources with different electrical performance and identical power in regard to the current rate for its further transmission to one consumer.9 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к области электроэнергетики и электротехники, а именно к устройствам для подвода и распределения электрической энергии номинальным напряжением 6 или 10 кВ промышленной частоты 50 или 60 Гц. Вместе с тем, изобретение относится к устройствам высоковольтной автоматики и служит для коммутации электропитания высоковольтных электрических машин, например, высоковольтных синхронных и асинхронных электродвигателей, рассчитанных на номинальное напряжение 6 или 10 кВ. Коммутацию электропитания осуществляют путем управляемого включения/отключения двух высоковольтных вакуумных или тиристорных контакторов, размещенных внутри одного отдельного корпуса комплектного распределительного устройства. При этом управление включением/отключением осуществляют как дистанционно, при помощи автоматизированной системы управления технологическими процессами или автоматики высоковольтных преобразователей частоты и устройств плавного пуска, так и вручную, при помощи органов местного управления. Один из контакторов обеспечивает подачу электрической энергии напряжением до 6 или 10 кВ от высоковольтного устройства плавного пуска или высоковольтного преобразователя частоты, а второй - от электрической сети номинальным напряжением 6 или 10 кВ. Изобретение может быть использовано как в виде самостоятельного изделия, так и в составе распределительных устройств с рабочим напряжением от 6 до 10 кВ.The invention relates to the field of electric power and electrical engineering, and in particular to devices for supplying and distributing electric energy with a rated voltage of 6 or 10 kV, industrial frequency of 50 or 60 Hz. At the same time, the invention relates to high-voltage automation devices and serves for switching power supply to high-voltage electric machines, for example, high-voltage synchronous and asynchronous electric motors, designed for a rated voltage of 6 or 10 kV. Switching the power supply is carried out by controlled on / off of two high-voltage vacuum or thyristor contactors located inside one separate enclosure of the complete switchgear. At the same time, on / off control is carried out both remotely, using an automated process control system or automation of high-voltage frequency converters and soft starters, or manually, using local authorities. One of the contactors supplies electric energy with voltage up to 6 or 10 kV from a high-voltage soft starter or high-voltage frequency converter, and the second from an electric network with a rated voltage of 6 or 10 kV. The invention can be used both as an independent product and as part of switchgears with an operating voltage of 6 to 10 kV.

В нижеприведенном описании присутствует ряд аббревиатур, сокращений и понятий, имеющих следующие смысловые значения:In the description below, there are a number of abbreviations, abbreviations and concepts having the following semantic meanings:

КРУ - комплектное распределительное устройство 6 или 10 кВ, причем под КРУ понимают высоковольтное комплектное распределительноеSwitchgear - switchgear 6 or 10 kV, and switchgear is understood as high-voltage switchgear

устройство одностороннего или двухстороннего обслуживания, выполненное в отдельном корпусе или силовой ячейке (панели или шкафе) с габаритными размерами не более Ш×Г×В, мм: 1000×1400×2200, и состоящее из отсеков.one-way or two-way service device, made in a separate case or power cell (panel or cabinet) with overall dimensions of not more than W × D × H, mm: 1000 × 1400 × 2200, and consisting of compartments.

РУ, РУ - 10(6) кВ - распределительные устройства с рабочим напряжением 6 или 10 кВ (максимальное напряжение 12 кВ), состоящие из ряда соединенных вместе КРУ (панелей или шкафов), имеющих различный состав, конфигурацию и назначение, например на схеме РУ могут быть следующие обозначения КРУ: «Ввод», «СВ» (секционный выключатель), или «СР» (секционный разъединитель), «Отходящая линия», «ТН» (трансформатор напряжения), «ТСН» (трансформатор собственных нужд), «Силовой трансформатор», «ШСН» (шкаф собственных нужд), «Эл. двигатель», др.Switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgear switchgears the following designations of switchgear can be: “Input”, “CB” (section switch), or “SR” (section disconnector), “Outgoing line”, “VT” (voltage transformer), “TSN” (auxiliary transformer), “ Power transformer ”,“ ShSN ”(auxiliary cabinet),“ El. engine ”, etc.

ВК - высоковольтный контактор, вакуумный или тиристорный, стационарного или выкатного типа. Причем вакуумный контактор может быть выполнен с электромагнитным и пружинно-моторным приводами или с электромагнитным приводом и электромеханической защелкой. ВК является для настоящего КРУ одним из двух высоковольтных коммутационных аппаратов его главных цепей, имеющим электрическое управление и отличающимся от других известных коммутационных аппаратов, например, высоковольтных вакуумных выключателей, значительно большим числом механических (до 1000000) и электрических (до 250000) коммутационных циклов (включение/отключение), более высоким быстродействием, а также значительно большим разрешенным числом коммутационных циклов в один час (до 600).VK - high-voltage contactor, vacuum or thyristor, stationary or withdrawable type. Moreover, the vacuum contactor can be made with electromagnetic and spring-motor drives or with an electromagnetic drive and an electromechanical latch. VK for this switchgear is one of two high-voltage switching devices of its main circuits, which is electrically controlled and differs from other known switching devices, for example, high-voltage vacuum circuit breakers, a significantly larger number of mechanical (up to 1,000,000) and electrical (up to 250,000) switching cycles (switching on on / off), higher speed, as well as a significantly larger allowed number of switching cycles per hour (up to 600).

Блокировка - совокупность методов и средств, обеспечивающих фиксацию рабочих частей (элементов) аппарата, машины или схемы (электрической) в определенном состоянии, которое сохраняется независимо от того, устранено или нет блокирующее воздействие. Блокировка повышает безопасность обслуживания и надежность работы оборудования, обеспечивает требуемую последовательность включения механизмов и элементов устройств, а также ограничение перемещений механизмов в пределах рабочей зоны. Механическая блокировка осуществляется при помощи тросового или рычажного механизма, механически связанного с приводными валами главных высоковольтных контактов ВК.Blocking - a set of methods and means that fix the working parts (elements) of an apparatus, machine or circuit (electrical) in a certain state, which is maintained regardless of whether or not the blocking effect is eliminated. Blocking increases the safety of maintenance and the reliability of the equipment, provides the required sequence of switching mechanisms and device elements, as well as limiting the movements of mechanisms within the working area. Mechanical locking is carried out using a cable or lever mechanism mechanically connected to the drive shafts of the main high-voltage contacts of the VK.

РЗиА (релейная защита и автоматика) - комплекс автоматических устройств, предназначенных для быстрого (при повреждениях) выявления и отделения от электроэнергетической системы поврежденных элементов этой электроэнергетической системы в аварийных ситуациях с целью обеспечения нормальной работы всей системы. Действия средств релейной защиты организованы по принципу непрерывной оценки технического состояния отдельных контролируемых элементов электроэнергетических систем. Релейная защита (РЗ) осуществляет непрерывный контроль состояния всех элементов электроэнергетической системы и реагирует на возникновение повреждений и ненормальных режимов. При возникновении повреждений РЗ должна выявить поврежденный участок и отключить его от ЭЭС, воздействуя на специальные силовые выключатели (коммутационные аппараты), предназначенные для размыкания токов повреждения (короткого замыкания). Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная работа энергосистем. Современные устройства защиты РЗиА могут строиться на схеме, включающей в себя программируемый (микро-) контроллер.RZiA (relay protection and automation) - a complex of automatic devices designed to quickly (in case of damage) to identify and separate from the electric power system the damaged elements of this electric power system in emergency situations in order to ensure the normal operation of the entire system. Actions of relay protection are organized on the principle of continuous assessment of the technical condition of individual monitored elements of electric power systems. Relay protection (RE) carries out continuous monitoring of the state of all elements of the electric power system and responds to the occurrence of damage and abnormal conditions. If damage occurs, the relay must identify the damaged area and disconnect it from the EPS, acting on special power switches (switching devices) designed to open the fault currents (short circuit). Relay protection is the main type of electrical automation, without which normal operation of power systems is impossible. Modern protection devices for protection and automation systems can be built on a circuit that includes a programmable (micro) controller.

УПП - высоковольтное устройство плавного пуска номинальным напряжением 6 кВ или 10 кВ, предназначенное для плавного разгона и торможения электрических двигателей путем плавного регулирования выходного напряжения.SCP - a high-voltage soft starter with a rated voltage of 6 kV or 10 kV, designed for smooth acceleration and braking of electric motors by continuously regulating the output voltage.

ПЧ - высоковольтный преобразователь частоты, в том числе реализованный по двухтрансформаторной схеме, с номинальным напряжением 6 кВ или 10 кВ, предназначенный для плавного регулирования скорости вращения электрических двигателей путем создания на выходе электрического напряжения заданной частоты.IF is a high-voltage frequency converter, including one implemented according to a two-transformer circuit, with a rated voltage of 6 kV or 10 kV, designed to continuously control the speed of rotation of electric motors by creating an output voltage of a given frequency.

Коммутация электропитания - автоматическое, при помощи автоматики ПЧ или УПП или системы АСУТП или ручное при помощи органов местного управления переключение электрических соединений в КРУ, имеющих назначение: ввод от электрической сети 6 кВ или 10 кВ, а также ввод от УПП или ПЧ, с последующей выдачей электрической энергии в отходящую линию к электрической машине.Switching the power supply - automatic, with the help of automatic control of the inverter or soft starter or the control system, or manual with the help of local authorities switching the electrical connections to the switchgear having the purpose of: input from the electric network 6 kV or 10 kV, as well as input from the soft starter or frequency converter, followed by by issuing electrical energy to an outgoing line to an electric machine.

АСКУЭ - автоматическая система контроля и учета электроэнергии.ASKUE - an automatic system for monitoring and accounting for electricity.

АСУТП - в нашем случае автоматизированная система управления технологическими процессами, обеспечивающая автоматизированный сбор данных от устройств, участвующих в технологических процессах промышленных предприятий, и обработку информации и имеющая функцию дистанционного управления автоматикой КРУ.Automated process control system - in our case, an automated process control system that provides automated data collection from devices involved in the technological processes of industrial enterprises, and information processing and has the function of remote control of switchgear automation.

ПУЭ - «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ), седьмое издание. Утверждено Министерством энергетики Российской Федерации, приказ от 8 июля 2002 г. № 204.PUE - “Electrical Installation Rules” (PUE), seventh edition. Approved by the Ministry of Energy of the Russian Federation, order of July 8, 2002 No. 204.

ПУЭ обязательны для всех организаций независимо от форм собственности и организационно-правовых форм, а также для физических лиц, занятых предпринимательской деятельностью без образования юридического лица.PUE are mandatory for all organizations, regardless of ownership and legal forms, as well as for individuals engaged in entrepreneurial activities without forming a legal entity.

Известно комплектное распределительное устройство по патенту РФ №2080722 с приоритетом от 27.09.1993 г. Это КРУ относится к устройствам низкого напряжения до 1 кВ. Это комплектное распределительное устройство содержит отсек с главными шинами, кабельные отсеки, шины питания и отсеки с выдвижными выключателями. Кроме того, оно выполнено в виде набора силовых ячеек, каждая из которых имеет отсек выдвижного выключателя с ручным приводом, кабельный отсек, цепи индивидуальной сигнализации положения выключателя и малогабаритный шинный отсек. Шины этого КРУ, отходящие от нижних выводов выключателя к нагрузке, направлены в кабельный отсек между шинами питания, расположенными в малогабаритном шинном отсеке. При этом устройство снабжено отсеком, в котором размещена сборка зажимов шинок сигнализации, на каждом выдвижном выключателе установлена одна часть штепсельного разъема, ответная часть которого присоединена индивидуальным жгутом проводов непосредственно к сборке зажимов шинок сигнализации и также непосредственно к элементам схемы индивидуальной сигнализации положения выдвижного выключателя, размещенным на двери соответствующей ячейки. Применительно к коммутации электропитания высоковольтных электрических машин, например, синхронных и асинхронных электродвигателей номинальным напряжением 10 кВ и 6 кВ это КРУ не может обеспечить подачу электрической энергии либо от УПП или ПЧ, либо от электрической сети номинальным напряжением 6 или 10 кВ.Known switchgear according to the patent of the Russian Federation No. 2080722 with priority from 09/27/1993, This switchgear applies to low voltage devices up to 1 kV. This complete switchgear contains a compartment with main buses, cable compartments, power buses and compartments with withdrawable circuit breakers. In addition, it is made in the form of a set of power cells, each of which has a sliding drawer compartment with a manual drive, a cable compartment, individual circuit breaker position signaling circuits and a compact bus compartment. The tires of this switchgear, extending from the lower terminals of the switch to the load, are directed into the cable compartment between the power buses located in the small bus compartment. At the same time, the device is equipped with a compartment in which the assembly of the alarm bus clamps is located, on each withdrawable circuit breaker there is one part of the plug connector, the mating part of which is connected by an individual wiring harness directly to the alarm bus terminal assembly and also directly to the elements of the individual signal circuit of the sliding switch on the door of the corresponding cell. With regard to switching power supply of high-voltage electric machines, for example, synchronous and asynchronous electric motors with a rated voltage of 10 kV and 6 kV, this switchgear cannot provide electric power either from a soft starter or an inverter, or from an electric network with a rated voltage of 6 or 10 kV.

Известно также комплектное распределительное устройство по патенту РФ №2107370 с приоритетом от 10.01.1994 г. Это КРУ, также как и вышеописанное, относится к устройствам низкого напряжения до 1 кВ. Оно выполнено в виде шкафа, содержащего отсек со сборными шинами, отсек со сборкой зажимов шинок сигнализации, силовые ячейки, каждая из которых имеет дверь, отсек с шинами питания, отсек выдвижного выключателя с ручным приводом и схему индивидуальной сигнализации положения выдвижного выключателя и силовые кабели. Силовые ячейки этого КРУ размещены с двух сторон шкафа, при этом шины питания, расположенные в малогабаритном шинном отсеке, выполнены общими для установленных друг напротив друга выключателей. А силовые кабели проложены в отсеках с выключателями, причем все элементы схемы индивидуальной сигнализации положения выключателя размещены на двери соответствующей ячейки. В этом КРУ цепи сигнализации каждого выключателя соединены с внешними цепями с помощью штепсельного разъема, одна часть которого установлена на выключателе, а вторая, ответная часть этого разъема, присоединена индивидуальным жгутом проводов непосредственно к сборке зажимов шинок сигнализации, а также непосредственно к элементам схемы индивидуальной сигнализации положения выключателя. Применительно к коммутации электропитания высоковольтных электрических машин, например, синхронных и асинхронных электродвигателей номинальным напряжением 10 кВ и 6 кВ это КРУ не может обеспечить подачу электрической энергии либо от УПП или ПЧ, либо от электрической сети номинальным напряжением 6 или 10 кВ.A complete switchgear according to the patent of the Russian Federation No. 2107370 with a priority of January 10, 1994 is also known. This switchgear, as well as the above, applies to low voltage devices up to 1 kV. It is made in the form of a cabinet containing a compartment with busbars, a compartment with an assembly of clamps for alarm busbars, power cells, each of which has a door, a compartment with power buses, a drawer compartment with a manual drive and an individual signal circuit for the position of the withdrawable circuit breaker and power cables. The power cells of this switchgear are located on both sides of the cabinet, while the power buses located in the small bus compartment are made common for the switches installed opposite each other. And power cables are laid in compartments with switches, and all the elements of the individual signaling circuit breaker position are located on the door of the corresponding cell. In this switchgear, the signal circuits of each switch are connected to external circuits using a plug connector, one part of which is installed on the switch, and the second, reciprocal part of this connector, is connected by an individual wiring harness directly to the terminal assembly of the signal bus bars, as well as directly to the individual signal circuit elements switch position. With regard to switching power supply of high-voltage electric machines, for example, synchronous and asynchronous electric motors with a rated voltage of 10 kV and 6 kV, this switchgear cannot provide electric power either from a soft starter or an inverter, or from an electric network with a rated voltage of 6 or 10 kV.

Известен шкаф комплектного распределительного устройства, по авторскому свидетельству СССР №1023477 с приоритетом от 12.12.1980 г. Это изобретение описывает только конструкцию шкафа и не описывает устройство и назначение изделия в целом. Применительно к коммутации электропитания высоковольтных электрических машин, например, синхронных и асинхронных электродвигателей номинальным напряжением 10 кВ и 6 кВ, это КРУ не может обеспечить подачу электрической энергии либо от УПП или ПЧ, либо от электрической сети номинальным напряжением 6 или 10 кВ.Known cabinet complete switchgear, according to the author's certificate of the USSR No. 1023477 with a priority of 12/12/1980, This invention describes only the design of the cabinet and does not describe the device and the purpose of the product as a whole. With regard to switching power supply of high-voltage electric machines, for example, synchronous and asynchronous electric motors with a rated voltage of 10 kV and 6 kV, this switchgear cannot provide electric power either from a soft starter or an inverter, or from an electric network with a rated voltage of 6 or 10 kV.

Известно комплектное распределительное устройство по авторским свидетельствам №1615832 и №1615833 с приоритетом от 26.05.1986 г. Так же, как и в предыдущем аналоге, настоящее изобретение описывает только конструкцию сборных шин и характерные принципы построения КРУ. Однако допускает изготовление КРУ, как одностороннего, так и двухстороннего обслуживания. Этому аналогу присущи те же недостатки, что и предыдущему. А именно: не дано описание устройства и назначения КРУ. Применительно к коммутации электропитания высоковольтных электрических машин, например, синхронных и асинхронных электродвигателей номинальным напряжением 10 кВ и 6 кВ это КРУ не может обеспечить подачу электрической энергии с различающимися параметрами от двух различных по характеристикам источников, например, от УПП или ПЧ, либо от электрической сети номинальным напряжением 6 или 10 кВ.Known switchgear according to copyright certificates No. 1615832 and No. 1615833 with a priority of 05/26/1986. As in the previous analogue, the present invention describes only the design of busbars and the characteristic principles of building switchgear. However, it allows the manufacture of switchgear, both unilateral and bilateral service. This analogue has the same disadvantages as the previous one. Namely: the device and purpose of the switchgear are not described. With regard to switching power supply of high-voltage electric machines, for example, synchronous and asynchronous electric motors with a rated voltage of 10 kV and 6 kV, this switchgear cannot provide electrical energy with different parameters from two different sources of characteristics, for example, from soft starter or frequency converter, or from the electric network rated voltage of 6 or 10 kV.

Известно комплектное распределительное устройство по патенту №2123748 с приоритетом от 30.09.1994 г. Это КРУ является развитием предшествующих изобретений, то есть изобретений по авторским свидетельствам СССР №№1615832 и 1615833. В них дано описание нового расположения шин и коммутационных аппаратов. Этому аналогу присущи те же недостатки, что и предыдущему, а именно: отсутствует описание назначения и устройства КРУ. Применительно к коммутации электропитания высоковольтных электрических машин, например, синхронных и асинхронных электродвигателей номинальным напряжением 10 кВ и 6 кВ это КРУ не может обеспечить подачу электрической энергии с различающимися параметрами от двух различных по характеристикам источников, например, от УПП или ПЧ, либо от электрической сети номинальным напряжением 6 или 10 кВ.Known switchgear according to patent No. 2123748 with a priority of September 30, 1994. This switchgear is a development of previous inventions, that is, inventions according to copyright certificates of the USSR No. 1615832 and 1615833. They describe the new arrangement of buses and switching devices. This analogue has the same disadvantages as the previous one, namely: there is no description of the purpose and device of the switchgear. With regard to switching power supply of high-voltage electric machines, for example, synchronous and asynchronous electric motors with a rated voltage of 10 kV and 6 kV, this switchgear cannot provide electrical energy with different parameters from two different sources of characteristics, for example, from soft starter or frequency converter, or from the electric network rated voltage of 6 or 10 kV.

Известно комплектное распределительное устройство по патенту РФ №2189680 с приоритетом от 29.11.2000 г. Это комплектное распределительное устройство выполнено в виде нескольких сопряженных панелей со сборными шинами, соединенными между собой. В качестве коммутационных аппаратов применены автоматические выключатели с малым, по сравнению с ВВК, числом коммутационных циклов. Сама конструкция этого комплектного распределительного устройства не предусматривает его исполнение в отдельном корпусе, а также размещение внутри одного отдельного устройства двух ВВК. Применительно к коммутации электропитания высоковольтных электрических машин, например, синхронных и асинхронных электродвигателей номинальным напряжением 10 кВ и 6 кВ это КРУ не может обеспечить подачу электрической энергии с различающимися параметрами от двух различных по характеристикам источников, например, от УПП или ПЧ, либо от электрической сети номинальным напряжением 6 или 10 кВ. Кроме того, известное высоковольтное КРУ является громоздкой конструкцией, так как состоит из значительного числа панелей и относится скорее к РУ.Known switchgear according to the patent of the Russian Federation No. 2189680 with a priority of 11/29/2000, This complete switchgear is made in the form of several paired panels with busbars interconnected. As switching devices, circuit breakers with a small number of switching cycles compared with the VVK are used. The design of this complete switchgear does not provide for its execution in a separate housing, as well as the placement of two VVK inside one separate device. With regard to switching power supply of high-voltage electric machines, for example, synchronous and asynchronous electric motors with a rated voltage of 10 kV and 6 kV, this switchgear cannot provide electrical energy with different parameters from two different sources of characteristics, for example, from soft starter or frequency converter, or from the electric network rated voltage of 6 or 10 kV. In addition, the well-known high-voltage switchgear is a bulky design, as it consists of a significant number of panels and is more likely to be connected to switchgear.

Известно силовое распределительное устройство по патенту РФ №2225667 с приоритетом от 20.11.1998 г. Настоящее изобретение описывает принцип работы выдвижного блока распределительного устройства с воздушной изоляцией для сетей среднего напряжения с функциональными признаками "силовое выключение", "разъединение" и "заземление". При этом коммутационный модуль (SM), образованный из различных по своим функциям унифицированных узлов, содержит только один коммутационный аппарат, размещенный внутри одного отдельного корпуса, что не позволяет произвести коммутацию электропитания в пределах одного КРУ. Применительно к коммутации электропитания высоковольтных электрических машин, например, синхронных и асинхронных электродвигателей номинальным напряжением 10 кВ и 6 кВ это КРУ не может обеспечить подачу электрической энергии с различающимися параметрами от двух различных по характеристикам источников, например, от УПП или ПЧ, либо от электрической сети номинальным напряжением 6 или 10 кВ.The power switchgear according to the patent of the Russian Federation No. 2225667 with priority dated November 20, 1998 is known. The present invention describes the principle of operation of a drawer unit of an air-insulated switchgear for medium voltage networks with functional signs of "power off", "disconnection" and "grounding". At the same time, the switching module (SM), formed from unified nodes of various functions, contains only one switching device located inside one separate case, which does not allow switching power supply within one switchgear. With regard to switching power supply of high-voltage electric machines, for example, synchronous and asynchronous electric motors with a rated voltage of 10 kV and 6 kV, this switchgear cannot provide electrical energy with different parameters from two different sources of characteristics, for example, from soft starter or frequency converter, or from the electric network rated voltage of 6 or 10 kV.

В настоящее время существуют КРУ с двумя высоковольтными коммутационными аппаратами главных цепей стационарного либо выкатного типа в пределах одного корпуса КРУ, однако их конструкция позволяет принимать электрическую энергию 6 кВ или 10 кВ только от одного источника и распределять ее через две отходящие линии. Кроме того, конструкция этих КРУ, в случае применения их как отдельного распределительного устройства, нарушает действующие на территории РФ «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ) в части п.4.2.17, а именно: «Во всех цепях РУ должна быть предусмотрена установка разъединяющих устройств с видимым разрывом, обеспечивающих возможность отсоединения всех аппаратов (выключателей, отделителей, предохранителей, трансформаторов тока, трансформаторов напряжения и т.п.) каждой цепи от сборных шин, а также от других источников напряжения».Currently, there are switchgear with two high-voltage switching devices of the main circuits of a stationary or withdrawable type within the same switchgear enclosure, however, their design allows you to receive electric energy of 6 kV or 10 kV from only one source and distribute it through two outgoing lines. In addition, the design of these switchgears, if used as a separate switchgear, violates the “Electrical Installation Rules” in the territory of the Russian Federation in part of clause 4.2.17, namely: “Installation of disconnecting switches should be provided in all switchgear circuits devices with a visible gap, providing the ability to disconnect all devices (circuit breakers, separators, fuses, current transformers, voltage transformers, etc.) of each circuit from busbars, as well as from other voltage sources. "

Также существуют КРУ с двумя системами сборных шин (вводами). Однако эта конструкция имеет только один коммутационный аппарат стационарного или выкатного типа с автоматическим управлением и не может обеспечить автоматическую коммутацию электропитания от двух разных источников электрической энергии (двух систем сборных шин) 6 или 10 кВ. Кроме того, конструкция этих КРУ нарушает действующие на территории РФ «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ) в части п.4.2.25, а именно: «РУ и подстанции выше 1 кВ должны быть оборудованы стационарными заземляющими ножами, обеспечивающими в соответствии с требованиями безопасности заземление аппаратов и ошиновки, как правило, без применения переносных заземлений».There are also switchgear with two busbar systems (bushings). However, this design has only one stationary or withdrawable type switching device with automatic control and cannot provide automatic switching of power supply from two different sources of electrical energy (two busbar systems) of 6 or 10 kV. In addition, the design of these switchgears violates the “Rules for the Installation of Electrical Installations” (PUE) applicable in the territory of the Russian Federation in accordance with clause 4.2.25, namely: “Switchgear and substations above 1 kV must be equipped with stationary grounding knives that ensure safety in accordance with safety requirements earthing of apparatuses and busbars, as a rule, without the use of portable earthing. ”

Причем, оба упомянутых выше КРУ не рассматриваются производителем, как самостоятельное законченное изделие, а только как одна из панелей (шкафов) РУ-10(6) кВ, и поэтому они не имеют в составе своих главных цепей некоторых обязательных узлов (разъединителей, заземлителей, электрических и/или механических блокировок и т.п.), которые необходимы для правильной и безопасной работы самостоятельного КРУ, предназначенного для коммутации электропитания высоковольтных электрических машин, например, высоковольтных синхронных и асинхронных электродвигателей, рассчитанных на номинальное напряжение 10 кВ и 6 кВMoreover, both switchgears mentioned above are not considered by the manufacturer as an independent finished product, but only as one of the RU-10 (6) kV panels (cabinets), and therefore they do not have some of the required components (disconnectors, grounding conductors) in their main circuits electrical and / or mechanical interlocks, etc.) that are necessary for the correct and safe operation of an independent switchgear designed for switching power supply to high-voltage electric machines, for example, high-voltage synchronous and asynchronous electric motors fuses rated for 10 kV and 6 kV

Например, аналогом к заявленному изобретению является коммутационное распределительное устройство UniGear производства компании ABB двухуровневой конфигурации (см._UniGear%28RU%29_1VLC000010%20R2-2005.12.05.pdf. Стр.55. Описание. Технические характеристики). В соответствии с описанием, это РУ состоит из ряда шкафов (причем из состава РУ невозможно выделить отдельный шкаф и использовать его как полноценное комплектное распределительное устройство КРУ). Кроме того, шкафы двухуровневой конфигурации имеют один ввод через сборные шины и две отходящие линии - через верхнюю и нижнюю половинчатые шины и их коммутационные аппараты, причем номинальные токи половинчатых шин вдвое меньше номинального тока ввода. Недостатком этой конструкции является, прежде всего, то, что она занимает большую площадь. Например, для обеспечения приема электрической энергии с различающимися параметрами по напряжению и частоте от двух различных источников, как то: от УПП или ПЧ, и от электрической сети номинальным напряжением 6 или 10 кВ, с выдачей ее на последующую нагрузку, необходимо использовать РУ, состоящее не менее, чем из четырех таких КРУ. Также недостатком указанной конструкции является отсутствие механических и/или электрических блокировок между коммутационными аппаратами, и, вследствие этого, невозможность использовать шкаф двухуровневой конфигурации как отдельное устройство для приема от двух независимых источников электрической энергии 6 или 10 кВ с выдачей ее на последующую нагрузку. Кроме того, конфигурация описанного отдельного шкафа РУ нарушает действующие на территории РФ «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ) в части п.4.2.17, так как на его вводе, который в случае применения шкафа РУ в качестве отдельного устройства, фактически может стать для него отходящей линией, отсутствует разъединяющее устройство с видимым разрывом, и внутри КРУ может оказаться напряжение даже при условии выключенного и верхнего и нижнего коммутационных аппаратов с их разъединителями одновременно. То есть, отсутствие разъединителя на отходящей линии может служить причиной короткого замыкания внутри КРУ и поражения обслуживающего персонала электрическим током в случае, если на отходящей линии имеется остаточное напряжение. Применительно к коммутации электропитания высоковольтных электрических машин, например, синхронных и асинхронных электродвигателей номинальным напряжением 10 кВ и 6 кВ это КРУ как самостоятельное изделие не может обеспечить подачу электрической энергии либо от УПП или ПЧ, либо от электрической сети номинальным напряжением 6 или 10 кВ.For example, an analogue to the claimed invention is a UniGear switchgear manufactured by ABB of a two-level configuration (see_UniGear% 28RU% 29_1VLC000010% 20R2-2005.12.05.pdf. Page 55. Description. Technical specifications). In accordance with the description, this switchgear consists of a number of cabinets (and it is impossible to separate a separate cabinet from the structure of the switchgear and use it as a complete switchgear switchgear). In addition, cabinets of a two-level configuration have one input through busbars and two outgoing lines - through the upper and lower half buses and their switching devices, and the rated currents of half buses are half the rated input current. The disadvantage of this design is, first of all, that it occupies a large area. For example, to ensure the reception of electric energy with different parameters in voltage and frequency from two different sources, such as from a soft starter or an inverter, and from an electric network with a rated voltage of 6 or 10 kV, with its output to a subsequent load, it is necessary to use a switchgear consisting of no less than four of these switchgears. Another drawback of this design is the lack of mechanical and / or electrical interlocks between the switching devices, and, consequently, the inability to use the two-level configuration cabinet as a separate device for receiving 6 or 10 kV electric energy from two independent sources and issuing it to a subsequent load. In addition, the configuration of the described separate switchgear cabinet violates the “Electrical Installation Rules” in the territory of the Russian Federation in part of clause 4.2.17, since at its input, which, if the switchgear cabinet is used as a separate device, can actually become it with a downstream line, there is no disconnecting device with a visible gap, and inside the switchgear there may be voltage even if both the upper and lower switching devices with their disconnectors are turned off at the same time. That is, the absence of a disconnector on the outgoing line can cause a short circuit inside the switchgear and electric shock if the residual voltage is present on the outgoing line. With regard to switching power supply of high-voltage electric machines, for example, synchronous and asynchronous electric motors with a rated voltage of 10 kV and 6 kV, this switchgear as an independent product cannot provide electric power either from a soft starter or frequency converter, or from an electric network with a rated voltage of 6 or 10 kV.

Известно также высоковольтное распределительное устройство электропитания высоковольтных электрических машин, которое может производить коммутацию электропитания одного электродвигателя М без нарушений правил ПУЭ при помощи трех КРУ с высоковольтными вакуумными выключателями Q и разъединителями QS (http://forca.ru/stati/podstancii/produkciya-zavoda-bktp-dlya-raspredsetey-3.html). Данное РУ работает следующим образом: через КРУ1 с высоковольтным вакуумным выключателем, шинным и линейным разъединителями, электрическую энергию от сети 10(6) кВ подают на УПП или ПЧ. От УПП или ПЧ преобразованную ими электрическую энергию передают на КРУ2, также с высоковольтным вакуумным выключателем, шинным и линейным разъединителями, через которое эту электрическую энергию подают на электродвигатель М. Через КРУЗ, также с высоковольтным вакуумным выключателем и шинным и линейным разъединителями, на электродвигатель М подают электрическую энергию от сети 10(6) кВ напрямую. Коммутацию электропитания с использованием этого РУ производят при помощи вакуумных выключателей, расположенных в КРУ2 и КРУ3. Однако существенный недостаток этого РУ заключается в том, что для обеспечения подачи электрической энергии с различающимися параметрами от двух различных по характеристикам источников на один электродвигатель необходимо использовать не менее трех КРУ Таким образом, при увеличении числа электродвигателей, количество ячеек (КРУ), требуемых для подачи на эти двигатели электрической энергии от двух различных по характеристикам источников, будет вдвое больше, чем количество самих двигателей, что существенно увеличивает площадь, необходимую для их размещения, не позволяет экономить материалы и средства, используемые для производства этих ячеек и снижает электробезопасность в связи с отсутствием блокировки между вакуумными выключателями в соседних КРУ. Кроме того, коммутационный ресурс вакуумных выключателей очень низок, а цена, габаритные размеры и вес выше, чем у ВК минимум в два раза.Also known is a high-voltage switchgear for powering high-voltage electric machines, which can switch the power supply of one electric motor M without violating the rules of PUE using three switchgear with high-voltage vacuum circuit breakers Q and QS disconnectors (http://forca.ru/stati/podstancii/produkciya-zavoda -bktp-dlya-raspredsetey-3.html). This switchgear operates as follows: through switchgear1 with a high-voltage vacuum circuit breaker, bus and line disconnectors, the electric energy from the 10 (6) kV network is supplied to the soft starter or inverter. From the soft starter or the inverter, the electric energy converted by them is transferred to KRU2, also with a high-voltage vacuum circuit breaker, bus and line disconnectors, through which this electric energy is supplied to the electric motor M. Through KRUZ, also with a high-voltage vacuum switch and bus and linear disconnectors, to the electric motor M supply electrical energy from a 10 (6) kV network directly. Switching the power supply using this switchgear is carried out using vacuum circuit breakers located in KRU2 and KRU3. However, a significant drawback of this switchgear is that to ensure the supply of electric energy with different parameters from two sources of different characteristics to one electric motor, it is necessary to use at least three switchgears. Thus, with an increase in the number of electric motors, the number of cells (switchgear) required for supply for these engines, electric energy from two different sources of characteristics will be twice as large as the number of engines themselves, which significantly increases the area required muyu for their placement, does not allow to save the materials and means used for the production of these cells and reduces electrical safety due to the lack of blocking between the vacuum circuit breakers in the neighboring switchgear. In addition, the switching resource of vacuum circuit breakers is very low, and the price, overall dimensions and weight are higher than that of VK at least twice.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению, является коммутационное распределительное устройство UniGear производства компании ABB с двумя системами сборных шин (см. http://www.elec.ru/viewer?url=/brands/abb/CA_UniGear%28RU%29_1VLC000010%20R2-2005.12.05.pdf. Стр.63. Описание. Технические характеристики). В соответствии с описанием РУ состоит из шкафов, некоторые из которых, в принципе, могут быть использованы как отдельное КРУ. Недостатками этой конструкции являются наличие в составе главных цепей только одного коммутационного аппарата стационарного или выкатного типа с функцией автоматического включения/отключения, что не позволяет производить автоматическую коммутацию электропитания последующей нагрузки, а в шкафах РУ, с присоединением к обеим системам сборных шин, разъединители имеют только ручной привод, не позволяющий произвести автоматическую коммутацию. Кроме того, в описанном аналоге, отсутствуют заземлители, что противоречит принятым на территории РФ «Правилам устройства электроустановок» (ПУЭ) в части п.4.2.25. Применительно к коммутации электропитания высоковольтных электрических машин, например, синхронных и асинхронных электродвигателей номинальным напряжением 10 кВ и 6 кВ это КРУ не может обеспечить подачу электрической энергии с различающимися параметрами от двух различных по характеристикам источников, например, от УПП или ПЧ, либо от электрической сети номинальным напряжением 6 или 10 кВ.The closest analogue to the claimed invention is the UniGear switchgear manufactured by ABB with two busbar systems (see http://www.elec.ru/viewer?url=/brands/abb/CA_UniGear%28RU%29_1VLC000010%20R2- 2005.12.05.pdf. Page 63. Description. Technical specifications). In accordance with the description, the switchgear consists of cabinets, some of which, in principle, can be used as a separate switchgear. The disadvantages of this design are the presence in the main circuits of only one switching device of a stationary or withdrawable type with the function of automatic on / off, which does not allow for automatic switching of the power supply of the subsequent load, and in switchgear cabinets, with the connection to both busbar systems, disconnectors have only manual drive that does not allow automatic switching. In addition, in the described analogue, there are no grounding conductors, which contradicts the “Electrical Installation Rules” (PUE) adopted in the territory of the Russian Federation in part of paragraph 4.2.25. With regard to switching power supply of high-voltage electric machines, for example, synchronous and asynchronous electric motors with a rated voltage of 10 kV and 6 kV, this switchgear cannot provide electrical energy with different parameters from two different sources of characteristics, for example, from soft starter or frequency converter, or from the electric network rated voltage of 6 or 10 kV.

Задача, которую поставил перед собой автор нового высоковольтного комплектного распределительного устройства, состояла в создании такого устройства, рассчитанного на номинальное напряжение 6 или 10 кВ и номинальную частоту 50 Гц, которое в пределах одного корпуса КРУ позволяло бы обеспечивать прием электроэнергии от двух разных по напряжению и частоте при равных силах электрического тока источников, безопасно, без вероятных коротких замыканий, производить автоматическую коммутацию и передавать электрическую энергию, в том числе, пониженной частоты и напряжения относительно номинальной (50 Гц и 10 или 6 кВ) - одному потребителю, например, высоковольтной электрической машине, участвуя при этом в процессе плавного регулирования мощности электрических машин при работе от ПЧ или УПП. Кроме того, задача состояла в существенном снижении материалоемкости, увеличении надежности и повышении безопасности процессов коммутации электроэнергии, в увеличении срока эксплуатации нового КРУ, облегчении автоматического управления процессами переключения питания электрических машин, повышении надежности, электробезопасности и технологичности РУ, включающих в свой состав новое КРУ, в соответствии с действующими на территории РФ «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ).The task set by the author of the new high-voltage complete switchgear was to create such a device designed for a rated voltage of 6 or 10 kV and a rated frequency of 50 Hz, which within one switchgear enclosure would allow the reception of electricity from two different voltages and frequency at equal current strengths of the sources, it is safe, without probable short circuits, to automatically switch and transmit electrical energy, including lower frequency and voltage relative to the nominal (50 Hz and 10 or 6 kV) - to one consumer, for example, a high-voltage electric machine, participating in the process of continuously regulating the power of electric machines when operating from inverters or soft starters. In addition, the objective was to significantly reduce material consumption, increase reliability and increase the safety of electricity switching processes, increase the life of the new switchgear, facilitate automatic control of the power switching processes of electric machines, increase the reliability, electrical safety and manufacturability of the switchgear, including a new switchgear, in accordance with the "Rules for the Installation of Electrical Installations" (PUE) in force in the Russian Federation.

Техническим результатом, достигнутым в процессе решения поставленной перед разработчиком задачи, явились: уменьшение количества КРУ до одного, необходимых для приема электроэнергии от двух разных по электрическим характеристикам (напряжению и частоте) источников одинаковой по силе тока электрической мощности и для последующей передачи ее одному потребителю. Это, в свою очередь, существенно повышает компактность РУ (до двух раз, по сравнению с существующими) и снижает материалоемкость процесса коммутации электропитания высоковольтных электрических машин от двух различных по характеристикам источников электроэнергии. Также техническим результатом явилось включение в электрические цепи не только на вводах, но и, особенно, на отходящей линии дополнительных разъединителей с заземлителями. Это не позволяет остаточному напряжению вернуться в корпус КРУ, например, с отходящей линии, и вызвать короткое замыкание и поражение обслуживающего персонала электрическим током. Вследствие этого повышается безопасность нового КРУ и коммутации электропитания на его основе. Также, технический результат состоит в том, что между ВК установлена электрическая и/или механическая блокировка - это не позволяет им включаться одновременно, и предотвращает возникновение короткого замыкания. Помимо всего прочего, технический результат состоит в том, что управление включением/отключением ВК в цепи ввода от ПЧ или УПП может осуществляться автоматикой ПЧ или УПП напрямую, минуя автоматику самого КРУ - это существенно облегчает автоматическое управление процессами переключения питания электрических машин.The technical result achieved in the process of solving the task set for the developer was: reducing the number of switchgear to one, necessary for receiving electricity from two sources of the same electric power (voltage and frequency) of the same electric power and for subsequent transmission to one consumer. This, in turn, significantly increases the compactness of the switchgear (up to two times, compared with existing ones) and reduces the material consumption of the process of switching the power supply of high-voltage electric machines from two different sources of electricity. Also, the technical result was the inclusion in the electrical circuit not only at the inputs, but also, especially on the outgoing line of additional disconnectors with grounding conductors. This does not allow the residual voltage to return to the switchgear enclosure, for example, from the outgoing line, and cause a short circuit and electric shock to the operating personnel. As a result of this, the security of the new switchgear and switching power supply based on it is increased. Also, the technical result consists in the fact that between the VC there is an electrical and / or mechanical interlock - this does not allow them to turn on at the same time, and prevents the occurrence of a short circuit. Among other things, the technical result consists in the fact that the VK on / off control in the input circuit from the inverter or the starter can be controlled directly by the inverter or the starter automation, bypassing the automation of the switchgear itself - this greatly facilitates the automatic control of the power switching processes of electric machines.

Сущность изобретения состоит в том, что высоковольтное комплектное распределительное устройство, выполненное с возможностью его использования в качестве отдельного распределительного устройства и возможностью одностороннего и двухстороннего обслуживания, содержит два высоковольтных вакуумных или тиристорных контактора, с возможностью дистанционного управления их включением/отключением, а также микропроцессорную защиту и защиту сборных шин главных цепей, в виде устройства дуговой защиты и разгрузочных клапанов. Оно имеет два высоковольтных ввода: один от сети 10(6) кВ, а второй - от ПЧ или УПП, и одну отходящую линию - к высоковольтному электродвигателю. Причем электрические цепи ввода от сети 10(6) кВ, ввода от ПЧ или УПП, а также отходящей линии, оборудованы каждая своим разъединителем с видимым разрывом и заземлителем. При этом номинальные токи сборных шин, ввода от сети и ввода от ПЧ или УПП и отходящей линии, а также обоих высоковольтных контакторов и всех разъединителей, равны. Между высоковольтными контакторами установлена электрическая и/или механическая блокировка с целью предотвращения их одновременного включения, а высоковольтные контакторы в цепи ввода от ПЧ или УПП выполнены с возможностью управления их включением/отключением посредством автоматики ПЧ или УПП напрямую, минуя автоматику самого комплектного распределительного устройства. Под автоматикой КРУ в данном случае понимают электронное или электромеханическое устройство управления операциями включения/отключения ВК, электрически связанное с АСУТП и устройством РЗиА с микропроцессорной защитой.The essence of the invention lies in the fact that the high-voltage switchgear, made with the possibility of its use as a separate switchgear and the possibility of one-sided and two-sided service, contains two high-voltage vacuum or thyristor contactors, with the possibility of remote control of their on / off, as well as microprocessor protection and protection of the main busbars of the main circuits, in the form of an arc protection device and relief valves. It has two high-voltage inputs: one from the 10 (6) kV network, and the second from the inverter or soft starter, and one outgoing line to the high-voltage electric motor. Moreover, the electrical input circuit from the 10 (6) kV network, input from the inverter or soft starter, as well as the outgoing line, are each equipped with their own disconnector with a visible gap and an earthing switch. In this case, the rated currents of busbars, input from the network and input from the inverter or soft starter and the outgoing line, as well as both high-voltage contactors and all disconnectors, are equal. Electrical and / or mechanical interlocks are installed between the high-voltage contactors in order to prevent their simultaneous switching on, and the high-voltage contactors in the input circuit from the inverter or the soft starter are made with the ability to control their on / off by means of the inverter or soft starter automation directly, bypassing the automation of the complete switchgear itself. In this case, switchgear automation is understood to mean an electronic or electromechanical device for controlling VK on / off operations, electrically connected to an automatic process control system and a relay protection and automation device with microprocessor protection.

Также, сущность изобретения состоит в том, что в качестве коммутационных аппаратов главных цепей применены два высоковольтных вакуумных или тиристорных контактора стационарного типа, и оно содержит два измерительных трансформатора тока.Also, the invention consists in the fact that two high-voltage vacuum or thyristor contactors of a stationary type are used as switching devices of the main circuits, and it contains two current measuring transformers.

Кроме того, сущность изобретения состоит в том, что в качестве коммутационных аппаратов главных цепей применены два высоковольтных вакуумных или тиристорных контактора стационарного типа, и оно содержит три измерительных трансформатора тока.In addition, the invention consists in the fact that two high-voltage vacuum or thyristor contactors of a stationary type are used as switching devices for the main circuits, and it contains three current measuring transformers.

Вместе с тем, сущность изобретения состоит в том, что в качестве коммутационных аппаратов главных цепей применены два высоковольтных вакуумных или тиристорных контактора стационарного типа, и оно содержит два измерительных трансформатора тока и измерительный трансформатор напряжения.At the same time, the essence of the invention lies in the fact that two high-voltage vacuum or thyristor contactors of a stationary type are used as switching devices of the main circuits, and it contains two measuring current transformers and a measuring voltage transformer.

Помимо этого, сущность изобретения состоит в том, что в качестве коммутационных аппаратов главных цепей применены два высоковольтных вакуумных или тиристорных контактора стационарного типа, и оно содержит три измерительных трансформатора тока и измерительный трансформатор напряжения.In addition, the invention consists in the fact that two high-voltage vacuum or thyristor contactors of a stationary type are used as main circuit switching devices, and it contains three current measuring transformers and a voltage measuring transformer.

Кроме того, сущность изобретения состоит в том, что в качестве коммутационных аппаратов главных цепей применены два высоковольтных вакуумных или тиристорных контактора выкатного типа, и оно содержит два измерительных трансформатора тока.In addition, the invention consists in the fact that two high-voltage vacuum or thyristor withdrawable contactors are used as main circuit switching devices, and it contains two current measuring transformers.

Также, сущность изобретения состоит в том, что в качестве коммутационных аппаратов главных цепей применены два высоковольтных вакуумных или тиристорных контактора выкатного типа, и оно содержит три измерительных трансформатора тока.Also, the essence of the invention lies in the fact that two high-voltage vacuum or thyristor withdrawable contactors are used as main circuit switching devices, and it contains three current measuring transformers.

Вместе с тем, сущность изобретения состоит в том, что в качестве коммутационных аппаратов главных цепей применены два высоковольтных вакуумных или тиристорных контактора выкатного типа, и оно содержит два измерительных трансформатора тока и измерительный трансформатор напряжения.At the same time, the essence of the invention consists in the fact that two high-voltage vacuum or thyristor withdrawable contactors are used as main circuit switching devices, and it contains two current measuring transformers and a voltage measuring transformer.

Кроме того, сущность изобретения состоит в том, что в качестве коммутационных аппаратов главных цепей применены два высоковольтных вакуумных или тиристорных контактора выкатного типа, и оно содержит три измерительных трансформатора тока и измерительный трансформатор напряжения.In addition, the invention consists in the fact that two high-voltage vacuum or thyristor withdrawable contactors are used as main circuit switching devices, and it contains three current measuring transformers and a voltage measuring transformer.

Доказательства возможности осуществления заявляемого КРУ с реализацией указанного назначения приводятся ниже на конкретном примере КРУ в нескольких вариантах. Этот характерный пример выполнения конкретного КРУ согласно предлагаемому изобретению ни в коей мере не ограничивает его объем правовой защиты. В этом примере дана лишь конкретная иллюстрация нового КРУ.Evidence of the possibility of implementing the claimed switchgear with the implementation of this purpose is given below on a specific example of the switchgear in several versions. This characteristic example of a specific switchgear according to the invention does not in any way limit its scope of legal protection. In this example, only a concrete illustration of the new switchgear is given.

Изобретение поясняется графически, где:The invention is illustrated graphically, where:

на фиг.1 схематически изображено КРУ, вид сбоку, для случая применения в качестве коммутационных аппаратов главных цепей двух высоковольтных вакуумных контакторов стационарного типа, измерительных трансформаторов тока и напряжения;Fig. 1 schematically shows a switchgear, side view, for the case of the use as switching devices of the main circuits of two high-voltage vacuum contactors of a stationary type, measuring current and voltage transformers;

на фиг.2 изображена схема главных цепей ЮРУ для случая применения в качестве коммутационных аппаратов главных цепей двух высоковольтных вакуумных контакторов стационарного типа, двух измерительных трансформаторов тока;figure 2 shows a diagram of the main circuits of the switchgear for the case when two main high-voltage vacuum contactors of a stationary type, two measuring current transformers are used as switching devices of the main circuits;

на фиг.3 изображена схема главных цепей КРУ для случая применения в качестве коммутационных аппаратов главных цепей двух высоковольтных вакуумных контакторов стационарного типа, трех измерительных трансформаторов тока;figure 3 shows a diagram of the main circuits of the switchgear for the case of the use as switching devices of the main circuits of two high-voltage vacuum contactors of a stationary type, three measuring current transformers;

на фиг.4 изображена схема главных цепей КРУ для случая применения в качестве коммутационных аппаратов главных цепей двух высоковольтных вакуумных контакторов стационарного типа, двух измерительных трансформаторов тока и измерительного трансформатора напряжения;figure 4 shows a diagram of the main circuits of the switchgear for the case when two main high-voltage vacuum contactors of a stationary type, two measuring current transformers and a measuring voltage transformer are used as switching devices of the main circuits;

на фиг.5 изображена схема главных цепей КРУ для случая применения в качестве коммутационных аппаратов главных цепей двух высоковольтных вакуумных контакторов стационарного типа, трех измерительных трансформаторов тока и измерительного трансформатора напряжения;figure 5 shows a diagram of the main circuits of the switchgear for the case when two main high-voltage vacuum contactors of the stationary type, three measuring current transformers and a measuring voltage transformer are used as switching devices of the main circuits;

на фиг.6 схематически изображено КРУ, вид сбоку, для случая применения в качестве коммутационных аппаратов главных цепей двух высоковольтных вакуумных контакторов выкатного типа, измерительных трансформаторов тока и напряжения;6 schematically shows a switchgear, side view, for the case of the use as switching devices of the main circuits of two high-voltage vacuum contactors withdrawable type, measuring transformers of current and voltage;

на фиг.7 изображена схема главных цепей КРУ для случая применения в качестве коммутационных аппаратов главных цепей высоковольтных вакуумных контакторов выкатного типа, двух измерительных трансформаторов тока;Fig.7 shows a diagram of the main circuits of the switchgear for the case of the use as switching devices of the main circuits of the high-voltage vacuum contactors withdrawable type, two measuring current transformers;

на фиг.8 изображена схема главных цепей КРУ для случая применения в качестве коммутационных аппаратов главных цепей высоковольтных вакуумных контакторов выкатного типа, трех измерительных трансформаторов тока;on Fig shows a diagram of the main circuits of the switchgear for the case of the use of switching circuits of the main circuits of high-voltage vacuum contactors withdrawable type, three measuring current transformers;

на фиг.9 изображена схема главных цепей КРУ для случая применения в качестве коммутационных аппаратов главных цепей высоковольтных вакуумных контакторов выкатного типа, двух измерительных трансформаторов тока и измерительного трансформатора напряжения;figure 9 shows a diagram of the main circuits of the switchgear for the case of the use as switching devices of the main circuits of high-voltage vacuum contactors withdrawable type, two measuring current transformers and a measuring voltage transformer;

на фиг.10 изображена схема главных цепей КРУ для случая применения в качестве коммутационных аппаратов главных цепей высоковольтных вакуумных контакторов выкатного типа, трех измерительных трансформаторов тока и измерительного трансформатора напряжения;figure 10 shows a diagram of the main circuits of the switchgear for the case of the use as switching devices of the main circuits of the withdrawable high-voltage vacuum contactors, three measuring current transformers and a measuring voltage transformer;

на фиг.11 изображена схема коммутации электропитания на базе известного КРУ (заземлители не показаны);figure 11 shows a diagram of the switching power supply based on the well-known switchgear (ground electrodes are not shown);

на фиг.12 изображена схема коммутации электропитания на базе нового КРУ (заземлители не показаны).on Fig shows a diagram of the switching power supply based on the new switchgear (earthing switches are not shown).

КРУ, приводимое в качестве примера нового изобретения, выполнено в нескольких вариантах, каждый из которых предназначен для определенных конкретных условий эксплуатации.Switchgear, cited as an example of a new invention, is made in several versions, each of which is designed for specific specific operating conditions.

Новое КРУ размещено в отдельном металлическом корпусе. Все органы главных цепей, цепей управления и сигнализации, приводы аппаратов, приборы измерения и учета и др. расположены внутри или на фасаде корпуса КРУ. Корпус КРУ представляет собой сварную конструкцию из гнутых металлических профилей, обшитую оцинкованными либо окрашенными металлическими листами. В качестве материала для металлических листов может быть применена сталь, либо любые другие подходящие материалы. Внутренние перегородки изготовлены также из оцинкованных или окрашенных металлических листов, либо из материалов, обладающих диэлектрическими свойствами. Все перечисленные варианты КРУ, изображенные на фиг.1-фиг.10 предусматривают внутреннее исполнение (по защищенности от воздействия окружающей среды УЗ). Вместе с тем, они могут быть с определенными конструктивными изменениями выполнены и наружного исполнения (IP54-IP65, вентиляция, подогрев), а также для применения в условиях различных климатических зон (по защищенности от воздействия окружающей среды У1, УХЛ1, ХЛ1, Т1 и др.). Корпусы КРУ могут предусматривать как одностороннее, так и двухстороннее обслуживание. Все аппараты и приборы, установленные в отсеках 1, 2, 3, 4, 22, 28 заземлены. Верхняя дверь, на которой установлены приборы цепей управления, сигнализации, измерения и учета, заземлены гибкой перемычкой. Остальные двери также заземляют гибкой перемычкой. При установке КРУ в РУ - 10(6) кВ, корпусы КРУ соединяют друг с другом болтами. Для образования единого контура заземления в нижней части корпуса в каждом КРУ установлена заземляющая шина 15, доступная для осмотра обслуживающим персоналом, и два болта заземления. Заземляющая шина 15 подключена к контуру заземления распределительного устройства. Корпус КРУ допускает непосредственную приварку его к металлическим заземленным конструкциям.The new switchgear is housed in a separate metal housing. All organs of the main circuits, control and signaling circuits, apparatus drives, measuring and metering devices, etc. are located inside or on the facade of the switchgear enclosure. The switchgear enclosure is a welded construction made of bent metal profiles, sheathed with galvanized or painted metal sheets. As the material for the metal sheets, steel or any other suitable materials may be used. The internal partitions are also made of galvanized or painted metal sheets, or of materials having dielectric properties. All of the listed switchgear options, depicted in figure 1-figure 10 provide for internal performance (protection against environmental influences). At the same time, they can be made with external design with certain structural changes (IP54-IP65, ventilation, heating), as well as for use in various climatic zones (for protection from environmental influences U1, UHL1, KhL1, T1, etc. .). Switchgear enclosures can provide both one-way and two-way service. All devices and devices installed in compartments 1, 2, 3, 4, 22, 28 are grounded. The upper door, on which the control, signaling, measuring and metering devices are installed, is grounded with a flexible jumper. The remaining doors are also grounded with a flexible jumper. When installing the switchgear in switchgear - 10 (6) kV, switchgear enclosures are connected to each other by bolts. To form a single ground loop in the lower part of the enclosure, in each switchgear there is a grounding bus 15, available for inspection by maintenance personnel, and two grounding bolts. The grounding bus 15 is connected to the ground loop of the switchgear. The switchgear housing allows its direct welding to grounded metal structures.

С целью обеспечения безопасности и удобства обслуживания, а также соблюдения правил ПУЭ и другой нормативной документации КРУ разделяют на шесть основных отсеков:In order to ensure safety and ease of maintenance, as well as compliance with the rules of the EMP and other regulatory documents, switchgear is divided into six main compartments:

- Отсек 1 - сборных шин, измерительных трансформаторов тока и напряжения;- Compartment 1 - busbars, measuring current and voltage transformers;

- Отсек 2 - нижнего ввода (линейный) от ПЧ или УПП;- Compartment 2 - lower input (linear) from the inverter or soft starter;

- Отсек 3 - кабельных присоединений отходящей линии;- Compartment 3 - cable connections of the outgoing line;

- Отсек 4 - релейной защиты и автоматики;- Compartment 4 - relay protection and automation;

- Отсек 22 - верхнего ВК (выкатной тип);- Compartment 22 - upper VK (withdrawable type);

- Отсек 28 - нижнего ВК (выкатной тип).- Compartment 28 - lower VK (withdrawable type).

В КРУ предусмотрены следующие блокировки:The following locks are provided in the switchgear:

- блокировка электрическая и/или механическая, не допускающая одновременного включения двух ВК 7 или 10, а также 23 или 29;- electrical and / or mechanical blocking, which does not allow the simultaneous inclusion of two VK 7 or 10, as well as 23 or 29;

- блокировка включения и отключения заземляющих ножей и разъединителя 6, 11 и 13 при включенном ВК 7, 10;- blocking the on and off of the grounding knives and disconnector 6, 11 and 13 when VK 7, 10 is on;

- блокировка включения разъединителей 6, 11 и 13 при включенных заземляющих ножах;- blocking the inclusion of disconnectors 6, 11 and 13 when the grounding blades are on;

- блокировка открывания двери КРУ при включенных разъединителях 6, 11 и 13;- Locking the door of the switchgear when the disconnectors 6, 11 and 13 are turned on;

- блокировка двери, не позволяющая осуществить доступ в отсеки 1, 2, 3 при отключенном заземляющем разъединителе 6, 11, 13;- door lock that does not allow access to compartments 1, 2, 3 with the disconnected earthing switch 6, 11, 13;

- блокировка, не допускающая включения ВК 23, 29, установленного на выдвижном элементе при промежуточном его положении между рабочим и контрольным;- a lock that does not allow the inclusion of VK 23, 29 mounted on a sliding element with its intermediate position between the working and control;

- блокировка, не допускающая перемещений выдвижного элемента ВК 23, 29 из контрольного положения в рабочее, при включенных ножах заземляющего разъединителя 30;- a lock that does not allow movements of the sliding element VK 23, 29 from the control position to the working position, with the blades of the grounding disconnector 30 turned on;

- блокировка двери, не позволяющая осуществить доступ в отсек 1 при отключенном заземляющем разъединителе 6;- door lock, which does not allow access to compartment 1 with disconnected ground disconnector 6;

- блокировка ВК 23, 29, не допускающая его перемещение в рабочее положение при открытой двери отсека 1 и 2;- locking VK 23, 29, not allowing its movement to the working position with the door of compartment 1 and 2 open;

- блокировка шторками 26, не позволяющая осуществить доступ к неподвижным контактам 31 и 32 при отсутствии ВК 23 и 29.- locking shutters 26, not allowing access to the fixed contacts 31 and 32 in the absence of VK 23 and 29.

В случае, если в КРУ применены ВК стационарного типа (7 и 10), изображенные на фиг.1-фиг.5, в отсеке 1 размещают сборные шины 5, шинный разъединитель с заземлителем 6, измерительные трансформаторы тока 8, измерительные трансформаторы напряжения 9 и верхний ВК 7. Ручной привод 21 разъединителя с заземлителем 7 располагают на фасаде КРУ. Сборные шины 5 формируют последовательно соединенными секторами изолированной/не изолированной полосы из электротехнической меди/алюминия. Шины 5 устанавливают на выводы неподвижных контактов шинного разъединителя 6 любой известной конструкции, подходящих габаритных размеров, соответствующих номиналов тока и напряжения. В цепи сборных шин 5 устанавливают измерительные трансформаторы тока 8 и напряжения 9. Отсек 1 располагают в верхней части КРУ и отделяют от других отсеков съемными металлическими или диэлектрическими негорючими перегородками. Доступ в отсек 1 обеспечивают через съемные панели сверху/сзади КРУ или отсек релейной защиты и автоматики 4. При этом предусматривают автоматическое отключение ВК 7 в случае попытки несанкционированного доступа внутрь отсека сборных шин 1. Также, в отсеке 1 предусматривают дуговую защиту 16, предназначенную для аварийного отключения ВК 7 и 10 в случае возникновения дугового разряда при коротком замыкании на шинах 5, и клапан сброса избыточного давления 17.If in the switchgear a stationary type VC (7 and 10) is used, shown in Figs. 1 to 5, busbar 5, busbar disconnector with earthing switch 6, current measuring transformers 8, voltage measuring transformers 9 and upper VK 7. Manual actuator 21 of the disconnector with the earthing switch 7 is located on the facade of the switchgear. Busbars 5 are formed by series-connected sectors of an insulated / non-insulated strip of electrical copper / aluminum. Tires 5 are installed on the conclusions of the fixed contacts of the bus disconnector 6 of any known design, suitable overall dimensions, corresponding current and voltage ratings. In the busbar circuit 5, measuring transformers of current 8 and voltage 9 are installed. Compartment 1 is located in the upper part of the switchgear and is separated from other compartments by removable metal or dielectric non-combustible partitions. Access to compartment 1 is provided through removable panels on the top / rear of the switchgear or relay protection and automation compartment 4. At the same time, VK 7 is automatically switched off in case of unauthorized access to the compartment of busbars 1. Also, in compartment 1, arc protection 16 is provided for emergency shutdown of VK 7 and 10 in the event of an arc discharge during a short circuit on tires 5, and an overpressure relief valve 17.

Отсек 4 может быть выполнен как частью конструктива корпуса КРУ, так и в виде отдельной, встраиваемой сборочной единицы. Внутри отсека располагают: панель зажимов для выполнения межкамерных вторичных соединений при монтаже. Панель зажимов служит также каналом для магистральных шинок оперативных цепей питания электромагнитов включения, цепей управления, автоматики и сигнализации 20. Доступ в отсек 4 осуществляют через дверь, на которой смонтирована аппаратура измерения, органы управления, сигнализации 19 и микропроцессорная защита 18, а также приборы учета. При необходимости, предусматривают возможность разместить на двери отсека 1 часть оборудования цепей управления, сигнализации 19, измерения и учета. Микропроцессорная защита 18 должна обеспечивать функции: защиты, измерения, автоматики, диагностики сети и коммутационного аппарата, самодиагностики, цифрового осциллографирования и связи с АСУТП по любому известному протоколу. Кроме того, микропроцессорная защита 18 должна иметь логические входы и выходы для автоматического ввода резерва (АВР), дублирования и дистанционного управления. При этом микропроцессорная защита 18, соответствуя всем необходимым требованиям, предполагает перспективное развитие системы.Compartment 4 can be made as part of the switchgear enclosure structure, or as a separate, built-in assembly unit. Inside the compartment there is: a panel of clamps for making inter-chamber secondary connections during installation. The clamp panel also serves as a channel for the main busbars of the operational power supply circuits of the switching electromagnets, control circuits, automation and signaling 20. Access to the compartment 4 is through the door on which the measuring equipment is mounted, controls, signaling 19 and microprocessor protection 18, as well as metering devices . If necessary, it is possible to place on the compartment door 1 part of the equipment of control circuits, alarm 19, measurement and metering. Microprocessor protection 18 should provide the functions of: protection, measurement, automation, diagnostics of the network and switching device, self-diagnosis, digital oscillography and communication with process control systems according to any known protocol. In addition, microprocessor protection 18 must have logical inputs and outputs for automatic reserve transfer (ATS), duplication and remote control. At the same time, microprocessor protection 18, meeting all the necessary requirements, presupposes the prospective development of the system.

В отсеке 2 устанавливают кабельные присоединения 12, линейный разъединитель с заземлителем 11 - любой известной конструкции, подходящих габаритных размеров, соответствующих номиналов тока и напряжения, а также нижний ВК 10. Помимо прочего, в отсек 2 в качестве дополнительной опции могут установить нелинейные ограничители перенапряжений. Доступ в отсек осуществляют через дверь. При этом, ручной привод 21 разъединителя с заземлителем 11 располагают на фасаде корпуса КРУ. Кроме того, в отсеке 2 предусматривают дуговую защиту 16, предназначенную для отключения ВК 7 и ВК 10 в случае возникновения дугового разряда при коротком замыкании на сборных шинах 5 и разгрузочный клапан 17 для локализации воздействия электрической дуги в пределах отсеков шкафа. Отсек 2 располагают в нижней части КРУ и отделяют от других отсеков съемными металлическими или диэлектрическими негорючими перегородками.Cable connections 12 are installed in compartment 2, a line disconnector with an earthing switch 11 of any known design, suitable overall dimensions, corresponding current and voltage ratings, as well as a lower VK 10. In addition, nonlinear surge arresters can be installed in compartment 2 as an additional option. Access to the compartment is through the door. Moreover, the manual actuator 21 of the disconnector with the ground electrode 11 is located on the facade of the switchgear enclosure. In addition, in the compartment 2 provide arc protection 16, designed to turn off the VK 7 and VK 10 in the event of an arc discharge during a short circuit on busbars 5 and an unloading valve 17 to localize the effects of the electric arc within the compartment of the cabinet. Compartment 2 is located in the lower part of the switchgear and is separated from other compartments by removable metal or dielectric non-combustible partitions.

С тыльной стороны КРУ, в задней его части, располагают отсек 3 и отделяют его от других отсеков съемными металлическими или диэлектрическими негорючими перегородками. В отсеке 3 размещают разъединитель отходящей линии с заземлителем 13 и шину для кабельного присоединения 14. Ручной привод разъединителя с заземлителем 21 располагают на фасаде КРУ. Доступ в отсек 3 осуществляют через съемную панель.From the back of the switchgear, in its rear part, compartment 3 is located and it is separated from other compartments by removable metal or dielectric non-combustible partitions. In the compartment 3, a disconnector of the outgoing line with the ground electrode 13 and a bus for cable connection 14 are placed. A manual drive of the disconnector with the ground electrode 21 is located on the switchgear facade. Access to compartment 3 is through a removable panel.

Путем подачи оперативного питания на микропроцессорную защиту 18 производят ее автоматическое включение, затем настраивают контролируемые параметры и задают соответствующие уставки. Затем отключают заземляющие ножи заземлителя и включают разъединитель 13 отходящей линии, отключают заземляющие ножи заземлителя и включают разъединители 6 верхнего ввода и 11 нижнего ввода. Затем производят подачу питающего напряжения (6 кВ, 10 кВ) на сборные шины 5 и верхние контакты ВК 7, находящегося в отсеке 1, а также подают напряжение от ПЧ или УПП на верхние контакты ВК 10, находящегося в отсеке 2. После этого при помощи автоматики ПЧ или УПП дают команду на включение ВК 10 путем подачи на его управляющие цепи соответствующего оперативного питания и с его нижнего контакта производят подачу электроэнергии на отходящую линию 14. При этом, при помощи механической блокировки блокируют включение ВК 7, а при помощи автоматики КРУ 20 дублируют эту блокировку электрически. Когда по какой-либо причине с ПЧ или УПП прекращают подачу электрической энергии на ВК 10, происходит его автоматическое отключение, при этом при помощи механической и/или электрической блокировки снимают запрет на включение ВК 7 и посредством автоматики КРУ производят включение ВК 7, причем с его нижнего контакта производят подачу электроэнергии на отходящую линию 14. При этом, с помощью механической блокировки блокируют включение ВК 10, и посредством автоматики КРУ 20 дублируют эту блокировку электрически. КРУ продолжает находиться в этом состоянии до возобновления работы ПЧ или УПП, либо до наступления какого-либо аварийного события. После полного включения КРУ и подачи напряжения на последующую нагрузку, посредством микропроцессорной защиты 18, автоматически, производят мониторинг качества электроэнергии через измерительные трансформаторы тока 8 и напряжения 9. В случае, если хотя бы один из параметров отклоняется от заданного значения, либо от АСУТП или автоматики ПЧ или УПП поступают запрещающие команды на включение, также посредством автоматики 20 дают команду на отключение ВК 7 и ВК 10. При этом с цепи управления ВК 7 и ВК 10 автоматически снимают оперативное питание. После этого производят моментальное отключение ВК и остановку подачи электроэнергии на последующую нагрузку. Одновременно с этим, посредством автоматики КРУ 20, управляют ВК 7 и дублируют управление ВК 10 и исполняют командные сигналы, поступающие от системы АСУТП и автоматики ПЧ или УПП.By supplying operational power to the microprocessor protection 18, it is automatically turned on, then the controlled parameters are set and the corresponding settings are set. Then disconnect the grounding knives of the ground electrode and turn on the disconnector 13 of the outgoing line, disconnect the grounding knives of the ground electrode and turn on the disconnectors 6 of the upper input and 11 of the lower input. Then, supply voltage (6 kV, 10 kV) is supplied to the busbars 5 and the upper contacts of VK 7 located in compartment 1, and they also supply voltage from the inverter or soft starter to the upper contacts of VK 10 located in compartment 2. After that, using the inverter or soft starters give the command to turn on the VK 10 by supplying the corresponding operational power to its control circuits and from its lower contact supply electricity to the outgoing line 14. At the same time, the VK 7 is turned on by mechanical blocking, and using the switchgear automation 20 double This lock is electrified. When, for any reason, the power supply to the VC 10 is stopped from the inverter or the soft starter, it is automatically turned off, while using the mechanical and / or electric lock, the ban on turning on the BK 7 is lifted and the BK 7 is turned on using the switchgear automation, and At its lower contact, electricity is supplied to the outgoing line 14. At the same time, the VK 10 is blocked by mechanical interlocking, and by means of the KRU 20 automation, this interlock is electrically doubled. The switchgear continues to be in this state until the inverter or soft starter resumes operation, or until any emergency event occurs. After the switchgear is fully turned on and the voltage is supplied to the subsequent load, by means of microprocessor protection 18, the power quality is automatically monitored through measuring transformers of current 8 and voltage 9. In the event that at least one of the parameters deviates from the set value, or from the process control system or automation Inverters or soft starters receive prohibiting commands to turn on, also by means of automation 20 they give a command to turn off VK 7 and VK 10. At the same time, operational power is automatically removed from the control circuit of VK 7 and VK 10. After that, the VC is instantly turned off and the power supply to the subsequent load is stopped. At the same time, through the automation of the switchgear 20, the VK 7 is controlled and the control of the VK 10 is duplicated and the command signals from the automatic process control system and the automatic control of the inverter or the soft starter are executed.

Видимый разрыв достигают путем перевода разъединителей 6, 11 и 13 в положение «отключено».A visible gap is achieved by moving the disconnectors 6, 11 and 13 to the “off” position.

В случае, если в конструкции КРУ применены ВК выкатного типа (23 и 29), изображенные на фиг.6 - фиг.10, в отсеке 1 размещают сборные шины 5, заземлитель 30, измерительные трансформаторы тока 8, измерительные трансформаторы напряжения 9, а также верхний неподвижный контакт ВК 31 и нижний неподвижный контакт ВК 32. Сборные шины 5 формируют последовательно соединенными секторами изолированной (не изолированной) полосы из электротехнической меди (алюминия). Шины 5 устанавливают на контакт 31 и далее на контакт 32. В цепи сборных шин 5 устанавливают измерительные трансформаторы тока 8 и напряжения 9. Отсек 1 располагают в верхней части КРУ и отделяют от других отсеков съемными металлическими или диэлектрическими негорючими перегородками. Доступ в отсек 1 обеспечивают через съемные панели сверху/сзади КРУ. При этом предусматривают автоматическое отключение ВК 23 и ВК 29 в случае попытки несанкционированного доступа внутрь отсека сборных шин 1. Также, в отсеке 1 предусматривают дуговую защиту 16, предназначенную для аварийного отключения ВК 23 и 29 в случае возникновения дугового разряда при коротком замыкании на шинах 5, и клапан сброса избыточного давления 17.If in the design of the switchgear used withdrawable type VK (23 and 29), shown in Fig.6 - Fig.10, in the compartment 1 is placed busbars 5, ground electrode 30, current measuring transformers 8, voltage measuring transformers 9, and upper fixed contact VK 31 and lower fixed contact VK 32. Busbars 5 are formed by series-connected sectors of an insulated (not insulated) strip of electrical copper (aluminum). Tires 5 are installed on pin 31 and then on pin 32. In the busbar circuit 5, measuring current transformers 8 and voltage 9 are installed. Compartment 1 is located in the upper part of the switchgear and is separated from other compartments by removable metal or dielectric non-combustible partitions. Access to compartment 1 is provided through removable panels on the top / rear of the switchgear. At the same time, the VK 23 and VK 29 are automatically turned off in the event of an attempt of unauthorized access inside the busbar compartment 1. Also, arc protection 16 is provided in the compartment 1, designed for emergency shutdown of the VK 23 and 29 in the event of an arc discharge during a short circuit on buses 5 and overpressure relief valve 17.

Верхний ВК на выдвижном элементе 23 с его подвижными верхним 24 и нижним 25 контактами, устанавливают в отсеке 22. Над контактами 24 и 25 устанавливают механический шторочный механизм 26, который производит механическую блокировку доступа к контактам 31 и 32 в случае перемещения ВК 23 в отсеке 22. Ручной привод 27 для перемещения ВК 23 внутри отсека 22 располагают на фасаде КРУ.The upper VK on the sliding element 23 with its movable upper 24 and lower 25 contacts, is installed in compartment 22. Above contacts 24 and 25, a mechanical shutter mechanism 26 is installed that mechanically blocks access to contacts 31 and 32 if VK 23 is moved in compartment 22 Manual drive 27 for moving VK 23 inside compartment 22 is located on the facade of the switchgear.

Нижний ВК на выдвижном элементе 29 с его подвижными верхним 24 и нижним 25 контактами устанавливают в отсеке 28. Над контактами 24 и 25 устанавливают механический шторочный механизм 26, который производит механическую блокировку доступа к контактам 31 и 32 в случае перемещения ВК 29 в отсеке 28. Ручной привод 27 для перемещения ВК 29 внутри отсека 28 располагают на фасаде КРУ.The lower VK on the sliding element 29 with its movable upper 24 and lower 25 contacts is installed in the compartment 28. Above the contacts 24 and 25, a mechanical shutter mechanism 26 is installed, which mechanically blocks access to the contacts 31 and 32 if the VK 29 is moved in the compartment 28. Manual drive 27 for moving VK 29 inside compartment 28 is located on the facade of the switchgear.

В отсеке 2 устанавливают кабельные присоединения 12, заземлитель 30, верхний неподвижный контакт ВК 31 и нижний неподвижный контакт ВК 32, нелинейные ограничители перенапряжений как дополнительная опция. Доступ в отсек осуществляют через дверь. Кроме того, в отсеке 2 предусматривают дуговую защиту 16, предназначенную для отключения ВК 23 и ВК 29 в случае возникновения дугового разряда при коротком замыкании на сборных шинах 5 и разгрузочный клапан 17 для локализации воздействия электрической дуги в пределах отсеков шкафа. Отсек 2 располагают в нижней части КРУ и отделяют от других отсеков съемными металлическими или диэлектрическими негорючими перегородками.Cable compartment 12, ground electrode 30, upper fixed contact VK 31 and lower fixed contact VK 32, nonlinear surge arresters as an additional option are installed in compartment 2. Access to the compartment is through the door. In addition, in the compartment 2 provide arc protection 16, designed to turn off the VK 23 and VK 29 in the event of an arc discharge during a short circuit on busbars 5 and an unloading valve 17 to localize the effects of the electric arc within the compartment of the cabinet. Compartment 2 is located in the lower part of the switchgear and is separated from other compartments by removable metal or dielectric non-combustible partitions.

С тыльной стороны КРУ, в задней его части, располагают отсек 3 и отделяют его от других отсеков съемными металлическими или диэлектрическими негорючими перегородками. В отсеке 3 размещают разъединитель с заземлителем 13 отходящей линии и шину для кабельного присоединения 14. Ручной привод разъединителя с заземлителем 21 располагают на фасаде КРУ Доступ в отсек 3 осуществляют через съемную панель.From the back of the switchgear, in its rear part, compartment 3 is located and it is separated from other compartments by removable metal or dielectric non-combustible partitions. In the compartment 3, a disconnector with an earthing switch 13 of the outgoing line and a bus for cable connection 14. A manual drive of the disconnector with an earthing switch 21 is located on the switchgear facade. Access to the compartment 3 is carried out through a removable panel.

Путем подачи оперативного питания на микропроцессорную защиту 18 производят ее автоматическое включение, затем настраивают контролируемые параметры и задают соответствующие уставки. Затем отключают заземляющие ножи заземлителя и включают разъединитель 13 отходящей линии, переводят ВК 23 и ВК 29 в рабочее положение (вкатывают ВК, происходит автоматическое открывание шторочного механизма 26 и механическое соединение контактов 24 и 25 с контактами 31 и 32 соответственно), при этом происходит автоматическое отключение заземлителей 30. Затем производят подачу питающего напряжения (6 кВ, 10 кВ) на сборные шины 5 и верхние неподвижные контакты ВК 31, находящиеся в отсеке 1, а также подают напряжение от ПЧ или УПП на верхние неподвижные контакты ВК 31, находящиеся в отсеке 2. После этого, используя автоматику ПЧ или УПП, дают команду на включение ВК 29 путем подачи на его управляющие цепи соответствующего оперативного питания и с его нижнего неподвижного контакта 32 производят подачу электроэнергии на отходящую линию 14. При этом, посредством механической блокировки блокируют включение ВК 23, и при помощи автоматики КРУ 20 дублируют эту блокировку электрически. Когда по какой-либо причине с ПЧ или УПП прекращают подачу электрической энергии на ВК 29, происходит его автоматическое отключение, при этом, используя механическую и/или электрическую блокировки, снимают запрет на включение ВК 23 и посредством автоматики КРУ производят включение ВК 23, а с его нижнего неподвижного контакта 32 производят подачу электроэнергии на отходящую линию 14. При этом, механической блокировкой блокируют включение ВК 29, а автоматикой КРУ 20 дублируют эту блокировку электрически. КРУ продолжает находиться в этом состоянии до возобновления работы ПЧ или УПП, либо до наступления какого-либо аварийного события. После полного включения КРУ и подачи напряжения на последующую нагрузку, посредством микропроцессорной защиты 18, автоматически, производят мониторинг качества электроэнергии через измерительные трансформаторы тока 8 и напряжения 9. В случае, если хотя бы один из параметров отклоняется от заданного значения, либо от АСУТП или автоматики ПЧ или УПП поступают запрещающие команды на включение, также посредством автоматики 20 дают команду на отключение ВК 23 и ВК 29. При этом с цепи управления ВК 23 и ВК 29 автоматически снимают оперативное питание. После этого производят моментальное отключение ВК и остановку подачи электроэнергии на последующую нагрузку в отходящую линию 14. Одновременно с этим, посредством автоматики КРУ 20, управляют ВК 23 и дублируют управление ВК 29 и исполняют командные сигналы, поступающие от системы АСУТП и автоматики ПЧ или УПП.By supplying operational power to the microprocessor protection 18, it is automatically turned on, then the controlled parameters are set and the corresponding settings are set. Then, the grounding knives of the ground electrode are turned off and the disconnector 13 of the outgoing line is turned on, the VK 23 and VK 29 are put into the working position (the VK is rolled in, the shutter mechanism 26 is automatically opened and contacts 24 and 25 are mechanically connected to contacts 31 and 32, respectively), while automatic disconnecting the ground electrodes 30. Then, supply voltage (6 kV, 10 kV) is supplied to the busbars 5 and the upper fixed contacts VK 31 located in compartment 1, and also supply voltage from the inverter or soft starter to the upper fixed VK 31 contacts located in compartment 2. After that, using the inverter or soft starter automation, they give a command to turn on the VK 29 by supplying its control circuits with the corresponding operational power and, from its lower fixed contact 32, supply electricity to the outgoing line 14. In this case , by means of mechanical locking, the VK 23 is turned on, and using automation KRU 20 they duplicate this lock electrically. When, for any reason, the power supply to the VC 29 is stopped from the inverter or the soft starter, it is automatically turned off, using the mechanical and / or electric interlocks, the ban on turning on the VC 23 is lifted and the VC 23 is turned on using the switchgear automation, and from its lower fixed contact 32, electric power is supplied to the outgoing line 14. At the same time, VK 29 is turned on by mechanical blocking, and the automatic switchgear 20 duplicates this blocking electrically. The switchgear continues to be in this state until the inverter or soft starter resumes operation, or until any emergency event occurs. After the switchgear is fully turned on and the voltage is supplied to the subsequent load, by means of microprocessor protection 18, the power quality is automatically monitored through measuring transformers of current 8 and voltage 9. In the event that at least one of the parameters deviates from the set value, or from the process control system or automation Inverters or soft starters receive prohibiting commands to turn on, also by means of automation 20 they give a command to turn off VK 23 and VK 29. At the same time, operational power is automatically removed from the control circuit of VK 23 and VK 29 . After that, the VC is instantly turned off and the power supply to the subsequent load is transferred to the outgoing line 14. At the same time, by means of the KRU 20 automation, the VC 23 is controlled and the VC 29 control is duplicated and the command signals from the process control system and the inverter or the starter automation are executed.

Видимый разрыв в отсеках 22 и 28 достигают путем перемещения ВК 23 и 29 в положение «выкачен», а в отсеке 3 путем переведения разъединителя 13 в положение «отключено».A visible gap in compartments 22 and 28 is achieved by moving the VK 23 and 29 to the “deflated” position, and in compartment 3 by moving the disconnector 13 to the “off” position.

Изображенная на фиг.11 упрощенная схема коммутации электропитания одного высоковольтного электродвигателя от двух разных источников, на базе известного РУ (http://forca.ru/stati/podstancii/produkciva-zavoda-bktp-dlva-raspredsetev-3.html), подразумевает использование трех ячеек (КРУ): ячейки 33 (КРУ1), ячейки 34 (КРУ2) и ячейки 35 (КРУ3). Ячейка 33 содержит вакуумный выключатель 35, а также шинный разъединитель 36 и линейный разъединитель 37. Ячейка 34 содержит вакуумный выключатель 38, а также шинный разъединитель 39 и линейный разъединитель 40. Ячейка 35 содержит вакуумный выключатель 41, а также шинный разъединитель 42 и линейный разъединитель 43. Через ячейку 33, электрическую энергию от сети 10(6) кВ подают на ПЧ 44. От ПЧ 44 преобразованную электрическую энергию передают в ячейку 34, через которую эту электрическую энергию подают на электродвигатель 45. Через ячейку 35 на электродвигатель 45 подают электрическую энергию от сети 10(6) кВ напрямую. Коммутацию электропитания с использованием этого РУ производят при помощи вакуумных выключателей 38 и 41, расположенных в ячейках 34 и 35 соответственно.The simplified circuit diagram for switching the power supply of one high voltage electric motor from two different sources depicted in FIG. 11, based on the well-known switchgear (http://forca.ru/stati/podstancii/produkciva-zavoda-bktp-dlva-raspredsetev-3.html), implies use of three cells (switchgear): cells 33 (switchgear 1), cell 34 (switchgear 2) and cell 35 (switchgear 3). Cell 33 contains a vacuum circuit breaker 35, as well as a bus disconnector 36 and a line disconnector 37. Cell 34 contains a vacuum circuit breaker 38, as well as a bus disconnector 39 and a linear disconnector 40. Cell 35 contains a vacuum circuit breaker 41, as well as a bus disconnector 42 and a linear disconnector 43 Through cell 33, electrical energy from a 10 (6) kV network is supplied to the inverter 44. From the inverter 44, the converted electric energy is transmitted to the cell 34, through which this electric energy is supplied to the electric motor 45. Through the cell 35 to the electric motor 45 supply electrical energy from a 10 (6) kV network directly. Switching the power supply using this switchgear is carried out using vacuum switches 38 and 41 located in cells 34 and 35, respectively.

На фиг.12 приведена упрощенная схема коммутации электропитания одного высоковольтного электродвигателя от двух разных источников, достигаемая при использовании нового КРУ, для реализации которой необходимо только две ячейки (КРУ): ячейка 46 (КРУ1) и ячейка 47 (КРУ2 - заявляемое изобретение). Ячейка 46 содержит вакуумный выключатель 48, а также шинный разъединитель 49 и линейный разъединитель 50. Ячейка 47 содержит шинный разъединитель с заземлителем 51, линейный разъединитель с заземлителем 52, и разъединитель с заземлителем отходящей линии 53. Кроме того ячейка 47 содержит высоковольтные контакторы 54 и 55, между которыми установлена электрическая и/или механическая блокировка 56. Через ячейку 46, электрическую энергию от сети 10(6) кВ подают на ПЧ 57. От ПЧ 57 преобразованную электрическую энергию передают в ячейку 47 на контактор 55, с которого, при отключенном контакторе 54, электроэнергию подают на электродвигатель 58. При включенном контакторе 55, электроэнергию подают от сети 10(6) кВ на электродвигатель 58 напрямую.Figure 12 shows a simplified circuit of switching the power supply of one high voltage electric motor from two different sources, achieved using a new switchgear, for the implementation of which only two cells (switchgear) are required: cell 46 (switchgear 1) and cell 47 (switchgear 2 - claimed invention). Cell 46 contains a vacuum circuit breaker 48, as well as a bus disconnector 49 and a line disconnector 50. Cell 47 contains a bus disconnector with a ground electrode 51, a linear disconnector with a ground electrode 52, and a disconnector with a ground electrode for the outgoing line 53. In addition, cell 47 contains high-voltage contactors 54 and 55 between which an electrical and / or mechanical interlock 56 is installed. Through cell 46, electrical energy from a 10 (6) kV network is supplied to the inverter 57. From the Inverter 57, the converted electrical energy is transferred to the cell 47 to the contactor 55, from which oh, when the contactor 54 is turned off, electric power is supplied to the electric motor 58. When the contactor 55 is turned on, electric power is supplied directly from the 10 (6) kV network to the electric motor 58.

Применение нового комплектного распределительного устройства (КРУ) в народном хозяйстве позволит повысить технологичность РУ - 10(6) кВ, более надежно и безаварийно принимать и распределять электрическую энергию, снизить стоимость РУ и занимаемую ими площадь. Новое КРУ может быть использовано как самостоятельное изделие, так и в составе распределительных устройств в диапазоне от 6 кВ до 10 кВ. Вместе с тем КРУ может быть использовано совместно с ПЧ и УПП. Благодаря предлагаемой конструкции КРУ удалось добиться обеспечения приема электрической энергии от двух разных независимых источников в пределах одного корпуса КРУ, коммутации электропитания высоковольтных электрических машин, например, синхронных и асинхронных электродвигателей номинальным напряжением 10 кВ и 6 кВ, путем дистанционно автоматически управляемого системой АСУТП, а также автоматикой ПЧ или УПП, или вручную оператором с помощью органов местного управления включения/отключения одного или второго ВК, размещенных внутри одного отдельного корпуса КРУ, которые обеспечивают подачу электрической энергии либо от ПЧ или УПП, либо от электрической сети номинальным напряжением 6 или 10 кВ, т.е. повысить технологичность, эффективность и надежность самих КРУ и сопряженных с ними технологических процессов, снизив при этом стоимость и технологические площади, занимаемые Распределительными устройствами 6 или 10 кВ, с соблюдением действующих на территории РФ «Правил устройства электроустановок».The use of the new complete switchgear (switchgear) in the national economy will improve the processability of switchgear - 10 (6) kV, more reliably and safely receive and distribute electric energy, reduce the cost of switchgear and the area they occupy. The new switchgear can be used both as an independent product and as part of switchgears in the range from 6 kV to 10 kV. At the same time, switchgear can be used together with inverters and soft starters. Thanks to the proposed design of the switchgear, it was possible to ensure the reception of electric energy from two different independent sources within the same switchgear enclosure, switching the power supply of high-voltage electric machines, for example, synchronous and asynchronous motors with a rated voltage of 10 kV and 6 kV, by remotely automatically controlled by the control system, as well as automation of the inverter or the soft starter, or manually by the operator using the local authorities to enable / disable one or the second VK, located inside a single-stand housing switchgear, which supply electrical power from either the drive or SCP, or from AC power or nominal voltage 6 to 10 kV, i.e. to increase the manufacturability, efficiency and reliability of the switchgear itself and the associated technological processes, while reducing the cost and technological area occupied by 6 or 10 kV Switchgears, in compliance with the “Electrical Installation Rules” in force in the Russian Federation.

Claims

1. High-voltage switchgear, made with the possibility of use as a separate switchgear and one-sided and two-way service, containing two high-voltage vacuum or thyristor contactors, with the ability to remotely control their on / off, microprocessor protection and busbar protection of main circuits, made in the form of an arc protection device and relief valves, characterized in that it has two high-voltage inputs: one from 10 (6) kV networks, and the second - from a high-voltage frequency converter or high-voltage soft starter, and one outgoing line - to a high-voltage electric motor, with electrical input circuits from a 10 (6) kV network, input from a high-voltage frequency converter or a high-voltage smooth device start-up, as well as the outgoing line, each equipped with its own disconnector with a visible gap and an earthing switch, busbars for input from the network, input from a high-voltage frequency converter or high-voltage soft starter and the outgoing line, as well as both high-voltage contactors and all disconnectors, are made with the possibility of passing equal rated currents through them, both high-voltage contactors made with the possibility of their protection against simultaneous switching in the form of electrical and / or mechanical interlocks, and the high-voltage contactors in the input circuit from high-voltage frequency converter or high-voltage soft starter - with the ability to control their on / off automation of the high-voltage frequency converter or high-voltage soft start device directly, bypassing the complete automation of the switchgear.

2. The high-voltage package switchgear according to claim 1, characterized in that two high-voltage vacuum or thyristor contactors of the stationary type are used as main circuit switching devices, and it contains two current measuring transformers.

3. The high-voltage package switchgear according to claim 1, characterized in that two high-voltage vacuum or thyristor contactors of a stationary type are used as switching devices of the main circuits, and it contains three current measuring transformers.

4. The high-voltage package switchgear according to claim 1, characterized in that two high-voltage vacuum or thyristor contactors of the stationary type are used as main circuit switching devices, and it contains two current measuring transformers and a voltage measuring transformer.

5. The high-voltage switchgear according to claim 1, characterized in that two high-voltage vacuum or thyristor contactors of the stationary type are used as main circuit switching devices, and it contains three current measuring transformers and a voltage measuring transformer.

6. The high-voltage package switchgear according to claim 1, characterized in that two high-voltage vacuum or thyristor withdrawable contactors are used as main circuit switching devices, and it contains two current measuring transformers.

7. The high-voltage package switchgear according to claim 1, characterized in that two high-voltage vacuum or thyristor withdrawable contactors are used as main circuit switching devices, and it contains three current measuring transformers.

8. The high-voltage package switchgear according to claim 1, characterized in that two high-voltage vacuum or thyristor withdrawable contactors are used as main circuit switching devices, and it contains two current measuring transformers and a voltage measuring transformer.

9. The high-voltage package switchgear according to claim 1, characterized in that two high-voltage vacuum or thyristor withdrawable contactors are used as main circuit switching devices, and it contains three current measuring transformers and a voltage measuring transformer.