Интеллектуальное устройство дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи



Интеллектуальное устройство дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи
Интеллектуальное устройство дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи
Интеллектуальное устройство дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи
G01R31/024 - Устройства для определения электрических свойств; устройства для определения местоположения электрических повреждений; устройства для электрических испытаний, характеризующихся объектом, подлежащим испытанию, не предусмотренным в других подклассах (измерительные провода, измерительные зонды G01R 1/06; индикация электрических режимов в распределительных устройствах или в защитной аппаратуре H01H 71/04,H01H 73/12, H02B 11/10,H02H 3/04; испытание или измерение полупроводниковых или твердотельных приборов в процессе их изготовления H01L 21/66; испытание линий передачи энергии H04B 3/46)

Владельцы патента RU 2707386:

Общество с ограниченной ответственностью "Тринити Инжиниринг" (ООО "Тринити Инжиниринг") (RU)

Данное изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам, предназначенным для обеспечения эксплуатации воздушных линий электропередачи высокого напряжения. Технический эффект, заключающийся в расширении функциональности интеллектуального устройства дистанционного секционирования и повышении точности определения наличия факта и вида аварии на контролируемом сегменте линии, достигается за счёт того, что интеллектуальное устройство дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи с функцией определения наличия и типа аварийных процессов на линии включает в себя закрепляемые на опоре воздушной линии электропередачи механический разъединитель линии с управляющим приводом, оснащенным электрическим исполнительным механизмом, и блок управления приводом, содержащий устройство для приема и передачи информации о состоянии системы и устройство индикации состояния системы, при этом управление механическим разъединителем линии может осуществляться дистанционно по каналу беспроводной связи стандарта GSM, блок управления приводом содержит контроллер электрического исполнительного механизма, контроллер сбора и передачи информации, включающий модуль ближней радиосвязи, блок управляющих элементов, блок индикаторов состояния системы дистанционного секционирования воздушных линий и блок приема-передачи информации по каналу беспроводной связи стандарта GSM, при этом контроллер сбора и передачи информации посредством модуля ближней радиосвязи связан, по меньшей мере, с тремя идентичными внешними датчиками аварийного процесса на линии, каждый из которых размещен непосредственно на проводе воздушной линии электропередачи, и содержит датчик тока, датчик напряжения, батарейный блок питания и микропроцессорный управляющий блок, включающий модуль ближней радиосвязи и индикаторный модуль. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам, предназначенным для обеспечения эксплуатации воздушных линий электропередачи высокого напряжения.

В процессе эксплуатации воздушных линий электропередачи часто возникает необходимость в отключении и подключении различных участков и ответвлений линии, например для обслуживания или замены электротехнического оборудования.

Также возможность секционирования протяженных воздушных линий электропередачи облегчает задачи поиска мест возникновения аварийных процессов, таких как различные виды коротких замыканий, и последующего их устранения. Точная информация о виде аварии и направлении, на котором она произошла позволяет значительно снизить трудовые и временные затраты, необходимые для обслуживания воздушных линий электропередачи.

В настоящее время известен ряд электротехнических устройств, которые позволяют производить отключение и подключение участков воздушных линий электропередачи без снятия рабочего напряжения посредством ручного или автоматического привода.

Известен способ определения факта и места замыкания контактной сети (патент РФ №2376609, МПК G01R 31/02, опубликовано 20.12.2009), заключающийся в получении информации о замыкании и передаче ее на пункт приема, отличающийся тем, что измеряют электрофизические параметры арматуры каждой опоры контактной сети, осуществляют привязку измеренных параметров к месторасположению каждой опоры, сравнивают результаты измерений со значением при коротком замыкании, фиксируют превышение результатов измерений над значением при коротком замыкании, определяют на этом основании факт и место короткого замыкания, передают информацию о факте и месте короткого замыкания по дистанционно ограниченным радиоканалам, объединенным в информационную сеть - от опоры к опоре - на приемник конечного пункта, где принятую информацию обрабатывают, запоминают и индицируют.

Недостатками предложенного решения является то, что для получения информации и управления даже одним устройством, выполненным в соответствии с предлагаемым способом, требуется выстраивание информационной сети из цепочки приемопередающих приборов, что несомненно влечет за собой неоправданное усложнение и значительное удорожание всей системы в целом. Также следует отметить тот факт, что система устройств, выполненная в соответствии с предлагаемым способом не обладает надежностью по причине того, что информация от любого устройства, осуществляющего мониторинг состояния линии электропередачи через цепочку промежуточных приборов по дистанционно ограниченным радиоканалам транслируется на конечный пункт сбора информации, и выход из строя любого звена данной цепочки приведет к неработоспособности системы в целом.

За прототип предлагаемого изобретения принято известное устройство определения короткого замыкания и защитного отключения воздушных линий электропередачи (патент РФ №2616073, МПК G01R 31/02, опубликовано 12.04.2017), содержащее элемент, обеспечивающий отключение линий электропередачи и связанный с ним датчик тока короткого замыкания, отличающееся тем, что элемент, обеспечивающий отключение линии электропередачи выполнен в виде разъединителя открытого типа и установлен на одной опоре вместе с датчиком тока, вход которого электрически соединен с проводом линии электропередачи, а выход с микропроцессором модуля фиксации, установленного на этой же опоре, снабженного светодиодным дисплеем и связанного управляющей связью с модулем управления, связанного управляющей связью с двигательным приводом разъединителя.

Недостатками предложенного устройства является то, что данное устройство конструктивно предназначено для контроля и управления одной фазой линии электропередачи, соответственно для использования на стандартной трехфазной линии электропередачи потребуется три таких устройства, что усложняет и удорожает построение системы мониторинга сети. Помимо этого, отсутствие беспроводных каналов связи между устройством и пультом диспетчера сильно ограничивает радиус применения предложенного устройства.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание интеллектуального устройства дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи, обладающего расширенным функционалом, и позволяющего осуществлять дистанционное и ручное отключение сегментов воздушных линий электропередач, а также с высокой точностью определять наличие факта и вид аварии на контролируемом сегменте линии.

Технический результат достигается тем, что предлагается интеллектуальное устройство дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи с функцией определения наличия и типа аварийных процессов на линии, включающее в себя закрепляемые на опоре воздушной линии электропередачи механический разъединитель линии с управляющим приводом, оснащенным электрическим исполнительным механизмом, и блок управления приводом, содержащий устройство для приема и передачи информации о состоянии системы на диспетчерский пункт и устройство индикации состояния системы, при этом управление механическим разъединителем линии может осуществляться дистанционно посредством передачи управляющих команд по каналу беспроводной связи стандарта GSM, блок управления приводом содержит контроллер электрического исполнительного механизма, микропроцессорный контроллер сбора и передачи информации, включающий модуль ближней радиосвязи, блок управляющих элементов, блок индикаторов состояния системы дистанционного секционирования воздушных линий, и блок приема-передачи информации по каналу беспроводной связи стандарта GSM, при этом микропроцессорный контроллер сбора и передачи информации посредством модуля ближней радиосвязи связан по меньшей мере с тремя идентичными внешними датчиками аварийного процесса на линии, каждый из которых размещен непосредственно на проводе воздушной линии электропередачи, и содержит размещенные в корпусе датчик тока, датчик напряжения, батарейный блок питания, и микропроцессорный управляющий блок, включающий модуль ближней радиосвязи и индикаторный модуль.

В предлагаемом интеллектуальном устройстве дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи с функцией определения наличия и типа аварийных процессов на линии микропроцессорный контроллер сбора и передачи информации блока управления приводом может быть связан с внешними датчиками аварийного процесса на линии посредством канала ближней радиосвязи стандарта Bluetooth.

В предлагаемом интеллектуальном устройстве дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи с функцией определения наличия и типа аварийных процессов на линии работа внешних датчиков аварийного процесса на линии может быть организована таким образом, что один из датчиков аварийного процесса на линии является основным и осуществляет передачу информации о состоянии линии на микропроцессорный контроллер сбора и передачи информации блока управления приводом, а два других внешних датчика аварийного процесса на линии передают информацию на основной датчик.

В предлагаемом интеллектуальном устройстве дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи с функцией определения наличия и типа аварийных процессов на линии внешние датчики аварийного процесса на линии могут быть закреплены на кабеле посредством быстросъемного крепления.

Все компоненты предлагаемого интеллектуального устройства дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи с функцией определения наличия и типа аварийных процессов на линии размещаются непосредственно на одной опоре воздушной линии электропередачи. При построении разветвленных систем для облуживания линий со сложной структурой используется необходимое количество устройств. При этом каждое из устройств работает независимо друг от друга, непосредственно взаимодействуя с пультом управления диспетчера через канал беспроводной связи стандарта GSM, что повышает надежность функционирования систем мониторинга и обслуживания воздушных линий электропередачи в целом.

Использование беспроводной связи стандарта GSM для обмена информацией между интеллектуальным устройством дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи с функцией определения наличия и типа аварийных процессов на линии и пультом управления диспетчера полностью устраняет все ограничения по дальности размещения предлагаемого устройства.

Блок управляющих элементов, который входит в состав блока управления приводом позволяет в оперативном режиме осуществлять управление предлагаемым устройством при осуществлении работ непосредственно на линии электропередачи.

Три внешних датчика аварийного процесса на линии размещаются непосредственно на проводах воздушной линии электропередачи, по одному датчику на каждой фазе, в непосредственной близости от блока управления приводом. Каждый из датчиков содержит размещенные в корпусе датчик тока, датчик напряжения, батарейный блок питания, и микропроцессорный управляющий блок, включающий модуль ближней радиосвязи и индикаторный модуль. По результатам непрерывного замера величин тока и напряжения, и после сравнения их значений с уставками тока короткого замыкания, внешний датчик предает на блок управления приводом информацию о состоянии контролируемой линии электропередачи, что повышает точность определения вида и направления аварии на линии. Вследствие использования ближней радиосвязи, например стандарта Bluetooth, датчики могут быть расположены на удалении до 10 м от опоры воздушной линии электропередачи. Внешние датчики аварийного процесса на линии могут закрепляться на кабеле посредством быстросъемного соединения, выполненного в виде зажима. Индикаторный модуль внешнего датчика аварийного процесса на линии выполнен в виде светодиодного индикатора, который позволяет визуально определить текущий режим работы датчика, а также наличие и тип аварии.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами:

На фиг. 1а показан вид спереди опоры воздушной линии электропередачи с размещенным на ней интеллектуальным устройством дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи.

На Фиг. 1а показаны следующие позиции:

1 - опора воздушной линии электропередачи;

2 - блок управления приводом;

3 - механический разъединитель линии;

4 - привод механического разъединителя линии;

6 - внешние датчики аварийного процесса на линии;

7 - элементы управления;

8 - устройство индикации состояния системы;

9 - антенна блока приема-передачи информации по каналу беспроводной связи стандарта GSM;

10 - антенна модуля ближней радиосвязи.

На фиг. 1б показан вид сбоку опоры воздушной линии электропередачи с размещенным на ней интеллектуальным устройством дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи.

На Фиг. 1б показаны следующие позиции:

1 - опора воздушной линии электропередачи;

2 - блок управления приводом;

3 - механический разъединитель линии;

4 - привод механического разъединителя линии;

5 - внешний преобразовательный трансформатор;

6 - внешние датчики аварийного процесса на линии;

На Фиг. 2 показана структурная схема блока управления приводом предлагаемого интеллектуального устройства дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи, и внешнего датчика аварийного процесса на линии, которые связаны между собой посредством ближней радиосвязи.

На Фиг. 2 показаны следующие позиции:

2 - блок управления приводом;

11 - микропроцессорный контроллер сбора и передачи информации;

12 - контроллер электрического исполнительного механизма;

13 - блок приема-передачи информации по каналу беспроводной связи стандарта GSM;

14 - блок управляющих элементов;

15 - блок индикаторов состояния системы;

6 - внешний датчик аварийного процесса на линии;

16 - датчик тока;

17 - микропроцессорный управляющий блок;

18 - датчик напряжения;

19 - батарейный блок питания,

20 - электрический исполнительный механизм.

Предлагаемое интеллектуальное устройство дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи работает следующим образом. Электрическое питание предлагаемого устройства осуществляется с помощью внешнего преобразовательного трансформатора 5, подключенного к контролируемой линии электропередачи. При штатном функционировании контролируемой линии электропередачи механический разъединитель линии 3 находится в замкнутом состоянии.

В случае, если необходимо отключить участок линии электропередач для ремонта или обслуживания электротехнического оборудования, находящегося на контролируемом участке, с пульта диспетчера подается управляющая команда на отключение нужного участка линии. Команда подается посредством канала беспроводной связи стандарта GSM, принимается антенной 9 блока управления приводом 2 и поступает через микропроцессорный контроллер сбора и передачи информации 11 в контроллер электрического исполнительного механизма 12, который обрабатывает полученную команду и выдает нужное питающее напряжение на электрический исполнительный механизм 20. Электрический исполнительный механизм 20 перемещает привод 4 механического разъединителя линии 3, и таким образом участок линии электропередач отключается. Блок индикаторов состояния системы 15 показывает соответствующую индикацию. В случае возникновения необходимости у персонала, работающего непосредственно на линии электропередач оперативно отключить или подключить участок линии, не задействуя при этом пульт диспетчера, это возможно сделать путем воздействия на блок управляющих элементов 14, после чего управляющий сигнал подается в контроллер электрического исполнительного механизма 12 и далее происходит отключение или подключение участка линии.

Три внешних датчика аварийного процесса на линии 6 устанавливаются и закрепляются непосредственно на проводах линии электропередачи с помощью быстросъемных зажимов. Питание каждого датчика осуществляется с помощью батарейного блока питания 19. Связь внешнего датчика аварийного процесса на линии 6 с блоком управления приводом 2 осуществляется по каналу ближней радиосвязи через модуль ближней радиосвязи, входящий в контроллер сбора и передачи информации 11 блока управления приводом 2 и модуль ближней радиосвязи микропроцессорного управляющего блока 17. Датчики непрерывно ведут контроль за линией электропередачи с помощью датчиков тока 16 и датчиков напряжения 18. Значения с датчиков тока 16 и датчиков напряжения 18 обрабатываются микропроцессорным управляющим блоком 17, сравниваются со значениями уставок тока короткого замыкания, и затем через канал ближней радиосвязи данные о состоянии линии передаются в микропроцессорный контроллер сбора и передачи информации 11 блока управления приводом 2.

В соответствии с предлагаемым изобретением был изготовлен опытный образец интеллектуального устройства дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи, который с успехом прошел все испытания и показал высокую надежность при работе.

Таким образом, при реализации предлагаемого изобретения удалось получить интеллектуальное устройство дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи с функцией определения наличия и типа аварийных процессов на линии, обладающее расширенной функциональностью по сравнению с прототипом, а также высокой точностью определения наличия и типа аварийных процессов на воздушных линиях электропередачи.

1. Интеллектуальное устройство для обеспечения эксплуатации воздушных линий электропередачи, включающее в себя закрепляемые на опоре воздушной линии электропередачи механический разъединитель линии с управляющим приводом, оснащенным электрическим исполнительным механизмом, и блок управления приводом, содержащий устройство для приема и передачи информации о состоянии системы на диспетчерский пункт и устройство индикации состояния системы, отличающееся тем, что управление механическим разъединителем линии может осуществляться дистанционно посредством передачи управляющих команд по каналу беспроводной связи стандарта GSM, блок управления приводом содержит контроллер электрического исполнительного механизма, микропроцессорный контроллер сбора и передачи информации, включающий модуль ближней радиосвязи, блок управляющих элементов, блок индикаторов состояния системы дистанционного секционирования воздушных линий и блок приема-передачи информации по каналу беспроводной связи стандарта GSM, при этом микропроцессорный контроллер сбора и передачи информации посредством модуля ближней радиосвязи связан с по меньшей мере тремя идентичными внешними датчиками аварийного процесса на линии, каждый из которых размещен непосредственно на проводе воздушной линии электропередачи и содержит размещенные в корпусе датчик тока, датчик напряжения, батарейный блок питания, и микропроцессорный управляющий блок, сравнивающий полученные значения тока и напряжения со значениями уставок тока короткого замыкания, включающий модуль ближней радиосвязи и индикаторный модуль.

2. Интеллектуальное устройство по п. 1, отличающееся тем, что микропроцессорный контроллер сбора и передачи информации блока управления приводом связан с внешними датчиками аварийного процесса на линии посредством канала ближней радиосвязи стандарта Bluetooth.

3. Интеллектуальное устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что работа внешних датчиков аварийного процесса на линии организована таким образом, что один из датчиков аварийного процесса на линии является основным и осуществляет передачу информации о состоянии линии на микропроцессорный контроллер сбора и передачи информации блока управления приводом, а два других внешних датчика аварийного процесса на линии передают информацию на основной датчик.

4. Интеллектуальное устройство по п. 1, отличающееся тем, что внешние датчики аварийного процесса на линии закреплены на проводе посредством быстросъемного крепления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автоматизированному электроприводу и может быть использовано для определения параметров электродвигателей постоянного тока. Способ определения параметров двигателя постоянного тока заключается в том, что одновременно измеряют мгновенные величины тока и напряжения в якорной обмотке и частоту вращения выходного вала.

Изобретение относится к контролю изменения технического состояния электродвигателей. Способ прогнозирования изменения состояния изоляции высоковольтных электродвигателей заключается в следующем.

Устройство относится к области неразрушающей диагностики и неразрушающего контроля электромагнитных аппаратов с переключающейся магнитной системой. Кроме того, устройство может использоваться на предприятиях для организации входного контроля электромагнитных реле и ускоренного выделения группы экземпляров, обладающих одинаковым временем срабатывания.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к цепи пульсирования генерирования пульсирующего тока. Технический результат заключается в обеспечении оповещения пользователя о неисправности импульсного источника питания с помощью сигнальной цепи.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системам контроля параметров масляных выключателей среднего напряжения. Технический результат заключается в повышении контроля температуры рабочих контактов масляных выключателей среднего напряжения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты от обрыва фазного провода воздушной линии электрической сети с изолированной, компенсированной или резистивно заземленной нейтралями напряжением 6-10-20 кВ.

Изобретение относится к дистанционным способам шумовой и квазишумовой диагностики дефектности электроэнергетических (ЭЭ) объектов и предназначено для построения промышленных информационно-измерительных комплексов контроля технического состояния таких объектов.

Изобретение относится к области испытаний электронного оборудования, в частности к исследованию стойкости изделий микроэлектроники (электронной аппаратуры) к воздействию электромагнитных полей высокой и сверхвысокой частоты, и может быть использовано в рамках принятия мер по противодействию искусственным преднамеренным и непреднамеренным помехам, создаваемым радиотехническим, электронным и электротехническим оборудованием различного назначения.

Изобретение относится к испытаниям автотранспортных средств. В способе испытаний систем/устройств вызова экстренных оперативных служб автотранспортных средств на восприимчивость к электромагнитному полю оснащенное системами/устройствами вызова экстренных оперативных служб автотранспортное средство располагают в защищенной от внешних факторов зоне, оснащенной имитатором базовой станции, выполненным с возможностью формирования со стороны передающих устройств стандарта GSM испытываемой системы излучаемого сигнала заданной условиями испытаний мощности, а также содержащим радиоканал стандарта GSM, обеспечивающий имитацию аудиосвязи водителя/пассажира автотранспортного средства с диспетчером экстренных оперативных служб.

Изобретение относится к способам контрольных испытаний ракетно-космической техники на безотказность, в частности к расчетно-экспериментальным способам оценивания и контроля безотказности технических систем (ТС).

Изобретение относится к средствам контроля технического состояния и может быть использовано для контрольно-проверочных испытаний агрегатов электрооборудования наземных транспортных средств напряжением 12-24 В.

Изобретение относится к области электротехники. Способ пуска ударного электрогенератора испытательного стенда, содержащего сетевые шины, к которым через выключатели присоединены приводной двигатель, связанный с генератором, и статический преобразователь частоты, заключается в разгоне генератора с двигателем до частоты сети и последующим соединением двигателя с сетевыми шинами напрямую.

Изобретение относится к системе электроснабжения тяговой сети переменного тока, а именно к разработке стенда для вычисления токов короткого замыкания межподстанционного участка тяговой сети переменного тока с двухсторонним питанием.

Изобретение относится к испытаниям автотранспортных средств на электромагнитную совместимость. В способе испытаний антенных кабелей автотранспортных средств на восприимчивость к электромагнитному полю устанавливают автотранспортное средство с испытываемой антенно-фидерной системой в безэховую камеру и подвергают воздействию электромагнитного детерминированного широкополосного поля, спектр которого перекрывает заданную регламентом испытаний область частот, и проводят измерение уровней электромагнитных помех, наведенных электромагнитным полем, на выходе антенно-фидерной системы.

Изобретение относится к области измерения электрических величин, а именно к электроизмерительной технике, и может быть использовано для измерения сопротивления изоляции кабелей, конденсаторов и других объектов.

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Способ мгновенного автоматического повторного включения для выключателей фидеров контактной сети на тяговых подстанциях и постах секционирования, подразумевающий использование цифрового терминала защит фидеров контактной сети постоянного тока, с помощью которого реализуют цикл мгновенного автоматического повторного включения (МАПВ).

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к контролю качества протяженных многожильных кабелей сложных технических систем, включая системы вооружения и военной техники.

Использование: в области электротехники для мониторинга и управления электрическими устройствами. Технический результат – возможность мониторинга и управления электрическими устройствами при соединении их между собой одним кабелем.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники. Устройство содержит портативный компьютер с введенными в его память частными таблицами электрических соединений объекта контроля и программой управления процессом контроля электрических цепей с использованием частных таблиц электрических соединений.

Использование: в области электротехники и электроэнергетики для управления электрическими сетями при аварийных ситуациях. Техническим результатом является повышение надежности функционирования отключающего аппарата и упрощение процедуры его воздействия на исполнительный механизм.

Данное изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам, предназначенным для обеспечения эксплуатации воздушных линий электропередачи высокого напряжения. Технический эффект, заключающийся в расширении функциональности интеллектуального устройства дистанционного секционирования и повышении точности определения наличия факта и вида аварии на контролируемом сегменте линии, достигается за счёт того, что интеллектуальное устройство дистанционного секционирования воздушных линий электропередачи с функцией определения наличия и типа аварийных процессов на линии включает в себя закрепляемые на опоре воздушной линии электропередачи механический разъединитель линии с управляющим приводом, оснащенным электрическим исполнительным механизмом, и блок управления приводом, содержащий устройство для приема и передачи информации о состоянии системы и устройство индикации состояния системы, при этом управление механическим разъединителем линии может осуществляться дистанционно по каналу беспроводной связи стандарта GSM, блок управления приводом содержит контроллер электрического исполнительного механизма, контроллер сбора и передачи информации, включающий модуль ближней радиосвязи, блок управляющих элементов, блок индикаторов состояния системы дистанционного секционирования воздушных линий и блок приема-передачи информации по каналу беспроводной связи стандарта GSM, при этом контроллер сбора и передачи информации посредством модуля ближней радиосвязи связан, по меньшей мере, с тремя идентичными внешними датчиками аварийного процесса на линии, каждый из которых размещен непосредственно на проводе воздушной линии электропередачи, и содержит датчик тока, датчик напряжения, батарейный блок питания и микропроцессорный управляющий блок, включающий модуль ближней радиосвязи и индикаторный модуль. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх