Схема устройства деления электрической сети на участки

Введение.

Управление конфигурацией распределительных электрических сетей является актуальным направлением повышения эффективности систем электроснабжения сельского хозяйства, повышения надёжности электроснабжения сельских потребителей, снижения потерь электроэнергии в сельских электрических сетях. Эти и другие вопросы управления конфигурацией электрических сетей рассмотрены в работах отечественных и зарубежных авторов [1 - 7].

Одним из устройств секционирования и резервирования сельских электрических сетей 0,4 кВ является устройство деления электрической сети (УДС). [8]. Его усовершенствованная структурная схема, алгоритм работы, особенности применения рассмотрены в работах [9 - 11]. В данных работах указана необходимость разработки УДС с целью снижения стоимости устройств секционирования, обеспечения возможности применения других устройств секционирования и резервирования, предотвращения фактов несанкционированной подачи напряжения в электрические сети, для других целей [9 - 11].

Устройство деления электрической сети на участки позволяет проводить секционирование линии электропередачи, обеспечивает информирование диспетчера сети об отключениях как самого устройства с указанием причин, так и о параметрах режимов работы электрической сети в точке установки устройства.

За счет устройства повышаются возможности автоматизации электрических сетей 0,4 кВ, особенно с учетом интеграции устройства в связанную работу с другими устройствами, установленными в электрической сети. В конечном итоге применение устройства деления электрической сети на участки повышает наблюдаемость электрической сети и ее управляемость, способствуя сокращению времени перерывов в электроснабжении потребителей при аварийных отключениях и при плановом обслуживании линии электропередачи.

Материалы и методы. В работе применялся литературный обзор, методы инженерной деятельности. Электрическая схема устройства разрабатывалась на основе структурной схемы, приведённой в [9].

Результаты и обсуждение.

На рисунке 1 показана разработанная электрическая схема УДС.

Рисунок 1 – Электрическая схема УДС

Устройство деления электрической сети на участки содержит: QF1-QF2 – автоматические выключатели, QW1-QW3 - выключатели нагрузки, FV1 – ограничитель перенапряжения, ТА1-ТА3 – датчики тока, HL1-HL7 – сигнальные лампы, КМ1– коммутационный аппарат, БУиС – блок управления и связи.

Основным элементом устройства деления электрической сети на участки является блок управления и связи БУиС, который планируется выполнить в пластиковом корпусе с отверстиями для клеммников. Корпус приспособлен для крепления на стандартную 35 мм Din–рейку. Материал корпуса – пластик PETG.

Устройство устанавливается в разрыв линии электропередачи в расчётном месте, которое определяется в зависимости от непосредственного назначения устройства, например, по методике, приведённой в [12]

Выключатели нагрузки QW1, QW3 служат для создания разрыва между КМ1 и участками ЛЭП до и после устройства секционирования. QW2 необходим для ручного включения/отключения КМ1, например, для обслуживания устройства, или участка ЛЭП за ним. Датчики тока ДТ1-ДТ3 осуществляет контроль тока, протекающего через силовую цепь устройства и передают данные о значении тока в БУиС. Датчик напряжения ДН4 осуществляет контроль напряжения до и после КМ1 и передаёт данные о значении напряжения в БУиС. Сигнальные лампы HL1-HL3 сигнализирует о наличии/отсутствии напряжения на вводе устройства, HL5-HL7 сигнализирует о наличии/отсутствии напряжения после КМ1, HL4 сигнализирует о наличии/отсутствии питания БУиС.

В БУиС заложены алгоритмы управления устройством секционирования [11], а также мониторинга параметров режимов работы электрической сети в точке установки устройства. По соотношению значений напряжения до и после КМ1, значения тока определяет случаи отключения напряжения на головном участке ЛЭП (напряжение исчезнет с двух сторон от КМ1 при отсутствии тока КЗ), случаи отказа КМ1 (напряжение исчезнет после КМ1, ток короткого замыкания отсутствовал), ручного отключения устройства и другие. На основании этого БУиС формирует, при необходимости, команды управления КМ1, сообщения для системы телемеханики электрической сети.

БУиС имеет встроенный порт RS-485. Контакты разъема выведены на клеммы. Порт предназначен для: организации связи с другими устройствами по интерфейсу RS-485 по протоколу ModBus в режиме Slave; для связи с ПК. Необходимо использовать преобразователь интерфейсов RS-485/RS-232 или RS-485/USB. По умолчанию порт RS-485 имеет следующие сетевые настройки: скорость: 19200 бит/с; длина слова данных: 8 бит; контроль четности: отсутствует; адрес: 1.

Получая информацию об результатах работы УДС в сети, диспетчер сети оперативно принимает решение о дальнейших действиях, что позволяет сократить время перерывов в электроснабжении потребителей. разработанная схема позволяет предотвратить необоснованные перерывы в электроснабжении потребителей и повышает электробезопасность, обеспечивая отключение удалённых токов коротких замыканий, выделяя повреждённый участок. Возможность ручного отключения УДС позволяет повысить электробезопасность и сократить перерывы в электроснабжении потребителей при плановом ремонте и обслуживании участка ЛЭП за УДС при его использовании для секционирования, или с обеих сторон от устройства при его применении в кольцевой сети [9].

Выводы.

Обзор литературы выявил актуальность разработки устройств секционирования электрических сетей, в том числе устройства деления электрической сети на участки. Ранее разработаны структурная схема УДС, принципы его применения в сельских электрических сетях 0,4 кВ, алгоритм работы. В настоящей работе разработана электрическая схема устройства, выполнено её описание. Данная схема позволяет реализовать алгоритмы работы УДС, а применение устройства – повысить надёжность электроснабжения потребителей.