Комплекс обеспечения электробезопасности при производстве оперативных переключений на энергообъектах

Авторы патента:

H01H9/28 - путем запирания переключателя ключом или эквивалентным съемным элементом (переключатели, управляемые ключом H01H 27/00; запирание съемной деталью соединительного устройства, состоящего из двух частей, H01R)

Полезная модель относится к устройствам, обеспечивающих электробезопасность на электростанциях и подстанциях при проведении оперативных переключений на основе применения блокировок приводов коммутационных аппаратов. Предлагаемая полезная модель обеспечивает повышение надежности работы электромагнитной блокировки и снижение затрат на монтаж за счет применения бесконтактных датчиков положения, исключения линий связи от логического блока к блок-замкам. В комплекс обеспечения электробезопасности при производстве оперативных переключений на энергообъектах, содержащих бесконтактные датчики положения 1, 2, блок-замки соответственно два и один на коммутационный аппарат 3, последовательно соединенные логическое устройство блокировки 7 и панель оператора 9, блок питания 8, дополнительно введены последовательно соединенные контроллер управления 4 и PLC-модем локального уровня 5, а также PLC-модем верхнего уровня 6, при этом порты ввода-вывода контроллера коммутационных аппаратов 4 подключены к датчикам положения 1, 2 и блок-замкам, а информационный кабель PLC-модема локального уровня 5 к линии питания комплекса, к которому подключен также вход PLC-модема верхнего уровня 6, а его выход к логическому устройству блокировки 7. 1 илл.

Полезная модель относится к устройствам, обеспечивающим электробезопасность на электростанциях и подстанциях при проведении оперативных переключений на основе применения блокировок приводов коммутационных аппаратов.

Известно устройство оперативной блокировки (Оперативные блокировки на базе КП «Исеть». Екатеринбург: НТК Интерфейс, 2010 с. 4-7)), содержащее блок-замок, блок-контакты для получения по кабельным линиям телеметрических сигналов о положении коммутационного аппарата, логическую схему блокировки, реализованную программно, реле, которое замыкает контакты при успешной проверке логики. Таким образом, на блок-замок подается напряжение и блокировка отпирается. Недостатками устройства являются низкая надежность, что обусловлено сложностью поддержания необходимого уровня изоляции электрических цепей как питания так и телеметрии, а также появления в процессе эксплуатации несоответствия положения поворотного элемента коммутационного аппарата положению поворотного вала блок-контактов, информирующих о положении коммутационного аппарата.

Известно микропроцессорное устройство оперативной блокировки (Микропроцессорный блок оперативной блокировки БЭМП-1-24 http://rza.cheaz.ru/index.php/6-35kv/bemp-1/bemp-1-24), содержащее блок ввода дискретных сигналов с блок-контактов о положении коммутационных аппаратов, блок логической диаграммы, блок индикации, блок вывода дискретных сигналов и реле коммутации цепей питания блок-замков.

Недостатками известного устройства являются:

- ненадежная работа из-за большого количества подвижных и неподвижных блок-контактов, расположенных на приводах коммутационных аппаратов, и возникновение в процессе эксплуатации несоответствия положения поворотного элемента коммутационного аппарата положению поворотного вала блок-контактов, сигнализирующих в электрическую схему блокировки о положении коммутационного аппарата, за счет люфтов и свободных ходов в сочленениях деталей механизма привода и больших зазоров в шарнирных соединениях тяг;

- сложность поддержания необходимого уровня изоляции электрических цепей.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство электромагнитной блокировки коммутационных аппаратов (Описание изобретения к патенту Российской Федерации 2274918, кл. МПК H01H 9/28, опубл. 10.12.2005 г.), содержащее необходимое для конкретного энергетического объекта число последовательно соединенных бесконтактных сигнализаторов положения, беспроводного передатчика, приемника и реле, контакты которого подключены к логической схеме, выходы которой подсоединены с помощью проводов к соответствующему блок-замку коммутационного аппарата, а также электромагнитный ключ с беспроводным передатчиком, который через приемник и реле подключает питание к логической схеме, когда электромагнитный ключ вставлен в блок-замок.

Недостатками известного устройства электромагнитной блокировки являются: во-первых, непрерывная передача радиосигналов с датчиков положения (два на каждый коммутационный аппарат). При определенном количестве коммутационных аппаратов из-за загруженного эфира в радиообмене между датчиком и приемным устройством могут наблюдаться сбои, особенно, в жестких условиях электромагнитной обстановки энергообъектов. Кроме этого, непрерывная работа передатчиков выдвигает дополнительные требования к мощности источников питания. Во-вторых, известное устройство предполагает наличие протяженных линий от логической схемы к каждому блок-замку, что существенно снижает надежность устройства из-за нарушения изоляции линий.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы коммутационных аппаратов и снижение затрат на монтаж и пусконаладочные работы за счет исключения непрерывного радиообмена между датчиками коммутационных аппаратов и приемными устройствами, а также исключений дополнительных линий связи от логического блока к блок-замкам.

Технический эффект, заключающийся в минимизации операции настройки комплекта в определении положения привода коммутационного аппарата достигается тем, что в известное устройство электромагнитной блокировки коммутационных аппаратов на энергообъекте, содержащем бесконтактные датчики положения, блок-замки приводов коммутационных аппаратов соответственно два и один на коммутационный аппарат, последовательно соединенные логическое устройство блокировки и панель оператора, блок питания, дополнительно введены последовательно соединенные контроллер управления и PLC-модем локального уровня (общепринятая аббревиатура Power line communication - информационный обмен по линиям электропередачи), а также PLC-модем верхнего уровня, при этом порты ввода-вывода контроллера управления подключены к бесконтактным датчикам положения и блок-замкам приводов коммутационных аппаратов, а вход PLC-модема локального уровня к блоку питания, к которому подключен также вход PLC- модема верхнего уровня, а его выход к логическому устройству блокировки.

Введение контроллера управления и PLC-модемов позволяет исключить протяженные линии управления блок-замками, передав эту функцию контроллеру, который находится в непосредственной близости к коммутационным аппаратам. Кроме этого применение передачи данных о состоянии коммутационных аппаратов и команд управления по линиям питания позволяет отказаться от применения радиообмена. Таким образом, для создания системы оперативной блокировки необходима прокладка только линий питания, при этом допустима кольцевая топология. Выше указанное в совокупности позволяет повысить надежность системы блокировки при сокращении объемов монтажных работ.

Пример выполнения полезной модели иллюстрируется чертежом, на котором изображена функциональная схема комплекса применительно к его использованию на энергообъекте, содержащем электрическую подстанцию для линейного разъединителя с двумя заземляющими ножами.

Комплекс обеспечения электробезопасности содержит бесконтактные датчики 1, 2 положения «включено» и «отключено» коммутационного аппарата соответственно, электромагнитный блок-замок 3 привода коммутационного аппарата, контроллер 4 управления, PLC-модем 5 локального уровня, PLC-модем 6 верхнего уровня, логическое устройство 7 блокировки, блок 8 питания и панель 9 оператора. При этом порты ввода-вывода контроллера 4 управления подключены к бесконтактным 1, 2 датчикам положения и блок-замкам 3 приводов коммутационных аппаратов, а вход PLC-модема 5 локального уровня к блоку 8 питания, к которому подключен также вход PLC- модема 6 верхнего уровня, а его выход к логическому устройству 7 блокировки.

Комплекс обеспечения электробезопасности работает следующим образом. Предварительно в логическое устройство 7 блокировки заносятся данные о коммутационных аппаратах энергообъекта: наименование, адрес-идентификатор и логические выражения для разрешения включения данного коммутационного аппарата и его отключения. Указанные данные представлены в виде реляционной таблицы, в которой зарезервированы поля текущее состояние коммутационного аппарата и значения логических выражений. После этого логическое устройство 7 блокировки последовательно через PLC-канал связи опрашивает по адресам-идентификаторам состояние коммутационных аппаратов, т.е. состояние бесконтактных датчиков 1, 2 положения, вычисляет выше указанные логические выражения и заполняет соответствующие поля таблицы коммутационных аппаратов. Для коммутационных аппаратов, у которых логическое выражение истинно, логическое устройство 7 блокировки посылает команду деблокирования по PLC-связи в соответствующий контроллер 4 управления, который деблокирует блок-замок 3 привода коммутационного аппарата. На панели 9 оператора отображается состояние коммутационных аппаратов и блок-замков. В дальнейшем логическое устройство 7 блокировки отслеживает изменения в положении коммутационных аппаратов путем обработки сообщений от контроллеров 4 управления, у которых бесконтактные датчики 1,2 положения сигнализировали об изменении состояния коммутационных аппаратов, Благодаря этому комплекс непрерывно поддерживает актуальное состояние системы оперативной блокировки.

Кроме этого архитектура комплекса, а также единая программно-аппаратная среда контроллеров 4 управления и логического устройства 7 блокировки позволяет осуществить функцию резервирования путем организации на одном из контроллеров 4 управления запасного логического устройства.

Таким образом, комплекс сводит к минимуму количество линий связи между элементами блокировки коммутационных аппаратов пунктом управления, а также локализует функции сбора и управления. В совокупности это позволяет повысить надежность по сравнению с известными устройствами оперативной блокировки.

Комплекс обеспечения электробезопасности при производстве оперативных переключений на энергообъектах, содержащий бесконтактные датчики положения, блок-замки приводов коммутационных аппаратов соответственно два и один на коммутационный аппарат, последовательно соединенные логическое устройство блокировки и панель оператора, блок питания, отличающийся тем, что дополнительно введены последовательно соединенные контроллер управления и PLC-модем локального уровня, а также PLC-модем верхнего уровня, при этом порты ввода-вывода контроллера управления подключены к бесконтактным датчикам положения и блок-замкам приводов коммутационных аппаратов, а вход PLC-модема локального уровня к блоку питания, к которому подключен также вход PLC-модема верхнего уровня, а его выход к логическому устройству блокировки.

РИСУНКИ