столбовая подъемно-опускная комплектная трансформаторная подстанция

Формула изобретения

Столбовая подъемно-опускная комплектная трансформаторная подстанция, содержащая подъемную раму с установленными на ней трансформатором, высоковольтным разъединителем с подвижными контактами, при подъеме которой по стреле, припасованной к опоре линии электропередач, в крайнее верхнее положение до ограничительного упора, подвижные контакты высоковольтного разъединителя замыкаются с его неподвижными контактами, установленными в верхнем конце стрелы и подключенными к питающей линии, а низковольтная аппаратура оперативного обслуживания и защиты смонтирована стационарно на опоре, отличающаяся тем, что она снабжена низковольтным разъединителем, подвижные контакты которого установлены на подъемной раме и в крайнем верхнем положении замыкаются с его неподвижными контактами, установленными на стреле и подключенными к вводу низковольтного распределительного щита.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электроэнергетики и предназначено для электроснабжения маломощных и удаленных потребителей в городах и сельской местности, а также для индивидуального электроснабжения коттеджей элитной застройки.

Существующие столбовые трансформаторные подстанции за рубежом и в России представляют собой маломощный трансформатор, подвешенный на безопасной высоте на опоре (столбе) высоковольтной линии с совмещенной подвеской низковольтной линии и присоединенный к высоковольтной линии напрямую или через коммутационную защитную аппаратуру. Низковольтный вывод трансформатора присоединен напрямую к низковольтной питающей воздушной линии (см., например, п. Франции 2353975 по МКИ 2 Н 02 В 5/02 от 03.06.1976 г.) или к распределительному устройству, установленному на опоре, на высоте для удобного оперативного и эксплуатационного обслуживания с земли.

Такая подстанция является безопасной в части поражения током высокого напряжения без всяких дополнительных мероприятий и ограждений, но трудно обслуживается в связи с необходимостью подниматься на опору при помощи индивидуальных средств (“лазы”, “когти”), что представляет определенную опасность, или с применением автовышки, что бывает не всегда возможным в связи с бездорожьем, распутицей, с глубоким снежным покровом.

Применение боковых скоб на опоре (см. п. ФРГ 2528587 по МКИ Н 02 В 5/02 от 29.01.1976 г.), складных запираемых на замок лестниц, являющихся приводом высоковольтного коммутационного устройства (см. п. ФРГ 2161508 по МКИ 2 Н 02 В 5/02) не повышает удобство и безопасность при обслуживании и текущем ремонте, также сохраняется повышенный риск в связи с проведением работ на высоте и возможность поднятия к трансформатору посторонних лиц.

Работы на вышеприведенных подстанциях, монтаж, ремонт, обслуживание, демонтаж связаны с отключением высоковольтной линии, а это снижает надежность электроснабжения потребителей на этой линии.

Ближайший аналог (прототип) - подстанция подъемно-опускного типа, известная из патента РФ №2051450, М. кл. Н 02 В 5/02 с приоритетом 07.12.1992 г., содержащая подъемную раму с установленными на ней трансформатором, высоковольтным разъединителем с подвижными контактами, при подъеме которой по стреле, припасованной к опоре линии электропередач в крайнее верхнее положение до ограничительного упора, подвижные контакты высоковольтного разъединителя замыкаются с его неподвижными контактами, установленными в верхнем конце стрелы и подключенными к питающей линии, а низковольтная аппаратура оперативного обслуживания и защиты смонтирована стационарно на опоре. Подстанция-прототип исключает вышеперечисленные недостатки и имеет свои, а именно отбор мощности трансформатора осуществляется гибким кабелем, подключенным к низковольтному вводу трансформатора, по которому при отсутствии на стороне подвижных контактов высоковольтного разъединителя закорачивающе-заземляющих контактов при замыкании первых возможна случайная подача наложенного напряжения 0,4 кВ со стороны отходящих линий, а следовательно, возбуждение высокого напряжения трансформатором в нерабочем положении при проведении ремонта и обслуживании с земли с возможным поражением током обслуживающего персонала. Кроме того, в процессе эксплуатации воздействие солнечной радиации и атмосферы приведет к быстрому разрушению изоляции кабеля и, как следствие, к аварийным ситуациям.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания столбовой подстанции, монтаж которой производился бы без применения подъемных механизмов и вышки при ее ремонте и обслуживании, без подъема на опору и без отключения линии высокого напряжения, то есть общая безопасность для людей и животных вблизи подстанции сочеталась бы с безопасностью при техническом обслуживании, ремонте и максимальными удобствами ведения работ.

Поставленная задача достигается тем, что подстанция снабжена низковольтным разъединителем, подвижные контакты которого установлены на подъемной раме и в крайнем верхнем положении замыкаются с его неподвижными контактами, установленными на стреле и подключенными к вводу низковольтного распределительного щита.

Отличительные признаки заявляемого объекта-подстанции, заключающиеся в том, что подстанция снабжена низковольтным разъединителем, подвижные контакты которого установлены на подъемной раме и в крайнем верхнем положении замыкаются с его неподвижными контактами, установленными на стреле и подключенными к вводу низковольтного распределительного щита, являются признаками новыми, неочевидными и неожиданными, дающими существенный положительный технический и социальный эффект и направлены на достижение поставленной изобретением задачи повышения безопасности и простоты и доступности в обслуживании. К тому же при проведении работ с предлагаемой подстанцией не возникает необходимости в отключении всей высоковольтной цепи.

На чертеже схематично представлена предлагаемая столбовая подстанция.

Подстанция устанавливается, например, на железобетонной опоре 1 линии электропередачи припасовкой к опоре в нижней части шарнирного соединения, вокруг которого при монтаже вращается стрела 2 при подъеме из горизонтального положения в вертикальное вручную при помощи монтажного фала 3, переброшенного через временно установленный блок 4. При этом рама 5 без трансформатора с частично установленным оборудованием находится в нижней части стрелы 2 (опоры). Припасовка стрелы 2 к опоре 1 выполняется с подъемом на опору 1 по монтажным скобам-ступеням, навешиваемым на предыдущий припасовочный узел, или с инвентарной монтажной площадки, устанавливаемой на раме вместо трансформатора. После монтажа подстанции скобы-ступени монтажная площадка подлежит снятию для складского хранения.

Рама 5 передвигается но стреле 2 вверх при помощи лебедки 6 храпового рычажного типа или червячного типа, приводимой вращением рукоятки. Лебедки могут быть съемными или встроенными органически в направляющую стрелу 2.

На верхнем конце стрелы 2 смонтированы неподвижные высоковольтные контакты 7, а на раме 5 установлены подвижные контакты 8 высоковольтного разъединителя, высоковольтные предохранители 9, разрядники 10, трансформатор 11. Шарнирное соединение 12 обеспечивает вращение стрелы 2 относительно опоры 1 при выполнении монтажных работ. Подвижные контакты 13 и разъединители отбора мощности трансформатора 11 на стороне 0,4 кВ смонтированы на стреле 2.

Электрические соединения ВН подвижных контактов 8, разъединители с высоковольтным вводом трансформатора 112 и ВВ защитной аппаратуры 9, 10 выполняются голыми шинами, соединение на стороне 0,4 кВ выполняется изолированными проводами, проложенными по конструкциям и в стальных трубах. Подвижные контакты 13 отбора мощности трансформатора 11 установлены на раме 5, а неподвижные контакты 14 установлены на стреле 2 и подключены к вводу распределительного щита 15. Рама 5 фиксируется на стреле 2 стопорным устройством 16, подвижная часть которого (струбцина) закреплена на раме 5, а неподвижная часть (крюки) - на направляющей стреле. Шипы 17 выполнены без изоляции - голыми. Блокировка лебедки 6 с вводным рубильником низковольтного распределительного устройства во избежание опускания подстанции под нагрузкой осуществляется при помощи механической 18 (трос Боудена) или замковой 19 (система Гинодмана). Короба-трубы 20 предназначены для прокладки в них изолированных проводов. Упор 21 обеспечивает точную остановку и установку рамы 5 с трансформатором и контактами в крайнем верхнем положении.

Предлагаемая столбовая подъемно-опускная комплектная трансформаторная подстанция работает следующим образом.

В рабочем состоянии рама 5 с трансформатором 11, подвижными контактами 8 высоковольтного разъединителя, высоковольтные предохранители 9, разрядники 10, подвижные контакты 13 находятся в верхнем положении и подвижные контакты 8 и 13 соединены с соответствующими им неподвижными контактами. В случае ремонта, технического обслуживания и т.п. оператор или рабочий-ремонтник при помощи оперативной штанги или другого предмета длиной, например, 2 метра с земли воздействует па стопорное устройство 16 и лебедкой 6 опускает раму 5 по направляющей стрелы 2 к основанию опоры 1. При этом в начале движения рамы 5 вниз размыкаются контакты 7, 8 высоковольтного разъединителя и контакты 13, 14 разъединителя отбора мощности трансформатора 11. При этом не требуется отключения питающей линии, что не снижает надежность электроснабжения потребителей на этой линии.

После производства работ раму 5 подстанции лебедкой 6 поднимают до упора 21 на стреле 2. Контакты 7, 8 разъединителя и контакты 13, 14 разъединителя отбора мощности трансформатора замыкаются. Подстанция включена в работу. Рама 5 ставится на стопор 16, трос лебедки ослабляется, рычаг или рукоять лебедки снимают для хранения в распределительном щите, имеющем три рубежа запирания. Наличие механической 18 или замковой 19 блокировки лебедки 6 не позволяет раме опуститься вниз, это возможно только после снятия нагрузки подстанции вводным рубильником распределительного щита подстанции. Место доступа к лебедке закрывается крышкой с болтами со спецголовкой и ключом, хранящимся в шкафу распределительного устройства.

Предлагаемая подстанция легко монтируется без применения мобильных подъемных механизмов, что очень важно при их отсутствии и особенно в полевых условиях, удобна и безопасна в эксплуатации, поскольку в рабочем состоянии находится на опоре на нормируемой высоте, а для ремонта, технического обслуживания рама подстанции с трансформатором и другим высоковольтным оборудованием опускается вниз к основанию опоры.

В настоящее время автором изготовлена опытная подстанция предложенной конструкции, монтаж и испытания которой намечено провести в первом полугодии 2004 года. Предварительные включения подстанции показали ее надежность и безопасность в работе. Автор надеется, что при монтаже подстанции в линии и при конкретном ее использовании ее надежность, полезность и безопасность будут подтверждены.