Изобретение относится к электрифицированному на переменном токе транспорту и может использоваться в системах электроснабжения тяги для определения места короткого замыкания.
В первом варианте на смежных тяговых подстанциях установлены датчики тока и напряжения. Имеются блок регистрации, датчики фазового угла, сумматоры, преобразователи фазового угла, функциональный и пять многофункциональных преобразователей. Пятый многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования выходного сигнала, характеризующего расстояние от одной подстанции до точки короткого замыкания, реализуя соответствующий вычислительный алгоритм, в зависимости от токов и фазовых углов первой и второй подстанций, сигналов, формируемых преобразователями фазового угла, первым, вторым, третьим и четвертым многофункциональными преобразователями. В цепь обратной связи между пятым и первым, а также вторым многофункциональными преобразователями включен функциональный преобразователь, учитывающий шунтирующее влияние земли. Технический результат заключается в повышении точности определения расстояния до места короткого замыкания.
Во втором варианте установлены датчики тока и напряжения. Имеются два блока регистрации, датчики фазового угла, сумматоры, преобразователи фазового угла, функциональный и шесть многофункциональных преобразователей. Пятый многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования выходного сигнала, характеризующего расстояние от одной из подстанций до точки короткого замыкания, а шестой многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью формирования выходного сигнала, характеризующего сопротивление места короткого замыкания, реализуя соответствующий вычислительный алгоритм в зависимости от токов, напряжений и фазовых углов первой и второй подстанций, сигналов, формируемых преобразователями фазового угла, первым, вторым, третьим и четвертым многофункциональными преобразователями. Технический результат заключается в повышении точности определения расстояния до места короткого замыкания и в оценке характера этого повреждения.
1-й вариант
Изобретение относится к электрифицированному на переменном токе транспорту и может быть использовано в системах электроснабжения тяги для определения места короткого замыкания контактной сети.
Известно устройство для определения места короткого замыкания в контактной сети железных дорог переменного тока [1]. Оно содержит датчик тока, датчик напряжения, блок деления и блок регистрации. При коротком замыкании датчик тока фиксирует ток I, датчик напряжения фиксирует напряжение U, блок деления осуществляет операцию Z=U/I, а блок регистрации фиксирует результат деления Z, по величине которого судят об удаленности места короткого замыкания.
Другие конструкции подобных устройств и принципы их работы, основанные на определении той же величины Z, описаны в [2]. Всем им присущи одинаковые недостатки, вытекающие из того, что на самом деле между величиной Z и расстоянием до места повреждения во многих случаях нет прямой зависимости. Особенно большую погрешность вносит сопротивление электрической дуги в месте короткого замыкания. По этой причине ошибка в определении расстояния до места короткого замыкания по величине Z может достичь 4 км и более, что лишает смысла применение устройства.
Более точные результаты могут быть получены при одновременных двухсторонних измерениях параметров аварийного режима со стороны двух смежных подстанций А и В. Известно устройство [3] определения места повреждения, содержащее датчик суммарного тока IA фидеров данного плеча питания и датчик напряжения UA на первой подстанции А, датчик суммарного тока IB фидеров того же плеча питания и датчик напряжения UB на второй подстанции В, а также блоки суммирования, деления и регистрации. Устройство на подстанциях фиксирует величины ZA=UA/IA и ZB=UB/IB. Затем оно вычисляет величину ZA/(ZA+ZB) или ZB/(ZA+ZB), которые фиксируются в блоке регистрации. На основании этих величин судят об удаленности места повреждения на контактной сети. Устройство [3] принято в качестве прототипа.
Свойства устройства описаны в [4]. На основании его анализа [4] следует, что зависимости ZA/(ZA+ZB) и ZB/(ZA+ZB) на некоторых участках нелинейно зависят от расстояния до места повреждения. Из-за этого, а также из-за влияния электрической дуги в месте короткого замыкания, погрешность устройства может достичь 2 км и более [5].
Техническим результатом изобретения является повышение точности определения расстояния до места короткого замыкания в контактной сети.
Технический результат достигается тем, что устройство для определения удаленности места короткого замыкания в тяговой сети электрифицированного транспорта, содержащее датчик тока IA, измеряющий суммарный ток фидеров контактной сети данного плеча питания, и датчик напряжения UA на первой подстанции, датчик тока IB, измеряющий суммарный ток фидеров контактной сети того же плеча питания, и датчик напряжения UB на второй подстанции, а также первый сумматор и блок регистрации, дополнительно снабжено датчиком тока I'1 фидера поврежденной контактной сети, датчиками фазовых углов соответственно ϕ1 и ϕA, первым многофункциональным преобразователем фазового угла и вторым сумматором на первой подстанции, датчиком фазового угла ϕB, вторым многофункциональным преобразователем фазового угла и третьим сумматором на второй подстанции, а также первым, вторым, третьим, четвертым и пятым многофункциональными преобразователями и функциональным преобразователем, причем выход датчика тока I'1 присоединен к первому входу датчика фазового угла ϕ1, второму входу первого и третьему входу второго многофункциональных преобразователей, выход датчика тока IA присоединен к первому входу датчика фазового угла ϕA, к первому входу первого многофункционального преобразователя фазового угла, четвертому входу первого, пятому входу второго, первому входу третьего и второму входу четвертого многофункциональных преобразователей, выход датчика напряжения UA присоединен ко вторым входам соответственно датчика фазового угла ϕ1, датчика фазового угла ϕA и первого многофункционального преобразователя фазового угла, и к третьему входу пятого многофункционального преобразователя, выход датчика тока IB присоединен к первым входам соответственно датчиков фазового угла ϕB и второго многофункционального преобразователя фазового угла, к третьему входу третьего и четвертому входу четвертого многофункциональных преобразователей, выход датчика напряжения UB присоединен ко вторым входам соответственно датчика фазового угла ϕB и второго многофункционального преобразователя фазового угла, выход датчика фазового угла ϕ1 присоединен к первому входу первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого многофункционального преобразователя фазового угла, а выход - к третьему входу первого и четвертому входу второго многофункциональных преобразователей, выход датчика фазового угла ϕA присоединен к первому входу второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого многофункционального преобразователя фазового угла и четвертому входу пятого многофункционального преобразователя, а выход присоединен к пятому входу первого, шестому входу второго, второму входу третьего и третьему входу четвертого многофункциональных преобразователей, выход датчика фазового угла ϕB присоединен к первому входу третьего сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго многофункционального преобразователя фазового угла, а выход - к четвертому входу третьего и пятому входу четвертого многофункциональных преобразователей, выход первого многофункционального преобразователя присоединен к первым входам соответственно второго и пятого многофункциональных преобразователей, выход второго многофункционального преобразователя подключен ко второму входу пятого многофункционального преобразователя, к шестому входу которого подключены выход третьего и первый вход четвертого, а к пятому входу - выход четвертого многофункциональных преобразователей, а выход присоединен к блоку регистрации и через функциональный преобразователь - к первому входу первого и второму входу второго многофункциональных преобразователей, при этом первый многофункциональный преобразователь фазового угла формирует выходной сигнал ψA, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
второй многофункциональный преобразователь фазового угла формирует выходной сигнал ψB, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
первый сумматор формирует выходной сигнал α1, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения α1 = ϕ1+ψA, второй сумматор формирует выходной сигнал αA, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения αA = ϕA+ψA, третий сумматор формирует выходной сигнал αB, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения αB = ϕB+ψB, первый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал М, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
второй многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал 
реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
третий многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал Iк, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
четвертый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал αк, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
пятый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал lк, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
где zвс, xвс - полное индуктивно развязанное сопротивление взаимной индуктивной связи контактных сетей смежных путей и его индуктивная составляющая на длине 1 км;
zс - полное индуктивно развязанное сопротивление контактной сети одного пути на длине 1 км;
zр, rp, xp - полное индуктивно развязанное сопротивление рельсовой цепи и его активная и индуктивная составляющие на длине 1 км;
ZпА, ZпВ - сопротивления соответственно первой и второй подстанций;
фазовый угол (аргумент) полного сопротивления zс-zвс;
ν - коэффициент, учитывающий снижение сопротивления рельсовой цепи за счет шунтирующего влияния земли;
lк - выходной сигнал, характеризующий расстояние от первой подстанции до места короткого замыкания.
Сущность изобретения поясняется схемами и векторной диаграммой, приведенными на фиг. 1, фиг. 3, фиг. 4. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, соответствующая п. 1 формулы изобретения. Схема питания и ее схема замещения, показанные на фиг. 3, а также векторная диаграмма, изображенная на фиг. 4, служат для доказательства (обоснования) работоспособности и заявленной цели изобретения.
Структурная схема устройства (фиг. 1) содержит:
1 - датчик тока I'1 фидера поврежденной контактной сети, установленный на первой подстанции (UA1);
2 - датчик, измеряющий суммарный ток IA всех фидеров данного плеча питания на первой подстанции (UA2);
3 - датчик напряжения UA на первой подстанции (UV1);
4 - датчик, измеряющий суммарный ток IB всех фидеров того же плеча питания на второй подстанции (UA3);
5 - датчик напряжения UB на второй подстанции (UV2);
6 - датчик фазового угла ϕ1 тока I'1 на первой подстанции (Uϕ1);
7 - датчик фазового угла ϕA тока IA на первой подстанции (Uϕ2);
8 - датчик фазового угла ϕB тока IB второй подстанции (Uϕ3);
9, 10 - соответственно первый (UCψ1) и второй (UCψ2) многофункциональные преобразователи фазового угла;
11, 12, 13 - соответственно первый (SМ1), второй (SM2) и третий (SM3) сумматоры;
14, 15, 16, 17, 18 - соответственно первый (UC1), второй (UС2), третий (UС3), четвертый (UС4) и пятый (UC5) многофункциональные преобразователи;
19 - функциональный преобразователь (UС);
20 - первый блок регистрации (HS1).
Элементы 2, 3, 4, 5 и 20 используются в прототипе [3]. Остальные элементы и связи между ними являются новыми.
Элементы 1, 2, 3, 6 и 7 устанавливаются на первой подстанции. Элементы 4, 5 и 8 устанавливаются на второй подстанции.
Остальные элементы структурной схемы могут устанавливаться как на любой из подстанций, так и на энергодиспетчерском пункте. Передача сигналов от датчиков 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 к остальным элементам схемы (при размещении датчиков и остальных элементов на разных территориально удаленных объектах) осуществляется обычным (известным) образом с помощью систем телемеханики (телеизмерений), например, [6]. Поскольку такая передача сигналов является известной, то в заявке или схеме фиг. 1 она специально не выделяется и не ограничивается.
Выход датчика тока 1 присоединен к первому входу датчика фазного угла 6, второму входу первого 14 и третьему входу второго 15 многофункциональных преобразователей. Выход датчика тока 2 присоединен к первому входу датчика фазового угла 7, первому входу многофункционального преобразователя фазового угла 9, четвертому входу первого 14, пятому входу второго 15, первому входу третьего 16 и второму входу четвертого 17 многофункциональных преобразователей. Выход датчика напряжения 3 присоединен ко вторым входам датчиков фазового угла 6 и 7 и к третьему входу пятого многофункционального преобразователя 18.
Выход датчика фазового угла 6 присоединен к первому входу сумматора 11, выход датчика фазового угла 7 присоединен к первому входу сумматора 12, а вторые входы сумматоров 11 и 12 подключены к выходу многофункционального преобразователя фазового угла 9, к которому подключен также четвертый вход пятого многофункционального преобразователя 18. Выход сумматора 11 подключен к третьему входу первого 14 и четвертому входу второго 15, а выход сумматора 12 подключен к пятому входу первого 14, шестому входу второго 15, второму входу третьего 16 и третьему входу четвертого 17 многофункциональных преобразователей.
Выход датчика тока 4 присоединен к первому входу датчика фазового угла 8, к первому входу многофункционального преобразователя фазового угла 10, к четвертому входу третьего 16 и пятому входу четвертого 17 многофункциональных преобразователей. Выход датчика фазы 8 присоединен к первому входу сумматора 13, ко второму входу которого подключен выход многофункционального преобразователя фазы 10. Выход сумматора 13 присоединен к четвертому входу третьего 16 и пятому входу четвертого 17 многофункциональных преобразователей.
Выход первого многофункционального преобразователя 14 присоединен к первому входу второго многофункционального преобразователя 15 и к первому входу пятого многофункционального преобразователя 18, ко второму входу которого подключен выход второго 15, к пятому входу подключен выход четвертого 17, а к шестому входу подключен выход третьего 16 многофункциональных преобразователей.
Выход пятого многофункционального преобразователя 18 подключен к блоку регистрации 20 и через функциональный преобразователь 19 - к первому входу первого 14 и второму входу второго 15 многофункциональных преобразователей.
Датчики тока 2 и 4 фиксируют соответственно на первой и второй подстанциях суммарные токи IA и IB фидеров контактной сети данного плеча питания. Датчик тока 1 фиксирует ток I'1 поврежденной контактной сети на первой подстанции. Датчики напряжений 3 и 5 фиксируют напряжения UA и UB соответственно на первой и второй подстанциях. Датчики фазовых углов 6, 7 и 8 фиксируют фазовые углы ϕ1, ϕA, и ϕB соответственно между напряжением UA и током I'1, а также напряжением UA и током IA первой подстанции и напряжением UB и током IB второй подстанции.
Первый многофункциональный преобразователь фазового угла 9 формирует на выходе сигнал ψA, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
где ZпА - сопротивление первой подстанции.
Второй многофункциональный преобразователь фазового угла 10 формирует выходной сигнал ψB, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
где ZпВ - сопротивление второй подстанции.
Сумматоры 11, 12, и 13 формируют на выходе соответственно сигналы α1, αA, αB, реализуя вычислительные алгоритмы в виде выражений
α1 = ϕ1+ψA, (3)
αA = ϕA+ψA, (4)
Первый многофункциональный преобразователь 14 формирует выходной сигнал М, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
где zc, xc - известное полное индуктивно развязанное сопротивление контактной сети одного пути и его индуктивная составляющая на длине 1 км;
zвс, xвс - известное полное индуктивно развязанное сопротивление взаимной индуктивной связи контактных сетей смежных путей и его индуктивная составляющая на длине 1 км;
zp, rp, xр - известное полное индуктивно развязанное сопротивление рельсовой цепи и его активная и индуктивная составляющие на длине 1 км;
известный фазовый угол (аргумент) полного сопротивления zc-zвс;
ν - коэффициент, учитывающий снижение сопротивления рельсовой цепи за счет шунтирующего влияния земли.
Второй многофункциональный преобразователь 15 формирует выходной сигнал αM, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
Третий многофункциональный преобразователь 16 формирует выходной сигнал Iк, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
Четвертый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал αк, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
Пятый многофункциональный преобразователь 18 формирует выходной сигнал lк, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
Функциональный преобразователь 19 формирует зависимость между удаленностью lк короткого замыкания и коэффициентом ν,, учитывающим шунтирующее влияние земли (утечку тока из рельсов в землю) на участке от первой подстанции до места короткого замыкания. На основании [7] такой функциональный преобразователь может реализовывать вычислительный алгоритм (или нелинейную зависимость) в виде выражения
где m - известная величина, зависящая от значения сопротивления контура рельсы-земля и высоты подвеса контактной сети;
γ - известный коэффициент распространения рельсовой цепи.
Для того, чтобы блок регистрации 18 фиксировал значение удаленности lк с учетом действительного значения коэффициента ν, соответствующего именно этой величине удаленности, функциональный преобразователь 19 включен в цепь обратной связи первого 14 и второго 15 многофункциональных преобразователей.
Датчики тока 1, 2 и 4 выполняются известным образом на основе, например, измерительных трансформаторов тока. Датчики напряжения 3 и 5 выполняются известным образом на основе, например, измерительных трансформаторов напряжения. Датчики фазового угла 6, 7 и 8 выполняются известным образом на основе цифровых или аналоговых фазометров [8].
Функциональный и многофункциональные преобразователи 9, 10, 14, 15, 16, 17, 18 и 19 могут быть выполнены с применением аналоговых [9] или цифровых микросхем и микропроцессорных комплектов [10].
При возникновении в контактной сети короткого замыкания датчики тока 1, 2 и 4, датчики напряжения 3 и 5, датчики фазового угла 6, 7 и 8 фиксируют на первой и второй подстанциях параметры аварийного режима соответственно I'1, IA, IB, UA, UB, ϕ1, ϕA, ϕB. Сигналы, несущие информацию о постоянных параметрах подстанций, параметрах тяговой сети и параметрах аварийного режима, поступают на соответствующие входы сумматоров, многофункциональных и функционального преобразователей, которые по заданным алгоритмам (1)-(11) определяют удаленность короткого замыкания lк.
Достигаемый технический результат (преимущества по сравнению с прототипом) заключается в следующем:
- однозначная и прямая зависимость искомого расстояния lк от параметров аварийного режима и постоянных параметров тяговой сети;
- отсутствие влияния сопротивления дуги на результаты определения расстояния lк;
- отсутствие влияния утечки тока из рельсов в землю (шунтирующее влияние земли) на результаты определения lк.
Расчеты показывают, что основная погрешность определения расстояния lк с помощью данного изобретения вызвана тем, что напряжения UA,xx и UB,xx могут в реальных условиях не совпадать по фазе. Однако, как известно, угол между ними невелик и не превышает 2-3 градуса. Погрешность определения удаленности lк при этом составляет не более 200-400 м, т.е. по крайней мере в 5-10 раз, меньше чем у прототипа.
2-й вариант
Изобретение относится к электрифицированному на переменном токе транспорту и может быть использовано в системах электроснабжения тяги для определения удаленности и сопротивления дуги (переходного сопротивления) в месте короткого замыкания.
Известно устройство для определения места короткого замыкания в контактной сети железных дорог переменного тока [1]. Оно содержит датчик тока, датчик напряжения, блок деления и блок регистрации. При коротком замыкании датчик тока фиксирует ток I, датчик напряжения фиксирует напряжение U, блок деления осуществляет операцию Z=U/I, а блок регистрации фиксирует результат деления Z, по величине которого судят об удаленности места короткого замыкания.
Другие конструкции подобных устройств и принципы их работы, основанные на определении той же величины Z, описаны в [2]. Всем им присущи одинаковые недостатки, вытекающие из того, что на самом деле между величиной Z и расстоянием до места повреждения во многих случаях нет прямой зависимости. Особенно большую погрешность вносит сопротивление электрической дуги в месте короткого замыкания. По этой причине ошибка в определении расстояния до места короткого замыкания по величине Z может достичь 4 км и более, что лишает смысла применение устройства.
Более точные результаты могут быть получены при одновременных двухсторонних измерениях параметров аварийного режима со стороны двух смежных подстанций А и В. Известно устройство [3] определения места повреждения, содержащее датчик суммарного тока IA фидеров данного плеча питания и датчик напряжения UA на первой подстанции А, датчик суммарного тока IB фидеров того же плеча питания и датчик напряжения UB на второй подстанции В, а также блоки суммирования, деления и регистрации. Устройство на подстанциях фиксирует величины ZA=UA/IA и ZB=UB/IB. Затем оно вычисляет величину ZA/(ZA+ZB) или ZB/(ZA+ZB), которые фиксируются в блоке регистрации.
На основании этих величин судят об удаленности места повреждения на контактной сети. Устройство [3] принято в качестве прототипа.
Свойства устройства описаны в [4]. На основании его анализа [4] следует, что зависимости ZA/(ZA+ZB) и ZB/(ZA+ZB) на некоторых участках нелинейно зависят от расстояния до места повреждения. Из-за этого, а также из-за влияния электрической дуги в месте короткого замыкания, погрешность устройства может достичь 2 км и более [5].
Ни один из аналогов не может определить сопротивление электрической дуги (переходное сопротивление) в месте короткого замыкания, что позволило бы прогнозировать характер повреждения.
Техническим результатом изобретения является повышение точности определения расстояния до места короткого замыкания и определение сопротивления дуги (переходного сопротивления) в месте повреждения на контактной сети.
Технический результат достигается тем, что устройство для определения удаленности места короткого замыкания в тяговой сети электрифицированного транспорта, содержащее датчик тока IA, измеряющий суммарный ток фидеров контактной сети данного плеча питания и датчик напряжения UA на первой подстанции, датчик тока IB, измеряющий суммарный ток фидеров контактной сети того же плеча питания и датчик напряжения UB на второй подстанции, а также первый сумматор и блок регистрации, дополнительно снабжено датчиком тока I'1фидера поврежденной контактной сети, датчиками фазовых углов соответственно ϕ1 и ϕA, первым многофункциональным преобразователем фазового угла и вторым сумматором на первой подстанции, датчиком фазового угла ϕB, вторым многофункциональным преобразователем фазового угла и третьим сумматором на второй подстанции, а также первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым многофункциональными преобразователями, функциональным преобразователем, и вторым блоком регистрации, причем выход датчика тока I'1присоединен к первому входу датчика фазового угла ϕ1, второму входу первого и третьему входу второго многофункциональных преобразователей, выход датчика тока IA присоединен к первому входу датчика фазового угла ϕA, к первому входу первого многофункционального преобразователя фазового угла, четвертому входу первого, пятому входу второго, первому входу третьего и второму входу четвертого многофункциональных преобразователей, выход датчика напряжения UA присоединен ко вторым входам соответственно датчика фазового угла ϕ1 датчика фазового угла ϕA и первого многофункционального преобразователя фазового угла, и к третьему входу пятого многофункционального преобразователя, выход датчика тока IB присоединен к первым входам соответственно датчика фазового угла ϕB и второго многофункционального преобразователя фазового угла, к третьему входу третьего и четвертому входу четвертого многофункциональных преобразователей, выход датчика напряжения UB присоединен ко вторым входам
соответственно датчика фазового угла ϕB и второго многофункционального преобразователя фазового угла, выход датчика фазового угла ϕ1 присоединен к первому входу первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого многофункционального преобразователя фазового угла, а выход к третьему входу первого и четвертому входу второго многофункциональных преобразователей, выход датчика фазового угла ϕA присоединен к первому входу второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого многофункционального преобразователя фазового угла и четвертому входу пятого многофункционального преобразователя, а выход присоединен к пятому входу первого, шестому входу второго, второму входу третьего и третьему входу четвертого многофункциональных преобразователей, выход датчика фазового угла ϕB присоединен к первому входу третьего сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго многофункционального преобразователя фазового угла, а выход - к четвертому входу третьего и пятому входу четвертого многофункциональных преобразователей, выход первого многофункционального преобразователя присоединен к первым входам соответственно второго и пятого многофункциональных преобразователей, выход второго многофункционального преобразователя подключен ко второму входу пятого многофункционального преобразователя, к шестому входу которого подключены выход третьего и первый вход четвертого, а к пятому входу - выход четвертого многофункциональных преобразователей, а выход присоединен к первому блоку регистрации и через функциональный преобразователь - к первому входу первого и второму входу второго многофункциональных преобразователей, причем первый вход упомянутого многофункционального преобразователя подключен к выходу второго многофункционального преобразователя, второй вход подключен к выходу первого многофункционального преобразователя фазового угла, третий вход подключен к выходу датчика напряжения UA, четвертый вход подключен к выходу третьего, а пятый вход - к выходу четвертого многофункциональных преобразователей, а его выход присоединен к седьмому входу пятого многофункционального преобразователя и ко входу второго блока регистрации, при этом многофункциональный преобразователь фазового угла формирует выходной сигнал ψA, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
второй многофункциональный преобразователь фазового угла формирует выходной сигнал ψB, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
первый сумматор формирует выходной сигнал α1, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения α1 = ϕ1+ψA, второй сумматор формирует выходной сигнал αA, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения αA = ϕA+ψA, третий сумматор формирует выходной сигнал αB, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения αB = ϕB+ψB, первый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал М, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
второй многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал αM, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
третий многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал Iк, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
четвертый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал αк, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
пятый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал lк, характеризующий расстояние от первой подстанции до места короткого замыкания, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
где Rд - сигнал, формируемый на выходе шестого многофункционального преобразователя и соответствующий сопротивлению места короткого замыкания, полученный путем реализации указанным преобразователем вычислительного алгоритма в виде выражения
zвс, xвс - полное индуктивно развязанное сопротивление взаимной индуктивной связи контактных сетей смежных путей и его индуктивная составляющая на длине 1 км;
zс - полное индуктивно развязанное сопротивление контактной сети одного пути на длине 1 км;
zр, rp, xр - полное индуктивно развязанное сопротивление рельсовой цепи и его активная и индуктивная составляющие на длине 1 км;
ZпA, ZпВ - сопротивления соответственно первой и второй подстанций;
фазовый угол (аргумент) полного сопротивления zc-zвс;
ν - коэффициент, учитывающий снижение сопротивления рельсовой цепи за счет шунтирующего влияния земли;
lк - выходной сигнал, характеризующий расстояние от первой подстанции до места короткого замыкания.
Сущность изобретения поясняется схемами и векторной диаграммой, приведенными на фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4. На фиг. 2 изображена структурная схема устройства, соответствующая п. 2 формулы изобретения. Схема питания и ее схема замещения, показанные на фиг. 3, а также векторная диаграмма, изображенная на фиг. 4, служат для доказательства (обоснования) работоспособности и заявленной цели изобретения.
Структурная схема устройства (фиг. 2) содержит:
1 - датчик тока I'1 фидера поврежденной контактной сети, установленный на первой подстанции (UA1);
2 - датчик, измеряющий суммарный ток IA всех фидеров данного плеча питания на первой подстанции (UA2);
3 - датчик напряжения UA на первой подстанции (UV1);
4 - датчик, измеряющий суммарный ток IB всех фидеров того же плеча питания на второй подстанции (UA3);
5 - датчик напряжения UB на второй подстанции (UV2);
6 - датчик фазового угла ϕ1 тока I'1 на первой подстанции (Uϕ1);
7 - датчик фазового угла ϕA тока IA на первой подстанции (Uϕ2);
8 - датчик фазового угла ϕB тока IB на второй подстанции (Uϕ3);
9, 10 - соответственно первый (UCψ1) и второй (UCψ2) многофункциональные преобразователи фазового угла;
11, 12, 13 - соответственно первый (SM1), второй (SM2) и третий (SM3) сумматоры;
14, 15, 16, 17, 18 - соответственно первый (UС1), второй (UС2), третий (UС3), четвертый (UС4) и пятый (UС5) многофункциональные преобразователи;
19 - функциональный преобразователь (UС);
20 - первый блок регистрации (HS1);
21 - шестой многофункциональный преобразователь (UС6);
22 - второй блок регистрации (HS2).
Выход датчика тока 1 присоединен к первому входу датчика фазного угла 6, второму входу первого 14 и третьему входу второго 15 многофункциональных преобразователей. Выход датчика тока 2 присоединен к первому входу датчика фазового угла 7, первому входу многофункционального преобразователя фазового угла 9, четвертому входу первого 14, пятому входу второго 15, первому входу третьего 16 и второму входу четвертого 17 многофункциональных преобразователей. Выход датчика напряжения 3 присоединен ко вторым входам датчиков фазового угла 6 и 7 и к третьему входу пятого многофункционального преобразователя 18.
Выход датчика фазового угла 6 присоединен к первому входу сумматора 11, выход датчика фазового угла 7 присоединен к первому входу сумматора 12, а вторые входы сумматоров 11 и 12 подключены к выходу многофункционального преобразователя фазового угла 9, к которому подключен также четвертый вход пятого многофункционального преобразователя 18. Выход сумматора 11 подключен к третьему входу первого 14 и четвертому входу второго 15, а выход сумматора 12 подключен к пятому входу первого 14, шестому входу второго 15, второму входу третьего 16 и третьему входу четвертого 17 многофункциональных преобразователей.
Выход датчика тока 4 присоединен к первому входу датчика фазового угла 8, к первому входу многофункционального преобразователя фазового угла 10, к четвертому входу третьего 16 и пятому входу четвертого 17 многофункциональных преобразователей. Выход датчика фазы 8 присоединен к первому входу сумматора 13, ко второму входу которого подключен выход многофункционального преобразователя фазы 10. Выход сумматора 13 присоединен к четвертому входу третьего 16 и пятому входу четвертого 17 многофункциональных преобразователей.
Выход первого многофункционального преобразователя 14 присоединен к первому входу второго многофункционального преобразователя 15 и к первому входу пятого многофункционального преобразователя 18, ко второму входу которого подключен выход второго 15, к пятому входу подключен выход четвертого 17, а к шестому входу подключен выход третьего 16 многофункциональных преобразователей.
Выход пятого многофункционального преобразователя 18 подключен к блоку регистрации 20 и через функциональный преобразователь 19 - к первому входу первого 14 и второму входу второго 15 многофункциональных преобразователей.
Первый вход шестого многофункционального преобразователя 21 подключен к выходу второго многофункционального преобразователя 15. Второй вход шестого многофункционального преобразователя 21 присоединен к выходу первого многофункционального преобразователя фазового угла 9. Третий вход шестого многофункционального преобразователя 21 подключен к выходу датчика напряжения 3. Четвертый вход шестого многофункционального преобразователя 21 подключен к выходу третьего многофункционального преобразователя 16, а пятый вход - к выходу четвертого многофункционального преобразователя 17. Выход шестого многофункционального преобразователя 21 присоединен к седьмому входу пятого многофункционального преобразователя 18 и ко входу второго блока регистрации 22.
Датчики тока 2 и 4 фиксируют соответственно на первой и второй подстанциях суммарные токи IA и IB фидеров контактной сети данного плеча питания. Датчик тока 1 фиксирует ток I'1 поврежденной контактной сети на первой подстанции. Датчики напряжений 3 и 5 фиксируют напряжения UA и UB соответственно на первой и второй подстанциях. Датчики фазовых углов 6, 7 и 8 фиксируют фазовые углы ϕ1, ϕA, и ϕB соответственно между напряжением UA и током I'1, а также напряжением UA и током IA первой подстанции и напряжением UB и током IB второй подстанции.
Первый многофункциональный преобразователь фазового угла 9 формирует на выходе сигнал ψA, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
где ZпА - сопротивление первой подстанции.
Второй многофункциональный преобразователь фазового угла 10 формирует выходной сигнал ψB, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
где ZпВ - сопротивление второй подстанции.
Сумматоры 11, 12, и 13 формируют на выходе соответственно сигналы α1, αA, αB, реализуя вычислительные алгоритмы в виде выражений
α1 = ϕ1+ψA, (3)
αA = ϕA+ψA, (4)
αB = ϕB+ψB. (5)
Первый многофункциональный преобразователь 14 формирует выходной сигнал М, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
где zс, xвс - известное полное индуктивно развязанное сопротивление контактной сети одного пути и его индуктивная составляющая на длине 1 км;
zвс, xвс - известное полное индуктивно развязанное сопротивление взаимной индуктивной связи контактных сетей смежных путей и его индуктивная составляющая на длине 1 км;
zp, rp, xp - известное полное индуктивно развязанное сопротивление рельсовой цепи и его активная и индуктивная составляющие на длине 1 км;
известный фазовый угол (аргумент) полного сопротивления zc-zвс;
ν - коэффициент, учитывающий снижение сопротивления рельсовой цепи за счет шунтирующего влияния земли.
Второй многофункциональный преобразователь 15 формирует выходной сигнал 
реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
Третий многофункциональный преобразователь 16 формирует выходной сигнал Iк, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
Четвертый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал αк, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
Пятый многофункциональный преобразователь 18 формирует выходной сигнал lк, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
Шестой многофункциональный преобразователь 21 формирует выходной сигнал Rд, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
Функциональный преобразователь 19 формирует зависимость между удаленностью lк короткого замыкания и коэффициентом ν, учитывающим шунтирующее влияние земли (утечку тока из рельсов в землю) на участке от первой подстанции до места короткого замыкания. На основании [7] такой функциональный преобразователь может реализовывать вычислительный алгоритм (или нелинейную зависимость) в виде выражения
где m - известная величина, зависящая от значения сопротивления контура рельсы-земля и высоты подвеса контактной сети;
γ - известный коэффициент распространения рельсовой цепи.
Для того, чтобы блок регистрации 18 фиксировал значение удаленности lк с учетом действительного значения коэффициента ν, соответствующего именно этой величине удаленности, функциональный преобразователь 19 включен в цепь обратной связи первого 14 и второго 15 многофункциональных преобразователей.
Датчики тока 1, 2 и 4 выполняются известным образом на основе, например, измерительных трансформаторов тока. Датчики напряжения 3 и 5 выполняются известным образом на основе, например, измерительных трансформаторов напряжения. Датчики фазового угла 6, 7 и 8 выполняются известным образом на основе цифровых или аналоговых фазометров [8].
Функциональный и многофункциональные преобразователи 9, 10, 14, 15, 16, 17, 18 и 19 могут быть выполнены с применением аналоговых [9] или цифровых микросхем и микропроцессорных комплектов [10].
Многофункциональный преобразователь 21 может быть выполнен с применением аналоговых [9] или цифровых микросхем и микропроцессорных комплектов [10].
При возникновении в контактной сети короткого замыкания датчики тока 1, 2 и 4, датчики напряжения 3 и 5, датчики фазового угла 6, 7 и 8 фиксируют на первой и второй подстанциях параметры аварийного режима соответственно I'1, IA, IB, UA, UB, ϕ1, ϕA, ϕB. Сигналы, несущие информацию о постоянных параметрах подстанций, параметрах тяговой сети и параметрах аварийного режима, поступают на соответствующие входы сумматоров, многофункциональных и функционального преобразователей, которые по заданным алгоритмам (1)-(9) и (11), (12), (13) удаленность короткого замыкания lк и сопротивление дуги (переходное сопротивление) Rд.
Достигаемый технический результат (преимущества по сравнению с прототипом) заключается в следующем:
- однозначная и прямая зависимость искомого расстояния lк от параметров аварийного режима и постоянных параметров тяговой сети;
- отсутствие влияния сопротивления дуги на результаты определения расстояния lк;
- отсутствие влияния утечки тока из рельсов в землю (шунтирующее влияние земли) на результаты определения lк;
- возможность определения сопротивления дуги в месте короткого замыкания, что позволяет прогнозировать характер повреждения.
Обоснование aлгoритмов для 1-го и 2-го вариантов
Обоснование работоспособности и точности изобретения основано на известной индуктивно развязанной схеме замещения тяговой сети участка электрифицированной железной дороги [7]. На фиг. 3, а приведена схема питания от двух смежных подстанций А и В двухпутного участка (межподстанционной зоны) с постом секционирования ПС. Расстояние от подстанции А до точки К короткого замыкания - lк, до поста секционирования ПС - l1. Расстояние от поста секционирования ПС до подстанции В - l2. Устройства для определения удаленности места короткого замыкания размещаются в местах установки высоковольтных выключателей QA1, QA2, QB1, QB2. Обоснование приведено для устройства, размещенного в месте установки выключателя QA1. Для его размещения у других выключателей обоснование аналогично.
Приведенной схеме питания соответствует индуктивно развязанная схема замещения, показанная на фиг. 3б и воспроизведенная из [7].
На схеме замещения приняты обозначения:
UA,xx, UB,xx - напряжения холостого хода соответственно подстанций А и В;
UA, UB - напряжения на шинах соответственно подстанций А и В;
IA, IB - суммарные токи фидеров данного плеча питания соответственно подстанций А и В;
Iк - ток в дуге в месте короткого замыкания;
I'1, I''1 - токи поврежденной контактной сети соответственно на участках lк и l1-lк;
ZпА, ZпВ - сопротивления соответственно подстанций А и В;
ZpA, ZpB - сопротивления рельсовой цепи соответственно на участках lк и l1+l2-lк, т.е. от точки К до соответствующих подстанций А и В;
Z'1, Z"1 - сопротивления поврежденной контактной сети соответственно на участках lк и l1-lк;
Z1q - сопротивление контактной сети другого пути на участке l1;
Z'вс, Z"вс - сопротивления, учитывающие взаимное индуктивное влияние контактных сетей двух путей на участках соответственно lк и l1-lк;
Z2 - сопротивление контактной сети двух путей на участке l2;
Rд - сопротивление электрической дуги.
В соответствии с [7] имеем:
где zc - значение полного погонного индуктивно развязанного сопротивления контактной сети одного пути на длине 1 км;
zвс - погонное значение индуктивно развязанного сопротивления взаимоиндукции между контактными сетями двух путей на длине 1 км;
zp - погонное значение индуктивно развязанного сопротивления рельсовой цепи на длине 1 км;
ν - коэффициент, учитывающий снижение сопротивления рельсовой цепи за счет шунтирующего влияния земли.
На основании второго закона Кирхгофа имеем:
Подставив сюда выражения (14) и решив уравнение относительно lк, получаем:
Формула (15) определяет однозначную зависимость удаленности lк короткого замыкания от влияющих факторов. Для ее практического использования необходимо иметь сведения не только о величине напряжения UA и токах IA, I'1 (и их фазовых углах), которые могут быть измерены, но и о величинах Iк (и его фазовом угле) и Rд, которые в момент внезапного короткого замыкания измерены быть не могут.
Особенностью предложенных в изобретении алгоритмов является отсчет всех векторов синусоидальных величин напряжений и токов в схеме замещения от одной оси. В качестве такой оси принимаются направления векторов напряжений холостого хода UA,xx и UB,xx, которые считаются совпадающими по фазе. Кроме того, используется известное положение, согласно которому полное сопротивление тяговых трансформаторов принимается равным его индуктивной составляющей (ZпА=XпА).
На векторной диаграмме, приведенной на фиг. 4, показаны взаимные расположения векторов 
Ток IA отстает от напряжения UA на угол ϕA. Ток I'1 отстает от напряжения UA на угол ϕ1. В свою очередь напряжение UA отстает от напряжения UA,xx на угол ψA, который зависит от падения напряжения 
в сопротивлении подстанции. Поскольку это сопротивление носит практически чисто индуктивный характер, то вектор падения напряжения 
опережает вектор тока 
на угол 90o. Векторная диаграмма для подстанции В имеет аналогичный вид.
На основании теорем косинусов и синусов для треугольника получаем из этих векторных диаграмм выражения (1) и (2).
Комплексная величина тока короткого замыкания, как известно равна
где Iк,а, Iк,p - соответственно активная и реактивная составляющие тока Iк.
Из векторной диаграммы (фиг. 4) следует, что фазовый угол между напряжением 
и током 
равен αA = ϕA+ψA. Аналогично имеем величину фазового угла между напряжением 
и током 
, равным αB = ϕB+ψB. Следовательно, имеем:
Iк,a = IAcosαA+IBcosαB
Iк,р = IAsinαA+IBsinαB.
Модуль тока короткого замыкания равен:
Подставив сюда выражения для Iк,а и Iк,р, получим формулу (8). Аргумент тока короткого замыкания равен:
Подставив сюда значение Iк,р и Iк из формулы (8), получим выражение (9). Обозначим:
где 
аргументы сопротивлений соответственно 
и 
Используя фазовые углы 
измеренные от одной оси, формулу (15) представим в виде:
Знаменатель этого выражения представим в виде:
Используя для показательной функции формулу Эйлера, получим значение активной Ма и реактивной Мр составляющих величины М.
Модуль величины 
равен
Подставив сюда значения Mа и Мр, получим формулу (6). Аргумент величины 
равен:
Подставив сюда значение Мр и значение М из формулы (6), получим формулу (7).
С учетом полученных выражений формула (16) может быть теперь представлена в виде:
Поскольку расстояние lк не имеет мнимой части по определению (оно вещественно), то в числителе выражения (17) сумма всех членов, содержащих множитель j, равна нулю, т. е.
UAsin(ψA-αM)-IкRдsin(αк-αM) = 0 (18)
Решая это выражение относительно сопротивления дуги, получаем формулу (13). Учитывая условие (18) и подставляя в выражение (16) формулу (13) получаем выражение (10).
Источники информации
1. Фигурнов Е.П., Самсонов Ю.Я. Устройство определения места короткого замыкания в контактной сети железных дорог переменного тока. А.с. 161410, кл. G 01 r; 21 е. 29/10; B 61 m; 20 к 20, заявл. 787278/24-7, опубл. 16.07.62, БИ 7.
2. Фигурнов Е. П. Защита электротяговых сетей переменного тока от коротких замыканий. М.: Транспорт, 1979. 160 с.
3. А.с. СССР 740555, М.кл2 В 60 М 1/100. Устройство для определения места повреждения тяговой сети электрифицированной железной дороги. А.С. Бочев, В. В. Кузнецов, М.Ю. Тупченко, Е.П. Фигурнов (СССР). - 2662505/24-11; заявл. 13.09.78; опубл. 15.06.80, БИ 22
4. Бочев А.С., Кузнецов В.В., Тупченко М.Ю. Возможный способ определения места короткого замыкания в тяговой сети 2х25 кВ. - В кн.: Режимы работы, диагностика и контроль устройств электроснабжения железных дорог. Ростов н/Д, 1979. С. 43-47.
5. Тупченко М. Ю. Определение мест повреждения в электротяговых сетях 2х25 кВ с автотрансформаторами. Кандидатская диссертация. - М.: МИИТ, 1984.
6. Система телемеханики "Лисна" для электрифицированных железных дорог / Е. Е. Байкеев, Г.М. Корсаков, В.Я. Овласюк, Н.Д. Сухопрудский. Под ред. Н.Д. Сухопрудского. - М.: Транспорт, 1979. 215 с.
7. Фигурнов Е. П. Сопротивления электротяговой сети однофазного переменного тока. Электричество, 1997, 5. С. 23-29.
8. Основы метрологии и электрические измерения / Б.Я. Авдеев, Е.М. Антонюк, Е. М. Душин и др./ Под ред. Е.М. Душина. - 6-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат, 1987.
9. Алексенко А. Г., Коломбет Е. А., Стародуб Г. И. Применение прецизионных аналоговых микросхем. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1985.
10. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник/ С.В. Якубовский, Л.И. Ниссельсон, В.И. Кулешова и др.; Под ред. С.В. Якубовского. - М.: Радио и связь, 1990. 496 с.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| УКАЗАТЕЛЬ МЕСТА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ | 1998 |
|
RU2153426C2 |
| ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ | 1998 |
|
RU2160673C2 |
| ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ ТЯГОВОЙ СЕТИ | 1998 |
|
RU2177417C2 |
| УКАЗАТЕЛЬ УДАЛЕННОСТИ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ТЯГОВОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА | 1998 |
|
RU2160193C2 |
| ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ УДАЛЕННОСТИ ПОВРЕЖДЕНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ (ВАРИАНТЫ) | 2001 |
|
RU2189607C1 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДАЛЕННОСТИ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ВЫПОЛНЕНИЯ | 2001 |
|
RU2189606C1 |
| ТЯГОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА СО СВЕРХПРОВОДНИКОВЫМ ИНДУКТИВНЫМ НАКОПИТЕЛЕМ ЭНЕРГИИ | 2003 |
|
RU2259284C2 |
| Способ определения удаленности места повреждения контактной сети (варианты) | 2015 |
|
RU2609727C1 |
| Способ определения удаленности короткого замыкания контактной сети (варианты) | 2015 |
|
RU2610826C1 |
| Способ определения удаленности короткого замыкания контактной сети электрического транспорта (варианты) | 2015 |
|
RU2619625C2 |
Изобретение относится к электрифицированному транспорту и может использоваться в системах электроснабжения тяги для определения места короткого замыкания. Устройство содержит датчик, измеряющий суммарный ток фидеров контактной сети данного плеча питания, и датчик напряжения на первой подстанции. Имеются датчик, измеряющий суммарный ток фидеров контактной сети того же плеча питания, и датчик напряжения на второй подстанции, а также первый сумматор и блок регистрации. Согласно первому варианту, устройство снабжено датчиком тока фидера поврежденной контактной сети, датчиками и многофункциональными преобразователями фазовых углов, сумматорами, а также первым, вторым, третьим, четвертым и пятым многофункциональными преобразователями и функциональным преобразователем. Устройство по второму варианту дополнительно содержит шестой многофункциональный преобразователь и второй блок регистрации для определения места короткого замыкания. Техническим результатом является повышение точности определения места повреждения при коротком замыкании в тяговой сети. 2 c.п.ф-лы, 4 ил.
второй многофункциональный преобразователь фазового угла формирует выходной сигнал ψB, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
первый сумматор формирует выходной сигнал α1, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения α1= ϕ1+ψA, второй сумматор формирует выходной сигнал αA, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения αA= ϕA+ψA, третий сумматор формирует выходной сигнал αB, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения αB= ϕB+ψB, первый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал М, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
второй многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал 
реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
третий многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал Iк, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
четвертый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал αк, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
пятый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал lк, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
где zвс, xвс - полное индуктивно развязанное сопротивление взаимной индуктивной связи контактных сетей смежных путей и его индуктивная составляющая на длине 1 км;
zс - полное индуктивно развязанное сопротивление контактной сети одного пути на длине 1 км;
zp, rp, xp - полное индуктивно развязанное сопротивление рельсовой цепи и его активная и индуктивная составляющие на длине 1 км;
ZnA, ZnB - сопротивления соответственно первой и второй подстанций;
фазовый угол (аргумент) полного сопротивления zc-zвс;
ν - коэффициент, учитывающий снижение сопротивления рельсовой цепи за счет шунтирующего влияния земли;
lк - выходной сигнал, характеризующий расстояние от первой подстанции до места короткого замыкания.
второй многофункциональный преобразователь фазового угла формирует выходной сигнал ψB, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
первый сумматор формирует выходной сигнал α1, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения α1= ϕ1+ψA, второй сумматор формирует выходной сигнал 
реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения αA= ϕA+ψA, третий сумматор формирует выходной сигнал αB, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения αB= ϕB+ψB, первый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал M, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
второй многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал αM, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
третий многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал Iк, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
четвертый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал αk, реализуя вычислительный алгоритм в виде выражения
пятый многофункциональный преобразователь формирует выходной сигнал lk, характеризующий расстояние от первой подстанции до места короткого замыкания, реализуя вычислительный алгоритм в виде
где RД - сигнал, формируемый на выходе шестого многофункционального преобразователя и соответствующий сопротивлению места короткого замыкания, полученный путем реализации указанным преобразователем вычислительного алгоритма в виде выражения
где zвс, xвс - полное индуктивно развязанное сопротивление взаимной индуктивной связи контактных сетей смежных путей и его индуктивная составляющая на длине 1 км;
zс - полное индуктивно развязанное сопротивление контактной сети одного пути на длине 1 км;
zp, rp, xp - полное индуктивно развязанное сопротивление рельсовой цепи и его активная и индуктивная составляющие на длине 1 км;
ZnA, ZnB - сопротивления соответственно первой и второй подстанций;
фазовый угол (аргумент) полного сопротивления zс-zвс;
ν - коэффициент, учитывающий снижение сопротивления рельсовой цепи за счет шунтирующего влияния земли.
| 1-Окси-2,2-динитропропилсерная кислота в качестве катализатора этерификации 2,2-динитропропандиола-1,3 азотной кислотой | 1978 |
|
SU740755A1 |
| Устройство для определения места короткого замыкания в электрических линиях | 1985 |
|
SU1394177A1 |
| Устройство для защиты фидеров электрических железных дорог | 1986 |
|
SU1466969A1 |
| JP 05172892 A1, 13.07.1993 | |||
| US 3735204 A, 22.05.1973 | |||
| Устройство для приведения во вращение барабанов индикаторов многоцилиндровых двигателей | 1929 |
|
SU13860A1 |
