Изобретение относится к системе автоматизации электрических железных дорог, а именно к способу управления автоматическим повторным включением (АПВ) выключателя фидера с контролем короткого замыкания в отключенной контактной сети.
Известен способ управления автоматическим повторным включением (АПВ) выключателя фидера с контролем наличия короткого замыкания в контактной сети двухпутного участка с постом секционирования и с трансформатором напряжения для контроля наведенного напряжения в контактной сети, причем по опорам контактной сети проходит линия ДПР [1]. Этот способ управления принимаем за прототип.
Способ по прототипу заключается в том, что после аварийного отключения выключателя фидера измеряют наведенное напряжение на выходе низкочастотного фильтра трансформатора напряжения в отключенной контактной сети, и, если оно меньше базового значения Ao (принимается Ao=400 B), то устанавливают запрет на включение фидера, а при напряжении более Ao подается команда на включение фидера контактной сети
Однако при больших нагрузках на смежном не отключенном пути (более 500 A) и при наличии КЗ на отключенной контактной сети напряжение может быть более Ao=400 B и фидер будет включен на КЗ с известными негативными последствиями. В этом недостаток рассматриваемого способа [1].
Аналогичный недостаток и в устройстве по изобретению [2] при больших нагрузках в не отключенной контактной сети смежного пути.
В [1] и [2] для ограничения магнитной составляющей наведенного напряжения устанавливают низкочастотные фильтры на выводах трансформатора напряжения. Однако фильтры наряду со снижением напряжения высших гармоник снижают напряжение и первой гармоники, тем самым понижают чувствительность в определении факта отсутствия КЗ.
Характеристика магнитной составляющей наведенного напряжения представлена в [3, рис 1.5 и 1.6].
Цель изобретения - повысить надежность определения устойчивого или проходящего КЗ в отключенной контактной сети для управления АПВ.
Для реализации указанной цели согласно способу по прототипу [1] выделяют первую (U(1)) и третью (U(3)) гармоники наведенного напряжения, рассчитывают их отношение (B=U(3)/U(1)), и если B меньше Bo, где Bo - первое базовое значение, и U(1) больше Ao, где Ao - второе базовое значение, то производят включение выключателя фидера, а если В больше Bo или U(1) меньше Ao, то устанавливают запрет на включение выключателя фидера.
Такой способ управления АПВ, во-первых, даже при большой нагрузке на не отключенном пути, когда будет большая магнитная составляющая в наведенном напряжения, даст возможность правильно оценить аварийную обстановку.
Во-вторых, этот способ будет правильно реагировать на аварийную обстановку при любой схеме поста секционирования (ПС). Если ПС с групповой защитой минимального напряжения на отключение всех выключателей ПС с выдержкой времени (так называемый, неселективный способ работы защит [2], который также распространен и на участки с ПС на разъединителях), то при аварийном отключении всех выключателей подстанций межподстанционной зоны, наведенное напряжение будет только от ДПР (то есть, будет практически отсутствовать магнитная составляющая).
Если на посту секционирования - индивидуальные защиты на включателях, то при аварийном отключении выключателя с ТН, в контролирующем наведенном напряжении в общем случае будут присутствовать и электрическая, и магнитная составляющие.
Полная автоматизация электроснабжения тяговой сети предусматривает установку трансформаторов напряжения ТН на всех фидерах тяговых подстанций.
Для пояснения предлагаемого способа управления АПВ рассмотрим структурную схему (рис.1).
1 - шины 27,5 кВ тяговой подстанции.
2, 3 - выключатели фидеров контактной сети.
4 - выключатель фидера ДПР.
5, 6 - контактная сеть четного и нечетного пути.
7 - линия ДПР.
8 - трансформатор напряжения ТН контроля наведенного напряжения.
9 - пост секционирования контактной сети.
10 - выходной контакт реле аварийного отключения выключателя 2.
11 - блок расчета первой гармоники напряжения.
12 - блок расчета третьей гармоники напряжения.
13 - блок сравнения U(1)>Ao.
14 - расчетный блок B=U(3)/U(1)).
15 - блок сравнения B<Bo.
16 - блок И.
17 - блок ИЛИ.
18 - команда на включение выключателя по АПВ.
19 - команда на запрет включения выключателя.
Разберем работу схемы, реализующей предлагаемый способ управления АПВ.
Пусть ПС - с индивидуальной защитой каждого выключателя. Тогда при работе защиты на фид. 2 отключается выключатель этого фидера и одновременно смежный выключатель фидера ПС 9, кроме того, замыкается выходной контакт 10 реле аварийного отключения выключателя 2. Контактная сеть 5 остается без напряжения питания.
Наведенное напряжение от трансформатора напряжения 8 поступает на блок 11 расчета первой (U(1)) и на блок 12 расчета третьей (U(3)) гармоник напряжения. Далее определяют в расчетном блоке 14 отношение гармоник B=U(3)/U(1).
Если по блоку сравнения 15 условие B<Bo не выполняется, или по блоку 13 напряжение U(1) не больше Ao, то после блока ИЛИ 17 дается команда 19 на запрет включения выключателя (15). Если же по блоку сравнения 15 B<Bo и по блоку 13 наведенное напряжение U(1)>Ao, то после блока И 16 дается команда на включения 18 выключателя фидера 2.
Если ПС с групповой защитой с выдержкой времени, то при работе защит на фид. 2 отключается выключатель этого фидера и остальные фидера межподстанционной зоны. Контактная сеть двух путей обесточена. Наведенное напряжение будет только от ДПР, то-есть наведенное напряжение будет иметь практически электрическую составляющую. Алгоритм работы будет такой же, как вышеуказанный.
Расчет базовых значений Ao и Bo
По опыту измерений на Горьковской ж.д. на разных участках в различных ситуациях при КЗ максимальное замеренное напряжение на трансформаторе ТН при отключенной контактной сети не превосходило 350 B. Поэтому принимаем Ao=350 B, хотя это значение следует уточнить по мере накопления опыта работы на участках железных дорог разной грузонапряженности.
Что касается Во, то можно воспользоваться исследованиями [3, рис.1.15], где приводится график значений амплитуд напряжения гармоник магнитной составляющей наведенного напряжения. Отношение указанных амплитуд 3 и 1 гармоник 0,56. Надо учесть, что указанные значения получены при электровозах типа ВЛ-80 с с повышенным содержанием гармоник тока. Поэтому предлагаем ужесточить эту норму и принять Во=0,3. Чем меньше значение Во, тем с большей уверенностью будет дана команда на включение фидера по АПВ.
Источники информации
1. Герман Л.А., Герман В.Л. Диагностика аварийных ситуаций контактной сети переменного тока железных дорог. Электроника и электрооборудование транспорта (ЭЭТ) №3 - 2008. С 41-47.
2. Патент на изобретение №2397502 от 29.04.2009 Устройство контроля проходящего и устойчивого короткого замыкания в контактной сети переменного тока (Герман Л.А., Герман В.Л.)
3. Ратнер М.П. Индуктивное влияние электрифицированных железных дорог на электрические сети и трубопроводы. М.: Транспорт, 1966. 164 с.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИМ ПОВТОРНЫМ ВКЛЮЧЕНИЕМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ПОДСТАНЦИИ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ДВУХПУТНОГО УЧАСТКА | 2020 |
|
RU2744492C1 |
Способ управления автоматическим повторным включением выключателя | 2023 |
|
RU2803041C1 |
УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА | 2005 |
|
RU2316779C2 |
Способ автоматического повторного включения (АПВ) питающих линий контактной сети двухпутного участка системы 25 кВ с постом секционирования на разъединителях | 2022 |
|
RU2795540C1 |
УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ТЯГОВОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА | 2005 |
|
RU2316777C2 |
УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ДВУХПУТНОГО УЧАСТКА ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ | 2012 |
|
RU2531025C2 |
УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПРОХОДЯЩЕГО И УСТОЙЧИВОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА | 2009 |
|
RU2397502C1 |
Способ автоматизации повторного включения (АПВ) выключателей двухпутного участка переменного тока тягового электроснабжения с постом секционирования на разъединителях | 2022 |
|
RU2793578C1 |
УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА | 2008 |
|
RU2365929C1 |
СПОСОБ ЧАСТИЧНО НЕСЕЛЕКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ ТЯГОВОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА | 2016 |
|
RU2647108C1 |
Изобретение относится к системе автоматизации электрических железных дорог, а именно к способу управления автоматическим повторным включением (АПВ) выключателя фидера с контролем короткого замыкания в отключенной контактной сети. Способ управления автоматическим повторным включением выключателя фидера с контролем короткого замыкания в контактной сети двухпутного участка с постом секционирования и с трансформатором напряжения для контроля наведенного напряжения в контактной сети, причем по опорам контактной сети проходит линия ДПР (линия два провода рельс), заключается в том, что после аварийного отключения выключателя фидера измеряют наведенное напряжение в контактной сети. При этом согласно способу выделяют первую (U(1)) и третью (U(3)) гармоники наведенного напряжения, рассчитывают их отношение (B=U(3)/U(1)), и если B меньше Bo, где Bo - первое базовое значение, и U(1) больше Ao, где Ao - второе базовое значение, то производят включение выключателя фидера, а если B больше Bo или U(1) меньше Ao, то устанавливают запрет на включение выключателя фидера. Технический результат - повышение надежности определения коротких замыканий на линии контактной сети. 1 ил.
Способ управления автоматическим повторным включением выключателя фидера с контролем короткого замыкания в контактной сети двухпутного участка с постом секционирования и с трансформатором напряжения для контроля наведенного напряжения в контактной сети, причем по опорам контактной сети проходит линия ДПР (линия два провода рельс), заключающийся в том, что после аварийного отключения выключателя фидера измеряют наведенное напряжение в контактной сети, отличающийся тем, что выделяют первую (U(1)) и третью (U(3)) гармоники наведенного напряжения, рассчитывают их отношение (B=U(3))/U(1)), и если B меньше Bo, где Bo - первое базовое значение, и U(1) больше Ao, где Ao - второе базовое значение, то производят включение выключателя фидера, а если B больше Bo или U(1) меньше Ao, то устанавливают запрет на включение выключателя фидера.
Герман Л.А., Герман В.Л | |||
Диагностика аварийных ситуаций контактной сети переменного тока железных дорог | |||
Электроника и электрооборудование транспорта (ЭЭТ), № 3, 2008, с.41-47 | |||
Способ изготовления электродов для дуговых ламп | 1929 |
|
SU20205A1 |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНЦЕВОЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ | 1932 |
|
SU31880A1 |
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ФИДЕРНЫМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 27,5 кВ И 2 × 27,5 кВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ | 2006 |
|
RU2317622C1 |
US 5132867 A, 21.07.1992 | |||
WO 2010142525 A1, 16.12.2010 | |||
Пупынин В.Н., Герман Л.А. |
Авторы
Даты
2013-11-10—Публикация
2012-04-19—Подача