Устройство автоматического повторного включения быстродействующего выключателя Советский патент 1986 года по МПК H02H3/06 

Изобретение относится к автоматическому управлению тяговым энергоснабжением электрического железнодорожного транспорта, электрифицированного на постоянном токе.

Цель изобретения - повышение надежности энергоснабжения электрических железных дорог постоянного тока.

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - зависиПри отключении быстродействующего вьь ключзтеля от устойчивого КЗ сопротивление контактный провод-рельс очень мало, при наличии на фидерной зоне электроподвижного состава (ЭПС) энергия двигателей рассеивается практически мгновенно, также мгновенно спадает напряжение в контактной сети. На выходе блока 1 обнаружения КЗ сразу после отключения быстродействующего выключателя появляется сигнал, так как

мость тока, протекаюа,его по вторичной об- IQ открываются высоковольтные диоды в прямотке трансформатора блока обнаружения короткого замыкания от остаточного сопротивления контактной сети.

Устройство автоматического повторного включения быстродействующего выключателя контактной сети нос гоянного тока, содержащее блок I обнаружения коротких замыканий (КЗ), состоящий из последовате.. но соединенных диода, трансформатора напряжения и трансформатора тока, высоковольтный диод подключен к контактной сети 2, один конец первичной обмотки трансформатора тока подключен к контуру заземления, другой - к первичной обмотке трансформатора напряжения, вторичная обмотка трансфордматора тока соединена с входом элемента 3 блокировки, один выход кото- 25 рого через элемент 4 времени соединен с первым входом исполнительного блока 5, а другой выход - с вторым входом исполнительного блока 5, выход которого соединен с элементом 6

мом направлении от источника питания этого блока напряжением 220 В, вызывающий протекание тока по вторичной обмотке трансформатора тока блока 1 обнаружения КЗ в элементе 3 блокировки первичной обмот- 5 ки трансформатора преобразователя 12 ток- напряжение и соответствующий напряжению запрета элемента 2 блокировки и преобразователя 12 ток-напряжение. Поэтому исполнительный блок 5 и второй исполнительный блок 9 не разрешают включиться быстродействующему выключателю через элемент 6 включения. Отключение быстродействующего выключателя происходит также от защиты от замыканий на землю тяговой подстгшции. Срабатывание реле земляной защиты происходит только при аварийном режиме на подстанции (не на контактной сети) и при этом отключаются все быстро- действуюпдие выключатели тяговой подстанции, поэтому автоматическое повторное включение быстродействующего выключа0

включения быстродействующего выкслючате-30 теля запреплено.

ля 7, дополнительно снабжено размыкаю-При отключении быстродействующего

щим блок-контактом 8 быстродействующеговыключателя от перегрузки, проходящего

выключателя, вторым исполнительным бло-КЗ (сопротивление контактный провод -

ком 9, управляемым элементом 10, поро-рельс велико), занесенная энергия в двигаговым элементом 1 и преобразователем 12телях ЭПС рассеивается медленно, соответток-напряжение, первичная обмотка которо-35 ственно напряжение в контакной сети такго соединена последовательно с вторичной обмоткой трансформатора тока блока 1 обнаружения КЗ и входом элемента 3 блокировки, а выход преобразователя 12 ток- напряжение подключен к входу порогового элемента И, выход которого соединен с управляющим входом управляющего элемента 10 представляющего собой тиристор, а второй исполнительный блок 9 подключен параллельно управляющему элементу 10 и че40

же сниж:ается медленно и сигнал на выходе блока 1 обнаружения КЗ появляется через 0,3-0,5 с, поэтому сразу после отключения быстродействующего выключателя сигнал на входе преобразователя 12 ток- напряжение (высоковольтные диоды блока 1 обнаружения КЗ заперты остаточным напряжением в контактной сети) отсутствует, пороговый элемент 11, управляющий элемент 10 не срабатывают, что обуславливает воз

рез размыкающий блок-контакт 8 быстро- 45 можность срабатывания другого исполнидействующего выключателя соединен с источником питания постоянного напряжения, причем выход второго исполнительного блока соединен с элементом 6 включения быстродействующего выключателя.

тельного блока 9, так как цепь питания этого блока собраны замкнувшимся блок- контактом 8 быстродействующего выключателя 7. Происходит мгновенное АПВ отключившегося быстродействующего выклюУстройство работает следующим образом. .50 чателя. Таким же образом происходит работа устройства при отключивпгемся быстро- действую Ш,ем выключателе от проходящих КЗ, которые самоустраняются (например, срабатыЕ.ание разрядника, перекрытие грязного изолятора), в случае отсутствия ЭПС на фидерной зоне, так как сопротивление контактный провод-рельс велико, практичес ки равно входному сопротивлению равному

При нормальном состоянии контактной сети 2, т.е. при наличии рабочего напряжения 3,3 кВ, сигнал на выходе блока 1 обкзг у. КЗ отсутствует, так как его высоковольтный диод заперт положительным потенциалом контактной сети, что эквивалентно сигналу запрета работы блоков 12 и элемента 3 блокировки.

55

При отключении быстродействующего вьь ключзтеля от устойчивого КЗ сопротивление контактный провод-рельс очень мало, при наличии на фидерной зоне электроподвижного состава (ЭПС) энергия двигателей рассеивается практически мгновенно, также мгновенно спадает напряжение в контактной сети. На выходе блока 1 обнаружения КЗ сразу после отключения быстродействующего выключателя появляется сигнал, так как

мом направлении от источника питания этого блока напряжением 220 В, вызывающий протекание тока по вторичной обмотке трансформатора тока блока 1 обнаружения КЗ в элементе 3 блокировки первичной обмот- 5 ки трансформатора преобразователя 12 ток- напряжение и соответствующий напряжению запрета элемента 2 блокировки и преобразователя 12 ток-напряжение. Поэтому исполнительный блок 5 и второй исполнительный блок 9 не разрешают включиться быстродействующему выключателю через элемент 6 включения. Отключение быстродействующего выключателя происходит также от защиты от замыканий на землю тяговой подстгшции. Срабатывание реле земляной защиты происходит только при аварийном режиме на подстанции (не на контактной сети) и при этом отключаются все быстро- действуюпдие выключатели тяговой подстанции, поэтому автоматическое повторное включение быстродействующего выключа0

же сниж:ается медленно и сигнал на выходе блока 1 обнаружения КЗ появляется через 0,3-0,5 с, поэтому сразу после отключения быстродействующего выключателя сигнал на входе преобразователя 12 ток- напряжение (высоковольтные диоды блока 1 обнаружения КЗ заперты остаточным напряжением в контактной сети) отсутствует, пороговый элемент 11, управляющий элемент 10 не срабатывают, что обуславливает воз

можность срабатывания другого исполнительного блока 9, так как цепь питания этого блока собраны замкнувшимся блок- контактом 8 быстродействующего выключателя 7. Происходит мгновенное АПВ отключившегося быстродействующего выключателя. Таким же образом происходит работа устройства при отключивпгемся быстро- действую Ш,ем выключателе от проходящих КЗ, которые самоустраняются (например, срабатыЕ.ание разрядника, перекрытие грязного изолятора), в случае отсутствия ЭПС на фидерной зоне, так как сопротивление контактный провод-рельс велико, практичес ки равно входному сопротивлению равному

300-350 Ом. Протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока блока 1 обнаружения КЗ трансформатора, элементу 3 блокировки, первичной обмотке трансформатора преобразователя 12 ток незначителен (фиг. 2), что при установке по току для мгновенного АПВ, равном примерно 135- 140 мА, соответствующего остаточному сопротивлению в контактной сети 300-350 Ом, соответствует циклу АПВ «Разрешение.

Устройство автоматического повторного включения быстродействующего выключателя, содержащее элемент блокировки, элемент времени, исполнительный о{)ган и блок обнаружения коротких замыканий, со- 10 стоящий из трансформатора тока, диода и трансформатора напряжения, первичная об мотка которого подключена к источнику питания переменного напряжения, а вторичная обмотка соединена последовательно с диодом, катодом подключенным к контактСигнал, соответствующий току менее тока заперта, появляется на входе элемента 3 блокирвки, а затем через элемент 4 времени и первый вход исполнительного блока 5,

В случае отключения быстродействующего выключателя от перегруза остаточное сопротивление в контактной сети может быть менее входного, но более остаточного сопротивления при КЗ. Тогда мгновенное автоматическое повторное включение не про- 15 ной сети, и с первичной обмоткой трансфор- исходит, а вступает в работу устройства АПВ матора тока, свободный конец которой заземлен, а вторичная обмотка соединена с ВХОДОМ элемента блокировки, первый выход которого через элемент времени соединен с

.. .. „, первым входом первого исполнительного

выход которого связан с элементом б вклю- блока, а второй выход - с вторым входом чения быстродействующего выключателя, по- первого исполнительного блока, выход кото- является на входе элемента 6, что приво- рого соединен с элементом включения быстро- дит с определенной выдержкой времени, действующего выключателя, отличающееся например, через 6-8 с к включению быстро- тем, что, с целью повышения надсл ности действующего выключателя. Если первый 25 энергоснабжения электрических железных цикл АПВ оказался неуспешным, т.е. выключатель вновь отключился, элемент 4 времени продолжает переходить в следующее положение и включение выключателя через 16-18 с повторяется. Уставка по остаточному сопротивлению для устройства АПВ вы- 30 вичная обмотка трансформатора которо- бирается равной 40-50 Ом, что соответ- го соединена последовательно с вторичной ствует КЗ в контактной сети, если остаточ- обмоткой трансформатора тока блока обна- ное сопротивление менее уставки, то про- ружения коротких замыканий и tходом эле- исходит «Запрет АПВ, если более 40-50 Ом мента блокировки, а выход преобразовате- но менее 300-350 Ом, то АПВ успешно. ля ток-напряжени соединен с входом поро- В случае, если остаточное сопротивление 35 гового элемента, вы.чод которого подключен к в контактной сети более 300-350 Ом, что

дорог постоянного тока, оно содержит размыкающий блок-контакт быстродействующего выключателя, второй исполнительный блок, управляющий элемент, пороговый элемент, преобразователь ток-напряжение, перкатоду тиристора управляющего элемента, соединенного параллельно с катушкой реле второго исполнительного блока, один конец которого через резистор подключен к одной клемме источника постоянного наерабатывает мгновенное автоматическое повторное включение быстродействующего выключателя.

40

катоду тиристора управляющего элемента, соединенного параллельно с катушкой реле второго исполнительного блока, один конец которого через резистор подключен к одной клемме источника постоянного наПредлагаемое устройство автоматическо- пряжения, другой конец через размыкаюго повторного включения быстродействую-щий блок-контакт быстродействующего выщего выключателя за счет уменьшенияключателя -- к другой клемме источника

времени отсутствия напряжения в контакт-постоянного напряжения, а замыкающий

ной сети, прч его не аварийном отключенииконтакт второго исполнительного блока соеповышает надежность энергоснабжения45 динен с элементом включения быстродейстэлектрифицированного железнодорожноговующего выключателя.

транспорта, и кроме того, уменьшает количество пережогов контактных проводов.

Формула изобретения

Устройство автоматического повторного включения быстродействующего выключателя, содержащее элемент блокировки, элемент времени, исполнительный о{)ган и блок обнаружения коротких замыканий, со- стоящий из трансформатора тока, диода и трансформатора напряжения, первичная об мотка которого подключена к источнику питания переменного напряжения, а вторичная обмотка соединена последовательно с диодом, катодом подключенным к контактной сети, и с первичной обмоткой трансфор- матора тока, свободный конец которой заземлен, а вторичная обмотка соединена с ВХОДОМ элемента блокировки, первый выход которого через элемент времени соединен с

блока, а второй выход - с вторым входом первого исполнительного блока, выход кото- рого соединен с элементом включения быстро- действующего выключателя, отличающееся тем, что, с целью повышения надсл ности энергоснабжения электрических железных вичная обмотка трансформатора которо- го соединена последовательно с вторичной обмоткой трансформатора тока блока обна- ружения коротких замыканий и tходом эле- мента блокировки, а выход преобразовате- ля ток-напряжени соединен с входом поро- гового элемента, вы.чод которого подключен к

дорог постоянного тока, оно содержит размыкающий блок-контакт быстродействующего выключателя, второй исполнительный блок, управляющий элемент, пороговый элемент, преобразователь ток-напряжение, перблока, а второй выход - с вторым входом первого исполнительного блока, выход кото- рого соединен с элементом включения быстро- действующего выключателя, отличающееся тем, что, с целью повышения надсл ности энергоснабжения электрических железных вичная обмотка трансформатора которо- го соединена последовательно с вторичной обмоткой трансформатора тока блока обна- ружения коротких замыканий и tходом эле- мента блокировки, а выход преобразовате- ля ток-напряжени соединен с входом поро- гового элемента, вы.чод которого подключен к

катоду тиристора управляющего элемента, соединенного параллельно с катушкой реле второго исполнительного блока, один конец которого через резистор подключен к одной клемме источника постоянного напряжения, другой конец через размыкаюго 40

60 80 ЮО 200 400 Фцг.г

X Х Разреи/ение

H(QM

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического управления тяговым энергоснабжением электрического железнодорожного транспорта, электрифицированного на постоянном токе. Целью изобретения является повышение надежности энергоснабжения элект рических железных дорог постоянного тока. При отключении быстродействующего выключателя от устойчивого короткого замыкания на выходе блока 1 обнаружения коротких замыканий появляется сигнал, вызывающий протекание тока по вторичной обмотке трансформатора тока блока 1. Поэтому исполнительные блоки 5 и 9 не раз- рещают включиться быстродействующему выключателю через элемент 6 включения. При отключении быстродействующего выключателя от перегрузки проходяи;- го короткого замыкания, сразу после отключения быстродействующего выключателя, сигнал на входе преобразователя 12 ток - напряжение отсутствует, пороговый элемент 11, управляющий элемент 10 не срабатывают, что обуславливает возможность срабатывания исполнительного.элемента 9. Происходит мгновенное авоматическое поворотное включение (АПВ) отключивще- гося быстродействующего выключателя. В случае отключения быстродействующего выключателя от перегруза не происходит мгновенного АПВ, а вступает в работу устройство АПВ. Сигнал появляется на входе элемента 3 блокировки, а затем через элемент времени 4 и вход исполнительного блока 5 появляется на входе элемента 6, что приводит к включению быстродействующего выключателя. 2 ил. i (Л N5 4;: О ND 00