Устройство для определения места замыкания на высоковольтных линиях автоблокировки железных дорог Советский патент 1987 года по МПК G01R31/08 

13

Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано для определения места замыкания на высоковольтных линиях ав

тоблокировки железных дорог.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет обеспечения работоспособности при различных видах короткого замыкания на высоковольтных ли1шях автоблокировки железных дорог.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство для определения места замыкания на высоковольтных линиях (ВЛ) автоблокировки железных дорог содержит трансформаторы 1.1-1.3 тока, трансформаторы 2,1-2.3 напряжения, блок 3 управления, переключите- ли .А.1-4.3 тока первой группы, переключатели 5.1-5.3 тока второй группы потенциометры 6.1-6.3, контанты 7.1 и 7.2, 7.3 и 7.4, 7.5 и 7.6 соответственно первой, второй и третьей групп токового реле, ключи 8.1-8.3 первой группы, ключи 9.1-9.3 второй группы, ключ 10, выпрямители 11.1- 11.3, первый мультивибратор Ройера 12, первый усилитель 13, первый эле- мент И 14, первый формирователь 15 фронта, реле 16 времени, второй формирователь 17 фронта, усилитель 18 сброса, выпрямитель 19, второй мультивибратор Ройера 20, второй усили- тель 21, второй элемент И 22, первый 23 и второй 24 счетчики и исполнительный блок 25, причем первые и вторые выводы первичных обмоток трансформаторов 1.1-1.3 тока соединены со ответственно с фазными и нулевыми выводами трехфазного трансформатора (не показан).

Первые выводы вторичных обмоток трансформаторов 1,1-1.3 тока соедине ны с первыми выводами потенциометров 6.1-6.3 и выходами переключателей 5.F, 5.3 и 5.2 тока второй группы соответственно, вторые выводы вторичных обмоток трансформаторов 1.1-1.3 тока соединены с информационными входами переключателей 4.1-4.3 тока первой группы и переключателей 5.2, 5.1 и 5.3 тока второй группы соответственно, подвижные выводы потен- циометров 6.1-6.3 через соответствую щие контакты 7.1, 7.3 и 7.5 первой, .второй и третьей групп токового реле соединены с первым входом выпрямителя 9, второй вход которого соединен с объединенными выходами пережлючате лей 4.1-4.3 тока первой группы и вторыми выводами потенциометров 6.1- 6.3, а выход - через последовательно соединенные второй 1 льтивибрат.ор Ройера 20 и второй усилитель 21 с первым входом второго элемента И 22 второй вход которого соединен с первым выходом первого счетчика 23, а выход - через второй формирователь 7 фронта с первым входом первого счетчика 23, второй вход которого соединен с выходом усилителя 18 сброса и первым входом второго счетчика 24, выход которого соединен с входом исполнительного блока 25.

Вход запуска устройства соединен с входом запуска блока 3 управления первый выход которого через реле времени соединен с входом усилителя 18 сброса, второй выход - с управляющими входами переключателей 4.1-4.3 тока первой группы, третий выход - с управляющими входами переключателей 5.1-5.3 тока второй группы, четвертый выход - с управляющими входами ключей 8.1-8.3 первой группы, пятый выход - с управляющими входами ключей 9.1-9.3 второй группы и шестой выход - с управляющим входом ключа 10, информационный вход которого соединен с общей шиной, выход которого через ключи 9.1-9.3 второй группы соединены соответственно с информационными входами ключей 8.2, 8,3 и 8.1.

Первые выводы первичных обмоток трансформаторов 2.1-2.3 напряжения соединены с выходами, соответствующих ключей 8.1-8.3 первой группы и соответствующими фазовыми выводами трехфазного трансформатора напряжения (не показан), вторые выводы первичных обмоток трансформаторов 2.1-2.3 напряжения соединены с выходами соответствующих ключей 9.1-9.3, первые выводы вторичных обмоток этих трансформаторов через соответствующие контакты 7.2, 7.4 и 7.6 соединены с первыми, а вторые выводы - с вторыми входами соответствующих выпрямителей 11.1-11.3, выходы которых объединены и через последовательно соединенные первый мультивибратор Ройера 12 и первый усилитель 13 соединены с.первым входом первого элемента И 14, второй вход которого

313

соединен с вторым выходом первого счетчика 23, а выход через второй формирователь 15 фронта - с вторым входом второго счетчика 24.

Блок 3 управления содержит триггер 26, генератор 27 импульсов, элемент -И 28, регистр 29, триггеры 30.1-30.5, контакт 31 токового реле, элемент 32 задержки и формирователь 33 импульсов, причем вход запуска блока 3 управления соединен с первым входом триггера 26, выход которого соединен с управляющими входами регистра 29 и триггеров 30.1-30.5, а также с первым входом элемента И 28, второй вход которого соединен с выходом генератора 27 импульсов, а выход - с информационным входом регистра 29, пять выходов которого со- единены с информационными входами соответствующих триггеров 30.1-30.5, выходы которых соединены соответственно с вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым выходами блока 3 уп- равления, первый выход которого соединен через последовательно соеди- ненные элемент 32 задержки и формирователь 33 импульсов с вторым входом триггера 26 и через контакт 31 токо- вого реле с положительным потенциалом.

Устройство работает следующим образом.

Ток и напряжение контролируемой ВЛ автоблокировки (чертеж, точки «, с,Ь) поступают в устройство через трансформаторы 1.1-1.3 тока и трансформаторы 2.1-2.3 напряжения. При возникновении простого КЗ (заземле- кие одной из фаз) ВЛ автоблокировки сигнал запуска включает контактор, заземляющий ее нейтраль. Сигнал запуска поступает также на вход запуска блока 3 управления. Он может пода ваться оператором вручную или автоматически от реле сигнализации простого КЗ (не показано). В этом случае триггер 26, переключаясь в положение 1, снижает блокировку с управ- лякяцих входов элемента И 28, регистра 29, триггеров 30„1-30.5. Тактовые импульсы с выхода генератора 27 импульсов через элемент И 28 поступают на информационный вход регист pa 29 и последовательно переключают триггеры 30,1-40.5 в положение 1.

Таким образом, соответственно сигналам на соответствующих выходах блока 3 управления на управляющие входы токовых переключателей 4.1-4.3 первой группы и токовых переключателей 5.1-5.3 второй группы, на управляющие входы ключей 8.1-8.3 и 9.1-9.3 соответственно первой и второй групп и на управляющий вход ключа 10 последовательно подаются разрешающие сигналы, в результате чего указанные элементы срабатывают. При этом переключатели 4.1-4.3 тока первой группы включают ток, а переключатели 5.1- 5.3 тока второй группы выключают его Ключи 8.1-8.3 первой группы размыкаются, а ключи 9.1-9.3 второй группы замыкаются, затем замыкается ключ 10. Таким образом, вторичные обмотки трансформаторов 1.1-1.3 тока образую соединение звезда, а первичные обмотки трансформаторов 2.1-2.3 напряжения - соединение звезда с заземленным нулем. Устройство переходит в режим пофазного измерения расстояния до места КЗ БЛ автоблокировки, т.е. ВЛ автоблокировка переходит из режима простого КЗ при незаземленной нейтрали в режим фазового КЗ при заземленной нейтрали. Ток поврежденной фазы поступает от трансформаторов 1.1-1.3 тока через переключатели 4.1-4.2 тока первой группы на первые выводы потенциометров 6.1-6.3, вторые выводы которых образуют соединение звезда.

Режим фазового КЗ ВЛ автоблокировки при заземленной нейтрали приводит к срабатыванию токового реле (не показано) и замыканию соответствующей группы контактов 7 и контакта 31 токового реле.

При этом напряжение, пропорциональное току КЗ поврежденной фазы, через один из замкнутых контактов 7 токового реле поступает на входы вьтрямителя 19 и с его выхода на вход первого мультивибратора Ройера 20. Последний преобразует входное выпрямленное напряжение в последовательность прямоугольных импульсов, частота которой пропорциональна току КЗ.

Прямоугольные импульсы поступают через второй усилитель 21 на первый вход второго элемента И 22. После замыкания контакта 31 токового реле на вход реле 16 времени поступает положительный потенциал U. Через определенный временной интервал на выхо

де реле 16 времени появляется управляющий сигнал, который через усилитель 18 сброса поступает на управлящий вход первого счетчика 23. Сигна с первого выхода первого счетчика 23 поступает на второй вход второго элемента И 22 и разрешает прохождение прямоугольных импульсов на выхо элемента И 22 и через второй форми- рователь 17 фронта на информационный вход первого счетчика 23. С второго выхода последнего сигнал поступает на первый вход первого элемента И 14, на его второй вход приходя прямоугольные импульсы с выхода первого усилителя 13, на вход которого прямоугольные импульсы поступают с выхода первого мультивибратора Ройе ра 12. Частота следования прямоугол ных импульсов на выходе первого мултивибратора Ройера 12 пропорциональна напряжению КЗ , поступающему соответственно с выхода одного из выпрямителей 11.1-11.3,, на вход ко- торого поступает напряжение вторичной обмотки соответствующего трансформатора 2.1-2.3 напряжения через соответствующие контакты 7 токового реле.

Частота следования импульсов на втором входе первого элемента И 14 существенно вьше частоты следования прямоугольных импульсов на его первом входе. Тогда на выходе первого элемента И 14 появляются прямоугольные импульсы, частота следования которых пропорциональна величине напржения КЗ,,в- течение периода частоты следования прямоугольных импульсов, пропорциональной току КЗ.

Прямоугольные импульсы с выхода первого элемента И 14 через первый формирователь 15 фронта поступают на информационный вход второго счет чика 24. Так как на его управляющем входе имеется разрешающий сигнал, поступаю11Д1й с выхода усилителя 18 сброса, на его выходе появляется сигнал (число импульсов, nponopu io- нальное величине полно-го комплексного сопротивления петли КЗ и соответственно величине расстояния до мест КЗ, ВЛ автоблокировки).

Этот сигнал поступает на вход исполнительного блока 25. Исполнительный блок 25 содер;-кит усилители и дачики устройства телесигнализации.

6

После измерения величины расстояния до места КЗ на Bhixoae элемента 32 задержки появляется сиг-нал, так как запускающий сигнал на его вход поступает при замыкании Контакта 31 токового реле. После чего сигнал с вьгхода элемента 32 задержки через формирователь 33 импульсов поступает на первый вход триггера 26, переключая его в положение О. На этом 1ЩКЛ измерения расстояния до места простого КЗ заканчивается.

В исходном положении переключателей 4.1-4.3 тока первой группы и переключателей 5.1-3.3 тока второй группы, ключей 8.1-8.3 и 9.1-9.3 соответственно первой и второй групп и ключа 10 устройство измеряет расстояние до места двухфазного или трехфазного КЗ ВЛ автоблокировки. В этом режиме работы устройства на вход запуска блока 3 управления не поступает запускающий сигнал, а только срабатывает токовое реле, воздействующее на соответствующую группу контактов 7.1-7.6 и контакт 31. Через соответствующие контакты 7.1-7.6 токового реле на входы выпрямителей 19 и 11.1-11.3 соответственно поступает напряжение, пропорциональное току и напряжению двухфазного или трехфазного КЗ ВЛ автоблокировки. Далее устройство работает аналогично описанному.

Таким образом, устройство обеспечивает определение расстояния до места КЗ при любом режиме замыкания ВЛ автоблокировки5 что позволяет суш,ест ввнно расширить область его применения и повысить надежность указанных линий.

Формула изобретения

1. Устройство для определения места замыкания на высоковольтных линия автоблокировки железных дорог, содер жа1цее по три трансформатора тока и напряжения, три пары контактов токового реле, три потенциометра, четыре выпрямителя, два мультивибратора Ройера, два усилителя, два элемента И, два формироватешя фронта, усилитель сброса, два счетчика, исполнительный блок, причем первые выводы первичных обмоток трансформаторов напряжения подключены соответственно к фазовым выводам трансформатора напряжения.

713

первые и вторые выводы первичных обмоток трансформаторов тока соединены соответственно с фазовыми и нулевым выводами трансформатора тока, первые выводы вторичных обмоток трансформаторов тока соответственно подключены к первым выводам потенциометров, выход первого выпрямителя подключен к входу первого мультивибратора Ройера выход которого соединен через первый усилитель с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу первого счетчика, выход первого элемента И соединен через первый формирователь фронта -с информационным входом первого счетчика, управляющий вход которо го подключен к выходу усилителя сброса и управляющему входу второго счетчика. Второй выход первого счетчика соединен с первым входом второго элемента И, выход которого через второй формирователь фронта подключен к информационному входу второго счетчика выход второго счетчика соединен с входом исполнительного блока, первые выводы вторичных обмоток трансформаторов напряжения подключены через соответствующие первые три контакта токового репе к первым входам второго, третьего и четвертого выпрямителей, вторые входы которых подключены соответственно к вторым выводам вторичных обмоток трансформаторов напряжения, а их выходы подключены к входу второго мультивибратора Ройера, выход которого соединен через второй усилитель с вторым входом второго элемента И, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, в него введены по три переключателя тока первой и второй групп, по три ключа первой и второй групп, ключ, реле времени, блок управления, первый выход блока управления через реле времени подключен к входу усилителя сброса, второй выход соединен с управляющими входами переключателей тока первой группы, третий - с управляющими входами переключателей тока второй группы, четвертый - с управляющими входами ключей первой группы, пятый - с управляющими входами ключей второй группы и шестой - с управляющими входом ключа, информационньгй вход которого за- ВНИИПИ Заказ 4215/34

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1«

землеи, а выход соединен с информационными входами ключей второй группы, выходы которых подключены соот- ветственно к информационным входам второго, третьего и первого ключеГс первой группы и к вторым выводам соответствующих первичных обмоток трансформаторов напряжения, выходы

ключей первой группы соединены соответственно с пepвы в выводами первич- нь1х обмоток трансформаторов напряжения, информационные входы переключателей тока первой группы подключены

соответственно к вторым выводам вторичных обмоток трансформаторов тока и информационным входам .второго,, первого и третьего переключателей тока второй группы соответственно,

выходы которых соответственно соединены с первыми выводами вторичных обмоток трансформаторов тока, выходы переключателей тока первой группы объединены с вторыми выводами noTeirциометров и подключены к первому входу первого выпрямителя, к второму входу которого подключены подвиж- HbJB выводы потенциометров через соответствующие вторые три контакта

токового реле.

2, Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления содержит генератор импульсов, элемент И, контакт токового реле, триггер, регистр, триггеры группы, формирователь импульсов и элемент задержки, причем вход элемента задержки подключен через контакт токового реле к положительному потенциалу и первому выходу блока управления, выход элемента задержки соединен через формирователь импульсов с первым входом триггера, второй вход которого соединен с входом запуска блока управления, выход триггера подключен к первому входу элемента И, управлякяцим входам регистра и триггеров группы, выход генератора импульсов соединен с вторым

входом элемента И, выход которого подключен к информационному входу регистра, выходы регистра соединены , соответственно с информационными входами триггеров группы, выходы

которых соединены соответственно с вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым выходами блока управления. раж 730Подписное