Устройство защиты контактной сети постоянного тока от коротких замыканий Советский патент 1988 года по МПК B60M3/00 

Игшбретение относится к устройствам защиты контактной сети постоянного тока от коротких замыканий и может быть использовано на электрифи- цированных участках железных дорог с рекЗ ператиБным торможением электроподвижного состава при раздельной работе выпрямительно-инверторных агрегатов тяговых подстанций.

Цель изобретения - повьпцение надежности устройства.

На чертеже приведена функциональная блок-схема устройства защиты контактной сети постоянного тока от KopoTKirx замыканий.

Устройство содержит коммутационную аппаратуру, включающую в себя быстродействую1и 1е выключатели 1 и разъединители 2, включенные в отхо- дящей линии 3 подстанции, подключенной к контактной сети 4. Блок 5 управления коммутационной аппаратурой соединен входом с выходом одновибра- тора 6, состоящего из элемента НЕ 7, элемента 8 задержки и конденсатора 9, вход одновибратора 6 подключен к выходу триггера 10, связанному входом с выходом элемента ИЛИ 11, входы которого подключены к выходу триг гера 12 непосредственно и элемента 13 задержки, а входы триггера 12 соединены с выходами блока 14 вьделени сигнала повреждения, который содержит элементы НЕ 15 и 16, входы кото

рых подключены к стабилитронам 17 и 18 непосредственно и через элемент НЕ 19. Стабилитроны 17 и 18 связаны с импульсным трансформатором 20. Устройство содержит также инвертор 21, выпрямитель 22, реакторы 23 и 24 и преобразовательный трансформатор 25.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме при непрерьт- ном токе инвертора 21 на выходах импульсного трансформатора 20 сигналы отсутствуют (незначительные по sejiH-- чине сигналы-помехи срезаются стабилитронами 17 и 18). При возникнове НИИ короткого замыкания в контактной сети или в цепи постоянного тока (в отходящей линии подстанции или в распредустройстве 3,3 кВ) в режиме приема избыточной энергии рекупера- ции происходит резкое уменьшение тока инвертора, процесс изменения которого характеризуется появлением режима прерывистого тока.

0 5 О

5

д

5 0

При появлении импульсов прерывистого тока инвертора 21 на выходах импульсного трансформатора 20 в моменты возникновения и исчезновения тока формируются двухполярные импульсы. Стабилитронами 17 и 18 пропускаются только импульсы отрицательной полярности: на вход элемента НЕ 19 поступают импульсы, соответ- ствуюп ие моментам исчезновения тока, а на вход элемента НЕ 16 - соответствующие моментам появления тока. Импульсы с выхода стабилитрона 18, двазкды инвертируясь элементами НЕ 19 и 15, поступают на выход блока 14 выделения сигналов повреждения, а импульсы с выхода стабилитрона 17 элементом НЕ 16 преобразуются з паузы, которые поступают на другой выход блока 14. Под действием сигналов, поступающих с выходов блока 14 на входы триггера 12, на выходе последнего фиксируется длительность пауз тока инвертора: при токе, равном нулю, появляется логического нуля, при наличии тока - сигнал логической едининц). Эти сигналы поступают на вход элемента ИЛИ 11.В моменты исчезновения тока в инверторе 20 под действием сигнала с выхода триггера 12 элементом 13, задержки формируется контрольный импульс (сигнал логической единицы) длительностью tu,который приходит на другой вход элемента ИЛИ 11.

При нормальном переходе преобразователя из инверторного режима в выпрямительный и отсутствии короткого замыкания в кон тактной сети или в цепи постоянного тока длительность пауз прерывистого тока ограничена по величине и всегда имеет значение по сравнению с контрольным импульсом уставки. При этом на выходе элемента ИЛИ 11 имеется сигнал логической единицы, и триггер 10 находится в состоянии, соответствующем отсутствию короткого замыкания.

При коротком замыкании в контактной сети или цепи постоянного тока происходит увеличение паузы прерывистого тока инвертора, а следовательно, и длительности сигнала логического нуля на выходе триггера 12 до величины, большей уставки ty, при этом на выходе элемента ИЛИ 11 появляется сигнал логического нуля, триггер 10 перею:ючается в состояние, соответствующее короткому замыканию.

В момент смены сигнала на выходе триггера 10 запускается одновибратор 6, на его выходе формируется отключающий импульс. Этот импульс пост-у-. пает в блок 5 управления коймутацион ными аппаратами, который осуществляет их отключение.

Время уставки на срабатьшание устройства выбирается равным максималь- но возможной паузе прерывистого тока при максимальных рабочих токах Д t (которую всегда можно рассчитать или установить экспериментально) с учетом коэффициента запаса Kj, но не меньше суммы времени восстановления запирающих свойств тиристоров д и максимальной несимметрии импульсов управления д с нес

ty Ky.dt

Ltij :. Ateot u tnetf

Коэффициент запаса рекомендуется выбирать в пределах Kj 1,2,...1,3.

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность защиты контакт- ной сети постоянного тока от коротких замыканий при рекуперативном торможении электроподвижного состава и раздельной работе выпрямитель- но-инверторных преобразователей..

Формула изобретения Устройство защиты контактной сети постоянного Тока от коротких замыканий, содержащее коммутационную аппаратуру, блок выделения сигнала повреждения, включенный в сил зую цепь преобразователя, и блок управления коммутационными аппаратами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено элементом задержки, элементом ИЛИ, одновибратором и триггерами, а блок вьщеления сигнала повреждения выполнен на импульсном трансформаторе на его входе, трех элементах НЕ и стабилитронах, через которые выводы обмотки импульсного трансформатора подключены к входам первого и второго элементов НЕ, выходы которьк соединены соответственно с входом третьего элемента НЕ и одним из выходов блока выделения сигнала повреждения, другой выход которого является выходом третьего элемента НЕ, при этом входы первого триггера соединены с выходами блока выделения сигнала повреждения, а выход - с входами элемента ИЛИ непосредственно и через элемент задержки, выход эле мента ИЛИ подключен к входу второго триггера, выход которого соединен с входом одновибратора, подключенного выходом к входу блока управления коммутационной аппаратуры.

Изобретение относится к устройствам защиты элементов электроснабжения железных дорог от коротких замыканий в цепи постоянного тока и обеспечивает повышение надежности. При возникновении короткого замыкания и появлении импульсов прерывистого тока инвертора на выходах импульсного трансформатора блока вьзделения сигналов повреждения в моменты возникновения и исчезновения тока формируются двухполярные ; импульсы. Стабилитронами пропускаются только импульсы отрицательной полярности. Импульсы с выхода стабилитрона, дважды инвертируясь, поступают на первый вход блока сравнения и формирования сигнала отключения, а импульсы с выхода стабилитрона преобразуются в паузы,которые поступают на второй вход блока. Под действием этих сигналов на выходе триггера фиксируется длительность пауз тока инвертора и соответствующий сигнал поступает на первый вход схемы ИЛИ. В моменты исчезновения тока в инверторе элементом импульсной задержки формируется контрольный импульс, который приходит на второй вход схемы HJDi. При увеличении па- узы тока инвертора до величины, большей контрольного импульса, триггер под действием сигнала с выхода схемы ИЛИ переключается в состояние, соответствующее короткому замыканию. В момент смены сигнала на выходе триггера запускается одновибратор, на выходе которого формируется отключающий импульс. Этот импульс поступает в - блок управления быстродействующими выключателями, который осуществляет их отключение. 1 ил. S (Л 4: to 00 05 ;о