Устройство защиты от коротких замыканий контактной оси постоянного тока Советский патент 1989 года по МПК H02H3/40 

Фщг

Изобретен;ие относится к электро- технике и может быть использовано для защиты тяговых-сетей постоянного тока от коротких замыканий, В частности, оно может быть использовано на тяговых подстанциях и постах секционирования электрических железных дорог постоянного тока.

Целью изобретения является повьшш- вне чувствительности защиты.

На фиг, 1 изображена функциональная . схема устройства на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу при коротком замыкании без пред- шествующей нагрузки «-и с предшествующей нагрузкой.

Устройство защиты (фиг. l) содержит подключенный к плюсовой шине 1 тяговой подстанции измерительный шунт 2, включенньм между плюсовой шиной и быстродействующим выключателем 3 подключенным к фидеру контактной сети 4, резистивный делитель 5, подключенный одним выводом к минусовой шине 6, а другим выводом через последовательно включенные стабилитрон 7, добавочный резистор 8 и потенциометр 9 задания- уставки к одному выводу измерительного шунта 2, компаратор 10, подключенный прямым входом к другому выводу изме- ритель-ног-о шунта 2, а инверсным входом к .регулировочному выводу потенциометра 9 задания уставки, нуль-иддика тор 1 1,. подключенный входом к выходу компаратора 10 выход, нуль-индикатора 11 подключен через последовательно- включенные элемент 12 выдержки време- 1Ш и усилитель 13 к входу выходното элемента 14, дифференциальный масштаб ный усилитель 15, подключенный прямым и инверсным входами параллельно измерительному шунту 2, а выходом через последовательно соединенные нагрузочный 16, разрядный 17 резисторы и кон- денсатор 8 к средней точке .преобразователя 19 .питания, два диода 20 и 21, эмйттерный повторитель 22, подключенный входом к общей точке резистора 17 и конденсатора IB, а выходом к прямом входу компаратора 10,- переключатель 23 изменения уставки и шунтирующий резистор 24,

Выходной элемент 14 может быть .вы- полнен в виде высоковольтного реле 25 с накопительным конденсатором 26, ти- ристорного ключа 27, получающего питание от источника 28 операггивного напряжения и замыкающего контакта 29

-

д

jQ 25 д д ,

55

реле 25, включенного в цепь управления тиристорного ключа 27.

Устройство работает следующим образом,

При коротком замыкании в контактной сети увеличивается ток .фидера со скоростью нарастания, определяемой индуктивностью реактора подстанции и тяговой сети до места короткого замыкания (кривая 30 на фиг. 2), Сопротивление тяговой сети соответственно падает (кривая 31), При достижении сопротивлением значения уставки на выходе компаратора 10 появляется по-, ложительный .потенциал, срабатывает нуль-индикатор II, элемент 12 выдержки времени и усилитель 13 (кривые 32, 33 соответственно), Далее замыкается контакт 29 высоковольтного реле 25 и открывается тиристорный ключ 27, отключая быстродействующий выключатель 3, Реле 25 срабатывает за счет экер- гии, накопленной в конденсаторе 26 даже несмотря на резкую посадку напряжения питания, например, при близком к тяговой подстанции коротком замыка- ниие Поскольку ток короткого замыкания нарастает быстро,- конденсатор 18 не успевает зарядиться и уставка защиты не изменяется,

При нормальной нагрузке и при пуске электроподвижнО:ГО состава ток фидера нарастает медленно по мере разгона поезда (кривая 34). На выходе, дифференциального масштабного усилителя 15 по мере возрастания тока увеличивается положительное напряжение., которое .заряжает конденсатор 18 (кривая 35), Это напряжение через эмйттерный повторитель 22 поступает на прямой вход компаратора 10, и он уже может сработать лишь г;ри большем токе фидера, т,е, при меньшем сопротивлении, Уставка зашлты заглубляется тем б.ольше, чем больше предшествующий короткому замыканию ток нагрузки фидера (кривая 36) .

Если после большой нагрузки она резко сбрасывается: и вслед за этим происходит короткое замыкание (кривая 37)j конденсатор 18 быстро разряжается через шунтирующий-диод 21 и резистор 16 до напряжения на выходе масштабного усилителя 5, соответствующего остаточной нагрузке фидера (кривая 38), Заглубление защиты при этом снимается, и она срабатывает с нормальной уставкой (кривая 39},

5

Если же нагрузка не сбрасывается и вслед случается короткое замыкание (кривые 40, 41), то суммарный ток фидера при этом складывается из тока удаленного короткого замыкания-и части тока нагрузки и все равно сопротиление достигает уставки защиты с учетом ее заглубления. Защита срабатывает (кривые 42, 43),

Для возможности изменения уставки запиты при изменении схемы секционирования контактной сети потенциометр 9 задания уставки и добавочный резистор 8 шунтированы цепью из последовательно соединенных переключателя 23 изменения уставки и шунтирующего резистора 24,

Формула изобретения

1, Устройство защиты от коротких замыканий контактной сети постоянного тока, содержащее датчик тока, выполненный в виде измерительного шун- та, один вывод которого подключен -к клемме для подключения к плюсовой ши- не подстанции, а другой вывод измерительного шунта подключен к клемме для подключения к быстродействукщему выключателю, датчик напряжения, выполненный в виде резистивного делителя, подключенного одним выводом к клемме дпя подключения к минусовой шине под

станции, а другим выводом - к аноду стабилитрона, подключенного катодом к одному выводу потенциометра задания уставки, другой вывод которого подклю- ,чен к одному выводу измерительного шунта, компаратор, подключенный прямым входом к другому выводу измерительного шунта, а инверсным входом к регулировочному выводу потенциометра задания уставки, нуль-индикатор, вход которого подключен к выходу компаратора, а выход нуль-индикатора подключен через

0

5

0

5

0

5

0

45

последовательно включенные элемент выдержки времени и усилитель к входу выходного элемента, и преобразователь питания, подключенный входом параллельно упомянутому стабилитрону, отличающееся теМ( что, с целью по- вьш1ения чувствительности, дополнительно введены дифференциальный масштабный усилитель, нагрузочный и разрядный резисторы, конденсатор, два диода и эмиттерньгй повторитель, при этом прямой и инверсный входы дифференциального масштабного усилителя .подключены параллельно измерительному шунту, выход дифференциального масштабного усилителя подключен через последовательно включенные нагрузочный и разрядный резисторы и конденсатор к средней точке преобразователя питания, к которой подключен также анод одного диода, подключенного катодом к общей точке соединения нагрузочного резистора и разрядного резистора, параллельно которому включен второй диод, общая точка соединения конденсатора и разрядного резистора подключена к входу эмиттерного повторителя, выход которого подключен к прямому входу упомянутого компаратора,

2, Устройство по п,1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что, с целью повьше- ния устойчивости функционирования при изменении схемы секционирования контактной сети, катод стабилитрона подключен к выводу потенциометра задания уставки через дополнительный резистор, сопротивление которого на порядок больше сопротивления потенциометра, з адания уставки , а параллельно потенциометру задания уставки и дополнительному резистору подключена цепочка из последовательно включенных переключателя изменения уставки и шунтирующего резис- 1тора,

W f

32 33

3H

35

36

Ry 37

38 %

39 40

W %

VZ V3

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты тяговых сетей постоянного тока. Целью изобретения является повышение чувствительности защиты. При пуске электроподвижного состава или увеличение нагрузки на выходе дифференциального масштабного усилителя 15 увеличивается положительное напряжение, которое заряжает конденсатор 18. Это напряжение через эмиттерный повторитель 22 поступает на прямой вход компаратора 10 и загрубляет защиту тем больше, чем больше предшествующий короткому замыканию ток нагрузки фидера. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.