Устройство для защиты тяговых подстанций и контактной сети Советский патент 1939 года по МПК H02H7/26 B60M1/00 H02H3/08 

Для обеспечения нормальной работы электрифицированных линий железных дорог и защиты тяговых подстанций от токов короткого замыкания, на отходящих фидерах постоянного тока (3 кв.) устанавливаются обыкновенно быстродействующие автоматические выключат.ели. Они регулируются таким образом, чтобы при прохождении тока короткого замыкания отключали фидер, но максимальные рабочие токи пропускали, для чего необходимо, чтобы токи короткого замыкания для каждого перегона между подстанциями были больше максимальных рабочих токов.

Так как величина тока короткого замыкания зависит от величины сопротивления короткого замыкания, то на некоторых перегонах электрифицированных железнодорожных линий, вследствие недостаточности сечений контактных проводов, величина тока короткого замыкания меньще максимальных рабочих токов.

В этом случае при коротком замыкании вблизи от одной из подстанций сработает быстродействующий автомат только этой подстанции. Но быстродействующий автомат второй подстанции, питающей контактную

сеть, не отключит места короткого замыкания и оно будет питаться от последней. Питание места короткого замыкания может привести к большим разрушениям как на контактной сети, так и на тяговых подстанциях.

Существующие способы улучшения работы быстродействующих автоматов-выключателей, как например, подвеска усиливающих проводов, устройство контакторных постов, блокировка быстродействующих выключателей и т. п. - слишком сложны и дороги.

В противоположность этому, предлагаемое изобретение имеет целью дать возможность простейшим образом полностью обеспечить отключение места короткого замыкания с обеих сторон при любом его местонахождении и любом сечении проводов контактной сети.

Для этого, согласно изобретению, для выключения фидерных автоматических выключателей применены реле напряжения на каждой из подстанций между рельсом и линией связи без применения каких-либо вспомогательных источников тока, с тем чтобы использовать возникающее в обратном проводе (рельсе) при автоматическом отключении фидерного выключателя одной подстанции напряжение для возбуждения выключающих реле и отключения фидерного автоматического выключателя другой подстанции.

На чертеже изобретение пояснеио несколькими схемами, причем фиг. 1, 2 и 3 служат для пояснения принципа действия изобретения, а фиг. 4 дает схему включения двух подстанций с действующими на фидерные быстродействующие автол аты, выключающими реле для них, согласно изобретению.

Допустим, что перегон питается от двух смежных подстанций А к Б (фиг. 1), причем цифрами J и 2 обозначены их фидерные быстродействующие автоматические выключатели) 5-контактная, сеть, 4-обратный провод (рельс), 5-вольтметр, включенный между точками 0 и Оз первой и -второй подстанций и 6 - нагрузка (электропоезд). У подстанций к точкам Oi и присоединены отсасывающие кабели.

При двухстороннем питании перегона, при любой величине и положении нагрузки, разность потенциалов между точками Oi и 0 всегда равна нулю.

Если, одна,-о, вблизи от одной из подстанций, например Б, произойдет короткое замыкание (фиг. 2), то быстродействующий автоматический выключатель 2 подстанции Б сработает и отключит место короткого замыкания, которое будет питаться только от подстанции А.

Ток короткого замыкания протекает при этом по контактной сети и по рельсовой цепи, причем падение напряжения в последней зависит от ее сопротивления. При этом между точками ( и 0 возникнет разность потенциалов, равная падению напряжения в рельсовой цепи.

Эту разность потенциалов можно было бы видеть на вольтметре 5.

В основу защиты, согласно изобретению, положено это изменение разности потенциалов между точками Oi и 0 при разных режимах работы, как это показано на принципиальной схеме фиг. 3. Здесь цифры 3 и 4 обозначают, как и выще, контактную

сеть и рельсовую цепь между подстанциями А и Б; 9 к /(9-провода к быстродействующим выключающим автоматам; П и 72-реле максимального напряжения; S-соединительный провод между ними.

Реле максимального напряжения П и 12 устанавливаются на обеих подстанциях А и Б и обмотки их катушек соединяются каждая одним своим концом с точкой 9j и соответственно рельса, а другим - друг с другом при помощи провода 5.

При нормальной работе и двухсторо.ннем питании перегона разность потенциалов между точками 0 и О,, равна нулю, а, следовательно, напряжение катушек реле 1J, 12 будет тоже равно нулю и контактные реле 11, 12 останутся в своем нормально разомкнутом положении.

При коротком замыкании у одной из подстанций (в пределах мертвой зоны) и отключении, вследствие этого, быстродействующего автомата этой подстанции, между точками 0 и 0 появится напряжение, следовательно, в катушках реле 11, 12 также появится напряжение и оба реле //, 12 сработают и, замкнув свои контакты, отключат автомат подстанции, питающий место короткого замыкания.

Таким образом, поврежденный участок обесточится с обеих сторон. Так как реле //, 12 соединены между собой последовательно, то в катушке каждого из них будет напряжение, равное половине падения напряжения в рельсовой цепи в момент короткого замыкания. Все это относится к тому случаю, когда короткое замыкание происходит в мертвой зоне.

При коротком замыкании вне мертвой зоны быстродействующие автоматы обеих подстанций сработают непосредственно от тока короткого замыкания и срабатывание реле напряжения //, 12 в данном случае явится дублированием защиты, благодаря чему получается полная гарантия ее срабатывания.

Таким образом, предлагаемая защита производит отключение быстродействующих автоматов только при коротких замыканиях, во всех же

остальных случаях (перегрузка) они производят отключение перегона без воздействия защиты.

Работу защиты можно проследить по схеме фиг. 4.

При коротком замыкании напряжение реле 11, 12 повышается от нуля до какой-то определенной величины, при которой они срабатывают.

Контакты реле 11, 12 замыкаются и через них поступает ток на катушки промежуточных или указательных реле 13, 14. Реле /5, 14 срабатывают и размыкают свои контакты, включенные последовательно с кнопками выключения 17, 18, вследствие чего и лишаются тока держащие катушки быстродействующих автоматов 1, 2.

Для уже отключившегося автомата это будет дублирование, а автомат питающей подстанции отключится.

Кроме того, промежуточные или указательные реле замыкают свои контакты, включенные в цепь сирены 15, 16, вследствие чего подается фонический сигнал о выключении автомата.

Тяговые подстанции большей частью питают не больше двух перегонов (кроме станций); поэтому на

каждой подстанции должны быть установлены два комплекта защиты. Фидерные быстродействующие автоматы-выключатели, в случае неисправности, заменяются шипосоединительными быстродействующими автоматами.

Предмет изобретения.

Устройство для защиты тяговых подстанций и контактной сети от токов короткого замыкания при помощи фидерных автоматических выключателей и выключающих реле, отличающееся тем, что выключающие реле напряжения включены на каждой из подстанций между рельсом (обратным проводом) и линией связи или отдельным соединительным проводом без применения каких-либо вспомогательных источников тока, с тем, чтобы напряжение, возникающее в обратном проводе при автоматическом отключении фидерного автоматического выключателя одной подстанции, использовать для возбуждения выключающих реле и отключения фидерного автоматического выключателя другой подстанции.

Фип4 к авторскому свидетельству Е. еМ 55512 И. Клейнермана