Устройство для защиты от коротких замыканий распределительных ших с выпрямительным агрегатом и фильтром подстанции постоянного тока электрических желегных дорог Советский патент 1977 года по МПК H02H3/08 H02H7/04 B60M1/04 

вой сети с последующим аБтоматичес1-:им повторным включением (АПВ) через 0,2- 0,3с (3).

Однако применение такой защиты иа нодстанциях с неуправляемыми преобразователями невозможно. Кроме того, не нредусмотреио принудительное отключение фидерных выключателей от быстродействуюпдих датчиков, что в ряде случаев может привести к их неотключению после запирания вентилей несмотря на наличие к. з. тяговой сети. АПВ осуществляется без проверки схемой при коротких замыканиях в тяговой сети отключенного положения фидерного выключателя, что снижает достоинства запшты, так как возможен отказ последнего.

Для новыщения иадежпости и быстродействия защиты предлагаемое устройство запиь ты дополнительно снабжено датчиком тока короткого замыкания фидера, подключенным за выключателем постоянного тока и датчиком напряжения, подключенным к фильтру, один выход которого присоединен к цепи управления выключателем переменного тока, а другой выход вместе с выходом датчика тока короткого замыкания фидера связан через логическую схему совпадения И с цепью управления выключателем постоянного тока.

На чертеже представлена блок-схема описываемого устройства для защиты совместно с принципиальной схемой соединений основных силовых цепей тягового блока.

Защита содержит на вводах выпрямительного агрегата 1 датчики 2 аварийных режимов его работы, быстродействующий выключатель 3 переменного тока (например, тиристорный) со схемой 4 управления, датчик 5 замыкания на землю, выключатели 6 со схемой 7 их управления на фидерах контактной сети, датчика 8 напряжения, подключенного к фильтру 9, датчиков короткого замыкания фидера 10 и элемент И 11.

Во всех аварийных режимах сигнал на запирание тиристорного выключателя 3 поступает через схему 4 его управлепия непосредственно от соответствующих датчиков 2, 5 и 8, чем обеспечиваются быстродействие защиты и эффективная локализация всех повреждений.

Датчик 8, включаемый на напряжение или ток фильтра 9 с высокой чувствительностью и быстродействием (около 1 мс), реагирует на факт короткого замыкания тяговой сети, чем гарантируется опережающее запирание тиристорного выключателя по отнощению к моменту начала расхождения контактов фидерных выключателей постоянного тока (обычно не менее 15-20 мс после возникновения к. з.) В этих условиях фидерный выключатель разрывает лищь небольщой ток подпитки короткого замыкания от смежной подстанции, величина которого, как правило, меньще рабочего тока.

Выключатель 6 представляет собой максимальный автомат косвенного или прямого

действия, В последнем случае он может отключаться и без дополнительного воздействия на его схему отключения какими-либо реле или датчиками. Однако при определенных условнях тиристорные выключатели могут отключить ток короткого замыкания еще до того, как он достигает уставки электромагнитного выключателя фидера и последний не отключится. В связи с этим вне зависимости от

типа выключателя постоянного тока импульс на его отключение при коротких замыканиях па фидере поступает от датчика к. з. фидера 10 и датчика напряжения фильтра через элемент И в схему управления выключатслем. Повышение чувствительности этого узла достигается тем, что датчик 10 к. з. фидера действует на отключение его В1з1ключателя непосредственно, а через элемент И 11 совместно с обпхим датчиком 8 к. з. тяговой сетн.

Это исключает вероятность ложного отключения фидерного выключателя при резких изменепиях рабочего тока и позволяет снизить уставку датчика 10. Кроме того, дополнительное увеличение чувствительности и селективиости этого узла защиты может быть

получено, еслп датчик 10 будет реагировать

е па скорость изменения, а па приран1,еиие

тока фидера.

При запирании тиристорного выключателя

от датчика 8 в связи с к. з. тяговой сети осуществляется его АПВ после подтверждения отключенного положения одного или нескольких фидерных выключателей. Разрещение на АПВ схема 4 уиравления тиристорным выключателем получает от схем 7 управления выключателями постоянного тока. Если же после сигнала о к. з. тяговой сети от датчики 8 пи один фидерный выключатель не отключится, АПВ блокируется и выключатель 3 остается запертым до ручной деблокировки. При запирании тиристорного выключателя от датчиков 2 или 5 в связи с аварийным режимом выпрямительного агрегата или замыканием на землю в цепи постоянного тока во

всех случаях вводится запрет АПВ и требуется ручная деблокировка.

Применение предлагаемой защиты тягового блока подстанций, питающих электротяговые нагрузки постоянного тока, и в частности на

электрифицированных участках железных дорог прежде всего позволит повысить надежность защиты контактной сети от коротких замыканий, обеспечит нормальную работу электромагнитных фидерных выключателей с

ограниченной разрывной способностью в условиях частых аварийных отключений и непрерывного роста мощностей энергосистем и подстанций, снизит вероятность пережога контактных проводов. Кроме того, увеличение

быстродействия и чувствительности заищты от коротких замыканий на стороне выпрямленного напряжения в целом создает предпосылки для улучшения защиты от замыкания на землю в РУ постоянного тока, несовершенство которой в настоящее время является причиной многих серьезных повреждений тяговых подстанций.

Формула изобретения

Устройство для защиты от коротких замыканий распределительных шин с выпрямительным агрегатом и фильтром подстанции постоянного тока электрических железных дорог, содержащее датчик аварийного режима работы выпрямителя, подключенный в цепь управления выключателем переменного тока, датчик замыкания на землю на стороне постоянного тока, подключенный в цепь управления выключателями переменного и постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, оно дополнительно снабжено датчиком тока короткого замыкания фидера, подключенным за выключателем постоянного тока и

датчиком напрял ения, подключенным к фильтру, один выход которого присоединен к цепи управления выключателем переменного тока, а другой его выход вместе с выходом

датчика тока короткого замыкания фидера связан через элемент И с цепью управления выключателем постоянного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Журнал «Электротехника, вып. 1974, Л 6, стр. 18-20.

2. Сборник трудов ЛИИЖТ, вып. 318, 1970, «Электроснабжение и автоматизация устройств электрической тяги, стр. 3-12.

3. С. Д. Сколов. «Повышение надежности преобразовательных агрегатов тяговых подстанций. Труды ВНИИЖТ, вып. 290, стр. 138-156, изд-во «Транспорт, М., 1965 (прототип).