Способ защиты контактной сети постоянного тока от малого тока замыкания на землю Советский патент 1979 года по МПК H02H3/16 

(54)СПОСОБ ЗАЩИТЫ КОНТАКТНОЙСЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА ОТ МАЛОГО ТОКА ЗАГ-ЩКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

Изобретение отнр.сится к релейной контактных сетей постоянного тока от малых токов короткого замыкания и может быть использовано для защиты фидеров тяговых подстанций на открытых горных работах . Известны способы защиты контактны сетей карьеров и железных дорог, основанные на использовании изменений тока нагрузки, а также на принципе выделения, измерения и сравнения выс ших гармоник тока нагрузки 1 и 2. Известные способы либо нечувствите ны к малым токам замыкания, либо очень сложны. Известен .способ защиты контактных сетей от замыканий тяговой сети на. рельсы, основанный на измерениивеличины тока шестой гармоники, сравнении его с током установки и подаче сигнала на исполнительный орган при превышении измеряемой величины тска уставки 3. Недостатком этого способа является низкая чувствительность. Устройства, выполненные по этому способу реагируют на токи замыканий порядка 500-1000 А и выше. Снизить уставку срабатываний таких защит нельзя, так как это приведет к большому числу ложных отклвиений фидерных автоматов, поскольку при удаленных коротких замыканиях величина тока шестой гармоники соизмерима а в некоторых случаях ниже тока шестой гармоники при нагрузке на фидере близкой к номинальной. Целью изобретения является увеличение чувствительности и избирательности защиты. Это достигается тем, что в известном способе защиты контактной сети постоянного тока от малого тока замыкания на землю, основанном на измерении величины тока шестой гармоники, сравнении его с эталонной величиной и формирова.нии отключающего сигнала при повышении измеренного тока над эталонной величиной, дополнительно контролируют ток нагрузки и эталонную величину изменяют в прямопропорциональной зависимости от величины тока .нагрузки. Описываемый способ позволяет значительно повысить чувствительность и избирательность защиты. Сущность изобретения поясняется чертежами/ где приведены на фиг. 1 графики изменения.величины тока шеетой гармоники от величины тока нагрузки в режиме нагрузки и в режиме удаленного короткого замыкания,на фиг. 2 принципиальная схема устройства защиты, реализующего предлагаемый способ. Для построения графиков фиг. 1 использовались данные эксперименталь йых исследований на тяговых подстанциях и контактной сети. По оси абци откладываются значения тока нагрузки а , по оси ординат - значения шестой гармоники тока нагрузки .3 Кривая А соответствует нагрузочному режиму, кривая В - режиму удаленного короткого замыкания. Устройство защи ты содержит датчик переменной состав ляющей тока нагрузки - трансформатор тока 1 / к вторичной обмотке которого через полосовой фильтр, состоящий из катушек индуктивности 2, 3, 4 и конденсаторов 5, 6, 7 и выпрямителя 8 включены параллельно конденсатор 9 и переменный резистор 10; датчик тока нагрузки - шунт 11, к которому подключены конденсатор 12 и переменный резистор 13, причем конденсаторы 9, 12 и резисторы 10, 13 1меют об щую точку. К подвижным контактам резисторов 10, 13 подключен вход уси лителя состоящего из транзисторов 14 15,,резистооов 16, 17 и стабилитрона 18, Усилительнагружен исполнительны реле 19, которое своими контактами воздействует на реле времени 20. . Способ защиты основан на сравнении величины тока шестой гармоники и величины тока нагрузки. В режиме нагрузки каждому значению тока нагру соответствует определенная величина тойа шестой гармоники (кривая А), а при замыкании на землю или рельсы каждой величине тока нагрузки соотве ствует большое значение величины тока шеЬтой гармоники (кривая В). В основу построения защиты положе но условие,что замыкании на земл или рельсы любому значению тока нагрузки соответствует .большая величина тока шестой гармоники,чем в нагрузочном режиме. К датчикам величины тока шестой гармоники и тока нагрузки подключены переменные резисторы 10, 13, причем напряжение, пропорциональное величин уока шестой гармоники выделяется попосовым фильтром,.образованным индуктивностями катушек 2, 3, 4. и емкостями конденсаторов 5,6, 7, выпрямляется при помощи выпрямителя (диедного мостика) 8. Конденсаторы 9, 12 служат для сглаживания пульсаций и резких изменений сигналов. Сигналы, снимаемые с датчиков тока напра;влены встречно и в случае нагрузочного режима на входе транзистора 14 сравнивающего устройства суммарный сигнал равен нулю. В случае же короткого замыкания на базу -. транзистора 14 поступает отрицательный потенциал, транзистор 14 отпирается и отпирает транзистор 15, что приводит к последовательному срабатыванию реле 19 и 20, Необходимость применения реле времени 20 вызова отстройкой от ложных срабатываний устройства при резких толчках нагрузки. Стабилитрон 18 служит для зашиты перехода база-эмиттер от возможных перенапряжений. Реле времени своими контактами может работать как на сигнал, так и на отключение фидерноз о автомата. Использование предлагаемого способа позволяет увеличить надежность энергоснабжения электрифицированного транспорта, повысить уровень электробезспасности в карьерах. Формула изобретения Способ защиты контактной сети постоянного тока от малого тока замыкания на землю, основанный на измерении величины тока шестой гармоники, сравнении его с эталонной величиной и формировании отключающего сигнала при превышении измеренного тока над эталонной величиной, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и избирательности, дополнительно контролируют ток нагрузки, и эталонную величину изменяют в прямопропорциональной зависимости от величины тока нагрузки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Петров Ю.С. и др. Импульсная защита от малых токов замы1 ания в тяговой карьерной сети, Торный журнал, 1968, 3, . 2.Авторское свидетельство СССР 382193, кЛ.н 02 Н 3/16, 1971. 3.Гладилин Л.В. и др. Улучшение условий электробезопасности на открытых горных разработках,Известия ВУЗов., Горный журнал, 1972,

г f f

ril I I У . 7 I 4

к

И