Устройство для защиты электротяговойСЕТи МНОгОпуТНыХ учАСТКОВ пЕРЕМЕННОгОТОКА Советский патент 1981 года по МПК H02H3/08 B60M1/00 

Изобретение относится к релейньзм защитам электротяговой сети желез-, нодорожного транспорта, а именно трехпроводной сети переменного тока Соавтотрансформаторами на многопутных участках (система питания-2-ЗЗиВ Известны направленные защиты, которые реагируют на изменение направ ения тока при помощи реле направления мощности i . i Однако такие защиты обладают серьезными недостатками: реле направления мощности (датчики фазы ) сложны и к ним необходимо подводить цепи не только от трансформатора тока, но и от трансформаторов напряжения, они ненадежны, так как имеют мертвы зоны при коротком замыкании вблизи места установки защиты, т.е. именно там, где в рассматриваемой системе необходимо обеспечить их правильное действие. Известно- также устройсво для защиты электротяговой сети многопутных участков,.3 котором между измерительным и выходным органами защиты установлен логический элемент Запрет, который зерез ячейку ИЛИ соединен с измеритель21ыми органами защит смежных фидеров. Если на защищаемой зоне происходит короткое замыкание, то измерительные органы всех смежных фидеров приходят в действие, и после отключения всех смежных фидеров, которые через общие шины подпитывают точку короткого замыкания, подается разрешающая команда с элемента Запрет на отключение именно поврежденного фидера. Остальные (смежные ) фидеры включаются автоматическим повторньв. включением . Недостатком из.вестного устройства является необходимость соединения защит данного пути с защитами всех смежных путей, что значительно усложняет выполнение защиты каждого отдельного пути и требует применения специальных проводных соединений и логических элементов. Кроме того, возможна неселективная работа такой защиты в трехпроводной системе с автотрансформаторами ( в отличие 6т обычной системы без автотрансформаторов ) , так как направление тока в контактных и питающих проводах при коротком замыкании между тяговой подстанцией и первым автотрансформатором не изменяется даже после

отключения выключателя на посту секционирования.

Цель изобретения - упрощение и повышение селективности защиты трехпроводной тяговой сети с автотрансформаторами .

Поставленная цель достигается тем что в устройство для защиты электротяговой сети многопутных участков переменного тока, содержащее трансформаторы .тока, к которым подключены измерительные пороговые токовые элементы, связанные с выходными элементами, дополнительно введены датчики фазы тока питанлдего провода и контактной подвески и логический элемент И-НЕ, причем датчики фазы тока своими входами подключены к соотьатствующим трансформаторам тока, а выходами - ко входу логического элемента И-НЕ, который свои выходом подключен к управляклдему входу элемента Запрет. Кроме того каждый датчик фазы выполнен в виде однополупериодного выпрямителя.

Электротяговая сеть состоит из контактных подвесок первого и второго пути, питающих проводов первого и второго пути и рельсов. Электротяговая сеть получает питание от тяговых подстанций, между которыми размещакзтся автотрансформаторы.

Уставка срабатывания защиты питающего провода или контактной подвески выбирается по величине тока короткого замыкания при замыкании на посту секционирования. При коротком замыкании между контактной подвеской первого пути и репъсэ.ыи вблизи тяговой подстанции ток контактной подвески второго (неповрежденного ) пути изменяет знак, а его величина превышает уставку срабатывания защиты. Таким образом, при коротком замыкании в зоне вблизи тяговой подстанции на одном из путей многопутного участка защита . неповрежденных путей может срабатыпть неселективно (ложно). Для исключения ложной (неселективной) работы защиты можно применить в защит контактной подвески и в защите питающего провода каждого из путей реле направления мощности. Однако это усложняет всю защиту. Кроме того, защита с реле направления мощности имеет серьезные недостатки.

На фиг.1 представлена функциональная схема защиты; на фиг.2 -временные диаграм 1ы ее работы.

Устройство содержит .трансформаторы 1 и 2 тока соответственно питающего провода и контактной подвески, измерительные тяговые пороговые элементы 3 и 4 защиты соответственн на питающем и контактных проводах, датчики выпрямители 5 и б фазы тока соответственно питающего и контактного проводов, логический элемент 7 И-НЕ, сравнивающий фазы двух сигналов от датчиков 5 и 6, логический элемент 8 Запрет, выходной элмент 9 защиты.

Измерительные токовые элементы 3 и 4 контролируют режим работы питающего провода и контактной подвески. При замыкании в тяговой сети срабатывает или элемент 3, или 4, или оба вместе. Датчики 5 и б фазы тока подключены к соответствующим трансформаторам 1 и 2 тока и выполнены таким образом, что при несопадении фаз токов питающе о и контактного проводов их выходные сигналы появляются одновременно, а при совпадении фаз выходные сигналы датчиков 5 и 6 фазы совсем не появляются или появляются в разные и не совпадающие моменты времени.

При коротком замыкании в тяговой сети на соседнем пути измерительный элемент 3 данного пути может неселективно сработать, если замыкание произойдет в зоне около подстанции. В этом случае фазы токов питаищего и контактного проводов на данном пути одинаковы, а выходные сигналы датчиков 5 и б,отсутствуют или не совпадают во времени. При этом появляющийся на выходе элемента 7 И-НЕ сигнал поступает на управляющий вход элемента 8 Запрет, который запирается и не позволяет ложному сигналу от измерительного токового элемента 3 пройти на выходной элемент 9. Отключения не происходит.

При коротком замыкании на данном пути срабатывают измерительные элементы 3 или 4, или оба вместе. В этом случае токи питающего и контактного проводов по фазе не совпадают, а выходные сигналы датчиков 5 и б фазы появляются и подаются на вход элемента 7 одновременно. При этом на выходе элемента 7 сигнала .нет, логический элемент 8 Запрет не закрывается, и сигналы с. измерительных элементов 3 и 4 проходят на выходной элемент 9, отключая выключатель.

Предлагаемое устройство позволяет использовать в качестве датчика фазы самый простой элемент - однопрлупериодные выпрямит ели. Приведенный на фиг. 2 а график импульсов соответствует короткому замыканию на одном пути. Трансформатор 1 тока вьщаетсигнал 10, который попадает на однопоЛупериодный выпрямитель 5, пропускающий на выход только положительные полуволны 11. Синусоидальный сигнал 12 от трансформатора 2 поступает на датчик 6, который пропускает на выход только отрицательные полуволны 13. Так как фазы сигналов 10 и 12 противоположны, то сигналы 11 и 13 периодически появляются одновременно в одни и те же

полупериоды. В это время на выходе элемента 7 И-НЕ сигнал 14 отсутствует, следовательно,элемент 8 Запрет отпирается (сигнал 15). Таким образом, на выходной элемент 9 поступает периодический сигна 15 (если одновременно срабатывает датчик 3 или 4), который производит отключение выключателя.

Диаграмма на фиг.26 соответствует короткому замыканию на смежном фидере. В этом случае сигналы 10 и 12 по фазе совпадают, а сигналы 11 и 13 появляются в разные полупериоды и по времени не совпадают. Поэтому на выходе элемента 7 И-Н имеется постоянный сигнал 14, который все врймя запирает элемент 8 Запрет. Сигнал 15 отсутствует, и выходной орган сработать не может.

Преимуществом предлагаемогоустройства по сравнению с известным является отсутствие каких-либо связей с защитами смежных путей. Это обеспечивает упрощение устройства и, кроме того, ведет к повышению селективности, так как в защиту одного пути не поступает никаких тор мозных сигналов от защит смежных путей и ее действие поэтому не зависит от величины и направления токов на других путях. За счет этого исключаются ложные действия, связанные с работой защит смежных путе

Формула изобретения

1.Устройство для защиты электротяговой сети многопутных участков переменного тока, содержащее трансформат opti. тока, к которым подключены: измерительные пороговые токовые элементы, связанные с выходными элементами, отличающее ся тем, что, с целью повышения селективности и упрощения защиты трехпровод0ной сети с автотрансформаторами, в него дополнительно введены датчики фазы тока питающего провода и контактной подвески и логический элемент, И-НЕ, причем датчики фазы тока своими входами подключены к соответствующим трансформаторам тока, а выходами - ко входу логического элемента И-НЕ, который своим выходом подключен к управляющему входу элемента Запрет.

С

2.Устройство по По 1, о т л и чающееся тем, что датчики фазы выполнены в виде однополупериодных выпрямителей.

25

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Чернобровов Н. В. Релейные защиты. М., Энергия, 1971,

с.172-189.

30

2.Авторское свидетельство СССР № 288102, кл. Н 02 Н 3/08, 1969.

Фае.1

10

Г

г г

п

V..

t

J

.г

W

/3

/л ;«