Устройство для защиты тяговой сети от однофазного замыкания на землю Советский патент 1982 года по МПК H02H3/16 H02H3/08 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защитного отключения карьерньАХ тяговых сетей.

По основному авт.св. 792410 известно устройство для защиты тя,говой сети от однофазного замыкания на заилю, используемое преимущественно на открытых горных разработках,- имеющих электрифицированный железнодорожный транспорт. Это устройство содержит транс форматор тока,,сумматор, к одному входу которого подключен выход трансформатора тока непосредственно, а к другому - через блок задержки, первый и.второй пороговые элементы, входы которых через первый и второй выпрямители подк.пючены к вЫходу сумматора к заземленному рельсу соответственно, а выходы - к входам элемента И, выход которого через исполнительный элемент связган с приводом выключателя. При касании ковшом экскаватора контактного провода происходит одновременное увеличение тока в тяговой сети и повышение потенциала рельсов. Это приводит к. переключению пороговых эле;ментов и элемента И и отключению

выклочателя. Сигнал, пропорциональный изменению тока в т.яговойсети формируется на выходе сумматора как сумма двух сигналов, пропорциональных току в тяговой сети, но сдвинутых на ,половинку периода питающего напряжения. Временной сдвиг осуществляется с помощью бло ка задержки. Величина задержки пос10тоянна и равна половине периода питающего напряжения 1.

Однако частота питеиощего напряжения в системе электроснабжения

15 не остается постоянной, а изменяется. Это приводит к тему, что в нормальном режиме на выходе сумматора действует напряжение, амплитуда которого зависит от величины откло20гнения частоты. Это напряжение выпрямляется первьм выпрямителем и действует на входе первого порогового элемента, что приводит к снижению помехоустойчивости и чувстви25тельности, а следовательно, и надежности функционирования устройства защитного отключения. Следовательно, недостаток известного устройства невысокая надёжность функционирования.

Цель I изобретения - повышение на дежности функционирования устройств защитного отключения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены последовательно соединенные датчик напряжения тяговой сети, датчик отклонения частота и блок настройки времени задержки,-подключенный к блоку задержки, и датчик напряжения тяговой сети подсоединен к контактному проводу к заземлен ному рельсу.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит трансформатор 1 тока, блок 2 задержки, сумматор 3, первый 4 и второй 5 выпрямитель, первый б и второй 7 пороговые элементы, элемент И 8, выключатель 9, .исполнительный элемент 10, рельс 11, контактный провод 12, экскаватор 13, датчик 14 напряжения тяговой сети, датчик 15 откло нения частоты и блок 16 настройки времени задержки.

-Устройство работает следующим образом.

. В нормальном режиме сигнал на выходе сумматора 3 равен

U,3(t) и (t) 4- U2.(t) ,

где и(t) - выходной сигнал трансформатора 1 тока, пропорциональный току в тя говой сети; и (t) - выходной сигнал блока 2

задержки,

Блок 2 задержки осуществляет задержку выходного сигнала трансформатора 1 тока на время, равное половине периода питающего напряжения

,К . 1С аи/ др

до

ft

7

и/о+лоГи/о (1/о.%+д№ о

UJ

гдеи/, uUj,- текущее и номинальное значение частоты питающего напряжения ,

Со - номинальное время задержки;

Дt - изменение времени задержки. Датчик 14 напряжения формирует сигнал, пропорциональный питающему напряжению, а датчик 15 отклонения частоты выполняет операцию сравнения частоты этого напряжения с номинальной (50 Гц) и формирует сигнал, пропорциональный разности частот Л Ш- ). Этот сигнал поступает на вход блока 16 настройки времени задержки. Блок 2 рассчитан на время Т,, а его настройка при изменении частоты на величину

U.W

лг(Jfo

.(

осуществляется с помощью блока 16 настройки. Следовательно, в установившемся режиме на выходе блока 2 действует сигнал, пропорциональный току в тяговой сети и сдвинутый во времени на -половину периода питающего напряжения. Поэтому напряжение на выходе сумматора 3, равно

и, (t) и, (t) -I- и, (t)

и (t) + и (t -t ) .

Напряжение на рельсах 11 определяется рабочими токами электровозов , оно мало и не достигает уровня срабатывания второго порогового элемента 7. Таким образом, на входах, а следовательно, и выходах пороговых элементов 6 и 7 действуют низкие потенциалы, выключатель 9 замкнут. ,

В случае касания ковшом экскаватора 13 контактного провода 12 в цепи,.состоящей из контактного провода 12, корпуса .экскаватора 13, зели И рельсов 11 возникает ток. При этом полный ток в тяговой сети возрастает, а на рельсах появляется высокое напряжение. Сигнал на перво входе сумматора 3, пропорциональный току в тяговой сети увеличивается, а на втором входе с момента касания в течение времени С действует сигнал, пропорциональный току до касания. Следовательно, на выходе сумматора 3 в течение времени tr формируеся напряжение, пропорциональное раз мости токов в тяговой сети после и до касания, которое выпрямляется первым выпрямителем 4 и вызывает срабатывание первого порогового элемента 6. Второй пороговый элемент 7 также срабатывает за счет действи на его входе выпрямленного вторьм выпрямителем 5 напряжения на рельсе Таким образом, на обоих входах элемента И 8 действуют высокие потенциалы, он переключается и через исполнительный элемент 10 вызывает срабатывание выключателя 9.

Изменение, частоты питающего напряжения не приводит к снижению надежности функционирования устройства защитного отключения.

Таким образом, введение в устройство для защиты тяговой сети от однофазного замыкания на землю последовательно соединенных датчика напряжения тяговой сети, датчика отклонения частоты и блока настройки времени задержки обеспечивает повышение надежности функционирования. Применение устройства на открытых горных разработках повысит элекробезопасность работ.

Формула изобретения

Устройство для защиты тяговой 65 сети от однофазного замыкания на

землю по авт.св. 1 792410, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности функционирования, в него дополнительно введены последовательно соединенные датчик напряжения тяговой сети, датчик отклонения частоты и блок настройки времени задержки, подключенный

к Ълоку задержки, а датчик: напря|жения ТЯГОВОЙ сети подсоединен к контактному проводу и заземленнсж1у рельсу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 792410, кл. Н 02 Н 3/08, 1978.