Способ защиты шахтной контактной сети постоянного тока от короткого замыкания

 

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ШАХТНОЙ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, основанный на выделении импульса напряжения, пропорционального скорости нарастания тока нагрузки в сети, и формировании отключающего сигнала, отли ч ающ и и с я тем,- что, с целью повышения точности защиты, после выделения импульса напряжения искуственно снижают напряжение питания сети, повторно выделяют импульс напряжения, пропорциональный скорости изменения тока нагрузки в сети, определяют полярность этого импульса и при наличии отрицательной полярности у. импульса формируют отключающий сигнал.

СО03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU(iii

3G1) 02 Н 3/08

ii

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3361255/24-07 (22) 04. 12. 81 (46) 30.06.83. Бюл. K 24 (72) А.A. Пастухов, В.Н. Зуев, 10,Ф. Мельников и А.Н. Милонов (7l) Пермский политехнический институт . (53) 621,316.925 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 843076, кл. Н 02 Н 3/08, 1978.

2. Бунько Б,А. и др. Повышение безопасности рудничной электровозной откатки. М., "Недра", 1978, с. 42»44. (54) (57) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ШАХТНОЙ

КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, основанный на выделении импульса напряжения, пропорционапьного скорости нарастания тока нагрузки в сети, и формировании отключакаце1 о сигнала, о т л и ч а ю ш и йс я тем; что, с цельюповышеняя точности зашиты, после выделения импульса напряжения искуственно снижают напряжение питания сети, повторно выделяют импульс напряжения, пропорциональный скорости изменения тока нагрузки в сети, определяют полярность этого импульса и при наличии

orðèö8òåëüíîé полярности у. импульса формируют отключаквций сигнал.

1 1026

Изобретение относится к электротехни- ке, а именно к защите шахтных контактных сетей постоянного тока от коротких замыканий,и может быть использовано в автоматических тяговых подстанциях для подземного контактного электротранспорта.

Известны способы зашиты шахтных контактных сетей от коротких замыканий, основанные на различии скорости изменения токов нагрузки и токов короткого замыка- ц нття (1J .

Известные способы зашиты контактных сетей постоянного тока от коротких замыканий не позволяют получить высокую точность определения момента короткого замыкания, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ, основанный на измерении амплитуды импульса напряжения с датчика скорости нараста- 20 ния тока, в качестве которого применяется реактор ипи импульсный трансформатор, сравнении ее с заданным значением и от-: ключением напряжения питания сети при достижении измеряемой амплитудой импуль- gg са напряжения заданного .значения т2) .

Однако этот способ зашиты не может применяться, когда максимальная скорость нарастания тока в пусковых режимах электровозов больше скорости нарастания минИ30 мальных токов короткого замыкания. Кроме того, точность известного способа зашиты снижается при увеличении тяговой нагрузки и ттркближении ее со стороны подстанции к точке замыкания. При коротком замы« кании тяговые двигатели могут подпитывать точку замыкания, что уменьшает скорость нарастания тока короткого замыкания, а следовательно, и точность определения момента короткого замыкания.

Пель изобретения — повышение точнос-

40 ти действия затциты шахтных контактных сетей постоянного тока от коротких замыканий.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу зашиты шахтной контактной сети постоянного тока от корот» кого замыкания, основанному на выделении импульса напряжения, пропорционального скорости нарастания тока нагрузки в сети, и формировании отключающего сигнала, пос.5О ле выделения импульса напряжения искуственно снижают напряжетпте питанття сети, повторно выделяют импульс напряжения, пропорциональный скорости изменения тока нагрузки в сети, определяют померность этого импульса и при наличии отрицательной полярности у импульса формируют отключающий сигнал.

224 2

Определение полярности сигналов при снижении напряжения в контактной сети обеспечивает высокую точность зашиты шахтных контактных сетей вследствие независимости ее от скорости нарастания тока в пусковых режимах электровозов, от величины тяговой нагрузки, а также от расстоятпи до точки замыкания, На чертеже изображена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа зашиты шахтных контактных сетей постоянного тока от коротких замыканий.

Устройство состоит из тиристорного преобразователя 1, представляющего собой соединенные последовательно регулируемый тиристорный выпрямитель 2, систему 3 импульсно-фазового управления тиристорного преобразователя, систему 4 регулираванття. Выход тиристорного преобразователя 1 через датчик 5 скорости изменения тока подключен к контактной сети 6. Вы-, ход датчика 5 скорости изменения тока через блок 7 определения знака скорости изменения тока связан входом системы 4 регулирования тиристорного. преобразователя 1е

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы тиристорный преобразователь 1 обеспечивает питание контактной сети 6. При любом увеличении нагрузки сигнал с датчика 5 поступает через блок 7 на вход системы 4 автоматического регулирования, которая по первому положительному сигналу с выхода блока 7 выдает сигнал на снижение напряжения на выходе тиристорного преобразователя 1. Величина напряжения питания может быть снижена на 20-30% от номинального .

При снижении напряжения в контактной сети 6 ток нагрузки ведет себя по разному в зависимости от характера нагрузки: при нагрузке в виде тяговых двигателей электровоза снижение напряжения вызывает нарастание тока нагрузки, так как применяемые на шахтных электровозах электродвигатели имеют последовательное возбуждение, обладают мягкой характеристикой и автоматически поддерживают сост» ветствуюцптй уровень MQHlHocTH IIp8 изменении напряжения на зажимах двигателей, Таким образом, при снижении напряжения на двигателях ток возрастает, а импульс скорости изменения тока имеет полсжительную полярность, на выходе блока 7 имеет ся положительный сигнал, тиристорный преобразователь 1 подает в контактную сеть 6 полное напряжение,.

Составитель JL Васькова

Редактор С. Юско Техред А.Ач Корректор В. Гирняк

Заказ 4570/45 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дедам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4I5

Филиал ППП Патент r. Ужгород, уп. Проектная, 4

3 1026

При наличии короткого замыкания в сети, даже очень удаленного, параллельно тяговым двигателям электровоза подюпочается чисто активная нагрузка,. что в случае уменьшения напряжения в сети приводит к 5 уменьшению тока нагрузки. Следовательно, импульс скорости изменения тока будет иметь отрицательную полярность и блок опредепения .знака скорости изменения тока 7 выдаст отрицательный сигнал.

Поступление на вход системы 4 регулирования после положительного сигнала второго отрицательного вызывает отКлючение напряжения с .контактной сети 6.

Аналогично процесс протекает при камь- 15 дом нарастании тока нагрузки тиристорного преобразователя 1, Кратковременное снижение напряжения на 20-30% не вызывает отрицательного влияния на работу тяговых двигателей, тогда как полное периодическое отключение напряжения расстраивает нормальный режим коммутации двигателей.

Точность работы устройства по предла. гаемому способу зашиты выше, чем известных устройств. Это обусловлено тем, что анализируется не амплитуда двух аналоговых сигналов, а их полярность.

Таким образом, предлагаемый способ зашиты шахтных контактных сетей постоянного тока от коротких замыканий особенно эффективен при малых и удаленных коротких замыканиях, когда известные способы малоэффективны в связи со значитель- . ным влиянием распределенной индуктивностн контактной сети.