Устройство тяговой подстанции постоянного тока

 

УСТРОЙСТВО ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее шины + и шины , шинный разъединитель , быстродействующий выключатель и линейный разъединитель на отходящих линиях подстанции, сглаживающий блок, подключенньш между шиной II .1 и шиной -, звенья реакторов, включенные в шину - подстанции и разрядный диодный блок, отличающееся тем, , с целью повышения надежности работы быстродействующих вык/иочателей, разрядный блок присоединен катодом к обцей точке быстродействующего, выкточатедя и линейного разъединителя и анодомчерез дополнительный oднoпoJOocный разъединитель к шине - подстанции.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ((I) 4(51) Н 02 Н 9 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AST0PCHDI4Y СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ (21) 3637770/24-07 (22) 23.08.83 (46) 15.04.85. Бюл. В 14 (72) С.А. Юденко, В.Е. щербаков и Э.Н. Чухраев (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Давыдов И.К. и др. Справочник по эксплуатации тяговых подстанций и постов секционирования. М., "Транспорт", 1978, с. 23, 218. (54)(57) УСТРОЙСТВО ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее шины "+" и шины -", шинный раэъединитель, быстродействующий выключатель и линейный разъединитель на отходящих линиях подстанции, сглаживающий блок, подключенный между шиной

"+" и шиной "-", звенья реакторов, включенные в шину "-" подстанции и разрядный диодный блок, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы быстродействующих выключателей, разрядньй блок присоединен катодом к общей точ1 ке быстродействующего выключателя и линейного разъединителя и анодом через дополнительный однополюсный разьединитель к шине "-" подстанции.

4 11506

Изобретение относится к системе энергоСнабжения электрифицированного железнодорожного транспорта и межет быть использовано для уменьшения коммутационных перенапряжений в быстродействующих фидерных выключа" телях тяговых подстанций постоянного тока.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 10 устройство тяговой подстанции постоянного тока, содержащее преобразовательные агрегаты шины "+" и шины -, шинный разъединитель, быст"одействующий выключатель и линейный „азъединитель на отходящих линиях подстанции, сглаживающий блок, подключенный между шиной +" и шиной звенья реакторов, включенные в шину "-" подстанции. Параллельно реакторам подключается специальное разрядное устройство типа УР-2 P) .

Такое устройство настраивается на величину уставки срабатывания от перенапряжений, которая с напряжением холостого хода преобразователя составляет 5-5,5 кВ. Однако, срабатывание разрядного устройства, состоящего из последовательно соединенных тиристоров в двух параллельных ветвях зависит от времени включения тиристоров. В свою очередь это время зависит от скорости нарастания управляющего тока, от амплитуды уп равляющего импульса и от тока нагрузки. Так как по первому saxony ком35 мутации ток на индуктивности не может изменяться скачком, а напряжение изменяется скачком, то разрядное устройство типа УР-2 при достижении

его уставки срабатывает не мгновенно, а с выдержкой времени на включение тиристоров, в течение которого скачок напряжения, при действии тока на реакторе, достигает величины намного больше уставки срабаты45 вания.

Цель изобретения — повышение надежности работы быстродействующих выключателей.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве тяговой подстанции постоянного тока, содержащем шины

"+" и шины "-", шинный разъединитель, быстродействующий выключатель и линейный разъединитель на отходящих линиях подстанции, сглаживающий блок, подключенный между шиной "+" и шиной "-", звенья реакторов, 99 2 включенные в шину — подстанции. и разрядный диодный блок, последний присоединен катодом к общей точке быстродействующего выключателя и линейного разъединителя и анодом через дополнительный однополюсньп раэьединитель к шине — подстанции.

На фиг. 1 представлена схема тяговой подстанции постоянного тока с разрядными диодными блоками в ячейках быстродействующих выключателей; на фиг. 2 — схема замещения отдельных устройств подстанции и контактной сети постоянного тока.

Схема содержит главную шину "+"

1, запасную шину "+" 2, общую шину

3, сглаживающее устройство 4 с двухзвенным реактором, преобразовательный. агрегат 5, отсос 6, разъединитель 7 разрядного диодного блока, разрядны диодный блок. 8, шинный разъединитель 9, быстродействующие выключатели 10, линейньп разъединитель 11, отходящую линию 12.

С целью обеспечения техники безопасности разрядный диодный блок 8 размещается в ячейке быстродействующего выключателя и присоединяется через однополюсный разъединитель 7, который сблокирован с линейным и шинным разъединителями. Носледова- тельн<> с силовыми диодами блока 8 присое,иняется разрядное сопротивление, величина которого находится в промежутке между величиной внутреннего сопротивления силовых диодов блока и величиной сопротивления контактной сети защищаемой зоны»

На фиг, 2 представлена схема замещения отдельных устройств тяговой подстанции и контактной сети постоянного тока. Эта схема изображена таким образом, чтобы все индуктивI ности в цепи коммутации характеризовались направлениями ЭДС самоиндукцни, которые возникают при коротком замыкании в контактной сети до отключения и при отключении быстродействующего фидерного выключателя.

Указанные стрелки с пунктирными линиями у индуктивностей характеризуют направления ЭДС самоиндукции до отключения тока короткого замыкания, а стрелки со сплошными линиями при отключении тока короткого замыкания.

На фиг. 2 обозначены преобразователь 5 с направлением напряжения

, 150 (2) U -=U) + U+П„+U иЧ . о а

3 холостого хода У,1„, эквивалентную индуктивность 13 преобразователя и шин подстанции, эквивалентное омическое сопротивление 14 преобразователя и шин подстанции, разрядный диодный блок 8, однополюсный разьединитель 15 для безопасных условий работы на фидерном выключателе 10, сглаживающее устройстно 4 с его разъединителем, конденсатором и ва- 1б риометрами, шинный разъединитель 9, линейный разъединитель 11, эквивалентная индуктивность 16 контактной сети, эквивалентное омическое сопротивление 17 контактной сети, зажимы короткого замыкания 18 и 19, звенья бетонных реакторов 20 и 21.

У стрелок каждой индуктивности проставлены буквенные обозначения возникающих ЭДС самоиндукции (Ua U K

U ), за положительное направление которых принято направление напряжения холостого хода преобразователя Ug .

Сущность уменьшения коммутационного перенапряжения на шинах постоянного тока подстанции состоит н следующем.

При коротком замыкании на зажимах 18 19 ток короткого замыкания возрастает с определенной скоростью за время, определяемое отношением общей индуктинности к общему омическому сопротивлению короткозамкнутой цепи.

При наибольшей скорости возраста- З5 ния тока возникают коммутационные перенапряжения на индуктивностях цепи (см. фиг. 2 стрелки с пунктирными линиями), суммарное перенапряжение которых определяется выраже- 40 кием

Пва 1-,1о (Па Ц к 1р )

Практически Пп равно нулю, где 4S напряжение на шинах с 3500 В скачком падает до нуля.

По достижении тока устанки автоматов ток короткого замыкания до начала размыкания контактов выключа- 50 теля продолжает еще возрастать и достигает такого значения, которое меньше или равно установившемуся току короткого замыкания. С этого значения по мере размыкания контак- 55 тов ток начинает убывать, создавая

ЭДС самоиндукции на индуктивностях короткозамкнутой цепи (см. фиг. 1

699 4 стрелки со сплошными линиями), суммарное значение которых определяется выражением

Поскольку индуктивность 13 зависит от режима преобразователя (при холостом ходе она значительно больше, чем при режиме короткого замыкания), то разрядный диодный блок 8 в проводящем направлении за время задержки его насыщения (что почти мгновенно) шунтирует короткозамкнутую цепь, снимая возникающие перенапряжения с реактора и с контактной сети. На шинах подстанции остается перенапряжение, которое возникает на индуктивности 13 при работе преобразователя в режиме короткого замыкания. Однако, в зависимости от величины сопротивления проводящего направления разрядного блока перенапряжение может возрасти, не превышая U> .

Проектируемые, а также многие действующие подстанции постоянного тока имеют двухзвенные сглаживающие устройства, позволяющие отключать одно из днух звеньев при включенных преобразователях и фидерных выключателях. Следовательно, отключение и включение одного звена фильтрустройства происходит при включенном фидерном выключателе 10. В этом случае

ЭДС самоиндукции на индуктинности 13 будет больше при возрастании и меньше при убывании зарядного тока, так как преобразователь сначала находится н режиме холостого хода (индуктивность 13 велика), а затем по мере возрастания зарядного тока конденсаторов переходит в режим К3 (индуктивность 13 мала).

"Пн Ъ ("Р+U ) ) (3)

U„„Цдо Р

Из направлений ЭДС самоиндукций в их суммарных выражениях (3) и (4) следует, что разрядный диодный блок коммутирует перенапряжение Пан при возрастании зарядного тока конденсаторов и не коммутировать перенапряжение U„> при убывании этого тока.

Поскольку мощность заряда конденсаторов гораздо меньше мощности КЗ в контактной сети-, то перенапряжения, вызванные включением фильтрустройства, будут соответственно меньше, чем при КЗ в контактной сети.

1150699 иг.

1 150699

Составитель Н. Кузина

Редактор М. Товтин Техред А.Бабинец Корректор М. Самборская

Заказ 2156/41 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4