Устройство для дистанционной защиты тяговой сети постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах тягового электроснабжения. Целью изобретения является повышение защитоспособности. Работа устройства заключается в выделении сигнала, пропорционального сопротивлению тяговой сети путем сравнения напряжения на резисторе делителя напряжения 5 и падения напряжения на измерительном шунте 2, выделении их разности компаратором 9 и выработке сигнала на отключение, если эта разность превысит минимальное заданное значение. Уставка защиты по сопротивлению корректируется в сторону загрубления при наличии предшествующей короткому замыканию тяговой нагрузки, фиксируемой дополнительными компараторами 16-18, которые с выдержкой времени, создаваемой элементами 19-21, изменяют уставку срабатывания защиты. 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н О2 Н 3/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ШПИО + фиа. t

OCYQAPCTBEHHbIA HOMHTET пО изОБРетениям и ОТКРытиям

ПРИ fXHT СССР (21) 4323040/24-07 (22) 30.10.87 (46) 30.08.89. Бюл. В 32 (71) Всесоюзный научно-исследовательский.институт железнодорожного транспорта (72) В.А. Зимаков и В.В. Белов (53) 621.316.925 (088.8) . (56) Интегральные микросхемы в устройствах автоматики и защиты тяговых сетей./ Под ред. В.Я.Овласюка. — М.:Транспорт, 1985, с. 295,, рис. 159.

„„SU„„3594732 À 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ ТЯГОВОЙ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах тягового электроснабжения. Целью изобретения являетея повьнпение защитоспособности. Работа устройства заключается в выделении сигнала, пропорционального сопротивлению тяговой сети путем сравнения напряжения на резисторе делителя наi 504 71

3 пряжения 5 и падения напряжения на измерительном шунте 2, выделении их разности компаратором 9 и выработке сигнала на отключение если эта разЭ 5 ность превысит минимальное заданное

: значение. Уставка защиты по сопро тивлению корректируется в сторону

1 загрубления при наличии предшествуюцей короткому замыканию тяговой нагрузки, фиксируемой дополнительными компараторами 16 — 18,. которые с выдержкой и вр еме ни, с о здав а емой эл ементами 19 — 21, изменяют уставку срабатывания защиты. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты тяговых сетей постоянного !5, тока коротких замыканий.

Цель изобретения — повышение за, цитоспособности, На фиг. 1 приведена функциональ ная схема устройства дистанциойной 20 защиты тяговой сети постоянного тока,, на фиг. 2 — временные диаграммы, ! поясняющие его работу при коротких

1 замыканиях без предшествуюцей и с предшествующей нагрузкой.

Устройство защиты (фиг.1) содержит подключенный к плюсовой шине 1 тяговой подстанции измерительный шунт 2, к которому через коммутационный аппарат 3 — быстродействующий выключатель, подключен фидер 4 контактной сети, резистивный делитель 5 напряжения, подключенный одним выводом к минусовой шине 6 подстанции, а другим выводом через последовательно 35 включенные стабилитрон 7 и потенциометр задания уставки 8 — к плюсовой шине 1 подстанции, основной компаратор 9, подключенный прямым входом через резистор 10 к выводу измери- . 40 тельного шунта, а инверсным входом через резистор 11 — к регулируемому выводу потенциометра 8 задания уставки, элемент 12 выдержки времени, подключенный входом к выходу компаратора 9, 45 а выходом через усилитель 13 — к входу исполнительного блока 14, реэистивный делитель 15 напряжения с тремя выходами, дополнительные компараторы

16 —, 18, подключенные выходами через дополнительные элементы 19 — 21 выдержки времени и резисторы 22 — 24 к прямому входу основного компаратора

9, резисторы 25 — 27, включенные между выходами делителя 15 напряжения и прямыми входами компараторов 16 — 18, инверсные входы которых подключены через резисторы 28 — 30 к положительному полюсу источника опорного напряжения 31, и преобразователь 32 напря-, жения питания, подключенный входными выводами параллепьно стабилитрону 7.

Исполнительный блок 14 может быть выполнен в виде элемента 33 высоковольтной гальванической развязки и отключающего элемента 34.

Устройство работает следуюцнм образом., При коротком замыкании в контактной сети увеличивается ток фидера со скоростью нарастания, определяемой индуктивностью реактора подстанции и тяговой сети до места КЗ (кривая 35)

Сопротивление .тяговой сети соответственно падает (кривая 36).

При достижении сопротивлением тяговой сети уставки защиты R срабаY тывает компаратор 9. Момент срабатывания определяется равенством падения напряжения на части потенциометра 8 задания уставки и падения напряжения на измерительном шунте 2 от тока КЗ и равенством (небольшим превышением, определяемым чувствительностью компаратора) тока через резистор 10 и тока через резистор 11. На выходе компаратора 9 появляется сигнал (кривая

37), запускающий элемент 12 выдержки времени, последний срабатывает спустя заданную выдержку времени равную ступени для обеспечения селективности (кривая 38), и появляется сигнал отключения на выходе усилителя 13, приводящий к срабатыванию исполнительного блока 14 и отключению быстродействуюцего выключателя 3.

При этом также срабатывают компараторы 16 — 18, однако элементы выдержки времени 19 — 21 не успевают сработать и положительный сигнал на их выходе не появляется. Уставка на срабатывание компаратора 9 не изменяется.

lt

При нормальной тяговой нагрузке и при пуске электроподвижного соста1504712

5 ва ток фидера нарастает медленно по мере разгона поезда (кривая 39 ) . По мере увеличения тока срабатывают компараторы 16 — 18 (кривые 40 — 42), так как на их прямые входы подается все: увеличиваюцееся падение напряжения на измерительном шунте 2 и на резисторах делителя 15. С некоторой выдержкой времени, определяемой зацицаемой тяговой сетью, реактором подстанции и подвижным составом (она должна быть с запасом больше максимального возможного времени нарастания тока КЗ) срабатывают элементы

19 — 21 выдержки времени (кривые

43 - 45). При этом положительные напряжения с выходов элементов выдержек времени поступают через входные резисторы 22 — 24 на прямой вход компаратора 9. Входные токи, определяемые этими резисторами, вычитаются из тока сигнала срабатывания, поэтому для срабатывания компаратора 9 требуется уже больший входной сигнал.

Указанное равносильно тому, что установка компаратора 9, соответствуюцая уставке по сопротивлению всей зациты, уменьшается (кривая 46). Защита загрубляется, становится менее чувствительной к медленно нарастаюцим тяговым токам нагрузки.

При коротком замыкании после большой предшествуюцей нагрузки уставка по сопротивлению уменьшается (кривые

47 и 48), однако защита срабатывает, так как суммарный ток КЗ больше, а сопротивление КЗ меньше, чем при чистом КЗ без нагрузки. Зацита срабатывает (кривые 49 и 50).

При резком сбросе нагрузки уставка защиты практически. сразу же восстанавливается до первоначальной или соответствующей новому установившемуся значению тока, так как элементы выдержки времени имеют задержку только на срабатывание и не имеют ее на возврат.!

Формула из о бр ет ения

Устройство для дистанционной защиты тяговой сети постоянного тока, содержащее датчик тока, выполненный в виде измерительного шунта, предназначенного для включения между плюсовой

5 шиной подстанции и выключателем фидера, датчик напряжения фидера, выполненный в виде резистивного делителя напряжения, один вывод которого подключен к клемме для .соединения с минусовой шиной подстанции, а другой вывод через последовательно включенные стабилитрон и потенциометр задания уставки подключен к клемме для соединения с плюсовой шиной подстан 4

15,öèè, ïðåîáðàçîâàòåëü напряжения питания, подключенный входными выводами параллельно стабилитрону, основной компаратор, подключенный прямым ,входом через один резистор к выводу измерительного шунта со стороны выключателя фидера, а инверсным входом через другой резистор — к регулировочному выводу потенциометра задания устанки, элемент выдержки времени, подключенный входом к выходу основного компаратора, а выходом через усилитель — к входу исполнительного блока, о т л и ч а ю ц е е с я тем, что, с целью повышения зацитоспособности, в него дополнительно введены резистивный делитель напряжения с тремя выходами, трИ компаратора, три элемента выдержки времени, девять резисторов и источник опорного напряжения, при этом вновь введенный де35 литель напряжения подключен параллельно измерительному шунту, каждый из трех выходов делителя напряжения подключен через соответствующий вновь введенный резистор к прямому входу соответствующего дополнительного компаратора, подключенного выходом к входу соответствуюцего дополнительного элемента выдержки времени, вы45 ход которого через соответствующий вновь введенный резистор подключен к прямому входу основного комнаратора, а инверсные входы дополнительных компараторов подключены через соответствуюцие вновь введенные резисторы к положительному полюсу источника

on ор ног о на пряже ни я .

1504 712

Р

О

М

39

Хср

I/Ä

ЧТ

Составитель А.Васильев

Техред М.Моргентал Корректор В.Кабаций

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 5260/52 Тираж 608 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101