Способ защиты контактной сети постоянного тока от малого тока замыкания на землю

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сфюа Советских, Социвлистичеспих

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заввлено 220477 (21) 2489661/24-07 с присоединением эаивки йо .

Государственный комитет

СССР но делам изобретений

-. и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 251279. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описании 251279 (72) Авторы изобретения

B. П. Ганский и Н. П. Полевич

Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт им, I,В. Плеханова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЗАЦИТЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПОСТОЯННОГО

ТОКА OT МАЛОГО ТОКА ЗАМЫКАНИЯ HA ЗЕМЛЮИзобретение отнрсится к релейной защите контактных сетей постоянного тока от малых токов короткого замыкания и может быть использовано для защиты фидеров тяговых подстанций на открытых горных работах.

Известны способы защиты контактных сетей карьеров и железных дорог, основанные на использовании изменений () тока нагрузки, а также на принципе выделения, измерения и сравнения высших.гармоник тока нагрузки (1 и 2).

Известные способы либо нечувствительны к малым токам замыканйя, либо очень сложны.

Известен способ защиты контактных сетей от замыканий тяговой сети на рельсы, основанный на измерении величины тока шестой гармоники, сравнении его с током установки и подаче сигнала на исполнительный орган при превышении измеряемой величины тока уставки (3).

Недостатком этого способа является низкая чувствительность. Устройства, выполненные по этому способу реагируют на токи замыканий порядка 500-1000

A и выше. Снизить уставку срабатываний таких защит нельзя, так как это приведет к большому числу ложныХ отклкиений фидерных автоматов, поскольку при удаленных коротких замыканиях величина тока шестой гармоники соизмерима, а в некоторых случаях ниже тока шестой гармоники при нагрузке на фидере близкой к номинальной.

Целью изобретения является увеличение чувствительности и избирательности защиты.

Это достигается тем, что в известном способе защиты контактной сети постоянного тока от малого тока замыкания на землю, основанном на измерении величины тока шестой гармоники, сравнении его с эталонной величиной и формировании отключающего сигнала при повышении измеренного тока над эталонной величиной, дополнительно контролируют ток нагрузки и эталонную величину изменяют в прямопропорциональной зависимости от величины тока .нагрузки.

Описываемый способ позволяет значйтельно повысить чувствительность и избирательность защиты.

Сущность изобретения поясняется

:,чертежами, где приведены на фиг. 1 графики изменения величины. тока шес705585 той гармоники от величины тока на грузки в режиме нагрузки и в режиме удаленного короткого замыкания,на фиг. 2 принципиальная схема устройства защиты, реализующего предлагаемый способ. 5

Для построения графиков фиг. 1 использовались данные экспериментальйых исследований на тяговых подстанциях и контактной сети. По оси абцисс откладываются значения тока нагрузки J по оси ординат — значения шестой гармоники тока нагрузки (м

Кривая А соответствует нагрузочному режиму, кривая  — режиму удаленного короткого замыкания. Устройство защи- 5 ты содержит датчик переменной составляющей тока нагрузки — трансформатор тока li к вторичной обмотке которого через полосовой фильтр, состоящий из катушек индуктивности 2, 3, 4 и конденсаторов 5, 6, 7 и выпрямителя 8 включены параллельно конденсатор 9 и переменный резистор 10; датчик тока нагрузки — шунт 11, к которому подключены конденсатор 12 и переменный резистор 13, причем конденсаторы 9, 12 и резисторы 10, 13 имеют общую точку. К подвижным контактам резисторов 10, 13 подключен вход усилителя состоящего из транзисторов 14, 15,,резисторов 16, 17 и стабилитрона

18. Усилитель нагружен исполнительным реле 19, которое своими контактами воздействует на реле временй 20.

Способ защиты основан на сравнении величины тока шестой гармоники и N величины тока нагрузки. В режиме нагрузки каждому значению тока нагрузки соответствует определенная величина тока шестой гармоники (кривая A), а при замыкании на землю или рельсы 4Q каждой величине тока нагрузки соответствует большое значение величины тока шестой гармбники (кривая В) .

В основу построения защиты положено условие,что при замыкании на землю 45 или рельсы любому значению тока нагрузки соответствует большая величина тока шестой гармоники,чем в нагрузочном режиме.

К датчикам величины тока, шестой гармоники и тока нагрузки подключены переменные резисторы 10, 13, причем напряжение, пропорциональное величине тока шестой гармоники выделяется полосовым фильтром, образованным индуктивностями катушек 2, 3, 4 и емкостями конденсаторов 5, 6, 7, выпрямляется при помощи выпрямителя (диедного мостика) 8. Конденсаторы

9, 12 служат для сглаживания пульсаций и резких изменений сигналов.

Сигналы, снимаемые с датчиков тока направлены встречно и в случае нагрузочного режима на входе транзистора 14 сравнивакщего устройства суммарный сигйал равен нулю. В случае же короткого замыкания на базу

3 транзистора 14 поступает отрицательный потенциал, транзистор 14 отпирается и отпирает транзистор 15, что приводит к последовательному срабатыванию реле 19 и 20, Необходимость применения реле времени 20 вызова отстройкой от ложных срабатываний устройства при резких толчках нагрузки. Стабилитрон 18 служит для защиты перехода база-эмиттер оТ возможных перенапряжений. Реле времени своими контактами может работать как на сигнал, так и на отключение фидерного автомата.

Использование предлагаемого способа позволяет увеличить надежность энергоснабжения электрифицированного транспорта, повысить уровень электробезрпасности в карьерах.

Формула изобретения

Способ защиты контактной сети постоянного тока от малого тока замыкания на землю, основанный на измерении величины тока шестой гармоники, сравнении его с эталонной величиной и формировании отключающего сигнала при презышении измеренного тока над эталонной величиной, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения чувствительности и избирательности, дополнительно контролируют ток нагрузки, и эталонную величину изменяют в прямопропорциональной зависимости от величины тока нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Петров Ю.С. и др. Импульсная защита от малых токов замыкания в тяговой карьерной сети, Горный журнал, 1968, 9 3..

2. Авторское свидетельство СССР

Р 382193, кл ° H 02 Н 3/16, 1971

3. Гладилин Л.В. и др. Улучшение условий электробезопасности на открытых горных разработках, Известия

ВУЗов", Горный журнал, 1 972, Р 8.

705585

Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Заказ 8356/66

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

Составитель Л. Васькова

Редактор О. Волков Техред М.Петко. Корректор М. Шарип