Устройство определения зоны повреждения контактной сети переменного тока

Полезная модель относится к системе автоматизации электроснабжения электрических железных дорог, а именно к устройствам определения зоны повреждения контактной сети переменного тока железных дорог. Целью полезной модели является повышение ее эффективности путем определения сразу всей зоны повреждения, что уменьшает время поиска повреждения. Сущность полезной модели состоит в том, что определение повреждения в контактной сети выполняется с двух сторон: со стороны тяговой подстанции и со стороны поста секционирования. Для этого вводится пост секционирования и второй блок контроля наведенного напряжения. При срабатывании одновременно первого и второго блоков контроля наведенного напряжения срабатывает сигнальное устройство, сигнализирующее о границах повреждения.

Полезная модель относится к системе автоматизации электроснабжения электрических железных дорог, а именно к устройствам определения зоны повреждения контактной сети переменного тока железных дорог.

Известно устройство определения зоны повреждения контактной сети двухпутного участка переменного тока электрических железных дорог [1], содержащее шины 27,5 кВ тяговой подстанции с подключенными через выключатели контактной сети первого и второго пути и линией продольного электроснабжения ДПP-27,5 кВ, находящимися в зоне электромагнитного влияния, сигнальное устройство, первый блок контроля наведенного напряжения, в котором содержатся трансформатор напряжения с первичной и вторичной обмотками, реле напряжения с замыкающим контактом и низкочастотный фильтр, причем первичная обмотка трансформатора напряжения подключена одним выводом к выключателю со стороны контактной сети одного пути, а другим выводом к рельсу, а вторичная обмотка подключена к входу низкочастотного фильтра через замыкающий контакт реле-повторителя отключенного состояния выключателя, выход которого подключен к катушке реле напряжения, один вывод замыкающего контакта реле напряжения подключен к сигнальному устройству.

Это устройство определяет место КЗ с одной стороны, от одной тяговой подстанции. Если же произойдет сразу два повреждения (при грозе может пробиться изоляция на нескольких опорах, при сильном ветре могут упасть деревья на контактную сеть в разных пролетах и т.д.), то указанное устройство не сможет определить второе повреждение, то-есть устройство не может определить всю зону повреждения. Поэтому приходиться устранить первое повреждение, а затем отыскивать второе.

Целью полезной модели является повышение ее эффективности путем определения сразу всей зоны повреждения, что уменьшает время поиска повреждения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство [1] вводится пост секционирования [2, рис.9.28 и 3, стр.119-120] со вторым блоком контроля наведенного напряжения по аналогии с таким же первым блоком в [1], и тогда зона повреждения определяется только после одновременного срабатывания первого и второго блоков контроля наведенного напряжения, контролирующих повреждения в контактной сети с двух сторон (со стороны тяговой подстанции и со стороны поста секционирования).

Другими словами. Поставленная цель достигается тем, что введены пост секционирования с выключателями фидеров контактной сети и второй блок контроля наведенного напряжения, содержащий трансформатор напряжения с первичной и вторичной обмотками, реле напряжения с замыкающим контактом и низкочастотный фильтр, причем первичная обмотка трансформатора напряжения подключена одним выводом к выключателю со стороны контактной сети того пути, к которому подключен первый блок контроля наведенного напряжения, а другим выводом к рельсу, а вторичная обмотка подключена к входу низкочастотного фильтра через замыкающий контакт реле-повторителя отключенного состояния выключателя поста секционирования, выход которого подключен к катушке реле напряжения, причем один вывод замыкающего контакта реле напряжения второго блока контроля наведенного напряжения подключен к + шине источника питания, а его второй вывод подключен ко второму выводу замыкающего контакта реле напряжения первого блока контроля наведенного напряжения.

Такое выполнение устройства позволит сразу с двух сторон определить границу повреждения, что уменьшает время поиска повреждения.

Устройство определения зоны повреждения представлено на чертеже. К шинам 1 тяговой подстанции подключены контактная сеть первого 2 и второго 3 пути железной дороги через выключатели 4 и 5 соответственно, и линия продольного электроснабжения ДПР-27,5 кВ 6 через выключатель 7.

На контактную сеть первого пути 2 воздействует наведенное напряжение за счет электрического влияния контактной сети второго пути 3 и линии ДПР-27,5кВ 6 из-за распределенной емкости: «контактная сети 2-го пути - контактная сеть 1-го пути» 8, «ДПР-27,5 кВ - контактная сеть 1-го пути» 9, «контактная сеть 1-го пути-рельсы» 10 (эквивалентные значения распределенной емкости 8, 9, 10 показаны на чертеже).

Наведенное напряжение контролируется первым 19 и вторым 21 блоками контроля наведенного напряжения, соответственно у контактной сети первого пути 2, подключенной к выключателю 4, и у поста секционирования 20.

Трансформатор напряжения 11 подключен к контактной сети первого пути 2 и рельсу 12. (Аналогичный блок подключается и ко второму пути 3 железной дороги - здесь не рассматривается).

Реле напряжения 13 подключено к трансформатору напряжения 11 через низкочастотный фильтр 15 и замыкающий контакт 14 реле-повторителя отключенного состояния выключателя 4 тяговой подстанции.

В схему введены пост секционирования ПС 20, второй блок контроля наведенного напряжения 21, содержащий трансформатор напряжения 22, низкочастотный фильтр 25, подключенный через замыкающий контакт 24 реле-повторителя отключенного состояния выключателя первого пути 2 (к которому подключен трансформатор 22) поста секционирования ПС 20, и реле напряжения 23, подключенное на выход фильтра 25.

Аналогичный блок подключается и ко второму пути 3 (здесь не рассматривается).

Замыкающие контакты 16 реле напряжения 13 и 26 реле напряжения 23 подключены в цепь сигнального устройства 17 так, что «+» от шины источника питания подается через замыкающие контакты 16 и 26 на сигнальное устройство 17.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все выключатели 4, 5, 7 тяговой подстанции и поста секционирования 20 включены для питания контактной сети 2 и 3 и линии продольного электроснабжения ДПР 27,5 кВ - 6.

Пусть повреждение (короткое замыкание - КЗ) будет в точках 18 и 27. Отметим, что в прототипе было бы определено повреждение только в точке 18, однако место повреждения 27 не было бы определено.

Рассмотрим процесс определения зоны повреждения по предлагаемой Полезной модели.

При КЗ в точках 18 и 27 отключаются выключатель 4 и выключатели ПС 20, после чего замыкаются контакты 14 и 24.

Трансформаторы напряжения 11 и 22 измеряют наведенное напряжении в отключенной контактной сети. Так как в точках 18 и 27 присутствует КЗ, то замеренные напряжения будут равны нулю. Процесс определения зоны происходит путем последовательного отключения разъединителей 28, 29, 30, 31. После отключения разъединителей 28 и 30 появляется напряжение на трансформаторах 11 и 22, срабатывают реле 13 и 23, замыкаются контакты 16 и 26, и затем работает сигнальное устройство 17, что свидетельствует о том, что на контактной сети от тяговой подстанции и от поста секционирования до разъединителей 28 и 30 повреждений нет. Попытка включить разъединители 28 и (или) 30 приведет к размыканию контактов 16 и (или) 26, сигнальное устройство не сработает, что укажет на наличие повреждения на контактной сети. Так определяется и проверяется зона повреждения между разъединителями 28 и 30.

Уточним работу сигнального устройства 17. Оно расположено на пульте у энергодиспетчера, положение замыкающих контактов 16 и 26 передается по телеуправлению на пульт энергодиспетчера к сигнальному устройству.

Рассматриваемое устройство по полезной модели выполняется достаточно просто, так как современные комплектные посты секционирования оборудованы трансформаторами напряжения 22 [2, 3].

Устройство с первым блоком контроля наведенного напряжения 19 по прототипу [1] успешно работает на тяговой подстанции Сейма. Горьковской ж.д. Для реализации рассматриваемой полезной модели достаточно только добавить релейную аппаратуру второго блока 21 контроля наведенного напряжения и добавить контакт 26 в схему сигнального устройства 17.

При рассмотрении полезной модели целесообразно ознакомиться с заявкой авторов 2010113071 от 05.04.2010

Источники информации

1. Полезная модель 77447

2. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1982.-528 с.

3. Силовое оборудование тяговых подстанций железных дорог (сборник справочных материалов). М.: Трансиздат, 2004-.384 с

Устройство определения зоны повреждения контактной сети двухпутного участка переменного тока электрических железных дорог, содержащее шины 27,5 кВ тяговой подстанции с подключенными через выключатели контактной сети первого и второго пути и линией продольного электроснабжения ДПP-27,5 кВ, находящимися в зоне электромагнитного влияния, сигнальное устройство, первый блок контроля наведенного напряжения, в котором содержатся трансформатор напряжения с первичной и вторичной обмотками, реле напряжения с замыкающим контактом и низкочастотный фильтр, причем первичная обмотка трансформатора напряжения подключена одним выводом к выключателю со стороны контактной сети одного пути, а другим выводом к рельсу, а вторичная обмотка подключена к входу низкочастотного фильтра через замыкающий контакт реле-повторителя отключенного состояния выключателя, выход которого подключен к катушке реле напряжения, один вывод замыкающего контакта реле напряжения подключен к сигнальному устройству, отличающееся тем, что введены пост секционирования с выключателями фидеров контактной сети и второй блок контроля наведенного напряжения, подключенный к выключателю фидера контактной сети, содержащий трансформатор напряжения с первичной и вторичной обмотками, реле напряжения с замыкающим контактом и низкочастотный фильтр, причем первичная обмотка трансформатора напряжения подключена одним выводом к выключателю со стороны контактной сети того пути, к которому подключен первый блок контроля наведенного напряжения, а другим выводом - к рельсу, а вторичная обмотка подключена к входу низкочастотного фильтра через замыкающий контакт реле-повторителя отключенного состояния выключателя поста секционирования, выход которого подключен к катушке реле напряжения, причем один вывод замыкающего контакта реле напряжения второго блока контроля наведенного напряжения подключен к + шине источника питания, а его второй вывод подключен ко второму выводу замыкающего контакта реле напряжения первого блока контроля наведенного напряжения.