Разрядное устройство для шунтирования реактора тяговой подстанции постоянного тока

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к тяговым подстанциям постоянного тока, и может быть использовано в системах тягового электроснабжения электрических железных дорог, а также линий трамвая и карьерного транспорта.

Предлагаемое разрядное устройство для шунтирования реактора тяговой подстанции постоянного тока состоит из последовательно соединенных высоковольтного управляемого тиристора, разрядного резистора и диода, блока ускорения отпирания тиристора, и элементов цепи управления тиристором по напряжению на реакторе, включающих стабилитрон и варистор. Ускорение отпирания тиристора осуществляется путем подачи на входы схемы управления отпиранием тиристора непрерывного отпирающего импульса на время от момента срабатывания выходного устройства защиты от коротких замыканий или датчика тока, или любых других устройств, сигнализирующих о процессе аварийного отключения выключателя фидера на одном из фидеров контактной сети до отключения тока короткого замыкания. Элементы цепи управления тиристором по напряжению на реакторе (варистор и стабилитрон) позволяют резервировать работу блока ускорения отпирания тиристора и выходных устройств защит или датчиков тока, или любых других устройств, сигнализирующих о процессе аварийного отключения выключателя фидеров контактной сети при коротких замыканиях вблизи тяговой подстанции.

Предлагаемое разрядное устройство позволяет эффективно решать проблему повышения надежности тягового электроснабжения за счет облегчения работы

быстродействующих выключателей тяговых подстанций и повышения их отключающей способности.

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к тяговым подстанциям постоянного тока, и может быть использовано в системах тягового электроснабжения электрических железных дорог, а также линий трамвая и карьерного транспорта.

Наиболее близким аналогом Полезной модели является разрядное устройство для шунтирования реактора тяговой подстанции постоянного тока, предназначенное для облегчения работы быстродействующих выключателей фидеров контактной сети, состоящее из последовательно соединенных высоковольтного управляемого тиристора, разрядного резистора и диода, а также элементов цепи управления тиристором по напряжению на реакторе, состоящих из стабилитрона и варистора /1/. При срабатывании разрядное устройство шунтирует реактор и большая часть запасенной в нем энергии рассеивается в разрядном резисторе устройства. Однако данное устройство имеет существенный недостаток, так как его напряжение срабатывания (напряжение на реакторе) должно быть достаточно большим, что продиктовано необходимостью исключения ложных срабатываний и недопустимо длительных шунтирований реактора в нормальных режимах работы тяговой подстанции /1/. Поэтому даже в наиболее благоприятных для данного устройства режимах работы, а именно при коротких замыканиях в непосредственной близости от тяговой подстанции, оно срабатывает не в момент начала спада тока, ограниченного выключателем, т. е. не в момент максимума запасаемой реактором энергии, когда для облегчения работы быстродействующих выключателей это наиболее необходимо, а с

большим запозданием и, следовательно, эффект от шунтирования существенно снижается. С удалением места короткого замыкания от тяговой подстанции момент шунтирования реактора относительно начала спада тока еще более запаздывает и, следовательно, разрядное устройство практически не оказывает влияния на работу быстродействующих выключателей тяговой подстанции.

Техническим результатом заявленной Полезной модели является облегчение работы быстродействующих выключателей фидеров постоянного тока и повышения их отключающей способности за счет максимального приближения момента отпирания тиристора к началу спада тока, тотчас после него, и тем самым обеспечения гашения максимальной запасаемой реактором энергии при отключении токов как при близких, так и при удаленных от тяговой подстанции коротких замыканиях в тяговой сети. Технический результат достигается за счет того, что разрядное устройство шунтирования реактора тяговой подстанции постоянного тока, состоящее из последовательно соединенных высоковольтного управляемого тиристора, разрядного резистора и диода, а также элементов цепи управления тиристором по напряжению на реакторе, включающих стабилитрон и варистор, дополняется блоком ускорения отпирания тиристора, выполненным по схеме «ИЛИ», причем каждый вход блока соединяется с выходным устройством защиты от коротких замыканий или датчика тока соответствующего фидера, или любых других устройств, сигнализирующих о процессе аварийного отключения выключателя фидера, а выход блока присоединяется ко входу цепи управления отпиранием тиристора. При срабатывании защиты или датчика тока (например, реле-дифференциального шунта или другого типа), или же любого другого устройства, сигнализирующего о процессе аварийного отключения

выключателя фидера на любом из фидеров контактной сети тяговой подстанции через блок ускорения подается команда на отпирание тиристора разрядного устройства, длительность которого равна длительности аварийного процесса отключения выключателя фидера. Под действием этой команды тиристор отпирается практически в самом начале спада тока короткого замыкания на любом фидере контактной сети, так как в этот момент полярность напряжения на реакторе соответствует направлению проводимости тиристора.

Заявляемая Полезная модель иллюстрируется чертежом, где показана принципиальная схема предлагаемого разрядного устройства для шунтирования реактора тяговой подстанции постоянного тока. На указанном чертеже 1 - сглаживающий реактор тяговой подстанции; 2 - диод; 3 - разрядный резистор; 4 - высоковольтный управляемый тиристор; 4.1 и 4.2 - входы схемы управления отпиранием тиристора; 5 - варистор; 6 - стабилитрон; 7 - блок ускорения отпирания тиристора; 7.1 и 7.2

- выходы блока 7; 7.3 - 7.N - входы блока 7; 8 - изолирующий трансформатор питания блока 7.

Предлагаемое разрядное устройство работает следующим образом. При срабатывании защиты или датчика тока (реле-дифференциального шунта или другого типа), или любого другого устройства, сигнализирующего о процессе аварийного отключения выключателя любого фидера контактной сети тяговой подстанции от их выходных устройств подается команда на вход блока 7, в результате чего на выходах 7.1 и 7.2 блока 7 формируется команда на отпирание тиристора 4, которая поступает на входы 4.1 и 4.2 схемы управления отпиранием тиристора 4, В момент, когда начинается спад тока фидера полярность индуктированного напряжения на реакторе соответствует направлению проводимости тиристора, поэтому он открывается и шунтирует реактор разрядным резистором 3.

Наиболее просто реализация предлагаемого разрядного устройства осуществляется в случае применения на фидерах контактной сети цифровой защиты типа ЦЗАФ-3,3 кВ или аналогичной.

Источники информации

1. Бей Ю.М., Мамошин P.P., Пупынин В.Н., Шалимов М.Г. Тяговые подстанции. - М.: Транспорт, 1986. 320 с.

Разрядное устройство для шунтирования реактора тяговой подстанции постоянного тока, состоящее из последовательно соединенных высоковольтного управляемого тиристора, разрядного резистора и диода, а также элементов цепи управления тиристором по напряжению на реакторе, включающих стабилитрон и варистор, отличающееся тем, что оно дополнительно оснащено блоком ускорения отпирания тиристора, выполненным по схеме ИЛИ, каждый вход которого соединен с выходным устройством защиты от коротких замыканий или датчика тока соответствующего фидера, или любых других устройств, сигнализирующих о процессе аварийного отключения выключателя фидера, а выход блока присоединен ко входу схемы управления отпиранием тиристора.