Устройство защиты тяговой сети постоянного тока

 

Изобретение относится к электрификации , ж.д., а именно к способам защиты тяговых сетей постоянного тока , от малых токов короткого замыкания (к.з.) и может быть использовано для защиты тяговых сетей магистральных железных дорог 3,3 кВ, метрополитена и городского транспорта (трамвай и троллейбус). Цель изобретения - повышение надежности защиты. Устройство защиты тяговых сетей со структурной схемой содержит датчик I тока, включенный в цепь защищаемого фидера 2 контактной сети с быстродействующим выключателем 3, датчик 4 скорости нарастания тока (в простейшем варианте ненасьш енный трансформатор тока, работающий с разомкнутой вторичной обмоткой), первь(й и второй компараторы 5 и 6, электронный ключ 7, конденсатор 8, дифференциальный усилитель 9, интегратор 10 со сбросом. 2 Ш1.2. i (Л (Раг. 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3883174/27-11 (22) 15.04.85 (46) 30.03.87. Бюл. У 12 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В.П.Пупынин (53) 621 316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 792417, кл. В 60 М 3/00;

Н 02 H 3/08, )978. (54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ТЯГОВОЙ СЕТИ

ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электрификации, ж.д., а именно к способам защиты тяговых сетей постоянного тока от малых токов короткого замыкания (к.з.) и может быть использовано (5D 4 В 60 М 3/00, Н 02 Н 3/08 для защиты тяговых сетей магистральных железных дорог 3,3 кВ, метрополитена и городского транспорта (трамвай и троллейбус). Цель изобретения— повьппение надежности защиты. Устройство защиты тяговых сетей со структурной схемой содержит датчик

1 тока, включенный в цепь защищаемого фидера 2 контактной сети с быстродействующим выключателем 3, датчик

4 скорости нарастания тока (в простейшем варианте ненасыщенный трансформатор тока, работающий с разомкнутой вторичной обмоткой), первь|й и второй компараторы 5 и б, электронный ключ 7, конденсатор 8, дифференциальный усилитель 9, интегратор 10 со сбросом. 2 ил.2. щения тока в режиме короткого замыкания дЯ, пороговая уставка интегра— ла приращения тока д$

Устройство работает следующим образом.

Датчик 4 скорости нарастания тока преобразует ток i во времени защищаемой цепи в напряжение, пропорциональное скорости нарастания тока.

С выхода датчика 1 напряжение поступает на вход первого компаратора 5, который срабатывает, как только величина напряжения на выходе датчика

1 оказывается большей, чем уставка компаратора 5 по напряжению, соответствующая некоторому, наперед заданному пороговому значению скорости нарастания тока. На выходе компаратора 5 появляется сигнал, приводящий к размыканию элемента 7. Благодаря этому на конденсаторе 8 сохраняется напряжение, снимаемое с датчика 1 тока и соответствующее величине тока в момент превышения скоростью нарастания тока порогового значения. Это напряжение поступает на нижний вход дифференциального усилителя 9. На верхний вход этого усилителя 9 поступает напряжение от датчика 1, соответствующее текущему значению тока

На выходе усилителя 9 появляется. сигнал, пропорциональный текущему значению приращения тока д?» отсчитываемого с указанного момента срабатывания первого компаратора 5.

Этот сигнал подается на вход интегратора 10, который начинает интегрировать текущее значение приращения тока, так как запускается сигналом с выхода компаратора 5 в тот же момент, когда размыкается ключ 7.

На выходе интегратора 10 появляется сигнал, пропорциональный текущему значению амперсекунд приращения тока, также отсчитываемых с указанного момента срабатывания первого компаратора 5 ° Этот сигнал с помощью второго компаратора 6 сравнивается с

его уставкой, пропорциональной некоторому наперед заданному количеству амперсекунд приращений тока, и при превышении последней на выходе компаратора 6 появляется сиг »ал, реализующий отключение выключателя 3 защищаемого фидера 2. В момент времени, когда скорость нарастания тока на фидере 2 оказывается меньше порогового значения, сигнал с выхода

Цель изобретения — повышение надежности защиты.

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства защиты; на фиг.2 — кривые изменения первичных токов и кривые выделенных приращений токов при пуске подвижного состава при коротком замыкании.

Устройство защиты тяговых сетей со структурной схемой (фиг.1) содержит датчик 1 тока, включенный в цепь защищаемого фидера 2 контактной сети с быстродействующим выключателем 3, датчик 4 скорости нарастания тока (в простейшем варианте ненасыщенный трансформатор тока, работающий с разомкнутой вторичной обмоткой), первый и второй компараторы 5 и 6, ключевой элемент 7, конденсатор 8, диф- З0 ференциальный усилитель 9, интегратор 10 со сбросом.

Кривая 11 (фиг,2) изображает изменение тока защищаемой цепи при пуске подвижного состава, кривая 12— изменения тока защищаемой цепи при удаленном коротком замыкании, кривая

13 — отрезки параллельных прямых, наклон которых характерйзует заданную скорость нарастания тока, кри- 40 вые 14,15 и 16 изображают текущее значение приращения тока при пуске подвижного состава, кривая 17 — изменения текущего значения приращения тока при удаленном рот м замь»ка- 45 нии, кривые 18 19 и 20 — интеграл текущего значения приращения тока по времени (текущее значение амперсекунд приращения тока при пуске подвижного состава) и кривая 21 — интеграл текущего значения приращения тока при к.з.

Кроме того, на фиг.2 показано приращение тока при пуске электроподвижного состава д ?», приращение тока при режиме короткого замыкания

b I, значение интеграла приращения тока при пуске электроподвижного состава b $», значение интеграла прираt 129985

Изобретение относится к электрификации ж.д., а именно к способам защиты тяговых сетей постоянного тока от малых токов которого замыкания (к.з.), и может быть использовано для защиты тяговых сетей магистральных железных дорог 3,3 кВ метрополитена и городского транспорта (трамвай и троллейбус).

3 12998 компаратора 6 исчезает, ключ 7 замыкается. Благодаря этому на оба входы дифференциального усилителя 9 начинает поступать одно и то же напряжение, поэтому сигнал на выходе усилителя 9 исчезает. Одновременно прекращается интегрирование текущего значения тока и напряжение на выходе интегратора 1О также исчезает.

Наибольшее значение интеграла при-10 ращения тока (амперсекунд приращения тока) за время его нарастания тока к.з. равно g Я (фиг.2). Это значение много больше амперсекунд приращения тока эа время его нарастания при пуске подвижного состава по кривой

11, и равное ЬS . Отношение b S lьS много больше 2. Это обеспечивает возможность выбора уставки и Я по ам3 персекундам, исходя из условия 20

ЬЯ, с 6Я„<ьЯ, при которой легко отличают режим пуска подвижного состава от режима к.з. Именно в больших возможностях различения режимов пуска подвижного состава и к.з. и эаклю-25 чается преимущество предлагаемого устройства.

Физически величина, получаемая после интегрирования, пропорциональна текущему значению амперсекунд 30 приращения тока, т.е. в предлагаемом способе операцией интегрирования реализуется суммарный учет времени и величины приращения тока.

Использование устройства позво- 35 ляет создать защитные устройства, которые позволят резко повысить про51 4 пускную способность фидеров тяговой сети постоянного тока по токам нагрузки, в частности, без сооружения промежуточных подстанций или пунктов секционирования пропускать тяжеловесные поезда на магистральных железных дорогах 3,3 кВ, обеспечить надежную защиту тяговой сети метрополитена и т.п.

Ф о р м у л а изобретения

Устройство защиты тяговой сети постоянного тока, содержащее включенные в цепь питающего фидера контактной сети датчик тока и датчик скорости нарастания тока, выход которого связан с входом первого компаратора, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента, выход которого объединен с выходом датчика тока и связан. с одним входом дифференционального усилителя, другой вход которого вязан с входом ключевого элемента и конденсатором, а выход соединен с входом другого компаратора, подключенного к исполнительному элементу коммутационного аппарата, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности защиты, оно снабжено интегратором, включенным между выходом. дифференциального усилителя и входом другого компаратора, при этом управляющий вход интегратора связан с выходом первого компаратора.

1299851

Составитель В.Кочетков

Редактор Т.Митейко Техред А.Кравчук Корректор M. Самборская е

Заказ 1106/17 Тираж 599 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óærîðîä, ул.Проектная, 4