Выбор уставок защиты линий 600 В на тяговых подстанциях

Выбор уставок защиты линий 600 В на тяговых подстанциях

Ток уставки линейных выключателей зависит от величины расчетного тока нагрузки линии, а также от величины тока короткого замыкания в конце линии.

В настоящее время, в связи с внедрением энергоемкого подвижного состава и увеличением частоты движения, ток уставки линейных выключателей в зависимости от расчетного тока нагрузки выбирают следующим образом:

где Iрас — расчетный ток нагрузки, 1000 — постоянная величина при одиночных вагонах типа Г, 2000 — то же при 2-вагонных составах типа Г,

2. для троллейбуса

Ток отключения выключателей ВАБ-20, ВАБ-20М и ВАБ-36 от магнитной системы выбирается порядка 4500—5000 а.

На практике встречаются много линий, у которых уставка, выбранная по расчетному току нагрузки, превышает ток короткого замыкания в конце линии, что может привести к неотключенному короткому замыканию и отжигу контактного провода. Снижение в связи с этим тока уставки выключателей вызывает многочисленные ложные отключения выключателей от нормальных токов нагрузки, которые плохо отражаются на выключателях, ускоряя их износ и увеличивая количество их ремонтов, ухудшают качество электропитания линии и увеличивают потери электроэнергии от вынужденных пусков подвижного состава.

Для того чтобы возможно было увеличить уставки выключателей и одновременно обеспечить отключение ими токов короткого замыкания, меньших тока уставки, были разработаны несколько типов защиты линий от коротких замыканий. В настоящее время на тяговых подстанциях широкое применение получила наиболее простая токовременная защита питающих линий 600 в ТВЗ.

На рис. 1 приведена схема токовременной защиты. К шунту, находящемуся в цепи защищаемой линии, подключается реле РТ-40. При протекании в линии тока, равного или большего тока уставки реле, контакт Т замыкает цепь реле времени которое с заданной выдержкой времени замкнет свой контакт в цепи отключения линейного выключателя. Если нагрузка линии снизится раньше, чем реле времени замкнет цепь отключения, разомкнувшийся контакт токового реле Т отключит реле времени, отключение выключателя не произойдет.

Рис. 1. Схема токовременной защиты питающих линий 600 в

Реле времени. ВЛ-17 может быть включено двумя способами:

• с предварительной подачей напряжения питания (рис. 1, а)

Каждый электрик должен знать:  Использование сервоприводов при автоматизации оборудования

• с подачей напряжения питания при замыкании управляющего контакта у (рис. 1, б).

На рис. 2 приведена функциональная схема реле ВЛ-17. Работа реле заключается в следующем. При включении его по схеме с предварительной подачей питания напряжение подается на клеммы 1 и 3, а цепь реле Р1 разомкнута. Размыкающий контакт Р1 держит конденсатор С в разряженном состоянии, а триод Тр в положении 0. При этом выходное реле Р2 обесточено.

Рис. 2. Схемы включения реле ВЛ-17: а — с предварительной подачей напряжения питания, б — с подачей напряжения питания при замыкании управляющего контакта У

Рис.3. Функциональная схема реле ВЛ-17.

При замыкании контакта у (см. рис. 2) срабатывает реле Р1, размыкается контакт Р1 и начинается заряд конденсатора С. Заряд конденсатора происходит через регулируемый резистор R, величина сопротивления которого определяет выдержку времени реле.

Величина сопротивления резистора R устанавливается переключателями П. Когда напряжение на конденсаторе С достигнет определенной величины, откроется диод Д и с генератора ГИ через конденсатор С, диод Д, конденсатор С1 пройдет импульс тока на триод Тр, который перейдет в положение 1 и включит выходное реле Р2, контакты которого замкнут оперативную цепь.

При размыкании контакта у реле Р1 перестает обтекаться током, контакт Р1 замкнется и реле времени придет в исходное положение. Напряжение открытия диода Д устанавливается на заводе с помощью регулируемого резистора R2.

При включении реле времени по схеме с подачей напряжения при замыкании управляющего контакта у переход триода в положение О происходит при подаче напряжения на схему реле.

Рис. 4. Кривые термической устойчивости контактного провода (кривые сняты при I =800 а — длительная нагрузка на два провода сечением S=85 мм2 и предельной температуре нагрева провода 100° С) 1 — toc° =5° С, 2 — toc° =20° С, 3— toc° =40° С

Реле времени ВЛ-17 изготавливаются на напряжение 127 или 220 в и на различный диапазон выдержек времени в пределах от 0,1 до 200 сек.

Для создания выдержки времени можно применять и другие типы реле времени, удовлетворяющие по диапазону выдержек времени. Уставка токового реле токовременной защиты определяется из выражения:

Каждый электрик должен знать:  Действующие значения тока и напряжения

где Iкз.мин—минимальный ток короткого замыкания линии, 1,3 — коэффициент надежности.

Выдержка времени токовремонной защиты определяется по кривой нагрева контактного провода в зависимости от тока уставки выключателя (рис. 4).

Достоинства описанной защиты — простота монтажа и эксплуатации и небольшая стоимость.

Основным недостатком этой защиты является то, что выдержка времени у нее независимая, т. е. не изменяется в зависимости от изменения температуры контактного провода и величины тока нагрузки. Поэтому бывают случаи ложного срабатывания защиты. Избежать этого можно при увеличении времени срабатывания защиты, что может привести к отжигу контактного провода. Поэтому на некоторых линиях необходимо установить несколько комплектов защиты: одну с большей выдержкой времени при меньшем токе срабатывания, другую — с меньшей выдержкой времени при большем токе срабатывания.

При установке двух комплектов ТВЗ уставки по току и времени выбираются следующим образом:

• уставка по току первого комплекта выбирается из выражения

а уставка по времени первого комплекта находится по кривой нагрева контактного прозода, в зависимости от тока уставки выключателя,

• уставка по току второго комплекта ТВЗ выбирается из выражения

уставка по времени второго комплекта берется по кривой нагрева контактного провода в зависимости от тока уставки первого комплекта.

Так как обмотка РТ-40 присоединяется непосредственно к шунту и находится под потенциалом 600 в, изоляция между обмоткой и контактами, между обмоткой и каркасом (землей) испытывается напряжением 5 кв промышленной частоты. Сопротивление соединительных проводов от шунта до реле РТ-40 должно быть минимальным.

Работниками Мосгортранспроекта было разработано устройство интегратора токовременной защиты — ИТВЗ. У этой защиты вместо реле к шунту подключается одна обмотка магнитного усилителя. Выходная обмотка магнитного усилителя подключается к реле времени ВЛ-17.

Достоинством этой защиты является то, что она имеет зависимую характеристику, т. е. время ее срабатывания зависит от величины тока, протекающего в силовой цепи. Эта защита косвенно, по току в защищаемой цепи, следит за температурой нагрева контактного провода.

Каждый электрик должен знать:  Вычислительные блоки (АЛУ, МАС, регистр сдвига)

Защита регулируется таким образом, чтобы форма кривой зависимости была аналогична форме кривой нагрева контактного провода и в тех же ординатах была бы ниже кривой нагрева.

Недостатки этой защиты — относительно большая стоимость и сложность, как в монтаже, так и в наладке и эксплуатации по сравнению с ТВЗ.

В Академии коммунального хозяйства разработана тепловая защита линий 600 в, которая в настоящее время проходит эксплуатационные испытания. Защита эта состоит из отрезка контактного провода, включаемого на подстанции последовательно в цепь питающей линии. В проводе делается отверстие, в которое вставляется терморезистор, обладающий релейным эффектом. При определенной температуре сопротивление терморезистора резко снижается и при этом срабатывает реле, действующее на отключение выключателя. При остывании провода до определенной температуры, терморезистор восстанавливает свое сопротивление и реле отпадает.

Рис. 5. Принципиальная схема испытателя коротких замыканий ИКЗ

Кроме защиты линий от малых токов короткого замыкания, в целях уменьшения износа выключателей и увеличения надежности электроснабжения линий, необходимо исключить возможность включения линейного выключателя, если в линии не исчезло короткое замыкание. Для этого применяется специальное устройство испытания линии, разработанное Моогортранспроектом, — искатель (дискриминатор) коротких замыканий ИКЗ.

При отключении линейного выключателя, его блок-контакт замыкает цепь первичной обмотки трансформатора TP — р (рис. 5) и со вторичной его обмотки, через вентили ВКЛ в линию посылается импульс испытательного тока однополупериодного выпрямления. Кроме того, замыкается цепь питания выпрямительного моста 1 (И-36 в).

Величина испытательного тока, посылаемого устройством ИКЗ в линию, зависит от величины сопротивления линии. Искатель коротких замыканий регулируется таким образом, что при сопротивлении линии более 1 — 1,2 ом реле ИКЗ дает разрешение на автоматическое повторное включение линейного выключателя, а при сопротивлении линии менее 0,8—0,6 ом, реле ИКЗ разрывает цепь автоматического повторного включения выключателя.

Падение напряжения на резисторах Р7 и Р8, параллельно которым подключен выпрямительный мост 2, зависит от величины испытательного тока. Взаимодействие магнитных потоков в магнитном усилителе МУ, создаваемых катушками усилителя, подключенными к выпрямительным мостам 1 и 2, определяет работу реле ИКЗ.

Добавить комментарий