Устройство автоматического повторного включения быстродействующего выключателя

(19) 111) 3 А 1 УБЛИК 2 Н 306 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Московско-Курское отделение Московской ордена Ленина железной дороги(54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГОПОВТОРНОГО ВКЛ ЮЧ ЕНИЯ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического управления тяговым энергоснабжением электрического железнодорожного транспорта, электрифицированного на постоянном токе. Целью изобретения является повышение надежности энергоснабжения электрических железных дорог постоянного тока.При отключении быстродействующего выключателя от устойчивого короткого замыкания на выходе блока 1 обнаружения коротких замыканий появляется сигнал, вызывающий протекание тока по вторичной обмотке трансформатора тока блока 1. Поэтому исполнительные блоки 5 и 9 не разрешают включиться быстродействуюьцему выключателю через элемент 6 включения. При отключении быстродействующего выключателя от перегрузки проходящ го короткого замыкания, сразу после отключения быстродействующего выключателя, сигнал на входе преобразователя 12 ток - напряжение отсутствует, пороговый элемент 1, управляющий элемент 10 не срабатывают, что обуславливает возможность срабатывания исполнительного элемента 9. Происходит мгновенное авоматическое поворотное включение (АПВ) отключившегося быстродействующего выклк чателя. В случае отключения быстродействующего выключателя от перегруза не происходит мгновенного АПВ, а вст) ает в работу устройство АПВ. Сигнал появляется на входе элемента 3 блокировки, а затем через элемент времени 4 и вход исполнительного блока 5 появляется на входе элемента 6, что приводит к включению быстродействующего выключателя. 2 ил.5о 15 20 25 ЗО 35 43 45 50 55 Изобретение относится к автоматическому управлению тяговым энергоснабжениемэлектрического железнодорожного транспорта, электрифицированного на. постоянномтоке,Цель изобретения - повышение надежности энергоснабжения электрических железных дорог постоянного тока.На фиг. 1 показана принципиальнаясхема устройства; на фиг, 2 -- зависимость тока, протекающего по вториой обмотке трансформатора блока обнаружениякороткого замыкания от остаточного сопротивления контактной сети.Устройство автоматического повторноговключения быстродействующего выключателя контактной сети постоянного тока, содержащее блок 1 обнаружения коротких замыканий (КЗ), состоящий из последовательно соединенных диода, трансформатора напряжения и трансформатора тока, высоковольтньй диод подключен к контактной сети 2, один конец первичной обмотки трансформатора тока подключен к контуру заземления, другой - к первичной обмотке трансформатора напряжения, вторичная обмоткатрансформатора тока соединена с входомэлемента 3 блокировки, один выход которого через элемент 4 времени соединенс первым входом исполнительного блока 5, а другой выход - с вторымвходом исполнительного блока 5, выход которого соединен с элементом 6включения быгтродейству ощего выключателя 7, дополнительно снабжено размыкающим блок-контактом 8 быстродействующеговыключателя, вторым исполнительным блоком 9, управляемым элементом 10, пороговым элементом 11 и преобразователем 12ток-напряжение, первичная обмотка которого соединена последовательно с вторичнойобмоткой трансформатора тока блока 1 обнаружения КЗ и входом элемента 3 блокировки, а выход преобразователя 12 токнапряжение подключен к входу пороговогоэлемента 11, выход которого соединен с управляющим входом управляющего элемента10 представляющего собой тиристор, а второй исполнительный блок 9 подключен параллельно управляющему элементу 10 и через размыкающий блок-контакт 8 быстродействующего выключателя соединен с источником питания постоянного напряжения,причем выход второго исполнительного блока соединен с элементом 6 включения быстродействующего выключателя.Устройство работает следующим образом.При нормальном состоянии контактнойсети 2, т.е. при наличии рабочего напряжения 3,3 кВ, сигнал на выходе блокаобна ужения КЗ отсутствует, так как еговысоковольтный диод заперт положительнымпотенциалом контактной сети, что эквивалентно сигналу запрета работы блоков 12и элемента 3 блокировки. При отключении быстродействующего выключателя от устойчивого КЗ сопротивление контактныи провод-рельс очень мало, при наличии на фидерной зоне электроподвижного состава (ЭПС) энергия двигателей рассеивается практически мгновенно, также мгновенно спадает напряжение в контактной сети. На выходе блока 1 обнаружения КЗ сразу после отключения быстродействующего выключателя появляется сигнал, так как открываются высоковольтные диоды в прямом направлении от источника питания этого блока напрчжением 220 В, вызывающий протекание тока по вторичной обмотке трансформатора тока блока 1 обнаружения КЗ в элементе 3 блокировки первичной обмотки трансформатора преобразователя 12 токнапряжение к соответствующий напряжению запрета элемента 2 блокировки и преобразователя 12 ток-напряжение. Поэтому исполнительный блок 5 и второй исполнительный блок 9 не разрешают включиться быстродействующему выключателю через элемент 6 включения. Отключение быстродействующего выключателя происходит также от защиты от замыканий на землю тяговой подсанции. Срабатыванис реле земой защиты происходит только при аварийном режиме на подстанции (не на контактной сети) и при этом отключаются все быстродействующие выключатели тяговой подстанции, поэтому автоматическое повторное включение быстродействующего выключателя запрещено.При отключении быстродействующего выключателя от перегрузки, проходящего КЗ (сопротивление контактный провод рельс велико), занесенная энергия в двигателях ЭПС рассеивается медленно, соответственно напряжение в контакной сети также снижается медленно и сигнал на выходе блока 1 обнаружения КЗ появляется через 0,3 - -0,5 с., поэтому сразу после отключения быстродействующего выключателя сигнал на входе поеобразователя 12 токнапряжение (высоковольтные диоды блока 1 обнаружения КЗ заперты остаточным напряжением в контактной сети) отсутствует, пороговый элемент 11, управляющий элемент 10 не срабатывают, что обуславливает воз можность срабатывания другого исполнительного блока 9, так как цепь питанияэ:ого блока собраны замкнувшимся блок- контактом 8 быстродействующего выключателя 7. Происходит мгновенное АПВ отключившегося быстродействующего выключателя. Таким же образом происходит работа устройства при отключившемся быстродействующем выключателе от проходящих КЗ, которь:е самоустраняются (например, срабатывание разрядника, перекрытие грязного изолятора), в случае отсутствия ЭПС на фидерной зоне, так как сопротивление контактный провод-рельс велико, практичес ки равно входному сопротивлению равному40 45 3300 - 350 Ом. Протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока блока 1 обнаружения КЗ трансформатора, элементу 3 блокировки, первичной обмотке трансформатора преобразователя 12 ток незначителен (фиг. 2), что при установке по току для мгновенного АПВ, равном примерно 135 - 140 мА, соответствующего остаточному сопротивлению в контактной сети 300 - 350 Ом, соответствует циклу АПВ Разрешение.В случае отключения быстродейству ющего выключателя от перегруза остаточное сопротивление в контактной сети может быть менее входного, но более остаточного сопротивления при КЗ. Тогда мгновенное автоматическое повторное включение не происходит, а вступает в работу устройства АПВ Сигнал, соответствующий току менее тока заперта, появляется на входе элемента 3 блокирвки, а затем через элемент 4 времени и первый вход исполнительного блока 5, выход которого связан с элементом 6 включения быстродействующего выключателя, появляется на входе элемента 6, что приводит с определенной выдержкой времени, например, через 6 - 8 с к включению быстродействующего выключателя. Если первый цикл АПВ оказался неуспешным, т.е. выключатель вновь отключился, элемент 4 времени продолжает переходить в следующее положение и включение выключателя через 16 - 18 с повторяется. Уставка по остаточному сопротивлению для устройства АПВ выбирается равной 40 - 50 Ом, что соответствует КЗ в контактной сети, если остаточное сопротивление менее уставки, то происходит Запрет АПВ, если более 40 - 50 Ом но менее 300 - 350 Ом, то АПВ успешно. В случае, если остаточное сопротивление в контактной сети более 300 в 3 Ом, что срабатывает мгновенное автоматическое повторное включение быстродействующего выключателя. Предлагаемое устройство автоматического повторного включения быстродействующего выключателя за счет уменьшения времени отсутствия напряжения в контактной сети, прч его не аварийном отключении повышает надежность энергоснабжения электрифицированного железнодорожного 5 1 О 15 20 25 зо 35 транспорта, и кроме того, уменьшает количество пережогов контактных проводов. Формула изобретенияУстройство автоматического повторного включения быстродействующего выключателя, содержащее элемент блокировки, элемент времени, исполнительный орган и блок обнаружения коротких замыканий, состоящий из трансформатора тока, диода и трансформатора напряжения, первичная об мотка которого подключена к источнику питания переменного напряжения, а вторичная обмотка соединена последовательно с диодом, катодом подключенным к контактной сети, и с первичной обмоткой трансформатора тока, свободный конец которой заземлен, а вторичная обмотка соединена с входом элемента блокировки, первый выход которого через элемент времени соединен с первым входом первого исполнительного блока, а второй выход - с вторым входом первого исполнительного блока, выход которого соединен с элементом включения быстродействующего выключателя, отличающееся тем, что, с целью повышения надсжности энергоснабжения электрических железных дорог постоянного тока, оно содержит размыкающий блок-контакт быстродействующего выключателя, второй исполнительный блок, управляющий элемент, пороговый элемент, преобразователь ток-напряжение, первичная обмотка трансформатора которого соединена последовательно с вторичной обмоткой трансформатора тока блока обнаружения коротких замыканий и сходом элемента блокировки, а выход преобразователя ток-напряжени соединен с входом порогового элемента, вы.;од которого подключен к катоду тиристора управляющего элемента, соединенного параллельно с катушкой реле второго исполнительного блока, один конец которого через резистор подключен к одной клемме источника постоянного напряжения, другой конец через размыкающий блок-контакт быстродействующего выключателя - к другой клемме источника постоянного напряжения, а замыкающий контакт второго исполнительного блока соединен с элементом включения быстродействующего выключателя.1246223 Х(м) Составитель Н. Пактич Техред И. ВересТираж 612НИ ИЛИ Государственного комитпо делам изобретений и отМосква, Ж 35, РаушскаяПП Патент, г. Ужгород, у 113035,филиал П