Устройство защиты тяговой сети постоянного тока

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 04 В 60 МЗ 2 Н 3/О ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 12 ю ий и титут инженеров транспорта 25 (088.8)свидетельство СССВ 60 М 3/00;978.(54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относи рификации, ж.д., а имен защиты тяговых сетей по ка от малых токов корот ния (к.з.) и может быть ЯГОВОЙ СЕ к электспособа янно того замьспольз а- ано ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) АвторскоеВ 792417, кл.Н 02 Н 3/08, 1 для защиты тяговых сетей магистральных железных дорог 3,3 кВ, метрополитена и городского транспорта (трамвай и троллейбус). Цель изобретенияповьппение надежности защиты. Устройство защиты тяговых сетей соструктурной схемой содержит датчик1 тока, включенный в цепь защищаемого фидера 2 контактной сети с быстродействующим выключателем 3, датчик4 скорости нарастания тока (в простейшем варианте ненасыщенный трансформатор тока, работающий с разомкнутой вторичной обмоткой), первьй ивторой компараторы 5 и 6, электронный ключ 7, конденсатор 8, дифференциальный усилитель 9, интегратор 10со сбросом. 2 ил.2.щения тока в режиме короткого замыкания дЯ , пороговая уставка интеграла приращения тока дЯ Устройство работает следующим образом.Датчик 4 скорости нарастания тока преобразует ток 1, 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 1,. На выходе усилителя 9 появляется. сигнал, пропорциональный текущему значению приращения тока д 1,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 укаэанного момента срабатывания первого компаратора 5Этот 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 сигнал, 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 25 (в простейшем варианте ненасыщенный трансформатор тока, работающий с разомкнутой вторичной обмоткой), первый и второй компараторы 5 и 6, ключевой элемент 7, конденсатор 8, диф- З 0 ференциальный усилитель 9, интегратор 1 О 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 вые 14,15 и 16 изображают текущее значение приращения тока при пуске подвижного состава, кривая 17 - изменения текущего значения приращения тока при удаленном коротком замыка 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 Т приращение тока при режиме короткого замыкания Ь Т, значение интеграла приращения тока при пуске электроподвижного состава А Я значение интеграла прира 129985Изобретение 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 1 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 1 О также исчезает.Наибольшее значение интеграла приращения тока (амперсекунд приращения тока) за время его нарастания тока к.з. равноЯ ( фиг.2). Это значение много больше амперсекунд приращения тока эа время его нарастания при 15 пуске подвижного состава по кривой 11, и равное ЬЯ, Отношение ЬБ /ьБ, много больше 2. Это обеспечивает возможность выбора уставки й Я по ам 3 персекундам, исходя из условия 20 Ь Б, ( Ь Б ь Я при которой легко от" личают режим пуска подвижного состава от режима к.зИменно в больших возможностях различения режимов пуска подвижного состава и к.з. и эаключается 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 ляет создать защитные устройства, которые позволят резко повысить про 51 4пускную 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 изобретенияУстройство 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.КочетковРедактор Т,Митейко Техред А.Кравчукс рректор М. Самборская в 1106/17 Тираж 599 ВНИИПИ Рэсударственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рауш