Устройство для защиты электротяговойсети многопутных участков переменноготока

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 18. 07. 78 (2) 2648400/24-07с присоединением заявки Ио Государственныч комитет СССР по делам изобретений и открытий(088, 8) Опубликовано 150281 Бюллетень Мо б Дата опубликования описания 15. 02. 81 Ф А. С. Вочев, В, В. Кузнецов и Е. П, ФигурноВ(72) Авторы изобретений Ростовскийинститут инженеров железнодорожного . транспорта (РИИКТ )(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОТЯГОВОЙ СЕТИ МНОГОПУТНЫХ УЧАСТКОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКАИзобретение относится к релейным защитам злектротяговой сети железнодорожного транспорта, а именно трехпроводной сети переменного тока соавтотрансформаторами на многопутных участках (система питания 2 25 кВ).Известны направленные защиты, ко торые реагируют на изменение направления тока при помощи реле направ-ления мощности Ц .ф Однако такие защиты обладают серьезными недостатками: реле направления мощности датчики Фазы ) сложны и к ним необходимо подводить цепи не только от трансформатора тока, 15 но и от трансформаторов напряжения, они ненадежны, так как имеют мертвые зоны" при коротком замыкании вблизи места установки защиты, т.е. именно там, где в рассматриваемой систе ме необходимо обеспечить их правильное действие.Известно также устройсво для защиты электротяговой сети многопут" ных участков,.в котором между измерительным и выходным органами защиты установлен логический элемент "Запрет", который через ячейку ИЛИ соединен с измерительными органами защит смежных фидеров, Если на эа- ЗО щищаемой зоне происходит короткоезамыкание, то измерительные органывсех смежных Фидеров приходят в действие, и после отключения всех смежных Фидеров, которые через общиешины "подпитывают" точку короткогозамыкания, подается разрешающаякоманда с элемента "Запрет" на отключение именно поврежденного фидера. Остальные смежные ) Фидерывключаются автоматическим повторнымвключением 2 . Недостатком известного устройства является необходимость соединения защит данного пути с защитами всех смежных путей, что значительно усложняет выполнение защиты каждого отдельного пути и требует применения специальных проводных соединений и логических элементов, Кроме того, возможна неселективная работа такой защиты в трехпроводной системе с автотрансформаторами ( в отличие от обычной системы беэ автотрансформаторов ), так как направление тока в контактных и питающих проводах при коротком замыкании между тяговой подстанцией и первым автотрансформатором не изменяется даже после5О 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 ,65 отключения выключателя на посту секционирования.Цель изобретения - упрощение иповышение селективности защиты трехпроводной тяговой сети с автотрансформаторами,Поставленная цель достигается тем,что в устройство для защиты электротяговой сети многопутных участковпеременного тока, содержащее трансформаторы,тока, к которым подключены измерительные пороговый токовыеэлементы, связанные с выходнымиэлементами, дополнительно введеныдатчики фазы тока питающего провода и контактной подвески и логический элемент И-НЕ, причем датчикифазы тока своими входами подключенык соотьатствующим трансформаторамтока, а выходами - ко входу логического элемента И-НЕ, который своимвыходом подключен к управляющемувходу элемента "Запрет". Кроме того,каждый датчик фазы выполнен в видеоднополупериодного выпрямителя.Электротяговая сеть состоит изконтактных подвесок первого и второго пути, питающих проводов первогои второго пути и рельсов. Электротяговая сеть получает питание от тяговых подстанций, между которымиразмещаются автотрансформаторы.Уставка срабатывания защиты пита-ющего провода или контактной подвески выбирается по величине токакороткого замыкания при замыканиина посту секционирования. При коротком замыкании между контактной подвеской первого пути и рельсамивблизи тяговой подстанции ток контактной подвески второгонеповрежденного ) пути изменяет знак, аего величина превышает уставку срабатывания защиты, Таким образом,при коротком замыкании в зоне вблизи тяговой подстанции на одном изпутей многопутного участка защита .неповрежденных путей может срабатывать неселективно ложно). Для ис"ключения ложной (неселективной) работы защиты можно применить в защитеконтактной подвески и в защите питающего провода каждого из путей реле направления мощности, Однако этоусложняет всю защиту. Кроме того,защита с реле направления мощностиимбет серьезные недостатки.На фиг,1 представлена функциональная схема защиты; на фиг.2 -временные диаграммы ее работы.Устройство содержит .трансформаторы 1 и 2 тока соответственно питающего провода и контактной подвески,измерительные тяговые пороговыеэлементы 3 и 4 защиты соответственнона питающем и контактных проводах,датчики выпрямители 5 и б фазытока соответственно питающего и контактного проводов, логический элемент 7 И-НЕ, сравнивающий фазы двух сигналов от датчиков 5 и 6, логический элемент 8 "Запрет", выходной элемент 9 защиты.Измерительные токовые элементы 3 и 4 контролируют режим работы питающего провода и контактной подвески. При замыкании в тяговой сети срабатывает или элемент 3, или 4, или оба вместе. Датчики 5 и б фазы тока подключены к соответствующим трансформаторам 1 и 2 тока и выполнены таким образом, что при несов - падении фаз токов питающего и контактного проводов их выхоДные сигналы появляются одновременно, а при совпадении фаз выходные сигналы датчиков 5 и б фазы совсем не появляются или появляются в разные и не совпадающие моменты времени.При коротком замыкании в тяговой сети на соседнем пути измерительный элемент 3 данного пути может неселективно сработать, если замыкание произойдет в зоне около подстанции, В этом случае фазы токов питающего и контактного проводов на данном пути одинаковы, а выходные сигналы датчиков 5 и б отсутствуют или не совпадают во времени, При этом появляющийся на выходе элемента 7 И-НЕ сигнал поступает на управляющий вход элемента 8 "Запрет", который запирается и не позволяет ложному сигналу от измерительного токового элемента 3 пройти на выходной элемент 9. Отключения не происходит.При коротком замыкании на данном пути срабатывают измерительные элементы 3 или 4, или оба вместе. В этом случае токи питающего и контактного проводов по фазе не совпадают, а выходные сигйалы датчиков 5 и б фазы появляются и подаются на вход элемента 7 одновременно, При этом на выходе элемента 7 сигнала нет, логический элемент 8 "Запрет" не закрывается, и сигналы с, измерительных элементов 3 и 4 проходят на выходной элемент 9, отключая выключатель.Предлагаемое устройство позволяет испольэовать в качестве датчика фазы самый простой элемент - однополупериодные выпрямители. Приведенный на фиг. 2 а график импульсов соответствует короткому замыканию на одном пути. Трансформатор 1 тока выдает сигнал 10, который попадает на однополупериодный выпрямитель 5, пропускающий на выход только положительные полуволны 1". Синусоидальный сигнал 12 от трансформатора 2 поступает на датчик б, который пропускает на выход только отрицательные полуволны 13. Так как фазы сиг- налов 10 и 12 противоположны, то сигналы 11 и 13 периодически появляются одновременно в одни и те жеполупериоды. В это время на выходе элемента 7 И-НЕ сигнал 14 отсутству" ет, следовательно, элемент 8 "Запрет" отпирается (сигнал 15) . Таким.образом, на выходной элемент 9 поступает периодический сигнал 15 (если одновременно срабатывает датчик 3 или 4), который производит отключение выключателя.Диаграмма на фиг.26 соответствует короткому замыканию на смежном фидере. В этом случае сигналы 10 и 12 по Фазе совпадают, а сигналы 11 и 13 появляются в разные полу- периоды и по времени не совпадают, Поэтому на выходе элемента 7 И-Н имеется постоянный сигнал 14, который все время запирает элемент 8 "Запрет". Сигнал 15 отсутствует, и выходной орган сработать не может,"/Преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известным является отсутствие каких-либо связей с защитами смежных путей. Это обеспечивает упрощение устройства и, кроме того, ведет к повышению селективноси, так как в защиту одного пути не поступает никаких тор мозных сигналов от защит смежных путей и ее действие поэтому не зависит от величины и направления токов на других путях. За счет этого исключаются ложные действия, свя. занные с работой защит смежнык путей. формула изобретения 1. Устройство для защитыэлектротяговой сети многопутных участковпеременного тока, содержащее трансФорматоры тока, к которым подключены.измерительные пороговые токовые элементы, связанные с выходными элементами, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения селективности и упрощения защиты трехпроводной сети с автотрансформаторами, внего дополнительно введены датчикифазы тока питающего провода и контактной подвески и логический элемент,И-НЕ, причем датчики фазы тока свои 15 ми входами подключены к соответствующим трансформаторам тока, а выходами - ко входу логического элемента И-НЕ, который своим выходом подключен к управляющему входу элементаЯ "Запрет".2. Устройство по п 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что датчикиФазы выполнены в виде однополупериодных выпрямителей25,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеЧернобровов Н. В. Релейныезащиты. М., фЭнергия", 1971,с.172-189.2. Авторское свидетельство СССРР 288102, кл. Н 02 Н 3/08, 1969.805458 Составитель В. Зимаковхред Е,Гаврилешко Корректор Л, Ива дакАля ака 10927 ВНИИ686Подписн о комитета СССР ений и открытий Раушская наб., д. 4/ Тираж государственно о делам иэобре Москва, Ж, 3035 филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная