Разработка быстродействующей и селективной защиты тяговой сети переменного тока с интеллектуальными терминалами, страница 8

Однако приведенный на рис. 3.1 алгоритм может быть реализован только при КЗ в точке К3, где К_у < К_уст. Большая часть этой зоны перекрывается первой ступенью дистанционной защиты без выдержки времени (при К_у = 0,85,  как будет показано далее остается не перекрытой 12 %).

Практический интерес представляет КЗ в точке К2, см. рис. 3.1, где отношение токов смежных фидеров ТП-Зеленый Дол больше уставки коэффициента ускорения, но только на время отключения выключателя ПС №2 около 0,7 с, так как  КЗ около ПС отключаются быстродействующими ступенями защиты ПС. Предполагалось, что после отключения выключателя ПС отношение токов ФКС №4,5 ТП-Зеленый Дол станет ниже коэффициента ускорения и ДЗ-2,3 ФКС №4 ТП-Зеленый Дол ускорится на время ускорения Т_уск. Следовательно, произойдет каскадное ускоренное отключение ФКС №4

Рис. 3.1. Временные диаграммы ускорения защит

ТП-Зеленый Дол. Датчик сопротивления ФКС №5 вернется в исходное состояние после отключения выключателя ПС.  Однако каскадное ускорение не работает стабильно в результате снятия сигнала "Пуск НДЗ2 Ф2" после отключения выключателя ПС №5 и отсутствия сигнала "I2/I1" до отключения выключателя ПС №5, что подтверждается экспериментальной проверкой, см. раздел 6.

Таким образом, на данный момент имеется "мертвая зона" ускоренного отключения, длина которой зависит от принятой уставки коэффициента ускорения. При Ку = 0,85 длина "мертвой зоны" составит 8 % от расстояния "подстанция – пост".

Определим зависимость длины участка, КЗ в котором вызывает каскадное ускоренное отключение, от выставленного коэффициента ускорения. При этом примем допущение, что сопротивление тяговой сети, замеряемое защитами фидеров, прямо пропорционально длине контактной подвески питающей место КЗ. При небольших расстояниях от ПС ошибка, вносимая этим допущением, будет незначительной.

Выразим расстояние между ТП и ПС через L, см. рис. 3.1, а длину участка, КЗ в котором вызывает каскадное ускоренное отключение,  через хL, где х - искомая доля от L. Тогда сопротивление, замеряемое защитой ФКС 4 при КЗ в начале зоны каскадного ускорения, прямо пропорционально расстоянию (L - хL), а защитой ФКС 5 - (L + хL). Так как токи КЗ, проходящие по фидерам контактной сети обратно пропорциональны измеряемому сопротивлению, то коэффициент ускорения для ФКС 4 будет равен:

                                                                                       (3.1)

После не сложных преобразований получаем:

                                                                                                     (3.2)

В табл. 2.3 приведена длина зоны предполагаемого каскадного ускоренного отключения от поста секционирования, выраженная в % от расстояния подстанция – пост, вычисленная по формуле 3.2, а на рис. 3.3, -  график, построенный на основе вычисленных данных.

К_у должен быть отстроен от КЗ за постом секционирования.

Таблица 2.3

Зона каскадного ускоренного отключения

Рис. 3.3. Зависимость длины зоны каскадного ускорения от коэффициента ускорения

4. Расчет токов короткого замыкания и выбор уставок дополнительных и основных защит

Для расчета токов короткого замыкания используется программа совместного расчета систем тягового (СТЭ) и внешнего электроснабжения (СВЭ) Rast 05km, в которую подставляются индуктивно развязанные сопротивления, в том числе контактной сети и рельсов. Главным достоинством программы является значительное снижение методической погрешности расчета режима в сравнении с существующими методами, где СВЭ  учитывается только узловыми собственными сопротивлениями.  Для ввода в программу используются следующие исходные данные: