Следовательно, такая система параметров будет давать более точные результаты для точек КЗ, удаленных от подстанций более чем на 2–10 км [ 20 ].
КЗ в тяговой сети являются двухфазными и сопротивления тяговой подстанции принимаются по (11,12). При вычислении токов и сопротивлений, замеряемых защитами, рассматривается металлическое КЗ. При определении напряжений, замеряемых потенциальными защитами, учитывается действие дуги UД, сопротивление троса группового заземления ZТГЗ, а при падении провода на шпальную решетку или землю – переходное сопротивление контактная сеть–земля Rз, которое принимается 4,5 Ом.
При вычислениях будем пренебрегать разницей в аргументах у комплексных сопротивлений. Сопротивление питающих фидеров и изменение сопротивления тяговой сети на станциях не учитывается.
Формирование расчетных схем.
Выбор расчетных схем определяется условиями срабатывания защиты при выбранной аппаратной реализации и вариантом схемы тяговой сети. Расчетная схема формируется из заданной (см. рис.1) путем выбора состояния выключателей и точки КЗ. В упрощенных расчетах [ 25 ] и для простых защит [ 13 ] ограничиваются несколькими схемами, в которых не требуется отдельно учитывать взаимную индуктивную связь между тяговыми сетями двух путей. Действующие нормативы [ 7 ] определяют 24 расчетных схемы, приводимых для трех способов питания межподстанционной зоны: раздельного, узлового (с постами секционирования) и параллельного (с постами секционирования и пунктами параллельного соединения). Для рассматриваемого варианта расчетные схемы видоизменяются (рис.7 и рис.8). Схемы, возникающие после отключения ППС, обозначены индексом “к”, а соответствующие режимы названы консольными. Для других вариантов расчетные схемы разрабатываются самостоятельно.
Определение способа защиты и состава защит.
При выборе способа защиты тяговой сети необходимо принять во внимание требования, предъявляемые к защитам, характеристики аварийных и рабочих режимов, а также аппаратные реализации, используемые на отечественной сети дорог.
Характеристики срабатывания (ХС) дистанционных защит принято отображать на комплексной плоскости сопротивлений, иногда на них наносят области нагрузочных и аварийных режимов. На электрических железных дорогах получили распространение ХС на базе окружностей (ненаправленные защиты) и секторов (направленные защиты) с центром в начале координат (рис.9).
В [ 6, 7 ] изложены требования к защитам устройств тягового электроснабжения. Ниже приведен сокращенный перечень этих требований:
РИС. 7. Расчетные схемы для определения аварийных параметров подстанции
Рис. 8. Расчетные параметры ППС.
Рис. 9. Примеры характеристик срабатывания защит
время отключения поврежденного участка без выдержки времени не более 140 мс для фидеров тяговой подстанции и 120 мс – для поста секционирования. Шаг времени уставок электронных защит должен быть 300 мс. При отказе одной из ступеней защит либо одного выключателя необходимо обеспечить отключение резервными защитами;
фидера контактной сети тяговой подстанции защищаются трехступенчатой дистанционной направленной защитой, дополненной токовой отсечкой с обеспечением чувствительности защиты до шин смежной подстанции и отстройкой от токов нагрузки, кроме того, требуется аппаратура контроля нагревания проводов для предотвращения их отжига;
фидера постов секционирования оборудуются, как правило, трехступенчатой дистанционной направленной защитой, дополненной токовой отсечкой, первая ступень обеспечивает селективность до шин подстанции, остальные обеспечивают чувствительность к металлическим КЗ на шинах поста секционирования и подстанции;
шины поста секционирования защищаются по минимальному напряжению;
на пунктах параллельного соединения в качестве основной предпочтительна потенциальная защита, в качестве резервной максимальная токовая или ненаправленная дистанционная.
Для обеспечения требований по быстродействию следует принять во внимание, что современный вакуумный выключатель типа ВБЦО-35 имеет полное время отключения не более 80 мс.
Рассмотрим особенности нагрузки тяговых фидеров (рис. 10). Основной нагрузкой являются тяговые двигатели электроподвижного состава (на рисунке показан один двигатель М). Двигатели получают питание от контактной сети через главный выключатель Q, тяговый трансформатор Т и выпрямитель UZ. Для сглаживания тока включен сглаживающий реактор Ld. Вторичная или первичная обмотка трансформатора имеет отводы для регулирования напряжения тяговых двигателей.
Для защиты от токов короткого замыкания в силовых цепях устанавливается реле тока КА, от замыкания на землю – реле заземления КZ. Оба реле действуют на главный выключатель Q, собственное время срабатывания которого около 30 мс. Защита двигателей от перегрузки также действует на главный выключатель. От импульсных перенапряжений длительностью до 100 мкс электровозы защищаются разрядниками FV.
На форму тока i, потребляемого из тяговой сети (см. рис.10 в) влияют как процессы коммутации в выпрямителе (характеризуется углом коммутации g), так и конечное значение индуктивности сглаживающего реактора Ld (порядка 5 мГ) в выпрямленной цепи. Несинусоидальный ток
Рис. 10Упрощенная схема нагрузок тяговой сети
Рис. 11. Преобразование параметров схемы замещения
в цепях переменного тока принято раскладывать в гармонический
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
