Избор на защитни настройки за линии 600 V на тягови подстанции

Настройващият ток на линейните превключватели зависи от изчисления ток на натоварване на линията, както и от стойността на тока на късо съединение в края на линията.

Понастоящем, във връзка с въвеждането на енергоемък подвижен състав и увеличаване на честотата на движение, настройващият ток на линейните превключватели, в зависимост от изчисления ток на натоварване, се избира, както следва:

1. за трамвай

където Iras е номиналният ток на натоварване, 1000 е постоянна стойност за единични вагони от тип G, 2000 е същата за 2-вагонни влакове от тип G,

2. за тролейбус

Токът на изключване на превключвателите VAB-20, VAB-20M и VAB-36 от магнитната система е избран да бъде от порядъка на 4500-5000 ампера.

На практика има много линии, в които настройката, избрана според номиналния ток на натоварване, надвишава тока на късо съединение в края на линията, което може да доведе до неразкъснато късо съединение и отгряване на контактния проводник. В тази връзка намаляването на тока на настройка на превключвателите причинява множество фалшиви изключвания на превключвателите от нормални токове на натоварване, които се отразяват лошо върху превключвателите, ускорявайки тяхното износване и увеличавайки броя на ремонтите, влошавайки качеството на линията захранване и увеличаване на загубите на енергия от принудителното стартиране на подвижния състав.

За да могат да се увеличат настройките на превключвателите и в същото време да се гарантира, че те изключват токове на късо съединение по-ниски от тока на настройка, са разработени няколко вида защита на линията срещу късо съединение. В момента на тягови подстанции най-простата защита по текущо време на 600 захранващи линии в TVZ получи широко разпространение.

На фиг. 1 показва диаграма на защитата по текущо време. Свързан е шунт, разположен във веригата на защитената линия реле RT-40… Когато в линията тече ток, равен на или по -голям от тока на настройката на релето, контактът Т затваря веригата на релето за време, която с предварително определено време закъснение затваря контакта си във веригата за изключване на прекъсвача. Ако натоварването на линията спадне преди релето за време да затвори веригата за изключване, отвореният контакт на текущото реле Т ще изключи релето за време и прекъсвачът няма да се отвори.

Ориз. 1. Схема на токова защита на 600 V захранващи линии

Реле за време. VL-17 може да се включи по два начина:

• с предварително подаване на захранващо напрежение (фиг. 1, а)

• с подадено захранващо напрежение, когато управляващият контакт е затворен (фиг. 1, б).

На фиг. 2 показва функционална схема на релето VL-17. Релето работи по следния начин. При включване съгласно схемата с предварително захранване, напрежение се подава към клеми 1 и 3, а веригата на реле P1 е отворена. Отварящият контакт P1 поддържа кондензатора C в разредено състояние, а триодът Tr в позиция 0. В този случай изходното реле P2 се обезврежда.

Ориз. 2. Схеми за включване на реле VL -17: а — с предварително подаване на захранващо напрежение, б — с подаване на захранващо напрежение, когато управляващият контакт U е затворен

Фиг. 3. Функционална схема на релето VL-17.

Когато контакт y се затвори (виж фиг. 2), релето P1 се задейства, контакт P1 се отваря и кондензаторът C започва да се зарежда. Кондензаторът се зарежда чрез регулируем резистор R, чиято стойност на съпротивлението определя времето за забавяне на релето.

Стойността на съпротивлението на резистора R се задава от превключвателите P. Когато напрежението в кондензатора C достигне определена стойност, диодът D ще се отвори и от генератора GI през кондензатора C, диода D, кондензатора C1 ще премине токов импулс към триода Tr, който ще премине в позиция 1 и ще включи изходното реле P2, чиито контакти са затворени в работната верига.

Когато контактът се отвори на реле P1, токът спира, контактът P1 се затваря и релето за време ще се върне в първоначалното си положение. Напрежението за отваряне на диод D се задава фабрично с помощта на регулируем резистор R2.

Когато релето за време е включено съгласно схемата с подаване на напрежение, когато управляващият контакт е затворен, преходът на триода в положение O се случва, когато напрежението се прилага към релейната верига.

Ориз. 4. Криви на термична стабилност на контактния проводник (кривите са взети при I = 800 A — дългосрочно натоварване на два проводника със сечение S = 85 mm2 и максималната температура на нагряване на проводника 100 ° C) 1 — toc ° = 5 ° C, 2 — toc ° = 20 ° С, 3 — toc ° = 40 ° С

Релетата за време VL-17 се произвеждат за напрежение 127 или 220 V и за различен диапазон от времеви закъснения, вариращи от 0,1 до 200 сек.

За да създадете закъснение във времето, можете да използвате други типове времеви релета, които отговарят на диапазона от времеви закъснения. Настройката на текущото реле на защита по текущо време се определя от израза:

където Isc.min е минималният ток на късо съединение на линията, 1.3 е коефициентът на надеждност.

Времевото забавяне на защитата от свръхток е определено от нагряващата крива на контактния проводник в зависимост от тока на настройката на прекъсвача (фиг. 4).

Предимствата на описаната защита са лекотата на инсталиране и работа и ниската цена.

Основният недостатък на тази защита е, че нейното времезакъснение е независимо, тоест не се променя в зависимост от температурната промяна на контактния проводник и величината на тока на натоварване. Следователно има случаи на фалшиво задействане на защитата. Това може да бъде избегнато чрез увеличаване на времето за реакция на защитата, което може да доведе до отгряване на контактния проводник. Следователно, на някои линии е необходимо да се инсталират няколко комплекта защита: единият с по -дълго време забавяне при по -нисък работен ток, другият с по -кратко време забавяне при по -висок работен ток.

Когато инсталирате два комплекта TVZ, текущите и часовите настройки се избират, както следва:

• текущата настройка на първия набор е избрана от израза

и настройката на времето на първия комплект е по кривата на нагряване на контактната сонда, в зависимост от тока на настройката на превключвателя,

• текущата настройка на втория комплект TVZ е избрана от израза

настройката за време на втория комплект се взема от кривата на нагряване на контактния проводник, в зависимост от тока на настройка на първия комплект.

Тъй като намотката PT-40 е свързана директно към шунта и е с потенциал от 600 V, изолацията между намотката и контактите, между намотката и рамката (земята) се изпитва с напрежение 5 kV с индустриална честота . Съпротивлението на свързващите проводници от шунта към релето PT-40 трябва да бъде минимално.

Служители на Мосгортранспроект са разработили устройство за интегратор на текущата защита — ITVZ. При тази защита вместо реле към шунта е свързана една намотка на магнитен усилвател. Изходната намотка на магнитния усилвател е свързана към релето за време VL-17.

Предимството на тази защита е, че тя има зависима характеристика, тоест времето за реакция зависи от големината на тока, протичащ в силовата верига. Тази защита косвено, чрез тока в защитената верига, следи температурата на нагряване на контактния проводник.

Защитата се регулира по такъв начин, че формата на кривата на зависимост е подобна на формата на нагряващата крива на контактния проводник и в същите ординати би била под отоплителната крива.

Недостатъците на тази защита са относително високата цена и сложност, както при инсталиране, така и при въвеждане в експлоатация и експлоатация, в сравнение с TVZ.

Академията за комунални услуги е разработила термична защита за линии 600 V, която в момента е в процес на експлоатационни тестове. Тази защита се състои от парче контактна жица, свързана последователно към подстанцията с веригата на захранващата линия. В проводника се прави дупка, в която се вкарва термистор, който има релеен ефект. При определена температура съпротивлението на термистора рязко спада и в същото време се задейства реле, действащо за отваряне на превключвателя.Когато проводникът се охлади до определена температура, термисторът възстановява съпротивлението си и релето изчезва.

Ориз. 5. Схематична диаграма на тестера за късо съединение IKZ

В допълнение към защитата на линиите от ниски токове на късо съединение, за да се намали износването на превключвателите и да се увеличи надеждността на захранването на линиите, е необходимо да се изключи възможността за включване на линейния превключвател, ако късото веригата не е изчезнала в линията. За тази цел се използва специално устройство за тестване на линия, разработено от Moogortransproekt — търсач на късо съединение (дискриминатор) IKZ.

Когато линейният превключвател е изключен, неговият спомагателен контакт затваря веригата на първичната намотка на трансформатора TP — p (фиг. 5) и от вторичната му намотка, през клапаните ON, се изпраща полувълнов токов изпитателен ток към линията. В допълнение, захранващата верига на токоизправителния мост 1 (I-36 V) е затворена.

Стойността на тестовия ток, изпратен от IKZ устройството към линията, зависи от стойността на съпротивлението на линията. Търсачът на късо съединение се регулира по такъв начин, че при съпротивление на линията над 1 — 1,2 ома, релето IKZ дава разрешение за автоматично включване на превключвателя на линията, а ако съпротивлението на линията е по -малко от 0,8-0,6 ома, Релето IKZ прекъсва превключвателя за автоматично затваряне.

Спадът на напрежението на резисторите P7 и P8, успоредно на който е свързан токоизправителният мост 2, зависи от големината на изпитвателния ток. Взаимодействието на магнитните потоци в магнитния усилвател MU, създадено от усилвателните бобини, свързани към изправителните мостове 1 и 2, определя работата на релето IKZ.