Главная >> Электроснабжение >> Защита фидеров контактной сети переменного тока

Защита фидеров контактной сети переменного тока

Для ЭПС как приемника электроэнергии, питающегося от тяговых подстанций по фидерам контактной сети, характерно перемещение вдоль питающей тяговой сети, изменение величины потребляемого тока при изменении профиля пути и режима работы ЭПС. Схема питания тяговой сети в процессе эксплуатации может меняться: для ремонтных работ отключаются временно секции контактной. сети и посты секционирования; по аварийным условиям двустороннее питание может быть заменено односторонним и т.д. Все это накладывает определенные сложности на настройку и работу релейной защиты. Необходимо обеспечить такие условия работы релейной защиты, чтобы не происходило ложных отключений тяговой сети по ее вине, а все повреждения сети безусловно отключались, отсутствовали "мертвые зоны" защиты при всех изменениях схемы и при этом не требовалась перестройка защиты.
Для исключения пережегов контактного провода важно не только отключить КЗ, но всемерно сократить время отключения f0TUi, так как электрическая дуга с током, превышающим 2000 А, может пережечь контактный провод через 0,15...0,17 с. Величина тока при КЗ в любой точке контактной сети двухпутного участка, питающегося от двух подстанций, обычно не превышает 3000 А. Время пережега провода марки МФ-100 током 3000 А не превышает 0,15 с. Исходя из этого, на фидерах контактной сети должна устанавливаться быстродействующая защита, которая в совокупности с быстродействующими масляными или вакуумными выключателями обеспечивала бы отключение поврежденного участка за время не более 0,12...0,14 с.
Таким требованиям удовлетворяет двухступенчатая дистанционная защита, дополненная ускоренной токовой отсечкой и телеблокировкой, выпускаемая в виде модернизированного устройства электронной защиты фидеров (УЭЗФМ). Устройство предназначено для защиты фидеров участков железных дорог, электрифицированных на переменном токе. Оно размещается на тяговых подстанциях и унифицировано для систем 25 кВ и 2 х 25 кВ. Структурная схема такого устройства приведена на рис. 1, а.
схема защиты фидера контактной сети
а — структурная схема защиты фидера контактной сети переменного тока; б — характеристика срабатывания двухступенчатой дистанционной защиты; в — график времени срабатывания

Первая ступень защиты — ненаправленная дистанционная защита без выдержки времени выполнена на измерительных органах полного сопротивления К Zx и тока КАХ, логическом И-НЕ1. Вторая ступень защиты — направленная дистанционная защита с выдержкой времени 0,5 с выполнена на измерительных органах полного сопротивления KZ2 и фазового Кщ на логических органах И-НЕ2 и времени К Т. Третья защита — токовая отсечка (резервная) выполнена На измерительном органе КАг и логическом И-НЕЗ.
Измерительные органы полного сопротивления К Z, и KZ2 представляют собой схемы сравнения двух переменных величин: напряжения на шинах 27,5 кВ, преобразованного с помощью трансформатора напряжения TV и промежуточного трансформатора TLV в напряжение соизмеримое с параметрами электронных органов; тока фидера контактной сети, преобразованного с помощью трансформатора тока ТА и промежуточного трансформатора TLA в напряжение, необходимое для подачи на электронные органы. Результатом сравнения является сопротивление до точки повреждения контактной сети и, если оно меньше уставки КZx, К Z,, последнее срабатывает.
Токовые реле К Ах и КАг являются пороговыми органами, которые реагируют на величину тока фидера, преобразованного с помощью трансформатора тока ТА и промежуточного трансформатора TLA в напряжение, подводимое к реле. Реле КАХ блокирует KZX при КЗ за пределами защитной первой зоны (на других фидерах "за спиной"). Реле КА2 является измерительным органом резервной токовой отсечки, включающей в себя логический орган И-НЕЗ.
Измерительный фазовый орган Кср осуществляет сравнение фаз напряжения и тока, осуществляет блокировку реле KZ2 при нормальном режиме работы и разрешает работу второй ступени при КЗ, когда фазовый угол между током и напряжением составляет от 45 до 95°. При этом запускается реле времени, создающее выдержку времени защиты 0,5 с.

При срабатывании любой ступени дистанционной защиты или резервной токовой отсечки на выходе схемы И-НЕ1, И-НЕ2 или И-НЕЗ появляется отрицательный потенциал, поступающий на схему ИЛИ отключающего модуля защиты "Откл". При этом срабатывает промежуточное реле К L, замыкающее своим контактом цепь управляющего электрода тиристора VS. От +110 В через стабилитрон VD резисторы R,nRv диод VD, дроссель L L, блок-контакт Q катушку отключения У A Т до -110 В протекает управляющий ток тиристора VS, последний отпирается и через него собирается цепь на катушку отключения У А Т. Выключатель Q фидера контактной сети отключается.
Характеристика двухступенчатой дистанционной защиты (рис. 1, б) является комбинированной. Характеристика первой ступени представляет собой окружность Z, с центром в начале координат комплексной плоскости. Блокирующее реле К А, разрешает работу первой ступени защиты только при КЗ на защищаемой линии, т.е. при угле между током и напряжением в пределах от -90 до +90. Характеристика второй ступени представляет собой сектор окружности радиусом Z2 с центром в начале координат. Фазовый орган второй ступени защиты имеет "мертвую зону" по напряжению вблизи подстанции, однако, для защиты фидеров это значения не имеет, так как вторая ступень имеет выдержку времени, а близкие КЗ обычно отключает первая ступень защиты без выдержки.
Взаимодействие защит удобно анализировать с помощью графика tc3 = f(I), представляющего собой зависимость времени срабатывания tc.3 от расстояния до точки КЗ (рис. 1, в). Для однопутного участка на графике показаны характеристики первой (/), второй (2) ступеней дистанционной защит и резервной (3) токовой отсечки.

 
« Защита фидеров контактной сети и РУ-3.3 кВ   Защита электрических цепей ЭПС »
железные дороги