Внимание! Это ознакомительный вариант работы с системой, войдите или зарегистрируйтесь.
Размещение рекламы | Пользовательское соглашение | Тарифы |





Институт повышения квалификации специалистов релейной защиты и автоматики

 
Онлайн Электрик > Электронная конференция «Электроэнергетика. Новые технологии»

Дата приоритета: 06.11.2012
Код ГРНТИ: 44.00.00
Сертификат участника: Скачать
Прислать статью

Многопараметрическая защита тяговой сети железных дорог постоянного тока

Кузнецов С.М., профессор каф. Электротехнических комплексов
Демиденко И.С., аспирант кафедры ЭТК
ФГБОУ ВПО «НГТУ»

     В настоящее время известны различные способы защиты отдельных элементов системы тяговая подстанция – тяговая сеть – электроподвижной состав (ТП–ТС–ЭПС), которые нашли практическое применение, использованы частично на стадии экспериментальных исследований, но не реализованных практически в силу различных причин. Основной недостаток их состоит в том, что они реагируют (контролируют) только один признак и его параметр одного элемента системы. Эти признаки: ток, напряжение, температура, сопротивление подвержены влиянию каждого в отдельности элемента системы ТП–ТС–ЭПС, структурная схема защиты не предусматривает контроль совместного изменения параметров, которые, как подтверждают теоретические и экспериментальные исследования [1], часто близки при штатных и аварийных режимах. Это обстоятельство приводит к нарушению селективности действия защит.
     Вследствие отсутствия системного подхода к решению проблемы, к настоящему времени её нельзя считать разрешённой даже с помощью новых опытных образцов двухзонных [2, 3] или двухпараметрических [4] защит.
     В данном случае, автором работы предлагается построение защиты (рис.1) по нескольким признакам короткого замыкания. Разработанная защита сможет надежно и селективно отключать токи короткого замыкания вблизи тяговых подстанций, а так же в удаленных точках. Данная защита получила название - многопараметрическая [1]. Основное отличие многопараметрической защиты от существующих защит, умение одновременно и синхронно отслеживать значения нескольких параметров переходных процессов в тяговой сети. В процессе работы сопоставлять их и действовать по определённому алгоритму, соответствующему реальным режимам работы тяговой сети.



Рисунок 1 – Зоны действия многопараметрической защиты:
lу.МТЗ , lм.з..МТЗ – действующая и «мертвая» зоны МТЗ; lу.di/dt , lм.з.di/dt – действующая и «мертвая» зоны защиты по скорости нарастания тока; lу.ΔI/Δt , lм.з.ΔI/Δt – действующая и «мертвая» зоны защиты по приращению ток; lу.Uвч – зона действия защиты по высокочастотной колебания напряжения.


     В качестве примера рассмотрим типовой двухпутный участок тяговой сети постоянного тока (риc.2), включающий в себя два фидера смежных тяговых подстанций. На всех фидерах тяговых подстанций установлены быстродействующие автоматические выключатели, осуществляющие токово-импульсную защиту тяговой сети.
     На каждом из фидеров тяговых подстанций, дополнительно к токово-импульсной защите предполагается устанавливать по комплекту электронной защиты, реализующей несколько алгоритмов: дистанционной защиты U/I, по приращению тока ΔI за время t, скорости нарастания тока di/dt. Таким образом, вместо одного из перечисленных признаков КЗ имеем защитное устройство, включающее в себя четыре признака.



Рисунок 2 – Схема питания участка тяговой сети: Ф1 – Ф4 – фидеры тяговой подстанции; СИ – секционный изолятор; Т – токоприёмник.


     Токово-импульсная защита реализована на отдельном электромагнитном элементе – встроенном или внешнем электромеханическом реле и фактически реагирует на приращение тока ΔI в силу инерционности электромагнитного реле обладает хорошей чувствительностью лишь в ближней зоне. В удалённой точке при большой начальной нагрузке фидера и малых приращениях тока ΔI при КЗ может быть, в зависимости от уставки, или потеря чувствительности или ложное срабатывание. Защита на реле типа РДШ аналогична токовой отсечки. Защиту от КЗ в удалённых точках должна выполнять многопараметрическая электронная защита как составляющая всего защитного устройства фидера. Она функционально должна реагировать на признаки переходного процесса: скорость изменения тока di/dt, величина приращения тока ΔI. В целях повышения селективности её усредняют за некоторое время. Таким образом. имеем электронный вариант ТО, дублирующий электромагнитное реле [3,4].
     Признак di/dt, как самый чувствительный и быстродействующий, для снижения числа ложных неселективных отключений может быть настроен по величине уставки на 50 - 60 % длины межподстанционной зоны, что значительно увеличивает уставку по функции di/dt и повышает селективность защиты в целом. Совместное использование защит по различным параметрам позволяет повысить надежность действия защиты и обеспечить требования правил устройства электроустановок (рисунок 1).
     Анализ электромагнитных процессов в системе позволяет заключить, что наиболее рациональное разрешение проблемы быстрого и селективного отключения токов короткого замыкания следует искать на пути создания защитных устройств, реагирующих на несколько признаков переходного процесса, связанного с коротким замыканием. Такими признаками являются:
     - изменение тока, скорости его нарастания, приращение тока за определённый интервал времени;
     - изменение переменной составляющей напряжения контактной сети;
     - изменение спектра высокочастотных колебаний в электромагнитно связанных контурах, расположенных параллельно тяговой сети;
     - повышение температуры контактного провода;
     - изменение импеданса тяговой сети;
     - многопараметрический следящий контроль большого количества параметров и непрерывный анализ их изменения по сравнению с предельными значениями.

Литература

     1. Кузнецов, С.М. Защита тяговой сети от токов короткого замыкания [Текст]. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2005. – 352 с.
     2. Голев, В.А. Влияние дестабилизирующих факторов на работу дистанционной защиты тяговой сети [Текст] / В.А. Голев, В.Я. Овласюк. Вест. ВНИИЖТа. – 1984. – № 6. – С. 32-36.
     3. А.с. RU 2161355 С1. Способ защиты тяговой сети постоянного тока по приращению тока [Текст] / Пупынин В.Н., Гречушников В.А. // Окрытия. Изобретения. № 36.–2000.
     4. АС. SU 1357271 А1. Устройство для защиты контактной сети постоянного тока [Текст]. Белов В.В., Зимаков В.А., Овласюк В.Я., Пупынин В.Н. Бюлл. №45 от 07.12.87.


Библиографическая ссылка на статью:
Кузнецов С.М., Демиденко И.С. Многопараметрическая защита тяговой сети железных дорог постоянного тока // Онлайн Электрик: Электроэнергетика. Новые технологии, 2012.–URL: http://www.online-electric.ru/articles.php?id=51 (Дата обращения: 21.08.2017)

Библиографическая ссылка на ресурс "Онлайн Электрик":
Алюнов, А.Н. Онлайн Электрик: Интерактивные расчеты систем электроснабжения / А.Н. Алюнов. - Режим доступа: http://online-electric.ru.








Дистанционые курсы
Повышение квалификации по программе БС-6 "Безопасность строительства и качество устройства электрических сетей и линий связи" (удостоверение гос. образца)
www.online-electric.ru

Профессиональная переподготовка
Дистанционные курсы профессиональной переподготовки по программе «Проектирование, монтаж и эксплуатация систем электроснабжения»
www.online-electric.ru

SaaS, Облачные вычисления, программа расчета, пример расчета, Электроснабжение загородного дома, промышленных предприятий, электроснабжение дома, коттеджа, квартиры, электроснабжение зданий, цеха, города, микрорайона. Проект электроснабжения, электрификация, электрофикация, система электроснабжения, схемы электроснабжения, учебник по электроснабжению, договор электроснабжения, расчет электроснабжения, надежность электроснабжения, категории электроснабжения, промышленное электроснабжение, электрификация сельского хозяйства, проектирование электроснабжения онлайн!
Побелитель Конкурса Электросайт года                  
© ОНЛАЙН ЭЛЕКТРИК: Онлайн расчеты электрических систем Online-electric.ru, 2008-2017
© А.Н. Алюнов, 2008-2017 Свидетельство №16066 от 23.08.2010 года