SU1671487A1

SU1671487A1 - Device for protecting power transmission line

Info

Publication number: SU1671487A1
Application number: SU884618568A
Authority: SU
Inventors: Борис Евгеньевич Дынькин
Original assignee: Хабаровский институт инженеров железнодорожного транспорта
Priority date: 1988-12-12
Filing date: 1988-12-12
Publication date: 1991-08-23

Abstract

Изобретение относитс к электроснабжению т говых и нет говых потребителей на электрифицированных и неэлектрифицированных железных дорогах и может быть использовано дл защиты т говых сетей переменного и посто нного тока, линий электропередачи системы два провода - рельс, однофазных и трехфазных линий, расположенных на опорах, имеющих заземление на одну из рельсовых нитей в рельсовых цеп х с дроссель-трансформаторами. Целью изобретени вл етс повышение надежности. Устройство содержит установленные на каждом дроссель-трансформаторе 1 первый 2 и дополнительный 3 датчики тока, измерительный орган 7, состо щий из сумматора 4, элемента 5 сравнени в виде нуль-индикатора и выходного элемента 6. При повреждении линии электропередачи 8, например, в точке 20 ток повреждени протекает по заземл ющему проводнику 21 и далее растекаетс по рельсовой нити 17. Измерительный орган 7 измер ет отношение токов в рельсовых нит х 17 и 18 и при превышении им порогового значени выдает в линию св зи 19 сигнал определенной частоты. Этот сигнал через приемный блок 11, блок 12 сигнализации воздействует на исполнительный элемент 14 /выключатель линии электропередачи/, привод к отключению линии электропередачи. Блок 12 выдает указание о номере поврежденного участка. 1 ил.The invention relates to the power supply of traction and non-steaming consumers on electrified and non-electrified railways and can be used to protect AC and DC power grids, transmission lines of the system two wires - a rail, single-phase and three-phase lines, located on poles with grounding on one of the rail threads in rail circuits with choke transformers. The aim of the invention is to increase reliability. The device contains two first current sensors and an additional 3 current sensors installed on each choke transformer 1, measuring unit 7 consisting of adder 4, comparison element 5 in the form of a null indicator and output element 6. If the transmission line 8 is damaged, for example, at the point 20, the fault current flows along the ground conductor 21 and then spreads along the rail yarn 17. The measuring unit 7 measures the ratio of the currents in the rail strands 17 and 18 and, when the threshold value is exceeded, outputs a signal of a certain frequency to the link 19. This signal through the receiving unit 11, the signaling unit 12 acts on the actuating element 14 / switch of the power line /, leading to the shutdown of the power line. Block 12 gives an indication of the number of the damaged area. 1 il.

Description

Изобретение относится к электроснабжению тяговых и нетяговых потребителей· на электрифицированных и неэлектрифицированных железных дорогах и может быть использовано для защиты тяговых сетей переменного и постоянного тока, линий электропередачи системы для провода рельс, однофазных и трехфазных линий, расположенных на опорах, имеющих заземление на одну из рельсовых нитей в рельсовых цепях с дросселями-трансформаторами.The invention relates to power supply to traction and non-traction consumers · on electrified and non-electrified railways and can be used to protect traction AC and DC networks, power lines of the system for rail wires, single-phase and three-phase lines located on poles having ground to one of the rail threads in rail circuits with chokes-transformers.

Целью изобретения является повышение надежности.The aim of the invention is to increase reliability.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.The drawing shows a schematic diagram of a device.

Устройство для защиты линий электропередачи содержит установленные на каждом дросселе-трансформаторе 1 первый 2 и дополнительный 3 датчики тока, сумматор 4, элемент 5 сравнения в виде нуль-индикатора и выходной элемент 5 в виде передающего блока, настроенного на определенную, заранее заданную для заданного блок-участка частоту. Элементы 4-6 образуют измерительный орган 7. который устанавливают на всех дросселяхтрансформаторах 1 в пределах защищаемой линии 8 электропередачи. На фидере 9 подстанции установ'лены блок 10 защиты, приемный блок 11, блок 12 сигнализации, логический элемент ИЛИ 13 и исполнительный элемент 14, причем блок 12 сигнализации может включать в себя дешифратор 15 и указатель 16 поврежденного блок-участка.The device for protecting power lines contains installed on each inductor-transformer 1 first 2 and additional 3 current sensors, an adder 4, a comparison element 5 in the form of a zero indicator and an output element 5 in the form of a transmitting unit configured to a specific, predetermined for a given unit -Part frequency. Elements 4-6 form a measuring body 7. which is installed on all chokes transformers 1 within the protected transmission line 8. On the feeder 9 of the substation, a protection unit 10, a receiving unit 11, an alarm unit 12, an OR logic element 13 and an actuator element 14 are installed, the alarm unit 12 may include a decoder 15 and a pointer 16 of the damaged unit.

Первый 2 и дополнительный 3 датчики тока включены в цепь первичной обмотки дросселя-трансформатора 1 со стороны каждой из рельсовых нитей 17 и 18 соответственно. Выходы датчиков 2 и 3 тока подключены к входам сумматора 4, выход которого подключен к входу элемента 5 сравнения (нуль-индикатора), выход которого соединен с входом передающего блока 6. Последний обеспечивает генерацию определенной, характерной для данного участка частоты (или последовательности импульсов). Выходы измерительных органов 7 подключены к линии 19 связи на всех дросселях-трансформаторах 1. На подстанции линия 19 связи подключена к входу приемного блока 11, выход которого 11 подключен к входу блока 12 сигнализации, состоящего из последовательно соединенных дешифратора 15 и указателя 16 поврежденных блок-участков, причем выходы дешифратора 15 соединены с соответствующими входами сигнальных элементов указателя 16 поврежденных блок-участков и с выходами логического элемента ИЛИ 13, к одному из входов которого подключен выход блока 10 защиты, а выход логического элемента ИЛИ 13 подключен к входу исполнительного элемента 14,The first 2 and additional 3 current sensors are included in the primary circuit of the inductor-transformer 1 from the side of each of the rail threads 17 and 18, respectively. The outputs of the current sensors 2 and 3 are connected to the inputs of the adder 4, the output of which is connected to the input of the comparison element 5 (zero indicator), the output of which is connected to the input of the transmitting unit 6. The latter provides the generation of a specific frequency (or sequence of pulses) specific to a given section . The outputs of the measuring bodies 7 are connected to the communication line 19 on all chokes-transformers 1. At the substation, the communication line 19 is connected to the input of the receiving unit 11, the output of which 11 is connected to the input of the signaling unit 12, consisting of a decryptor 15 connected in series and an indicator 16 of the damaged unit sections, and the outputs of the decoder 15 are connected to the corresponding inputs of the signal elements of the index 16 of damaged block sections and to the outputs of the logical element OR 13, to one of the inputs of which the output of the protection unit 10 is connected, and the output of the logic element OR 13 is connected to the input of the Executive element 14,

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Датчики 2 и 3 тоне измеряют токи рельсовых нитей 17 и 18 в местах их подключения к дросселям-трансформаторам 1. С датчиков 2 и 3 тока, сигналы, пропорциональные измеренным токам, поступают на сумматор 4. Деление тока одной рельсовой нити на ток другой рельсовой нити и сравнение с уставкой срабатывания осуществляется сумматором 4 и нуль-индикатором 5.Tone sensors 2 and 3 measure the currents of rail threads 17 and 18 at the points of their connection to transformer chokes 1. From current sensors 2 and 3, signals proportional to the measured currents are fed to adder 4. Division of the current of one rail thread to the current of another rail thread and comparison with the setpoint operation is carried out by the adder 4 and the zero indicator 5.

В сумматоре 4 производится вычитание сигналов, поступающих с датчиков 2 и 3 тока, в соответствии с выражениемIn adder 4, the signals from the current sensors 2 and 3 are subtracted in accordance with the expression

E = kili - k₂l2. (1) где Е - выходной сигнал сумматора;E = kili - k ₂ l2. (1) where E is the output signal of the adder;

Ни 1г - соответственно токи рельсовых нитей 17 и 18;Ni 1g - respectively, the currents of rail threads 17 and 18;

ki и кг - коэффициенты пропорциональности, определяемые параметрами датчиков тока и сумматора.ki and kg are the proportionality coefficients determined by the parameters of the current sensors and the adder.

Сигнал, сформированный в сумматоре4 в соответствии с выражением (1), поступает на вход элемента 5 сравнения, в котором осуществляется операция сравнения выходного сигнала сумматора 4 с порогом срабатывания элемента 5 сравнения (сигнал нулевого уровня). Условие работы последнего Е >0 или где — - установка срабатывания защиты, kiThe signal generated in the adder 4 in accordance with expression (1) is input to the comparison element 5, in which the operation of comparing the output signal of the adder 4 with the threshold of the comparison element 5 (zero level signal) is performed. The operating condition of the last E> 0 or where - is the protection operation setting, ki

Таким образом, совместное включение сумматора 4 и элемента 5 сравнения в виде нуль-индикатора реализует деление тока одной рельсовой нити 17 на ток другой рельсовой нити 18 и сравнение частного от деления с уставкой срабатывания измерительного органа по выражению (2). При повреждении линии 8 электропередачи в точке 20 ток короткого замыкания протекает по заземляющему проводнику 21 линии 8 электропередачи. Далее ток короткого замыкания растекается в обоих направлениях 22 и 23 от точки подключения заземляющего проводника 21 к рельсовой нити 17. Часть тока стекает с рельса в землю. Во втором рельсе 18 блок-участка 24, в пределах которого произошло повреждение в точке 20, ток 25 значительно меньше. После протекания через дроссели-трансформаторы 1 токи обеих рельсовых нитей выравниваются.Thus, the joint inclusion of the adder 4 and the comparison element 5 in the form of a null indicator realizes the division of the current of one rail thread 17 by the current of another rail thread 18 and the comparison of the quotient from the division with the response of the measuring body according to expression (2). If the power line 8 is damaged at point 20, a short circuit current flows through the grounding conductor 21 of the power line 8. Further, the short circuit current spreads in both directions 22 and 23 from the point of connection of the grounding conductor 21 to the rail thread 17. Part of the current flows from the rail to the ground. In the second rail 18 of the block section 24, within which damage occurred at point 20, the current 25 is much less. After flowing through the choke transformers 1, the currents of both rail threads are aligned.

При превышении отношением (2) величины уставки, которую можно принимать равной середине диапазона отношений 1,12- 2,00, включается выходной элемент 6. В линию 19 связи он передает кодирован- 5 ный сигнал, например, определенной, конкретной для данного блок-участка частоты. Из линии 19 связи кодированныйсигнал поступает на вход приемного блока 11, с выхода которого сигнал поступает на вход блока 10 12 сигнализации, а именно на вход дешифратора 15. В последнем кодированный сигнал расшифровывается и в двоичном коде поступает на один из входов логического элемента ИЛИ 13 и указателя 16 поврежден- 15 ного блок-участка. Последний представляет собой набор сигнальных элементов, количество которых определяется числом контролируемых блок-участков. С выхода логического элемента ИЛИ 13 сигнал посту- 20 пает на вход исполнительного элемента 14, в данном устройстве высоковольтного выключателя, который обеспечивает отключение поврежденной линии 8 электропередачи. Одновременно в блоке 12 25 сигнализации указателем 16 поврежденного блок-участка обеспечивается выдача информации о номере блок-участка 24, в пределах которого произошло повреждение линии 8 электропередачи. При этом, ес- 30 ли вдоль участка железной дороги проходят несколько линий электропередачи, опоры которых заземлены на рельсовую цепь, можно обнаружить повреждение в любой линии. 35If ratio (2) exceeds the setpoint that can be taken equal to the middle of the range of ratios 1.12–2.00, the output element 6 is turned on. It transmits an encoded signal 5 to the communication line 19, for example, a specific signal specific to a given block frequency section. From the communication line 19, the encoded signal is fed to the input of the receiving unit 11, from the output of which the signal is fed to the input of the signaling unit 10 12, namely, to the input of the decoder 15. In the latter, the encoded signal is decrypted and supplied in binary code to one of the inputs of the OR gate 13 and pointer 16 of damaged 15 block area. The latter is a set of signal elements, the number of which is determined by the number of monitored block sections. From the output of the OR logic element 13, the signal 20 enters the input of the actuating element 14, in this device of the high-voltage switch, which ensures the shutdown of the damaged power transmission line 8. At the same time, in the alarm block 12 25, the indicator 16 of the damaged block section provides information on the number of the block section 24, within which the power line 8 is damaged. At the same time, if there are several power lines along the railway section, whose supports are grounded to the rail circuit, damage can be detected in any line. 35

В результате при любых повреждениях, в том числе и с малыми токами, устройство отключает поврежденную линию и обеспечивает быстрое автоматическое определение места повреждения с точностью до одного блок-участка.As a result, in case of any damage, including low currents, the device disconnects the damaged line and provides quick automatic determination of the location of damage with an accuracy of one block section.

Применение устройства позволяет снизить задержки поездов при поврежденных контактной сети, линий автоблокировки и других линий за счет обеспечения отключения поврежденного участка при любом виде повреждения и увеличения точности обнаружения и скорости поиска места повреждения.The use of the device allows to reduce train delays in case of damaged contact network, self-blocking lines and other lines by ensuring the disconnection of the damaged section for any type of damage and increasing the accuracy of detection and speed of finding the place of damage.

Claims

Claim

A device for protection of power lines located on poles grounded on a rail circuit with chokes-transformers, containing a current sensor connected to the rail circuit and connected to a measuring element with a reference element, the output of which through a communication line is connected to an executive body characterized by that, in order to increase reliability, it is equipped with an additional current sensor, the measuring element is made with an adder, whose inputs serve as inputs of the measuring element, and the output is connected to the input element and comparison, with current sensors installed between each of the respective rail thread and the choke transformer and connected to the inputs of the measuring unit.