RU1791186C - Устройство дл дугозащитного шунтировани воздушного промежутка контактной сети переменного тока - Google Patents

Description

срабатывает соответствующий релейный элемент, подключенный ко вторичной обмотке трансформатора тока, и подаетс  сигнал на включение вакуумного выключател . При устойчивом снижении соответствующих долей нагрузки по первичным обмоткам трансформаторов тока от релейных элементов поступает сигнал на отключение вакуум ного выключател . Таким образом, при отсутствии нагрузки, или равномерном распределении ее по межподстанцйонной зоне вакуумный выключатель отключен, уравнительный той отсутствует; исчезают потери энергии с ним св занные. При по влении значительной нагрузки на одной из секций контактной сети последн   переходит на двустороннее питание. Выбор уста- вок срабатывани  релейныхэлементов позвол ет обеспечить условие, когда результирующие потери энергии в контактной сети будут минймальнымй. Устройство имеет следующие недостатки Переход на двустороннее питание (шунтирование воздушного промежутка поста секционировани ) происходит при наличии нагрузки электровоза, подход щего, к посту секцио- ниръ вайй . При проходе воздушного, промежутка .электровозом е режиме выбега происходит перекрытие воздушного промежутка с последующим дугообразованием Кроме этого, вакуумный выключатель имеет ограниченный ресурс по циклам включить- отключить. При резкопеременном графике изменени  тока электровозов вакуумный выключатель быстро исчерпает свой ресурс.

Наиболее близким к за вл емому решению  вл етс  устройство дл  дугозащитно- го шунтировани  воздушного промежутка контактной сети. 2. Устройство состоит из включател , блока управлени  выключателем и датчика приближени  токоприемника электровоза. Выключатель подключен своими выводами параллельно воздушному промежутку . Датчик приближени  токоприемника электровоза к воздушному промежутку выполнен на основе трансформатора тока. Первична  обмотка трансформатора тока своими выводами подключена к контактному про йЪду и несущему тросу вблизи воздушного промежутка со стороны подхода электровоза. Вторична  обмотка трансформатора тока подключена к блоку управлени  выключателем. Выключатель выполнен в виде встречно-параллельно включенных тиристоров. Выводы блока управлени  подключены к соответствующим управл ющим электродам тиристоров.

Устройство работает следующим образом .

При подходе электроподвижного состава под током к датчику приближени  токоприемника по первичной обмотке трансформатора тока протекает соответствующа  дол  тока от несущего троса к контактному проводу, что вызывает соответствующий сигнал на вторичной обмотке , который поступает в блок управлени  тиристорами, последние открываютс  и

0 выключатель, включа сь, шунтирует воздушный промежуток. Токоприемник электровоза без дугообразовани  проходит воздушный промежуток. Параметры блока управлени  таковы, что при механическом

5 закорачивании воздушного промежутка или возникновении на нем электрической дуги врем  включени  выключател  мало и поэтому протекание больших токов в дуге не может вызвать пережога провода. Данное

0 устройство не имеет ограничений по циклам включить-отключить,

Однако в этом устройстве имеютс  существенные недостатки. При проходе токоприемника по воздушному промежутку без

5 потреблени  тока электровозом образуетс  дуга (выключатель не включен). Несмотр  на то, что тйристорный выключатель быстро включаетс  (шунтирует воздушный проме-р. жуток) образующа с  дуга, приводит к сни0 .жению надежности работы воздушного промежутка. При включенном выключателе образуютс  две параллельные ветви протекани  тока, вызванного разностью напр жений шин подстанций, питающих

5 анализируемую межподстанционную зону.

Втора  ветвь будет сохран тьс  через дугу

в течение определенного времени. При на .; личии значительной разности напр жений

на шинах мёжподстанцйонной зоны и при

0 включенном тиристорнрм выключателе образуетс  уравнительный ток, определенна  дол  которого протекает от несущего троса к контактному проводу через трансформатор тока. Со вторичной обмотки трансфор5 матора тока поступает сигнал на включение тиристоров, что будет происходить и в отсутствии электровозов. Такой режим не позвол ет тиристорам вернутьс  в исходное состо ние и вызывает дополнительные по0 тери мощности в контактной сети. Кроме этого, у тиристоров пр мое напр жение произвольного открыти  и обратное напр жение пробо  практически равны. Если при закрытых тиристорах произойдет короткое (

5 замыкание на одной из секций контактной сети, то тиристоры попадают под напр жение 25 кВ. В этом случае высока веро тность необратимого пробо  обратно включенного тиристора. При этом выключатель и все устройство отказывает.

Целью за вл емого решени   вл етс  повышение надежности шунтировани  воздушного промежутка контактной сети переменного тока.

Дл  достижени  поставленной цели в известном устройстве дл  шунтировани  воздушного промежутка, содержащем св занный с секционными контактными подвесками выключатель, выполненный в виде двух встречно включенных тиристоров, датчик приближени  токоприемника электровоза , расположенный у воздушного промежутка со стороны подхода электровоза , узел управлени , вход которого соединен с выходом датчика приближени , а трансформаторные выходы с управл ющими цеп ми тиристоров выключател , с целью повышени  надежности работы последовательно с каждым тиристором включен диод, а датчик приближени  выполнен на основе изолированного скользуна, установленного с возможностьюа электрического соединени  с контактным проводом при перекрытии пантографом электровоза.

. На чертеже представлена схема за вл емого устройства дл  дугозащитногоы шун- тировани  воздушного промежутка контактной сети переменногыо тока. Изобретение иллюстрируетс  следующими примерами.

Устройство дл  дугозащитного шунтировани  воздушного промежутка контактной сети переменного тока состоит из двух частей: силовой и управлени . Силова  часть содержит два тиристора 1, 2, два диода 3, 4, два разъединител  с заземл ющими ножами 5, 6, разъединитель шины поста секционировани  7. Каждый тиристор включен последовательно с согласно включенным диодом, тиристор 1 с диодом 3, а тиристор 2 с диодом-4. Тиристоры 1, 2 и диоды 3, 4 образуют силовой блок 8. Разъединители 5, 6 .соедин ют соответствующие секции шины поста секционировани  9 с общими точками ветвей силового блока 8. С помощью разъединител  7 шины поста секционировани  разделены на секции. При разомкнутом разъединителе 7образуетс  одностороннее петлевое питание секций контактной сети слева от поста секционировани  с помощью масл ных выключателей 10, 11 и справа от поста с помощью выключателей 12, 13. Аппаратура управлени  включает в себ  два изолированных скользуна 14,15, два трансформатора напр жени  16,17 и блок управлени  18. Контактный провод скользуна изолирован от несущего троса. Таким образом , напр жение на контактном проводе скользуна может по витьс  только при проходе токоприемника электровоза, когда перекроетс  промежуток между рабочим контактным проводом 19 и контактным проводом изолированного скольэуна 14 или 15. Соответствующий изолированный скользун расположен р дом с воздушным промежутком со стороны подхода поезда, т.е. сначала перекрываетс  изолированный скользун, а затем воздушный промежуток. Каждый изолированный скользун соединен с высоко0 вольтным выводом трансформатора напр жени  16 (17), у которого другой высоковольтный вывод соединен с землей. Вторичные низковольтные обмотки трансформаторов 16,17 подключена к блоку

5 управлени  18.

Устройство работает следующим образом . При значительной разности напр жени  на подстанци х 20 возникает значительный уравнительный ток по крнтак0 тным подвескам 19 через шины 9 и разъединитель 7 поста секционировани . Дл  исключени  уравнительного тока необходимо предварительно, до подачи напр жени  в т говую сеть, отключить разъединитель 7

5 и включить разъединители 5, 6. При этом, если изолированные скользуны 14, 15 не перекрываютс  пантографами электровозов , в силовом блоке 8 тиристоры 1, 2 закрыты и межподстанционна  зона переходит на

0 одностороннее петлевое питание с помощью выключателей 10,11, 21, 22 слева от поста секционировани  и выключателей 12, 13, 23, 24 справа. При подходе электровоза к посту секционировани  справа пантограф

5 электровоза перекрывает изолированный скользун 14. Напр жение контактной сети подаетс  через пантограф и скользун на первичную обмотку трансформатора напр жени  17, у которого другой высоковольт0 ный вывод заземлен. Напр жение со вторичной обмотке трансформатора 17 подаетс , как управл ющий импульс в блок управлени  18. Без выдержки времени блок управлени  подает управл ющие импульсы

5 на тиристоры 1, 2. Схема переходит на двустороннее питание до тех пор, пока электровоз не пройдет пантографом воздушный промежуток 25. Таким образом, исключаютс  возможности образовани  дуги при про0 ходе пантографом электровоза воздушного промежутка 25. При подходе электровоза к посту секционировани  слева, его пантографом перекрываетс  изолированный скользун , 15 и напр жение контактной сети

5 подаетс  на первичную обмотку трансформатора напр жени  16, у которого другой высоковольтный вывод заземлён. Со вторичной обмотки трансформатора 16 напр - жениеподаетс  в блок управлени  18. Сразу же блок управлени  18 посылает импульсы

на тиристоры 1,2. Схема т говой сети переходит на двустороннее питание до тех пор, пока пантограф электровоза не пройдет воздушный промежуток 26.

При коротком замыкании в какой-либо секции контактной сети 19 и закрытых тири- сторах 1,2 ограничитель уравнительного то- ка работает следующим образом. Предположим к.з. произошло в секции контактной сети, образованной выключател ми 12, 23. В этом случае при положительной полуволне напр жени  контактной сети поступающей на тиристор 1, тиристор 2 попадает под обратное напр жение. Благодар  диоду 3, согласно включенному с тиристо- ром 1 .пр мое напр жение практически полностью воспринимаетс  тйристором 1. В это же самое- врем  набегающа  полуволна напр жени  воспринимаетс  как обратное напр жение на согласно включенных тиристоре 2 и диоде 3. Если тиристоры и диоды одинакового класса, то на тиристор 1 подаетс  напр жение в два раза больше, чем на тиристор 2, т.к. половина напр жени  воспринимаетс  диодом 4. Таким образом , на тиристоре: 1 напр жение раньше достигнет н а пр жёнй  пррйзвольного рт- крыти , Тиристор; 1 открываетс , на открытых тиристоре 1 и диоде 3 падение напр жени  составит 3...5 В, и это напр же- ние будет на обратно включенных тиристоре 2 и диоде 4, т.е. обратйое напр жение исчезло до пробой этих элементов. При по-:  влении положительной пЬйуво лн& на tnpn- сторё 2 и диоде 4 происходивто но такой же процесс болёе ранмего от рйтй  тиристора 2 и сн ти  опасного обратного напр жени  с тиристора 1 и диода 3. Процесс произвольного открыУ й .соответствующих ttipMCtbpOB будет происходить до тех пор; пока б помощью соответствующих Маслинных бы- ключателей (в нашем примере 12, 23) не будет ликвидирована (изолирована) точка

к.з. Благодар  этому не требуетс  специального согласовани  защит фидеров контактной сети на подстанци х и посту секционировани . При ориентировании на токовую отсечку, к.з. можно устранить за .врем  0,1 сек. За это врем  пройдут 5 периодов питающего напр жени  и соответствующие тиристор и диод пропуст т 5 полуволн .тока к.з. Исход  из этого следует выбирать тиристор по нагрузочной способности.

Дл  тиристоров и диодов нет ограничений в. циклах включить-отключить и поэтому при правильном выборе их по услови м нагрузки наработка до отказа многократно вы- шё по сравнению с аналогом и прототипом. По сравнению с прототипом предлагаемое изобретение позвол ет повысить надежность шунтировани  воздушного промежутка контактной сети переменного тока и снизить потери энергии в т говой сети на 10-15%. ; :

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  дугозащитнрго шунтировани  воздушного промежутка контакт- ной сети переменного тока, содержащее св занный с секционными контактными подвесками выключатель, выполненный в виде двух встречно включенных тиристоров, датчик приближени  токоприемника элект- р овоза, расположённый у воздушного про- межутка со стороны подхода электровоза, узел управлени , вход которого соединен с . выходом датчика приближени , а трансфор- маторные выходы -суправл ющими цеп - ми тиристоров выключател , отличаю- щ е е с-   - тем, что, с целью повышени  надежности в работе, пйследовательно с каждым тИрйстороМ выключател  включен диод, а датчик приближени  выполнен на оснойе изолированМогр скользуна, установ- ленного с возможностью электрического соединени  с контактным проводом при перекрытии пантографом электровоза,