RU2160193C2 - Ac traction power system short-circuit fault distance indicator - Google Patents
Ac traction power system short-circuit fault distance indicator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2160193C2 RU2160193C2 RU98110434A RU98110434A RU2160193C2 RU 2160193 C2 RU2160193 C2 RU 2160193C2 RU 98110434 A RU98110434 A RU 98110434A RU 98110434 A RU98110434 A RU 98110434A RU 2160193 C2 RU2160193 C2 RU 2160193C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- multifunction
- converter
- input
- output
- distance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электрифицированному транспорту и может использоваться в системах электроснабжения тяги для определения удаленности короткого замыкания в тяговой сети переменного тока. The invention relates to electrified transport and can be used in traction power supply systems to determine the distance of a short circuit in an AC traction network.
Известно устройство для определения места повреждения тяговой сети электрифицированной железной дороги, содержащее датчик напряжения, датчик тока поврежденного фидера контактной сети, многофункциональный преобразователь и регистратор (автр. свид. 158328 SU, кл. 21 С, 68/50; МПК H 02 D. Устройство для определения места короткого замыкания в контактной сети/Е.П. Фигурнов (SU). N 798020/24-7; заявл.08.10.1962; опубл, 19.10.1963, бюл. N 21). Это устройство вычисляет величину индуктивной составляющей полного сопротивления петли короткого замыкания Xпкз по формуле:
где UA - напряжение контактной сети; I'1 - ток фидера контактной сети с коротким замыканием (ток поврежденного фидера контактной сети); φ1- фазовый угол между этими напряжением и током.A device is known for determining the location of damage to a traction network of an electrified railway, comprising a voltage sensor, a current sensor of a damaged feeder of a contact network, a multifunction converter and a recorder (author's certificate. 158328 SU, class 21 C, 68/50; IPC H 02 D. Device to determine the location of a short circuit in the contact network / E.P. Figurnov (SU). N 798020 / 24-7; decl. 08/10/1962; publ. 10/19/1963, bull. N 21). This device calculates the magnitude of the inductive component of the impedance of the short circuit loop X SCC by the formula:
where U A is the voltage of the contact network; I ' 1 - current of the feeder of the contact network with a short circuit (current of the damaged feeder of the contact network); φ 1 is the phase angle between these voltages and currents.
По значению Xпкз судят об удаленности короткого замыкания.By the value of X SCR judge the remoteness of the short circuit.
Недостатком известного устройства является низкая точность вследствие того, что между вычисленной величиной Xпкз и удаленностью короткого замыкания нет прямой и однозначной зависимости из-за таких факторов, как шунтирующее влияние земли на сопротивление рельсового пути, влияние взаимной индуктивной связи между контактными сетями разных путей на их сопротивление, наличие в месте короткого замыкания дуги или переходного сопротивления при двухстороннем питании контактной сети межподстанционной зоны.A disadvantage of the known device is the low accuracy due to the fact that between the calculated value of X SCR and the distance of the short circuit there is no direct and unambiguous relationship due to factors such as the shunting effect of the earth on the resistance of the rail track, the effect of mutual inductive coupling between contact networks of different paths on their resistance, the presence of an arc short circuit or transition resistance in case of two-way power supply of the contact network of the inter-substation zone.
Целью изобретения (техническим результатом) является повышение точности определения удаленности от тяговой подстанции места короткого замыкания в тяговой сети. The aim of the invention (technical result) is to increase the accuracy of determining the distance from the traction substation short circuit in the traction network.
Сущность изобретения: устройство содержит датчик напряжения UA, датчик тока контролируемого фидера контактной сети I'1, датчик тока плеча питания подстанции IA, первый, второй, третий и четвертый многофункциональные преобразователи, умножитель, задатчик расстояния от тяговой подстанции до поста секционирования или до смежной подстанции, если пост отсутствует, функциональный блок, предназначенный для формирования коэффициента νA, учитывающего шунтирующее влияние земли, и блок регистрации.The inventive device comprises a voltage sensor U A , a current sensor of a controlled feeder of a contact network I ' 1 , a current sensor of a supply arm of a substation I A , first, second, third and fourth multifunction converters, a multiplier, a distance adjuster from the traction substation to the sectioning station or to an adjacent substation, if there is no post, a functional unit designed to generate the coefficient ν A , taking into account the shunting effect of the earth, and a registration unit.
Первый многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью реализации функции где φ1- фазовый угол между напряжением UA и током I'1, δ- дополнительный фазовый угол, задаваемый четвертым многофункциональным преобразователем. Второй многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью реализации функции IA(xвс+νAxр,m), где xвс- известное индуктивное сопротивление взаимной индуктивной связи контактных сетей смежных путей на длине 1 км, xp,m- известное индуктивное сопротивление рельсовой линии на длине 1 км. Третий многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью реализации функции
где lк - удаленность короткого замыкания, т.е. расстояние от подстанции до точки короткого замыкания тяговой сети.The first multifunction converter is configured to implement a function where φ 1 is the phase angle between voltage U A and current I ' 1 , δ is the additional phase angle specified by the fourth multifunction converter. The second multifunctional converter is configured to implement the function I A (x vs + ν A x p, m ), where x sun is the known inductive resistance of the mutual inductive coupling of contact networks of adjacent paths over a length of 1 km, x p, m is the known inductive resistance of the rail lines at a length of 1 km. The third multifunction converter is configured to implement a function
where l to is the distance of the short circuit, i.e. distance from the substation to the short circuit point of the traction network.
Четвертый многофункциональный преобразователь выполнен в виде нелинейного преобразователя, реализующего зависимость угла δ от отношения удаленности короткого замыкания к расстоянию до поста секционирования или до смежной подстанции, если пост отсутствует. The fourth multifunction converter is made in the form of a nonlinear converter that realizes the dependence of the angle δ on the ratio of the distance of the short circuit to the distance to the sectioning station or to an adjacent substation if there is no station.
Умножитель выполнен с возможностью реализации функции I
В задатчике расстояния устанавливается значение расстояния l1 от подстанции до поста секционирования или до смежной подстанции, если пост отсутствует.In the distance controller, the value of the distance l 1 from the substation to the sectioning station or to the adjacent substation, if there is no station, is set.
Функциональный блок выполнен в виде нелинейного преобразователя, реализующего зависимость коэффициента νA от удаленности короткого замыкания lк.The functional unit is made in the form of a nonlinear converter that implements the dependence of the coefficient ν A on the distance of the short circuit l to .
Выход датчика напряжения UA подключен к первым входам первого и третьего многофункциональных преобразователей. Выход датчика тока I'1 присоединен ко второму входу первого многофункционального преобразователя, выход которого присоединен ко второму входу третьего многофункционального преобразователя, и через умножитель - к третьему входу третьего многофункционального преобразователя. Выход датчика тока IA присоединен к первому входу второго многофункционального преобразователя, выход которого подключен к четвертому входу третьего многофункционального преобразователя, выход которого подключен к блоку регистрации, ко входу функционального блока, выход которого присоединен ко второму входу второго многофункционального преобразователя и к первому входу четвертого многофункционального преобразователя. Ко второму входу последнего подключен упомянутый задатчик расстояния, а выход четвертого многофункционального преобразователя присоединен к третьему входу первого многофункционального преобразователя.The output of the voltage sensor U A is connected to the first inputs of the first and third multifunction converters. The output of the current sensor I ' 1 is connected to the second input of the first multifunction converter, the output of which is connected to the second input of the third multifunction converter, and through the multiplier to the third input of the third multifunction converter. The output of the current sensor I A is connected to the first input of the second multifunction converter, the output of which is connected to the fourth input of the third multifunction converter, the output of which is connected to the registration unit, to the input of the function block, the output of which is connected to the second input of the second multifunction converter and to the first input of the fourth multifunction transducer. The second input of the latter is connected to the said distance switch, and the output of the fourth multifunction converter is connected to the third input of the first multifunction converter.
Новым является введение датчика тока плеча питания подстанции, первого, второго, третьего и четвертого многофункциональных преобразователей с возможностью реализации упомянутых функций, умножителя, задатчика расстояния и функционального блока, а также связи между элементами. При этом обеспечивается учет шунтирующего влияния земли, взаимного индуктивного влияния контактных сетей смежных путей, наличие дуги в месте короткого замыкания, что повышает точность определения удаленности короткого замыкания. Получение технического результата обеспечивается совокупностью всех перечисленных существенных признаков. New is the introduction of the current sensor of the arm of the power substation, the first, second, third and fourth multifunction converters with the possibility of implementing the above functions, a multiplier, a distance adjuster and a functional unit, as well as communication between the elements. This ensures that the shunting effect of the earth, the mutual inductive effect of contact networks of adjacent paths, the presence of an arc in the place of a short circuit are taken into account, which increases the accuracy of determining the distance of a short circuit. Obtaining a technical result is ensured by the combination of all the essential features listed.
На чертеже приведена структурная схема предложенного устройства, она содержит: датчик 1 напряжения UA на шинах подстанции, датчик 2 тока I'1 контролируемого фидера контактной сети, датчик 3 тока IA плеча питания подстанции, первый многофункциональный преобразователь 4, умножитель 5, второй многофункциональный преобразователь 6, третий многофункциональный преобразователь 7, блок регистрации 8, задатчик расстояния 9, четвертый многофункциональный преобразователь 10, функциональный блок 11.The drawing shows a structural diagram of the proposed device, it contains: sensor 1 voltage U A on the substation buses, sensor 2 current I ' 1 of the controlled feeder of the contact network, sensor 3 current I A of the arm of the power substation, the first multifunction converter 4, multiplier 5, the second multifunction converter 6, a third multifunction converter 7, a recording unit 8, a distance adjuster 9, a fourth multifunction converter 10, a function block 11.
Элементы 1,2,8 являются известными из прототипа, остальные блоки - новые. Elements 1,2,8 are known from the prototype, the remaining blocks are new.
Датчик тока IA плеча питания тяговой подстанции может быть выполнен в виде трансформатора тока, включенного в ту фазу трансформатора, которая питает данное плечо. Более точные результаты могут быть получены, если в качестве датчика тока IA использовать однотипные трансформаторы тока фидеров контактной сети всех путей данного плеча питания, вторичные обмотки которых соединены параллельно (на геометрическую сумму токов фидеров).The current sensor I A of the power arm of the traction substation can be made in the form of a current transformer included in the phase of the transformer that powers this arm. More accurate results may be obtained, if the sensor current I A to use the same type of current transformers catenary feeder all paths of the power arm, the secondary windings are connected in parallel (at the geometrical sum of the currents of feeders).
Элементы 4, 5, 6, 7 выполняют операции сложения, вычитания, умножения, деления и тригонометрической функции и могут быть выполнены с помощью аналоговой или цифровой техники. Элементы 10 и 11 являются нелинейными функциональными преобразователями одной переменной lк и также могут быть выполнены на основе аналоговой или цифровой техники. Задатчик 9 при использовании аналоговой техники может быть выполнен в виде потенциометра или операционного усилителя с регулируемой обратной связью, а при использовании цифровой техники - в виде шифратора кода.Elements 4, 5, 6, 7 perform the operations of addition, subtraction, multiplication, division and trigonometric functions and can be performed using analog or digital technology. Elements 10 and 11 are non-linear functional converters of one variable l to and can also be performed on the basis of analog or digital technology. When using analog technology, the setter 9 can be made in the form of a potentiometer or operational amplifier with adjustable feedback, and when using digital technology, in the form of a code encoder.
Устройство работает следующим образом. При возникновении в контактной сети короткого замыкания подается команда на включение устройства в работу. При этом элемент 1 измеряет и фиксирует напряжение UA на шинах подстанции, элемент 2 измеряет и фиксирует ток I'1 контролируемого фидера контактной сети с коротким замыканием, элемент 3 измеряет и фиксирует ток IA того плеча питания (той фазы) подстанции, от которой получает питание поврежденная контактная сеть. Выходные сигналы этих элементов, пропорциональные соответствующим измеренным величинам, поступают в элементы 4, 5, 6, на выходе которых реализуются величины, пропорциональные соответственно зависимостям IA(xвс+νAxр,m). Значения этих величин поступают на входы элемента 7, на выходе которого реализуется зависимость (1) в виде величины, пропорциональной удаленности короткого замыкания lк. Значение этой величины поступает на входы элементов 10 и 11, на выходе которых формируются соответственно значения угла δ и коэффициента νA, зависящие от величины lк.The device operates as follows. If a short circuit occurs in the contact network, a command is issued to turn the device on. In this case, element 1 measures and fixes the voltage U A on the substation buses, element 2 measures and fixes the current I ' 1 of the controlled feeder of the contact network with a short circuit, element 3 measures and fixes the current I A of the supply arm (phase) of the substation from which The damaged contact network receives power. The output signals of these elements, proportional to the corresponding measured values, go to elements 4, 5, 6, at the output of which values proportional to the dependencies are realized I A (x sun + ν A x p, m ). The values of these quantities are supplied to the inputs of element 7, at the output of which dependence (1) is realized in the form of a value proportional to the short circuit distance l to . The value of this quantity is supplied to the inputs of elements 10 and 11, at the output of which values of the angle δ and coefficient ν A , respectively, are formed, depending on the value of l k .
Выход элемента 10 включен в цепь обратной связи первого многофункционального преобразователя, а выход элемента 11 включен в цепь обратной связи второго многофункционального преобразователя. Благодаря этому на выходе третьего многофункционального преобразователя в величине lк учитываются зависящие от нее нелинейные влияния токов утечки из рельсов в землю и дуги в месте короткого замыкания. Полученное значение удаленности lк фиксируется в блоке 8.The output of element 10 is included in the feedback circuit of the first multifunction converter, and the output of element 11 is included in the feedback circuit of the second multifunction converter. Due to this, at the output of the third multifunction converter in the quantity l k , the nonlinear effects of leakage currents from the rails to the ground and arcs in the place of a short circuit depending on it are taken into account. The obtained value of the distance l k is fixed in block 8.
Предлагаемое устройство позволяет более точно, чем прототип и аналоги, определить удаленность от подстанции места короткого замыкания в тяговой сети, поскольку оно дополнительно учитывает нелинейные зависимости шунтирующего влияния земли на рельсовую цепь, взаимной индуктивной связи контактных сетей разных путей и влияния дуги при двухстороннем питании. The proposed device allows more accurately than the prototype and analogues to determine the distance from the substation of the short circuit in the traction network, since it additionally takes into account the nonlinear dependences of the shunting effect of the earth on the rail circuit, the mutual inductive coupling of contact networks of different paths and the influence of the arc with two-way power.
Claims (3)
где φ1′ - фазовый угол между током и напряжением UA, а δ - дополнительный фазовый угол, задаваемый четвертым многофункциональным преобразователем, второй многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью реализации функции IA(xвс+νAxp,m), где xp,m - известное индуктивное сопротивление рельсовой линии на длине 1 км, а третий многофункциональный преобразователь выполнен с возможностью реализации функции
где lk - удаленность короткого замыкания.1. The indicator of the remoteness of a short circuit in the traction AC network, containing a voltage sensor U A on the substation buses, a current sensor I ' 1 of the controlled feeder of the contact network, a registration unit, characterized in that it also includes a current sensor I A of the power supply arm of the traction substation , the first, second, third and fourth multifunction converters, a multiplier, a distance adjuster from a traction substation to a sectioning station or to an adjacent substation, if there is no station, a function block d to form the coefficient ν A , which takes into account the shunting effect of the earth, and the output of the voltage sensor U A is connected to the first inputs of the first and third multifunction converters, the output of the current sensor I ' 1 is connected to the second input of the first multifunction converter, the output of which is connected to the second input of the third multifunction converter, and through the multiplier to the third input of the third multifunction converter, the output of the current sensor I A is connected to the first input of the second multifunction a common converter, the output of which is connected to the fourth input of the third multifunction converter, the output of which is connected to the registration unit, to the input of the function block, the output of which is connected to the second input of the second multifunction converter, and to the first input of the fourth multifunction converter, to the second input of which distance, and the output is connected to the third input of the first multifunction converter, while the multiplier is made with the ability to implement a function where x c, 1 is the known inductive reactance of 1 km of the contact network, and x sun is the known inductive resistance of mutual inductive coupling of the contact networks of different paths over a length of 1 km, the first multifunction converter is configured to implement the function
where φ 1 ′ is the phase angle between the current and voltage U A , and δ is the additional phase angle specified by the fourth multifunction converter, the second multifunction converter is configured to implement the function I A (x vs + ν A x p, m ), where x p, m is the known inductive resistance of the rail line over a length of 1 km, and the third multifunction converter is configured to implement the function
where l k is the distance of the short circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98110434A RU2160193C2 (en) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | Ac traction power system short-circuit fault distance indicator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98110434A RU2160193C2 (en) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | Ac traction power system short-circuit fault distance indicator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98110434A RU98110434A (en) | 2000-04-10 |
RU2160193C2 true RU2160193C2 (en) | 2000-12-10 |
Family
ID=20206715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98110434A RU2160193C2 (en) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | Ac traction power system short-circuit fault distance indicator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2160193C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2747112C1 (en) * | 2020-10-23 | 2021-04-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ) | Method for determining the distance of a short circuit in the ac contact network of a multipath section (options) |
-
1998
- 1998-06-01 RU RU98110434A patent/RU2160193C2/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2747112C1 (en) * | 2020-10-23 | 2021-04-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта" (ФГАОУ ВО РУТ (МИИТ), РУТ (МИИТ) | Method for determining the distance of a short circuit in the ac contact network of a multipath section (options) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103176051B (en) | Earth/ground clamp for measuring earth resistance of electrical installations | |
SE8403226D0 (en) | Feeder Protection | |
SE9002287L (en) | PROCEDURE AND DEVICE MAKES COMMON LOCATION IN THE MULTI-TERMINAL | |
RU2160193C2 (en) | Ac traction power system short-circuit fault distance indicator | |
Mariscotti et al. | Measurement of the internal impedance of traction rails at 50 Hz | |
DE69718766T2 (en) | Measuring method for measuring the loop resistance of a power supply network with neutral conductors | |
DK0595677T3 (en) | Method and device for measuring compliance and discrepancy in the compensation of an electrical distribution network | |
EP0853364A3 (en) | Method for measuring a single electrical power load in electrical distribution networks | |
ATE276520T1 (en) | METHOD FOR DETERMINING THE INSTANT CURRENT VALUE OF A PULSE-CONTROLLED INDUCTIVE LOAD | |
CN110687380A (en) | Ground grid shunting vector testing system based on GPS source meter synchronization and application method thereof | |
RU2160673C2 (en) | Contact system fault detector | |
RU2153426C2 (en) | Contact system short-circuit fault indicator | |
RU2189606C1 (en) | Procedure determining distance to short-circuit point in ac contact network and device for its realization | |
Lehtonen et al. | Calculational fault location for electrical distribution networks | |
RU2175138C1 (en) | Method and device for measuring power circuit insulation resistance in live electrical equipment of vehicles | |
SU1476411A1 (en) | Method for locatins fallures of overhead power transmission lines | |
RU116243U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE DISTANCE TO THE PLACE OF A SHORT CIRCUIT TO THE GROUND OF THE AIRLINE LINES WITH A VOLTAGE OVER 1000 V LOCATED ON THE SUPPORTS OF THE AC CONTACT NETWORK | |
RU2177417C2 (en) | Traction system fault detector | |
RU36329U1 (en) | Resistance Measurement Device | |
RU2189607C1 (en) | Device determining distance to faulty point in traction network (versions) | |
SU1284874A1 (en) | Device for measuring resistance of rail circuit insulating joints | |
JPH08101235A (en) | Method for digital system for measuring ac voltage,ac current and phase angle of measuring signal and measuring device | |
SU730320A3 (en) | Device for preventing contact of mobile unit and overhead electric transmission line current conductor | |
SU1700655A2 (en) | Magnetic aerial - induction cable finder | |
SU853570A1 (en) | Device for locating grounding in networks with isolated neutral |