Автореферат (Разработка и совершенствование алгоритмов селективной и неселективной систем защиты тяговых сетей переменного тока), страница 3

Для этого определен экономический эффектот переоборудования, заключающийся в чистой приведенной стоимостипредотвращенного ущерба от последствий пережога контактных проводовпри работе ССЗ, который составил 1млн. руб. в год и установлен сроквозврата затрат на переоборудование, получившийся равным 14 дням.Четвертаяпосвященаглавасовершенствованиюалгоритмаавтоматики электроснабжения тяговой сети переменного тока.В настоящее время по нормативной документации время однократногоАПВ питающих линий контактной сети ТП составляет 5 - 7 с.

За это времяуспевает «разобраться» схема тягового режима отечественных ЭПС, чтоможет привести к остановке тяжеловесного поезда. Особенно актуальна этапроблема с повышенным временем АПВ для участков с неселективной ичастично-неселективной системами защит. Предлагается ввести в тяговойсети БАПВ с временем 0,3 - 0,9 сек, что дает возможность «удержать» схемутягового режима ЭПС. Такое решение известно по опыту Горьковскойжелезнойдороги,гдеспециальнодляэтойцелиустанавливаюттрансформаторы напряжения на питающих линиях контактной сети ТП.В диссертации предложены следующие технические решения поснижению времени отсутствия напряжения в контактной сети в аварийныхситуациях при использовании трансформаторов напряжения ПС, где ониустанавливаются по проекту:1.Предложен способ и устройство автоматизации ПС контактнойсети переменного тока, выполненных на выключателях (рисунок 5) спереносомфункцийопределенияпроходящегоКЗсТПнаПС.Целесообразность такого решения заключается в проверке наличия18проходящего КЗ в аварийно отключенной контактной сети на ПС, основныезащиты которого выполнены с нулевой выдержкой времени и включенииаварийно отключенной питающей линии при отсутствии КЗ с минимальнойвыдержкой времени БАПВ (0,3 – 0,9 сек).Рисунок 5 – ПС контактной сети на выключателяхНа схеме устройства автоматизации ПС (рисунок 5) принятыследующие обозначения: Ш-25 – шина ПС; Q1…Q4 – выключатели;ТA1…ТA4 – трансформаторы тока; ТV1…ТV4 – трансформаторы напряжения;A2 – блок защиты; A3 – блок устройства определения проходящего КЗ;A1.1… A1.4 – устройство автоматизации ПС (УАПС) к выключателямQ1…Q4 соответственно.2.Разработан способ автоматизации, позволяющий исключитьвозможность подачи напряжения на устойчивое КЗ путем выполнения АПВпитающих линий ТП зависимым от успешной работы БАПВ ПС сиспользованием телемеханики.

При этом для включения выключателяпитающей линии ТП при успешном БАПВ на ПС используется устройствотелеблокировки, предназначенное для блокировки смежных выключателейпитающей линии. На ПС используются устройства УАПС по рисунку 5.193.Для участков с ПС на разъединителях разработаны следующиетехнические мероприятия.Повысить эксплуатационную надежность электроснабжения можно,если при проходящих КЗ не отключать ПС. Для реализации этогоразработано устройство автоматизации ПС на разъединителях (рисунок 6),отличающееся введением функций контроля проходящего КЗ в тяговой сети.Рисунок 6 – Пост секционирования на разъединителяхЭтопозволит приаварийныхситуациях предотвратить отключениеразъединителей ПС в бестоковую паузу и пройти аварийный режим безнегативных последствий.

На рисунке 6 показана схема устройства, где Ш-25– шина ПС; QS1…QS4 – разъединители управляемые, ТV – трансформаторнапряжения, а A1 – устройство контроля проходящего КЗ (УККЗ).Разработано устройство, отличающееся от предыдущего введением вшину ПС выключателя с трансформаторами тока, оборудованного блокомзащиты(БЗ)ивтороготрансформаторанапряжениядляконтролянапряжения двух направлений участка контактной сети.

В результате припроходящем КЗ будет выполняться АПВ ранее отключенного от БЗвыключателя на ПС. Малое время перерыва питания (0,3 - 0,9 сек) не даст ПС«разобраться» и провал напряжения в тяговой сети будет быстроликвидирован. Кроме того, включение выключателя в шину ПС сделаетвозможным применение в тяговой сети системы защиты ЧНСЗ.Запатентовано устройство неселективной защиты, позволяющее при КЗна станции или линии ДПР блокировать отключения разъединителей ПС20путем рационального выбора выдержек времени ступеней дистанционныхзащит (патент №172397 РФ). Показано, что введение выдержки времени 0,2сек в третью ступень обеспечивает селективную работу с защитамиприсоединений питающей линии станции и линии ДПР и исключаетопасность пережога контактного провода.ЗАКЛЮЧЕНИЕ1.Показано, что определение входного сопротивления на шинах110(220) кВ по мощности КЗ, заданного энергосистемой в соответствии снормативными документами, и, как следствие, игнорирование электрическойсвязи по линиям 110(220) кВ (то есть взаимным сопротивлением) междудвумя смежными ТП, к которым подключена тяговая сеть, приводит кметодической погрешности в расчете токов КЗ.

При этом установлено, чтодля мощности КЗ на шинах 110(220) кВ ТП более 750 - 900 МВ∙А расчетбудет давать методическую погрешность не более 10%.2.На основании анализа методов расчета схемы замещениятрехфазного трансформатора, а также используя теорию эквивалентногогенераторадоказанаэнергосистемыисправедливостьтрехфазногозаменытрансформаторатрехфазныхнасетейэквивалентнуюоднофазную сеть для расчета двухфазных токов КЗ в тяговой сети.

Указанноеподтверждаетсямноголетнейпрактикойпримененияэквивалентныходнофазных схем в нормативных документах по расчету тяговых сетей.3.Сформирована новая схема замещения для расчета двухфазныхтоков КЗ, позволяющая снизить методическую погрешность в вычислении.Для этого в схему замещения по нормативным документам добавлена схемазамещения СВЭ из трехлучевой звезды с эквивалентными сопротивлениямилиний 110(220) кВ, для которой предложен метод расчета узловоговзаимного и собственного сопротивлений линий.4.Выведены основные формулы для расчета параметров КЗ сучетом новой схемы замещения, учитывающей взаимную связь двух21смежных ТП, питающих тяговую сеть, исходя из различных случаев КЗ иприменительно к расчетным схемам селективных и неселективных защит(свидетельство № 2017613520 РФ на программу для ЭВМ).5.Разработана система защиты ЧНСЗ, исключающая опасностьпережога контактных проводов и отличающаяся увеличением зоны первыхступеней защит включительно до шин ПС и ТП, при этом число ложныхотключений выключателей снижается в два раза.

Получено аналитическоерешение для определения величины ИЗН защит ЧНСЗ при КЗ вблизи ТП илиПС. В результате установлено, что ИЗН составляет менее половины длинынастраиваемой зоны неселективности (0,03 ÷ 0,05 зоны между ТП и ПС), тоесть вероятность неселективного отключения выключателей крайне мала.Переоборудование ССЗ в ЧНСЗ является экономически оправданным,годовойэкономическийэффектотпереоборудованияодноймежподстанционной зоны составляет 1 млн. руб.6.Применение СЗПС в тяговой сети, как альтернативы ЧНСЗ,позволит уменьшить время отключения повреждения и не допустить ложныхотключений выключателей питающих линий. Установлено, что вероятностькаскадного отключения выключателей при этом будет незначительна.Рассмотрение условий пережога контактных проводов показало, чтоприменение систем защит НСЗ, ЧНСЗ, а также и СЗПС практическиполностью предотвращает опасность пережога.7.Разработаны новый способ и устройство автоматизации ПС навыключателях, при которых в случае проходящего КЗ включается по БАПВаварийно отключенная питающая линия ПС.

Указанное позволяет восстановитьнапряжение за время 0,6 – 0,9 с, что дает возможность «сохранить» схемутягового режима ЭПС (патенты № 2647108 РФ и № 172099 РФ).8.Для участков с ПС на разъединителях разработаны следующиетехнические решения, позволяющие восстановить напряжения в контактнойсети при аварийных ситуациях за минимальное время, обеспечив тем самымустойчивую работу ЭПС:22– введена функция контроля проходящего КЗ, позволяющая сохранитьвключенное состояние разъединителей ПС при проходящих КЗ;–вшинуПСвведенвыключательсфункциейопределенияпроходящего КЗ, что позволяет перевести работу тяговой сети отнеселективного к частично-неселективному режиму;– запатентовано устройство неселективной защиты, позволяющее приКЗ на станции или линии ДПР блокировать отключения разъединителей ПСпутемрациональноговыборавыдержеквременитретьихступенейдистанционных защит (патент № 172397 РФ).9.Перспективамидальнейшейразработкитемыдиссертацииявляются исследования в области повышения быстродействия релейнойзащиты и автоматики тяговых сетей переменного тока.ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕДИССЕРТАЦИИРаботы в изданиях, рекомендуемых ВАК:1.Субханвердиев, К.С.

Частично-неселективная система защитконтактной сети [Текст] / К.С. Субханвердиев // Мир транспорта. – 2014. –№ 5. – С. 90-96.2.Герман, Л.А. Оценка погрешности расчета токов короткогозамыкания в тяговой сети переменного тока [Текст] / Л.А. Герман, К.В.Кишкурно, К.С.